DE4241042C1

DE4241042C1 - Verfahren zur Herstellung von Verbundsteinen oder -platten

Info

Publication number: DE4241042C1
Application number: DE19924241042
Authority: DE
Inventors: Emmo Dr Frey; Sigfried Peuker; Uwe Kraeft; Karl Dr Kroboth; Michael Dr Schmidt
Original assignee: Hebel AG; Heidelberger Zement AG
Current assignee: HeidelbergCement AG; Hebel AG
Priority date: 1992-12-05
Filing date: 1992-12-05
Publication date: 1994-02-17
Anticipated expiration: 2012-12-06

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbundsteinen oder -platten, bestehend aus einem tragen den Element aus einer zement- und/oder kalkhaltigen Masse und einer vorgefertigten, dekorativen Deckplatte aus sili katischem Material, bei dem die zement- und/oder kalkhal tige Masse in plastischem Zustand an die Innenseite einer in einer Form angeordneten Deckplatte angeformt wird.

Bei einem derartigen bekannten Verfahren zur Herstellung von Verbundsteinen oder -platten (FR 1 524 275) werden zunächst an der Innenseite der Deckplatte, die aus Natur stein, Steinzeug, Glas, Terrakotta bestehen kann, zwei Metallklammern befestigt. Die so vorbereitete Deckplatte wird dann in eine Form gestellt, die mit einer Porenbeton- Rohmischung gefüllt wird. Die Porenbeton-Rohmischung wird hierbei unmittelbar an die Innenseite der Deckplatte ange gossen, wobei der von der Innenseite vorstehende Teil der Metallklammern von der Porenbeton-Rohmischung umhüllt wird. Durch die Metallklammern soll eine sichere Verbindung zwischen dem aus Porenbeton bestehenden tragenden Element und der Deckplatte geschaffen werden. Die Haftzugfestig keit zwischen dem Porenbeton, der bei Umgebungstemperatur erhärtet, und der Innenseite der Deckplatte ist nämlich verhältnismäßig gering, so daß die Gefahr besteht, daß sich die Deckplatte von dem Porenbeton löst. Diese Gefahr ist besonders bei Frosteinwirkung gegeben. Durch die Me tallklammern, die aus rostfreiem Stahl bestehen müssen und daher teuer in der Herstellung sind, werden jedoch die Herstellungskosten des gesamten Verbundsteines oder der Verbundplatte wesentlich erhöht. Es müssen nämlich an der Innenseite der Deckplatte Ausnehmungen vorgesehen wer den, in welche die Metallklammern eingreifen können.

Außerdem ist es erforderlich, die Metallklammern in diese Ausnehmungen einzusetzen. Da die so vorbereiteten Deck platten anschließend in eine Form gebracht werden müssen, besteht außerdem die Gefahr, daß hierbei die Metallklam mern irgendwo anstoßen und sich hierdurch ungewollt wie der von der Deckplatte lösen oder zumindest verbogen wer den.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren zur Herstellung von Verbundsteinen oder -platten der eingangs erwähnten Art aufzuzeigen, durch welches eine Verbesserung der Verbindung, insbesondere der Haft zugfestigkeit, zwischen Deckplatte und tragendem Element erreicht wird, so daß Metallklammern oder dgl. entfallen können und damit die Herstellung vereinfacht wird.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Verbundsteine oder -platten nach dem Erreichen der Grün standsfestigkeit einer Betonmasse oder nach dem Anpres sen einer Kalksandsteinmasse einer Dampfdruckhärtung in einem Autoklaven bei Temperaturen von 150 bis 230° un terzogen werden.

Überraschenderweise wird durch die Dampfdruckhärtung eine wesentlich höhere Haftzugfestigkeit zwischen dem tragenden Element und der Deckplatte erreicht, als dies bei einem Aushärten der zement- und/oder kalkhaltigen Masse bei Um gehungstemperatur der Fall ist. Besonders bei Porenbeton wurde bei Anwendung der Dampfdruckhärtung eine wesentliche und unerwartete Erhöhung der Haftzugfestigkeit zwischen dem Porenbetonstein und der Deckplatte festgestellt. Auch wurde durch entsprechende Frost-Tau-Wechselversuche eine unerwartet hohe Frostbeständigkeit der Verbindung zwischen Porenbeton und Deckplatte beobachtet. Es wird vermutet, daß die hohe Haftzugfestigkeit dadurch erreicht wird, daß sich durch das Autoklavieren Calciumsilikathydrate bilden, die einen verbesserten Kontakt zu den aus silikatischem Mate rial bestehenden Deckplatten vermitteln. Da mit dem erfin dungsgemäßen Verfahren eine hohe Haftzugfestigkeit erzielt wird, kann man auf Metallklammern zwischen Deckplatte und tragendem Element völlig verzichten. Hierdurch wird die Herstellung der Verbundsteine oder -platten wesentlich vereinfacht, und damit werden auch die Herstellungskosten gesenkt.

Die DE 41 34 296 C1 (nachveröffentlicht) offenbart eine Verbundsteinplatte aus wenigstens zwei in verlegtem Zu stand übereinander angeordneten, im wesentlichen ganz flächig miteinander verbundenen Schichten, wobei die obere Schicht von einem Naturstein und die untere Schicht von einer Betonschicht gebildet ist. Die groben Zuschlag stoffe der Betonschicht sind durch kantig geformten Splitt aus dem gleichen Natursteinmaterial wie die obere Schicht gebildet, die eine Granitplatte sein kann. Die obere und die untere Schicht können über eine die Erhö hung der Haftfähigkeit vermittelnde Zwischenschicht mit einander verbunden sein, wobei die Zwischenschicht von einem aus Zement, Quarzsand und Kunststoffmaterial be stehenden Bindemittel gebildet sein kann.

Aus der DE 39 21 779 A1 ist eine vorgefertigte, transpor tierbare und selbsttragende Platte, Wand oder Formteil bekannt, die einen Plattenkern aus Beton und auf der Vorder- und Rückseite aufgebrachte Fliesen oder Keramik platten aus Steingut oder Steinzeug aufweist. Um eine wesentliche Verringerung der Stärke und des Gewichtes zu erreichen und ferner auch eine dauerhafte Befestigung von belasteten Gegenständen zu ermöglichen, ohne die gute Stabilität und die guten selbst tragenden Eigenschaften zu verschlechtern, sind auf beiden Seiten des mit geringer Stärke ausgebildeten Plattenkerns aus Beton zwischen Plat tenkern und Fliesen bzw. Keramikplatten dünne Haftvermitt lungsschichten mit darin eingebetteten Glasfasermatten oder Glasfasergittern vorgesehen. Zur Herstellung der Platte, Wand oder des Formteiles wird auf eine ebene, ein geschalte Fläche zunächst eine Schicht Fliesen oder dgl. mit der Glasur nach unten aufgelegt. Danach wird auf die Rückseite der Fliesen die relativ flüssig angesetzte Haft vermittlungsschicht dünn aufgetragen. Auf diese Haftver mittlungsschicht wird dann die Glasfasermatte aufgelegt und in die Haftvermittlungsschicht eingedrückt. Auf die noch feuchte Haftvermittlungsschicht wird der Frischbeton für den Plattenkern dünn aufgetragen und darüber dann die übrigen Schichten in umgekehrter Reihenfolge. Nach dem Anklopfen oder Anrütteln der oberen Fliesenschicht erfolgt das Aushärten bei Umgebungstemperatur.

Die DE 35 17 669 A1 beschreibt einen Baukörper, wie Mauer, Wand, Wand-, Fassaden-, Verbundplatte oder dgl., der wenig stens aus einem platten- oder wandartigen Porenbetonteil und einer Wärme-, Kälte- und Schall-Isolationsschicht ge bildet ist, welche beiden Teile durch eine Klebschicht auf Zementbasis miteinander flächig verbunden sind, wobei in der Klebschicht ein zähelastisches, metallfreies, korrosionsfestes Gewebe, z. B. aus Glasfasern, Keramikfa sern oder Kohlefasern, eingebettet ist.

Aus der DE 32 02 817 A1 ist ein quaderförmiger, organischer Verbundstein, bestehend aus einem Calciumsilikathydratstein im Verbund mit einem anorganischen Dämmstoff geringer Roh dichte bekannt. Der Dämmstoff bildet eine Schicht oder einen Kanal oder mehrere zueinander parallele Schichten oder Kanäle, die den Calciumsilikathydratstein durchziehen. Der Verbundstein läßt sich z. B. dadurch herstellen, daß man in den Hohlraum eines Kalksandstein-Rohlings eine expandier fähige anorganische Dämmstoff-Vorstufe einfüllt, die man expandieren läßt. Anschließend werden der Kalksandstein und der Dämmstoff mit überhitztem Wasserdampf ausgehär tet.

Die DE-AS 23 30 796 beschreibt ein Verfahren zur Herstel lung von Fertigbauteilen aus Kunststeinen, insbesondere von Wandelementen. Die vorzugsweise aus Calciumsilikat material bestehenden Kunststeinrohlinge, z. B. Kalksand steinrohlinge, werden dabei in eine Form nach einem vor gegebenen Muster eingelegt, wobei die sich berührenden Flächen mit einem Kleber oder Bindemittel, z. B. mit Kalk milch, bestrichen werden. Anschließend wird der Baustein verband in der Form nachverdichtet und mit oder ohne Form einer Dampfdruckhärtung unterzogen.

Schließlich ist aus der DE-AS 15 71 330 ein Verfahren zur Herstellung dampfgehärteter, kalksilikathydrat- bzw. kalk silikataluminathydratgebundener, gegebenenfalls poröser Granalien aus hydrothermalhärtbaren Granalien, bekannt, bei dem ein härtbares Gemisch in einem Autoklaven gleich zeitig granuliert und unter Dampfdruck vollständig ausge härtet wird. Man erhält mit diesem Verfahren ausgehärtete, gegebenenfalls poröse Granalien, die als Bau- oder Zuschlag stoffe geeignet sind, in einem einzigen Arbeitsgang.

Die vorgenannten Druckschriften konnten jedoch die vorlie gende Erfindung nicht nahelegen, da jeweils nur Teilaspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens betrachtet werden und sich hieraus auch kein Anhaltspunkt für eine Zusammenschau einzel ner Druckschriften ergibt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als plastische Masse, die später das tragende Element bildet, zum Beispiel eine Porenbeton-Rohmischung verwendet. Diese kann Portlandzement und/oder andere Zemente mit üblicher Erhärtungsgeschwindigkeit und/oder rasch erhärtenden Schnellzement enthalten. Nachdem die Deckplatte in eine Form gebracht wurde, wird die Rohmischung in die Form gegossen und gewartet, bis der Porenbeton eine ausreichende Grünfe stigkeit erreicht hat, damit er aus der Form genommen werden kann. Das kann bei Verwendung von Schnellzement relativ rasch erfolgen. Es erfolgt dann die Dampfdruckhärtung in einem Autoklaven unter den beim Autoklavieren von Porenbeton übli chen Bedingungen. Nach der Dampfdruckhärtung liegt ein Ver bundstein oder eine Verbundplatte vor, bei der das dekorative Aussehen und die Wetterbeständigkeit der Verbundplatte mit den guten wärmedämmenden Eigenschaften von Porenbeton kombi niert sind.

Unter Porenbeton wird hier vor allem sogenannter Gasbeton verstanden, bei dem die Poren durch Zugabe von Aluminium pulver gebildet sind. Anstelle von Gasbeton kann jedoch auch Schaumbeton verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch für Normalbe ton, Glasfaserbeton oder Leichtbeton anwenden. Auch bei die ser Art von Beton muß die Grünstandsfestigkeit des Betons abgewartet werden, bevor die Form abgenommen und mit der Dampfdruckhärtung begonnen werden kann. Dieses kann bei Ver wendung von Schnellzement relativ rasch erfolgen. Wenn bei der Durchführung des Verfahrens als plastische Masse eine Kalksandstein-Rohmischung verwendet wird, dann hat diese nach dem Anpressen an die Innenseite der Deck platte eine ausreichende Standfestigkeit, so daß die Ver bundsteine oder -platten sofort nach dem Anpressen in den Autoklaven zur Dampfdruckhärtung gebracht werden können.

Zur Durchführung des Verfahrens werden zweckmäßig silikat haltige Naturwerksteinplatten verwendet. Hier hat sich be sonders Granit als geeignet erwiesen. Als silikathaltige Naturwerksteine kommen jedoch auch Diorit, Syenit, Gabbros, Vulkanite, Sandsteine, Gneise und Schiefer in Frage.

Als Deckplatte kann auch eine silikatische Keramikplatte oder eine Glasplatte verwendet werden.

Gegebenenfalls kann es zweckmäßig sein, vor dem Angießen oder Anpressen der plastischen Masse auf die Innenseite der Deckplatte einen Haftvermittler aufzubringen, um die Haft zugfestigkeit noch zu verbessern. Besonders geeignet als Haftvermittler sind z. B. Kalkhydratmilch oder Zementleim.

Ferner kann es zweckmäßig sein, die Verbindung von Deck platte und tragendem Element dadurch zu verbessern, daß auf die Haftvermittlerschicht eine Faserschicht oder ein Gewebe angeordnet wird. Als Fasern für diese Faser- oder Gewebeschicht eignen sich vor allem Glasfasern, Metallfa sern oder gegebenenfalls auch Kokosfasern, oder andere Fasern. Weitere vorteilhafte Maßnahmen bei der Durchführung des Ver fahrens zur Herstellung von Verbundbausteinen und -platten sind in folgendem, anhand der bei liegenden Zeichnung erläu tert. Die Deckplatten können hierbei entweder gemäß Fig. 1 horizontal liegend oder gemäß Fig. 2 vertikal stehend in einer nicht dargestellten Form angeordnet sein. Beide Möglichkeiten werden im Zusammenhang mit der Verwendung von Porenbeton beschrieben.

Gemäß Fig. 1 werden mehrere Deckplatten 1 in horizontaler Stellung mit nach oben gerichteten Innenseiten 1a auf den Boden einer nicht dargestellten Form gelegt. Die Deckplat ten 1 werden dabei mit ihren Schmalseiten dicht an dicht angeordnet. In die Form wird dann die Porenbeton-Rohmischung, insbesondere eine Gasbeton-Rohmischung, die Aluminiumpulver als Treibmittel enthält, eingefüllt. Die Porenbeton-Roh mischung kommt in innigen Kontakt mit den Innenseiten 1a der Deckplatten 1. Nachdem die Porenbeton-Rohmischung die erforderliche Grünstandsfestigkeit erreicht hat, können die Seitenwände der Form abgenommen werden. Mittels mehre rer vertikal geführter Schneiddrähte 2 und 3 kann der an gesteifte Porenbetonblock in eine der Anzahl und den Ab messungen der Deckplatten 1 entsprechende Anzahl von Ver bundsteinen oder -platten geschnitten werden. Die Schneid drähte 2, 3 werden dabei so weit nach unten bewegt, bis sie die nach oben gerichteten Innenseiten 1a der Deck platten erreicht haben. Die Schnitte werden jeweils in denjenigen Bereichen geführt, die vertikal über den Rän dern der aneinandergrenzenden Deckplatten liegen.

Damit die bei der Porenbetonherstellung üblichen Gießfor men verwendet und voll ausgenützt werden können, wird in die Formen zweckmäßig mehr Rohmischung eingefüllt, als zur Herstellung der Verbundsteine oder -platten er forderlich wäre. Es kann dann durch einen weiteren Schneiddraht 4, der in horizontaler Richtung bewegbar ist, eine obere Schicht von Porenbetonsteinen oder -platten abgetrennt werden. Diese in der oberen Schicht enthaltenen Porenbetonsteine oder -platten 5 weisen dann keine Deck platten auf und können nach dem Autoklavieren wie übliche Porenbetonsteine oder -platten verwendet werden.

Nachdem der Porenbeton auf diese Weise mittels der Schneid drähte 2, 3, 4 in einzelne Porenbetonsteine 5 und Verbund steine 6 aufgeteilt wurde, wird er auf dem Formboden ruhend in einen Autoklaven gebracht und dort bei Temperaturen zwi schen 150 und 230°C einer Dampfdruckhärtung unterworfen. Bei Gasbeton der Festigkeitsklasse GP2 mit einer Rohdichte von 0,5 kg/dm³ wurde nach dem Autoklavieren zwischen der aus Granit bestehenden Deckplatte und dem Gasbeton eine Haftzugfestigkeit von 0,17 N/mm² festgestellt. Nach fünf undzwanzig Frost-Tau-Wechseln war die Haftzugfestigkeit überraschenderweise noch höher und lag bei 0,22 N/mm². Man könnte gemäß Fig. 2 auch so verfahren, daß mehrere Deckplatten 1 in vertikaler Stellung in eine nicht darge stellte Form gebracht und dort durch entsprechende Halte mittel fixiert werden. Es können jeweils zwei Deckplatten mit ihren Außenseiten aneinanderliegend in die Form ge stellt werden. Zwischen den einander zugekehrten Innen seiten zweier benachbarter Deckplatten wird jedoch ein Zwischenraum belassen, dessen Breite B doppelt so groß ist wie die Breite der Porenbetonschicht des fertigen Verbundsteines bzw. der fertigen Verbundplatte. In die Zwischenräume zwischen den einander zugekehrten Innen seiten der Deckplatten 1 wird anschließend die Porenbe ton-Rohmischung eingegossen. Nach dem Erreichen der Grün standsfestigkeit werden dann mittels der vertikal ange ordneten Schneiddrähte 7 Schnitte ausgeführt, die jeweils in der Mitte jedes Zwischenraumes verlaufen. Man kann in der Form auch mehrere Deckplatten in Längsrichtung der Form hintereinander anordnen. Hierbei ist es jedoch zweckmäßig, zwischen den vertikalen Schmalseiten benach barter Deckplatten jeweils einen kleinen Spalt zu belas sen, der etwa der Dicke des Schneiddrahtes entspricht.

Dieser Spalt wird zwar durch die Porenbeton-Rohmischung ebenfalls ausgefüllt, jedoch kann ein durch den Spalt geführter Schneiddraht den noch weichen Porenbeton leicht schneiden und aus dem Spalt entfernen. Nach dem Aufteilen des Porenbetons mittels der Schneiddrähte werden dann die Verbundsteine wiederum in einen Autoklaven zur Dampfhär tung gebracht.

Bei Normalbeton, Glasfaserbeton und Leichtbeton erfolgt das Aufteilen in einzelne Verbundsteine oder -platten nach dem Autoklavieren durch Sägen. Auch Porenbeton konnte gegebenenfalls nach dem Autoklavieren gesägt werden. Hier bei und auch bei Verwendung von Porenbeton ist es möglich, Deckplatten, die ursprünglich die doppelte Dicke aufwiesen, der Länge nach durchzusägen.

Um die Verbindung zwischen Deckplatte und tragendem Ele ment noch zu verbessern, könnte die dem tragenden Element zugekehrte Innenseite der Deckplatte aufgerauht oder gege benenfalls auch profiliert sein.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Verbundsteinen oder -platten, bestehend aus einem tragenden Element aus einer zement- und/oder kalkhaltigen Masse und einer vorgefertigten, dekorativen Deckplatte aus silikati schem Material, bei dem die zement- und/oder kalkhal tige Masse in plastischem Zustand an die Innenseite einer in einer Form angeordneten Deckplatte angeformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundsteine oder -platten nach dem Erreichen der Grünstandsfestig keit einer Betonmasse oder nach dem Anpressen einer Kalksandsteinmasse, einer Dampfdruckhärtung in einem Autoklaven bei Temperaturen von 150 bis 230°C unter zogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als plastische Masse eine Porenbeton-Rohmischung ver wendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als plastische Masse eine Normalbeton-Rohmischung ver wendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als plastische Masse eine Glasfaserbeton-Rohmischung verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als plastische Masse eine Leichtbeton-Rohmischung ver wendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als plastische Masse eine Kalksandstein-Rohmischung verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß als Deckplatte eine silikathaltige Naturwerksteinplatte verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Deckplatte eine Granitplatte verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß als Deckplatte eine silikatische Keramikplatte verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß als Deckplatte eine Glasplatte verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Angießen oder Anpressen der plastischen Masse auf die Innenseite der Deck platte ein Haftvermittler aufgebracht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Haftvermittler Kalkhydratmilch verwendet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Haftvermittler Zementleim verwendet wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Haftvermittlerschicht eine Faserschicht oder ein Gewebe angeordnet wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Deckplatte in horizontaler Stellung mit nach oben gerichteter Innen seite auf den Boden einer Form gelegt und die plasti sche Masse darüber aufgegossen oder aufgepreßt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Porenbeton-Rohmischung nach dem Erreichen der Grünstandsfestigkeit mittels Schneiddrähten in eine der Anzahl und den Abmessungen der Deckplatten ent sprechende Anzahl von Verbundsteinen oder -platten geschnitten und anschließend der Dampfdruckhärtung unterzogen wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Schneiddrahtes eine obere Schicht von Porenbetonsteinen oder -platten abgetrennt wird, die keine Deckplatten aufweist.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Deckplatten in vertikaler Stellung unter Belassung von Zwischenräumen zwischen ihren einander zugekehrten Innenseiten in einer Form angeordnet, dann die Zwischenräume mit der plasti schen Masse ausgefüllt und diese durch vertikale, im Bereich der Zwischenräume geführte Schnitte in einzel ne Verbundsteine oder -platten aufgeteilt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatten mit ihren Außenseiten aneinander liegend in die Form gestellt werden.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekenn zeichnet, daß das Aufteilen durch vertikale Schnitte bei Porenbeton nach Erreichen der Grünstandsfestig keit vor der Dampfdruckhärtung erfolgt.

21. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekenn zeichnet, daß das Aufteilen bei Normal- und Leicht beton nach der Dampfdruckhärtung durch Sägen erfolgt.