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(11) | EP 1 321 255 A2 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Betonstein und Verfahren zur Herstellung desselben |
| (57) Es werden ein Betonstein mit natursteinähnlichem Charakter und ein Verfahren zur
Herstellung des Betonsteines beschrieben. Bei dem Verfahren wird ein Steinrohling
aus einem Frischbeton mit einer speziellen Rezeptur hergestellt. Der Steinrohling
wird dann zusammengepreßt, so daß ausgebauchte Seitenflächen erhalten werden. Danach
läßt man den zusammengepreßten Steinrohling aushärten. |
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Betonstein mit natursteinähnlichem Charakter, der mindestens eine nach außen ausgebauchte Seitenfläche aufweist.
[0002] Es ist in vielen Fällen erwünscht, Betonsteine zur Verfügung zu haben, die einen natursteinähnlichen Charakter besitzen. Derartige Betonsteine können beispielsweise als Trockenmauerstein oder als Hangbefestigungsstein eingesetzt werden. Es ist des weiteren erwünscht, derartige Steine einfach und kostengünstig, d.h. mit möglichst wenigen Arbeitsschritten, insbesondere ohne eine Vielzahl von Nachbehandlungsschritten, herzustellen. Besonders wünschenswert wäre ein Verfahren, bei dem in einem Arbeitsgang ein Betonstein mit einem natursteinähnlichen Charakter hergestellt werden kann, wobei hier gezielt eine gewisse Vielfalt zwischen den hergestellten Steinen herrschen soll, d.h., wenn möglich, soll kein Stein exakt so aussehen wie der andere, um eine möglichst große Anpassung an entsprechende Natursteine zu erreichen.
[0003] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Betonstein zu schaffen, der sich bei einem natursteinähnlichen Aussehen auf besonders einfache und kostengünstige Weise herstellen läßt. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Steines angegeben werden.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Betonstein, insbesondere Trockenmauerstein, mit natursteinähnlichem Charakter, der eine ebene Ober- und Unterseite und mindestens eine nach außen ausgebauchte Seitenfläche aufweist, gelöst, ferner durch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Steines, das die folgenden Schritte umfaßt:
1. Herstellen eines Frischbetons, dessen Feststoffgehalt die folgende Zusammensetzung besitzt:
40-60 % Sand mit einer maximalen Korngröße von 2 mm,
20-40 % Kies mit einer maximalen Korngröße von 8 mm und
10-30 % Bindemittel
und der einen W/Z-Wert von 0,50-0,60 aufweist;2. Herstellen eines Steinrohlings aus dem Frischbeton;
3. Zusammenpressen des Steinrohlings, so daß sich mindestens eine Seitenfläche ohne Aufreißen des Betons nach außen ausbaucht; und
4. Aushärtenlassen des zusammengepreßten Steinrohlings.
[0005] Die Erfindung geht davon aus, daß der natursteinähnliche Charakter des Betonsteines dadurch erreicht wird, daß dieser mindestens eine nach außen ausgebauchte Seitenfläche, vorzugsweise vier nach außen ausgebauchte Seitenflächen, aufweist. Diese ausgebauchten Seitenflächen geben dem Stein einen natursteinähnlichen Charakter, da hierdurch ebene Flächen, wie sie den Charakter eines Kunststeines prägen, entfallen. Die ausgebauchten Seitenflächen gehen ohne scharfe Kanten in die Oberseite und Unterseite des Steines über, wobei sich entsprechend abgerundete Ecken bilden. Wesentlich ist dabei, daß die Ober- und Unterseite im Gegensatz zu einem Naturstein eben ausgebildet sind. Solche Steine eignen sich besonders als Trockenmauerstein, aber auch als Hangbefestigungsstein. Bei einem Einsatz als Hangbefestigungsstein, bei dem nur eine Seitenfläche eine Sichtfläche bildet, reicht es aus, wenn diese eine Seitenfläche nach außen ausgebaucht ist. Bevorzugt sind jedoch bei dem Stein mindestens die Vorderseite und Rückseite ausgebaucht.
[0006] Um die Ausbauchung der mindestens einen Seitenfläche zu erreichen, wird erfindungsgemäß ein noch nicht abgebundener Steinrohling aus Frischbeton zusammengepreßt. Der Rohling wird hierdurch in seiner Höhe reduziert, jedoch in Breite und Länge vergrößert. Die Seitenflächen bauchen sich aus. Wird nur die Ausbauchung einer Seitenfläche erwünscht, werden die anderem Seitenflächen beim Zusammenpressen mit einer Schalung in Kontakt gebracht.
[0007] Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß ein derartiger Preßvorgang mit Steinrohlingen, die aus üblichem für derartige Kunststeine verwendeten Beton bestehen, ohne ein Aufreißen des Betons nicht durchführbar ist. Ein solches Aufreißen ist unerwünscht, da hierdurch die Sichtflächen unansehnlich werden und Zuschlagkorn zutage tritt. Aus diesen Gründen wurde erfindungsgemäß eine spezielle Rezeptur für den Frischbeton, aus dem der Rohling hergestellt wird, entwickelt.
[0008] Diese Rezeptur ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß sie sich durch einen großen Sandanteil (maximale Korngröße 2 mm) im Zuschlagstoff auszeichnet. Ferner wurde festgestellt, daß, um das vorstehend erwähnte Aufreißen beim Zusammenpressen zu verhindern, eine möglichst weiche, plastische und verformbare Konsistenz erreicht werden muß. Erfindungsgemäß wurde ermittelt, daß bei der Herstellung des Frischbetons mit einem W/Z-Wert (Wasseranteil/Zementanteil-Wert) von 0,50-0,60 gearbeitet werden muß, um ein Aufreißen oder Zerfallen des Rohlings beim Zusammenpressen zu verhindern.
[0009] Insgesamt sollte eine Bindemittelanteil, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt, von 10-30 % vorliegen, wobei vorzugsweise das Bindemittel neben Zement ein Plastifiziermittel enthalten sollte, um die Konsistenz noch plastischer zu machen.
[0011] Aus einem mit einer derartigen Rezeptur hergestellten Frischbeton lassen sich Steinrohlinge formen, insbesondere über die bekannten Verfahren zur Herstellung von Kunststeinen (Pflastersteinen), die in einem weiteren Schritt nach deren Formung zusammenpreßbar sind, so daß sie sich vorzugsweise nach allen Seiten ausdehnen und die gewünschte ausgebauchte Form erhalten. Die auf diese Weise hergestellten Rohlinge läßt man dann aushärten, um das Betonsteinendprodukt zu erhalten.
[0012] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit ein Trockenmauerstein hergestellt werden, der einfach und leicht auch von einem Privatmann gehandhabt werden kann. Das Gewicht des Einzelsteines kann dabei unter 25 kg gehalten werden. Der Stein läßt sich ohne weiteres maschinell auf einem Brettfertiger produzieren. Die Zahl der Nachbearbeitungsschritte kann auf einen beschränkt werden. Der natursteinähnliche Charakter kann dem Stein in einem Arbeitsgang bei der Produktion verliehen werden.
[0013] Bevorzugte Abmaße des Steinrohlings sind: 25 cm x 20 cm x 19,5 cm. Dieser Steinrohling wird vorzugsweise auf eine Höhe von 15 cm zusammengedrückt, wobei sich Länge und Breite auf folgende Maße verändern: ca. 28 cm x ca. 23 cm.
[0014] Als Plastifiziermittel gelangen vorzugsweise Tenside (Seife) zum Einsatz, die den Zusammenhalt des Steinrohlings nach dem Entfernen aus der Form unterstützen. Durch den relativ hohen W/Z-Wert ist der Rohling nach dem Formen relativ naß, was für eine weiche, plastische und verformbare Konsistenz erwünscht ist. Der Abbindevorgang ist daher relativ zeitaufwendig.
[0015] Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß sich das Verfahren besonders gut durchführen läßt und ein Betonstein mit besonders gutem Aussehen erreicht werden kann, wenn der Steinrohling vorzugsweise um 10-30 % seiner Höhe zusammengepreßt wird. Bei der angegebenen Rezeptur für den Frischbeton lassen sich auf diese Weise ausgebauchte Steine ohne Aufreißen des Betons herstellen.
[0016] Ein weiteres bevorzugtes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß der Steinrohling mit einer heißen oder beheizten Platte zusammengepreßt wird. Dies hat den Vorteil, daß ein Kleben des Rohlings an der Druckplatte weitgehend verhindert wird.
[0017] Den zusammengepreßten Rohling läßt man vorzugsweise ca. 10 h aushärten, wobei man den Rohling bevorzugt zum Aushärten bedampft. Durch die nasse Verarbeitung ist einer sorgfältigen Aushärtung besondere Bedeutung zu widmen.
[0018] Der fertige Stein kann Nachbearbeitungen unterzogen werden, um ein besonders gutes natursteinähnliches Aussehen zu erreichen. Vorzugsweise wird jedoch die Nachbearbeitung auf einen Nachbehandlungsschritt, nämlich Rumpeln, beschränkt. Auf diese Weise läßt sich der Stein durch zwei Schritte (Zusammenpressen und Rumpeln) in das gewünschte natursteinähnliche Aussehen überführen.
[0019] Für die Herstellung des Steinrohlings können, wie erwähnt, übliche Verfahren Anwendung finden. Vorzugsweise bringt man den Frischbeton zur Herstellung des Steinrohlings in eine Form ein und entfernt die Form sofort nach dem Einbringen des Frischbetons wieder, um insbesondere Klebeeffekte zu vermeiden. Durch die spezielle Rezeptur des Frischbetons fällt der Rohling nach dem Entfernen aus der Form (Entschalen) nicht zusammen.
[0020] Um Rohlinge in einer Produktionsmaschine herzustellen und zu verformen (zusammenzupressen), finden vorzugsweise zwei Verfahren Anwendung:
1. Der Stein wird als Rohling in der üblichen Weise mit einem Brettfertiger produziert.
Nach dem Entschalen und Hochfahren der Form taucht der Stempel abermals in die Form
ein und verriegelt mit der Form, so daß die Unterseite der Form eine ebene Fläche
bildet. Anschließend wird die Form mit den verriegelten Druckplatten (Stempel) auf
den auf dem Brett stehenden Rohling fixiert, und der Rohling wird zusammengepreßt.
Um das genaue Maß, beispielsweise auf eine Höhe von 15 cm, zu erhalten, fährt die
Form mit dem verriegelten Stempel gegen Anschläge.
Um Klebeeffekte zu vermeiden, wird mit beheizbaren Druckplatten gearbeitet. Bei der
Auslegung der Form ist darauf zu achten, daß die Stege der Form so ausgebildet sind,
daß nach dem Entschalen genügend Freiraum für die Ausdehnung des Steines vorhanden
ist.
2. Der Rohling wird wie ein Pflasterstein produziert und aus der Maschine ausgestoßen.
Hinter der Maschine sitzt beispielsweise eine Hydraulikpresse mit einer großflächigen
Platte oder mehreren Platten, die die gesamten Steine abdecken. Diese Platte oder
Platten werden in definierter Weise über die Rohlinge gefahren, und diese werden um
das gewünschte Maß zusammengedrückt. Auch hier sind vorzugsweise die gesamte Platte
oder die Platten beheizt, um Klebeeffekte zu vermeiden. Ein Vorteil dieser Version
ist, daß eventuelle Grate an den Oberflächen nicht entstehen. Solche Grate könnten
durch den Luftspalt zwischen Druckplatte und Formwand entstehen. Ferner wird durch
dieses Verfahren die Produktionszeit (Taktzeit) erheblich verkürzt, da die Produktion
des Rohlings und das Zusammendrücken des Steines in zwei voneinander unabhängigen
Takten geschieht.
Die auf diese Weise verformten Steine werden in eine Trockenkammer zum Aushärten gebracht
und anschließend auf Paletten paketiert. Falls gewünscht, wird danach eine Nachbearbeitung,
beispielsweise ein Rumpeln, durchgeführt, das in üblicher Weise wie bei Pflastersteinen
ausgeführt wird.
[0021] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Die einzige Figur zeigt das Zusammenpressen eines Steinrohlings, wobei der nichtzusammengepreßte Rohling mit durchgezogenen Linien und der zusammengepreßte Rohling mit gestrichelten Linien dargestellt ist.
[0022] Es wurde ein Frischbeton aus folgenden Feststoffen hergestellt (Mengen bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt):
50 % Natursand mit einer maximalen Korngröße von 2 mm,
30 % Kies mit einer maximalen Korngröße von 8 mm und
20 % Bindemittel bestehend aus Zement und Plastifiziermittel (Tensid).
[0023] Den obigen Feststoffen wurde Wasser unter Einhaltung eines W/Z-Wertes von 0,55 zugesetzt. Die Bestandteile wurden zur Herstellung eines Frischbetons vermischt. Aus dem Frischbeton wurde ein Rohling mit einer Länge von 25 cm, einer Breite von 20 cm und einer Höhe von 19,5 cm in der üblichen Weise mit einem Brettfertiger produziert. Der Rohling wurde sofort entschalt, und die Form wurde hochgefahren. Der Stempel wurde mit der Form verriegelt, so daß die Unterseite eine ebene Fläche bildete. Anschließend wurde die Form mit den verriegelten Druckplatten (Stempel) auf den auf dem Brett stehenden Rohling abgesenkt, und dieser wurde auf eine Höhe von 15 cm zusammengepreßt. Dabei wurde mit beheizten Druckplatten gearbeitet.
[0024] Durch das Zusammenpressen dehnte sich der Steinrohling nach allen vier Seiten gleichzeitig aus. Die Länge und Breite veränderten sich dabei auf 28 cm und 23 cm.
[0025] Das Zusammenpressen des Rohlings ist schematisch in der Figur dargestellt. Der hergestellte Steinrohling 1, der eine Oberseite 2, eine Unterseite 3 und vier Seitenflächen 4 besitzt, ist im nichtgepreßten Zustand mit durchgezogenen Linien dargestellt. Auf die Oberseite 2 des Rohlings wird eine Druckplatte 5 aufgebracht, und der Rohling wird von einer Höhe von 19,5 cm auf eine Höhe von 15 cm zusammengepreßt. Der zusammengepreßte, mit gestrichelten Linien dargestellte Rohling ist mit 6 bezeichnet. Man erkennt, daß der zusammengepreßte Rohling 6 nach außen ausgebauchte Seitenflächen besitzt, die bei 7 dargestellt sind.
[0026] Der auf diese Weise verformte Rohling wurde in eine Trockenkammer zum Aushärten gebracht und dort zehn Stunden aushärten gelassen. Abschließend wurde eine Rumpelbehandlung durchgeführt.
[0027] Der erfindungsgemäß ausgebildete und hergestellte Betonstein hat den Vorteil, daß er trotz seines natursteinähnlichen Charakters mit der mindestens einen nach außen ausgebauchten Seitenfläche eine ebene Oberseite und Unterseite besitzt, so daß der Stein im Gegensatz zum Naturstein, der auch an der Ober- und Unterseite eine unregelmäßige Form aufweist, leicht versetzt werden kann, beispielsweise als Trockenmauerstein.
[0028] Des weiteren kann der erfindungsgemäß ausgebildete Betonstein auch mit einem Nut- und Federsystem versehen werden. Dies kann an der Unterseite mittels eines Ziehbleches (Nut) und auf der Oberseite durch Stempelprägung (Feder) ausgeführt werden. Dies wird vorzugsweise bei der vorstehend angegebenen Produktionsmethode 1 realisiert.
1. Herstellen eines Frischbetons, dessen Feststoffgehalt die folgende Zusammensetzung besitzt:
40-60 % Sand mit einer maximalen Korngröße von 2 mm,
20-40 % Kies mit einer maximalen Korngröße von 8 mm und
10-30 % Bindemittel
und der einen W/Z-Wert von 0,50-0,60 aufweist;2. Herstellen eines Steinrohlings aus dem Frischbeton;
3. Zusammenpressen des Steinrohlings, so daß sich mindestens eine Seitenfläche ohne Aufreißen des Betons nach außen ausbaucht; und
4. Aushärtenlassen des zusammengepreßten Steinrohlings.