DE10122127A1 - Natursteinattrappe und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Abstract

Die Natursteinattrappe besteht aus einem mechanisch belastbaren Träger, insbesondere aus Kernbeton und einer wasserundurchlässigen Vorsatzschicht aus zementgebundenem Natursteinsplitt. Der Vorsatzbeton wird auf eine Schicht aus Kernbeton aufgetragen und anschließend gemeinsam mit dieser unter Druck in Plattenform gepresst. Bevor die so entstandene plattenförmige Natursteinattrappe ausgehärtet ist, wird sie aus dem Formwerkzeug herausgelöst. Anschließend wird die sichtbare Seite der Vorsatzschicht mit einem Wasserstrahl abgesprüht. Durch die Einwirkung des Wasserstrahls wird der noch nicht abgebundene Beton aus der Oberfläche der Vorsatzschicht herausgewaschen. Durch die gezielte Änderung des Bestrahlungswinkels des Wasserstrahls und/oder durch intensive pulsierende Bestrahlung können bei Bedarf zielgerichtet lokale Auswaschungen auf der Oberfläche der Vorsatzschicht erzeugt werden, die der Natursteinattrappe das gewollte Aussehen eines verwitterten Natursteins verleihen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Natursteinattrappe, bestehend aus einem Träger, insbesonde­ re aus Kernbeton und einer wasserundurchlässigen Vorsatzschicht aus zementgebunde­ nem Natursteinsplitt und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

In historischen Altstädten weit verbreitet sind Flächenbefestigungen aus sogenannten Krustenplatten, die einstückig aus Granit oder aus festem Naturstein bestehen, mit un­ terschiedlichen Abmessungen und planebenen Oberflächen, jedoch bruchrauhen, ge­ wölbten Unterseiten.

Da es sich bei dem verwendeten Material um sehr alte Baustoffe handelt, ist die Neube­ schaffung aus einigen Vorkommen, z. B. Arnsdorfer Granit, nicht oder nur mit sehr hohen Kosten möglich, da die Vorkommen sich erschöpfen. Ein weiterer Nachteil der Krustenplatten ist die unterschiedliche Plattenstärke aufgrund der gewölbten Plattenun­ terseite, so daß jede Platte einzeln durch Grabungen auf Verlegehöhe gebracht werden muß.

Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe von Lösungen bekannt, bei denen auf einer tragfähigen Schicht, z. B. aus Beton, eine dekorativen Zwecken dienende Deck- oder Vorsatzschicht aufgebracht ist.

So ist aus der DE 198 35 298 A1 ein Schichtaufbau für mehrschichtige wasserdurchläs­ sige Formelemente und Flächengebilde bekannt, der aus einer Tragschicht auf der Basis von wasserdurchlässigem hydraulisch gebundenem Polymerbeton aus zerkleinerten hochpolymeren Abfällen und einer Deckschicht aus hydraulisch gebundenen minerali­ schen Stoffen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Bindung der hochpolymeren Abfälle der Tragschicht durch Beigabe von wässriger Natriumsilikatlö­ sung und/oder Tensidlösung verbessert ist, und dass die Deckschicht aus hydraulisch gebundenen Zuschlagstoffen mit einem Korngrößenbereich von 2 bis 11 mm besteht und eine Schichtdicke vom 1,5- bis 2-fachen der verwendeten maximalen Korngröße d aufweist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstigen und mit einfachen Mitteln herstellbaren Schichtaufbau für mehrschichtige wasserdurchlässige Formelemente und Flächengebilde zu entwickeln, dessen Tragschicht auf der Basis von wasserdurchlässigem hydraulisch gebundenem Polymerbeton aus zerkleinerten hochpo­ lymeren Abfällen mit einer wasserdurchlässigen, verschleißarmen, beständigen und optisch ansprechenden Deckschicht aus hydraulisch gebundenen mineralischen Stoffen verbunden ist. Das erfindungsgemäße Formelement ist vollständig wasserdurchlässig, besitzt eine verschleißfeste und widerstandsfähige Oberfläche und eine gute Haltbarkeit und Beständigkeit.

Aus der DE 199 44 593 A1 bekannt sind Bauelemente zum Belegen von festen und losen, insbesondere sandigen Flächen, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens teilweise aus einem mit einem Reaktionsharz gebundenen, eingefärbten Quarz (Colorit­ quarz) oder einer Mischung aus einem solchen Coloritquarz mit ungefärbtem Naturge­ stein hergestellt sind, wobei der Coloritquarz und gegebenenfalls das Naturgestein eine Korngröße von 0,1 mm bis 8 mm aufweist und die Körner des Coloritquarzes mit einer Schicht umhüllt sind, die aus Reaktionsharzen auf der Basis von Wasserglas, Ein- oder Zweikomponenten-Polyurethan, Einkomponenten-Acryl oder Zweikomponenten- Epoxid unter Zugabe von Farbmitteln (Pigmente, Pigmentfarbstoffe, Farbstoffe, Metal­ licpigmente) in nahezu beliebigen Farben besteht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Bauelemente der eingangs erwähnten Art anzugeben, die mit zahlreichen Dekorfarben versehen sind und die je nach Bedarf mit guter Wasserdurchlässigkeit oder auch mit völliger Wasserundurchlässigkeit herstellbar sind. Die mit der Erfindung er­ zielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Bauelemente nach freier Wahl mit zahlreichen Dekorfarben versehen werden können, wobei auch auf der Oberfläche jedes einzelnen Bauelementes verschiedene Farbmuster darstellbar sind. Ferner können je nach Wunsch oder Bedarf Bauelemente mit guter Wasserdurchlässigkeit oder auch mit völliger Wasserundurchlässigkeit hergestellt werden, was auf einfache Weise durch entsprechende Wahl der Korngröße und des Prozentsatzes des zugesetzten Bindemittels erreicht werden kann.

Aus DE 197 44 834 A1 bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung und Verwendung eines rutschfesten und/oder dekorativen Einlegelements, bestehend aus einem organi­ schen sowie anorganischen Bindemittel-System, dadurch gekennzeichnet, dass man eine fließ- oder spachtelfähige, maschinell verarbeitbare Einlegelement-Masse herstellt, in der man rutschfeste und/oder dekorative Partikel wie Korund, Siliciumcarbit, Glim­ mer, Glitter, Pigmente, Thixotropiemittel, sowie Trennmittel und Entschäumer einsetzt. Die so hergestellten rutschfesten/dekorativen Einlegelemente werden in einem noch nicht ausgehärteten appliziertem Beschichtungs-System und/oder einer Belagsmasse und/oder in einem Halbfabrikat-Teil eingelegt. Nach der Aushärtung im Verbund mit der Beschichtungs- oder Belags-Masse oder dem Halbfabrikat-Teil, erhält man so auf mineralische und/oder metallische Untergründe einen rutschfesten und/oder dekorativen hochbelastbaren Bodenbelag von besonders langer Lebensdauer. Aufgabe der vorlie­ genden Erfindung ist es, ein neuartiges rutschfestes/dekoratives Einlegelement von gleichbleibender Form, Größe, Grad der Rutschfestigkeit und dekorativer Vielfalt mit gleichbleibender Qualität zuschaffen, das eine porenfreie rutschfeste/dekorative Ober­ fläche ergibt. Die Einlegelemente sind beständig gegen chemische und mechanische Beanspruchungen, so dass sie die beschichteten Oberflächen in Kfz-Betrieben, Nassbe­ trieben, auf Gehwegbereichen, Treppentrittflächen, Betonfahrbahnen und Bitumenober­ flächen sicher vor rutschempfindlichen Eigenschaften schützen. Gemäß der Erfindung lässt sich somit ein Beschichtungs- und/oder Belags-Aufbau in Kombination mit dem Einlegelement herstellen, wobei in nur einem oder mehreren Auftragsschichten beliebig starke Schichtstärken erzielt werden. Die in der Beschichtungs- und/oder Belags-Masse eingelegten Einlegelemente, sind gleichmäßig hinsichtlich der Rutschfestigkeit und de­ korativen Vielfalt. Besonders beständig sind diese gegen Abrieb und chemische Belas­ tungen von Säuren und Laugen.

Aus DE 43 24 190 A1 bekannt ist ein Kunststein, insbesondere Kunststeinplatte für Radwege, bestehend aus mindestens einem ausgehärteten Bindemittel und mindestens einem dem Bindemittel beigemischten Zusatzstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststein aus einer Deckschicht und mindestens einer fest mit der Deckschicht ver­ bundenen Tragschicht besteht und dass das Bindemittel der Deckschicht ein Kunstharz, insbesondere ein Acryl- oder Polyesterharz ist, dem als Zusatzstoffe Altglaspartikel und ein Farbstoff beigemischt sind. Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Kunststein zu bilden, dessen Oberfläche eine hohe Verschleiß- und Abriebfestigkeit sowie eine leuchtende und gut sichtbare Signalfarbe aufweist und dessen Materialeigenschaften wie Härte und Dichte in weiten Bereichen variierbar sind, wobei bei der Her­ stellung des Kunststeines ein möglichst großer Altstoff-Anteil verwendet wird. Durch die Ausbildung des Kunststeines in zwei unterschiedlichen Schichten lassen sich die Materialeigenschaften des Kunststeines in weiten Bereichen variieren, wobei die not­ wendigen Eigenschaften seiner Oberfläche, nämlich die ausreichend hohe Verschleiß- und Abriebsfestigkeit sowie die markante Farbgebung lediglich von der Deckschicht erfüllt werden müssen.

Aus DE 41 34 296 C1 bekannt ist eine Verbundsteinplatte aus wenigstens zwei im ver­ legten Zustand übereinander angeordneten, im wesentlichen ganzflächig miteinander verbundenen Schichten, wobei die obere Schicht von einem Naturstein und die untere Schicht von einer Betonschicht gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die groben Zuschlagstoffe der Betonschicht durch kantig geformten Splitt aus dem gleichen Natur­ steinmaterial wie die obere Schicht gebildet sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbundsteinplatte der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der das Auftreten von Spannungen zwischen der oberen Schicht aus Naturstein und der unteren aus Beton bestehenden Schicht vermindert wird. Der durch die Erfindung erreichte Fortschritt beruht im wesentlichen darauf, daß durch den kantig geformten Split ein höherer Anteil dieser Zuschlagstoffe gegenüber Kies im Beton erreicht wird, so dass der Anteil an Zement verringert werden kann. Dadurch tritt beim Abbinden des Betons ein deutlich geringerer Schwund ein, wodurch auch mögliche Spannungen kleiner gehalten werden.

Aufgrund der begrenzten Vorkommen an Natursteinen in den erforderlichen Dimensio­ nen sind die vorgeschlagenen Lösungen nicht geeignet für die Herstellung von Ersatz- oder Austauschplatten, die sowohl mechanisch hoch belastbar, insbesondere befahrbar und witterungsresistent sein müssen und zum anderen den qualifizierten Forderungen des Denkmalschutzes genügen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstigen und dauerhaf­ ten Ersatz für Krustenplatten und andere, mechanisch belastbare, insbesondere befahr­ bare Platten oder Formkörper unter besonderer Berücksichtigung denkmalpflegerischer Aspekte zu schaffen. In die Aufgabenstellung eingeschlossen ist die annähernde Farb­ gleichheit mit den Originalen, die schnelle Verlegbarkeit durch parallele und höhenglei­ che Platten oder Formkörper und die Rutschsicherheit der Oberfläche auch bei Nässe.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine mechanisch belastbare, insbeson­ dere befahrbare Natursteinattrappe, die aus einem Träger aus Beton und einer mit ihm unlösbar verbundenen, wasserundurchlässigen Vorsatzschicht aus einem Bindemittel und Natursteinsplitt besteht. Die Natursteinattrappe wird hergestellt, indem auf den in der Regel plattenförmigen Träger aus noch nicht ausgehärtetem Kernbeton eine Vor­ satzschicht aus Natursteinsplitt, gemischt mit Zement als Bindemittel, aufgebracht wird und beide Schichten gemeinsam gepresst und gerüttelt werden. Durch den Pressdruck, der vorzugsweise durch ein von oben wirkendes Presswerkzeug übertragen wird, wird zugleich die Oberflächenformung vorgenommen, wodurch die Natursteinattrappe eine planebene Oberfläche und gefaste Kanten erhält.

Nach erfolgter Pressung wird die noch nicht vollständig abgebundene Natursteinattrap­ pe vorzugsweise mittels oszillierendem Wasserstrahl an der Oberfläche der Vorsatz­ schicht behandelt. Hierdurch werden Bindemittel und Feinbestandteile bis etwa zur hal­ ben Höhe der Natursteinkörnung ausgewaschen, so dass nach erfolgtem Abbinden des Betons an der Plattenoberfläche reiner Natursteinbelag sichtbar ist.

Bei Bedarf kann in der Vorsatzschicht mittels Zugabe von Färbemitteln in der Farbe des verwendeten Natursteins ein Grauschleier durch das Bindemittel überdeckt werden bzw. bei Verwendung von hellem Naturstein - z. B. Granitgrau - die gesamte Plattenober­ fläche in jeder beliebigen Farbe gestaltet werden.

Durch die Wahl verschieden starker Natursteinkörnungen bestehen weitere Gestal­ tungsmöglichkeiten; dazu muss die Wasserstrahlintensität der Körnung angepasst wer­ den. Beim Einsatz von verschiedenfarbigem Natursteinsplitt entstehen vorteilhaft weite­ re Dekorvarianten.

Die Verlegung der plattenförmigen Natursteinattrappen erfolgt analog zu Betonstein­ pflaster auf abgezogenem Pflasterbett, die Stärke der Platten von ca. 15 cm sichert die Bruchfestigkeit auch bei Befahren mit LKW.

Da durch das Wasserstrahlen die Bruchkanten des verwendeten Natursteinsplitts nicht beschädigt werden, ergibt sich nach dem Aushärten der plattenförmigen Naturstein­ attrappe eine rutschfeste Oberfläche auch bei Nässe. Durch die Verwendung verschie­ dener Plattenformate können bedarfsweise unterschiedliche Verlegemuster realisiert werden.

Ein Ausführungsbeispiel einer Natursteinattrappe und ein Verfahren zu seiner Herstel­ lung sind nachfolgend beschrieben:
In einer bevorzugten Ausführungsform der Natursteinattrappe mit der Anmutung einer massiven Natursteinplatte zur Befestigung von Verkehrsflächen werden zur Fertigung der Vorsatzschicht Natursteinsplitt mit einer Körnung zwischen 1 mm und 3 mm und Sand mit einer Körnung von 0 bis 2 mm zu annähernd gleichen Gewichtsanteilen ver­ mischt. Dieses Gemisch wird anschließend mit Wasser und Zement gebunden, wobei vorzugsweise Portlandzement PZ 42,5 verwendet wird. Der Zement nimmt einen Anteil von ca. 300 kg bis 400 kg je Kubikmeter Vorsatzbeton ein. Bedarfsweise werden Ze­ mentfarben bis zu einem Anteil von 3 bis 5% der Gesamtmasse des Vorsatzzements zugesetzt.

Der Vorsatzbeton wird auf eine Schicht aus Kernbeton aufgetragen und anschließend gemeinsam mit dieser unter Druck in Plattenform gepresst. Bevor die so entstandene plattenförmige Natursteinattrappe ausgehärtet ist, wird sie aus dem Formwerkzeug her­ ausgelöst.

Anschließend wird die sichtbare Seite der Vorsatzschicht mit einem Wasserstrahl abge­ sprüht. Der Fließdruck des Wasserstrahls an der Austrittsöffnung der verwendeten Düse oszilliert dabei zwischen 2 bar und 10 bar. Durch die Einwirkung des Wasserstrahls wird der noch nicht abgebundene Beton aus der Oberfläche der Vorsatzschicht heraus­ gewaschen. Hierbei ist darauf zu achten, dass das Herauswaschen nur bis in eine Tiefe erfolgt, die etwa der halben Korngröße des Natursteinsplitts entspricht. Anderenfalls lösen sich die Splittkörner der obersten Schicht, so dass die in diesem Einsatzfall ge­ wünschte Ebenheit der sichtbaren Oberfläche verloren geht.

Aufgrund des differierenden Wasserdrucks wird innerhalb relativ kurzer Zeit das Bin­ demittel ausgewaschen, ohne dass es - wie bei einer kontinuierlichen Wasserbestrah­ lung - zu einer zu tiefgehenden Anlösung und Ausspülung des Bindemittels kommen kann. Nach erfolgter Wasserstrahlbehandlung wird die Natursteinattrappe zum endgül­ tigen Abbinden gelagert. Die so entstandene plattenförmige Natursteinattrappe weist eine abriebfeste, rutschsichere Oberfläche und das Aussehen einer massiven Naturstein­ platte auf.

Durch die gezielte Änderung des Bestrahlungswinkels des Wasserstrahls und/oder durch intensive pulsierende Bestrahlung können bei Bedarf zielgerichtet lokale Auswa­ schungen auf der Oberfläche der Vorsatzschicht erzeugt werden, die der Natursteinatt­ rappe das gewollte Aussehen eines verwitterten Natursteins verleihen.

Bevorzugt werden zur Wasserbehandlung der Oberfläche Einrichtungen verwendet, die mehrere, einzeln ansteuerbare Wasserdüsen aufweisen. Durch die stochastische Ansteu­ erung der Düsen, die Änderung des Wasserdrucks und des Einstrahlwinkels können individuell geformte Auswaschungen auf der Oberfläche der Vorsatzschicht erzeugt werden, die der Natursteinattrappe ein unikates Aussehen geben.

Durch die Verwendung einer rechnergestützten Anordnung zur Ansteuerung der Wasserdüsen besteht vorteilhaft die Möglichkeit, die Oberfläche von Natursteinattrap­ pen, die später nebeneinander verlegt werden, aufeinander abzustimmen, so dass der Eindruck einer größeren homogenen Fläche entsteht.

Claims (20)

1. Mechanisch belastbare, insbesondere befahrbare Natursteinattrappe, bestehend aus einem Träger aus Beton und einer mit ihm unlösbar verbundenen, wasser­ undurchlässigen Vorsatzschicht aus einem Bindemittel und Natursteinsplitt.

2. Natursteinattrappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Natursteinsplitt aus Granit besteht.

3. Natursteinattrappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Natursteinsplitt aus Basalt besteht.

4. Natursteinattrappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Natursteinsplitt aus Porphyr besteht.

5. Natursteinattrappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzschicht aus einem mit 300 kg bis 400 kg Zement je Kubikmeter Vorsatzbeton gebundenen Gemisch aus 40 bis 60% Natursteinsplitt und 60 bis 40% Sand besteht.

6. Natursteinattrappe nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Natursteinsplitt eine mittlere Körnung zwischen 0,5 mm und 6,0 mm aufweist.

7. Natursteinattrappe nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Natursteinsplitt eine mittlere Körnung zwischen 1,0 mm und 3,0 mm aufweist.

8. Natursteinattrappe nach einem der Ansprüche 1 oder 5 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Sand eine mittlere Körnung zwischen 0 mm und 3,0 mm aufweist.

9. Natursteinattrappe nach einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzschicht ein Färbemittel mit einem Anteil von 3% bis 5% an der Masse des Vorsatzzements enthält.

10. Natursteinattrappe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die sichtbare Oberfläche der Vorsatzschicht als Krustenplatte ausgebildet ist.

11. Verfahren zur Herstellung von Natursteinattrappen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einen Träger aus Beton vor seinem Aushärten eine Vorsatzschicht aus einem Bindemittel und Natursteinsplitt unter Druck aufgebracht wird, die der endgültigen Kontur der Natursteinattrappe in dem zu beschichtenden Bereich entspricht, wobei Träger und Vorsatzschicht unlösbar verbunden werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass für die Vorsatzschicht zementhaltiges Bindemittel verwendet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Natursteinsplitt aus Granit verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Natursteinsplitt aus Basalt verwendet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Natursteinsplitt aus Porphyr verwendet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Oberfläche der Vorsatzschicht das darin enthaltene Bindemittel und/oder der Natursteinsplitt mittels Wasserstrahl und/oder mechanischen und/oder chemischen Mitteln entfernt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 11 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die sicht­ bare Oberfläche der Vorsatzschicht mittels Wasserstrahl beaufschlagt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 11 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Fließdruck des Wasserstrahls an der Austrittsöffnung zwischen 2 bar und 10 bar oszilliert.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 16 bis 18, dadurch gekenn­ zeichnet, dass auf der Oberfläche der Vorsatzschicht mittels pulsierendem Wasserstrahl Auswaschungen erzeugt werden, die der Natursteinattrappe das gewollte Aussehen eines verwitterten Natursteins verleihen.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass Druck und/oder Frequenz und/oder Einwirkungsdauer und/oder Wirkrichtung der auf die Oberfläche der Vorsatzschicht wirkenden Wasserstrahlen regelbar sind.