DE102012105975A1

DE102012105975A1 - Betonprodukt mit Klinkersteinoptik

Info

Publication number: DE102012105975A1
Application number: DE201210105975
Authority: DE
Inventors: Andreas Brunkhorst
Original assignee: Lithonplus GmbH and Co KG
Current assignee: Lithonplus GmbH and Co KG
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2013-01-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betonprodukt (10, 20, 30, 40 50, 60) mit Klinkersteinoptik. Der Zementleim zumindest eines Teilvolumens (16), insbesondere des gesamten Betonvolumens umfasst Schamottpartikel (18), insbesondere Klinkerpartikel, wobei die Oberfläche des Betonprodukts (10, 20, 30, 40 50, 60) durch mechanische Nachbearbeitung eine einstellbare Oberflächentexturierung, Abformung einer einstellbaren Oberflächentexturierung und/oder Oberflächengestaltung aufweist.
In einem nebengeordneten Aspekt betrifft die Erfindung eine Zementmischung zur Herstellung eines Zementleims für ein Betonprodukt mit Klinkersteinoptik.
Durch die Zugabe der Schamotte werden technische und gestalterische Eigenschaften von Beton und Keramik zusammengeführt. Hierdurch kann ein Betonstein mit dem Aussehen von Klinker hergestellt werden, in dem zumindest in den Vorsatzbeton Schamottpartikel eingearbeitet sind.

Description

STAND DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft ein Betonprodukt, in dem durch Beimischung von Schamottpartikeln eine Klinkersteinoptik erreichbar ist
Für den Baustoff Beton werden Gesteinskörner wie Sand und Kies sowie bei Bedarf Betonzusatzmittel zugesetzt. Zementleim ist eine zähflüssige Mischung aus Zement und Wasser und bildet die Grundlage für Beton. Betonzusatzmittel sind in Wasser gelöste oder aufgeschlämmte chemische Stoffe, die dem Beton beigemischt werden können, um durch physikalische und/oder chemische Wirkungen die Eigenschaften des Frisch- oder Festbetons, d. h. des Zementleims, wie z. B. Verarbeitbarkeit, Abbindverhalten, Erhärten oder Dauerhaftigkeit, zu verändern. Betonzusatzmittel werden in der Regel flüssig und in geringen Mengen zugegeben. Die Zugabe, bezogen auf das Zementgewicht, liegt im Allgemeinen im Bereich von 0,2–2 %. Hauptzusatzmittel sind Betonverflüssiger (BV) und Fließmittel (FM), Luftporenbildner (LP), Beschleuniger und Verzögerer (VZ).
Gattungsgemäße Beton- oder Pflastersteinprodukte weisen üblicherweise einen Kern (Kernbeton) und eine Oberflächenschicht (Vorsatzschicht, Deckschicht) auf, die auch als Vorsatzbeton bezeichnet wird. Die Vorsatzschicht ist die sichtbare Schicht des Betonprodukts, die bei einem zu erstellenden Bauwerk das optische Aussehen bestimmt. Die Vorsatz- bzw. Deckschicht wird durch die Zementwahl meist als Weiß- oder Grauzement in Form, Farbe und Größe der Gesteinskörnung je nach Einsatzgebiet ausgewählt und kann Pigmentstoffe zur farblichen Gestaltung der Oberfläche enthalten. Dabei kann Pigmentgröße und Gesteinskörnung in Form, Farbe und Größe variierend eingestellt werden. Die Gesteinskörnung wird in der Regel so gewählt, dass eine dichte Kornpackung entsteht und die Vorsatzschicht möglichst wasser- und luftdicht ist. Die Kernschicht ist die nicht sichtbare Schicht unterhalb der Vorsatzschicht, die für das Volumen und Gewichte des Betonprodukts und seine Stabilität verantwortlich ist. Der Kernbeton ist in seiner Rezeptur und Konsistenz meist gröber als die Vorsatzschicht, da der Kernbeton im Einbauzustand das Aussehen des Produkts nicht bestimmt und lediglich den mechanischen Anforderungen genügen muss.
Die bekannten Betonprodukte weisen eine unschöne im Wesentlichen homogen glatte „Betonoberfläche“ auf und sind insbesondere in der optisch anspruchsvollen Wohnraumgestaltung nur durch hohen Aufwand durch Nachbearbeitung oder Verkleidung ansprechend zu verschönern.
Die DE 3621838 C1 beschreibt einen gebrannten Betonstein mit Glasschlackenmehl als Zusatzstoff, wobei das Glasschlackenmehl als Abfallverwertung aus einer Glasstrahlanlage stammt. Der Betonstein zeichnet sich durch einen geringen Kalkanteil, einen großen Anteil Trasszement und Schamotte aus. Dabei beträgt die angerührte Mischung aus Trasszement ca. 5%, Schamotte ca. 5–20% und etwa 50% Wasser sowie der Rest Klinker-Zement für die Rohmasse. Der Betonstein wird gebrannt und ist sehr leicht, jedoch nicht sehr fest, wobei die Festigkeit durch den Anteil an Schamotte eingestellt werden kann. Der Betonstein kann bei der Produktion gegossen und glasiert werden. Er ist für den Einsatz im Tunnelbau, in Kraftwerken der chemischen Industrie, für Inneneinrichtungen, Ofenbau oder Fassadenelemente sehr gut geeignet. Allerdings weist der Betonstein weder eine ansprechende Klinkersteinoptik auf, noch sind seine mechanische Eigenschaften zufriedenstellend.
Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und einen Beton mit einem Aussehen eines Klinkers herzustellen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Betonprodukt mit Klinkersteinoptik vorgeschlagen wird, wobei der Zementleim zumindest eines Teilvolumens, insbesondere des gesamten Betonvolumens Schamottpartikel, insbesondere Klinkerpartikel umfasst. Hierzu weist die Oberfläche des Betonprodukts durch mechanische Nachbearbeitung eine einstellbare Oberflächentexturierung und/oder Oberflächengestaltung auf. Durch ein mechanisches Nachbearbeiten, zum Beispiel ein Darüberstreichen, Stempeln oder ähnliches kann eine Texturierung der Oberfläche erreicht werden. Die Texturierung kann auch durch Abformung einer einstellbaren Oberflächentexturierung erfolgen, die mikrofein ausgebildet sein kann, d. h. Strukturen < 1 mm, insbesondere < 100µm aufweisen kann. So kann ein flächiger Stempel oder eine oberflächenstrukturierte Platte in die Oberfläche des noch nicht ausgehärteten Betonproduktes eingepresst werden, oder nach Aushärtung durch einen Pressvorgang eine Strukturierung erreichen.
Ein Aspekt der Erfindung liegt in der Beigabe von Schamotten in den Zementleim. Schamotte bestehen aus feuerfesten Steinen, und zumeist aus gesintertem Ton. Durch die Zugabe der Schamotte werden technische und gestalterische Eigenschaften von Beton und Klinker zusammengeführt. Hierdurch kann ein Betonstein mit dem Aussehen von Klinker hergestellt werden, in dem zumindest in den Vorsatzbeton Schamotteteilchen eingearbeitet werden. Schamotte sind im Prinzip gebrannter Ton bzw. Kaolin.
Eine optische Veränderung von Betonoberflächen durch Zugabe von Schamotte insbesondere in der Vorsatzschicht in Verbindung mit der Nachbearbeitung des Drüberstreichens zur Erzielung des Effektes der Klinkeroptik kann erreicht werden durch:

– Einsatz eines maschinellen Verfahrens des Darüberstreichens, bzw. Einsatz eines Stempels,
– die Herstellung eines sehr feinen Vorsatzes, damit die Schamottsteinchen zur Geltung kommen,.

Falls das Betonprodukt mehrschichtig aufgebaut ist, so kann ein Kernbeton in eine Form gegeben und eine Schicht Vorsatzbeton mit Schamottteilchen darauf abgelagert werden. So kann in einer vorteilhaften Weiterbildung zumindest eine Deckschicht aus einem Deckschichtbeton und eine Kernschicht aus einem Kernbeton bestehen, wobei lediglich in dem Zementleim des Deckschichtbetons Schamottpartikel umfasst sind, und die Deckschicht durch mechanische Nachbearbeitung eine einstellbare Oberflächentexturierung und/oder Oberflächengestaltung aufweist. Der übermäßige Anteil des Betonprodukts kann mit unveränderter Basisrezeptur, d. h. Zement, Wasser, und Gesteinskörnung herstellbar sein, und sowohl im Aussehen als auch im Aufbau des Kernbetons und auch der Vorsatzschicht beibehalten werden, um einen niedrigen Preis des Betonprodukts beizubehalten. Der Vorsatzbeton kann eingefärbt, gebürstet oder mechanisch bearbeitet werden, die Schamotteteilchen führen zu einer Klinkeroptik des Betonbausteins.
Bezüglich des Zementleimes umfasst vorteilhafterweise das hydraulische Bindemittel des Zementes Alit (Tricalciumsilikat – 3CaO-SiO₂), Belit (Decalciumsilikat – 2CaO-SiO₂) oder Brownmillerit (Dicalciumaluminatferrit – 2CaO-Al₂O₃ oder 2CaO-Fe₂O₃), jeweils in Verbindung mit Calciumaluminat und freiem Calcium, d. h. Kalk.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Zementleim mindestens 15 % bis 21% Gewichtsanteil zumindest eines Teilvolumens, insbesondere des gesamten Betonvolumens betragen. Der Zementleim besteht üblicherweise aus einer Mischung aus Trasszement und Wasser. Dementsprechend beträgt der Schamottpartikelanteil maximal 79 bis 85% Gewichtsanteil des aus Klinkerbeton hergestellten Teils des Betonprodukts bzw. des gesamten Betonproduktes. Durch eine Variation des Schamottgehaltes ist die Betonfestigkeit und die damit verbundene dichte Oberfläche einstellbar. Des Weiteren können vorteilhafterweise die Schamottpartikel hoch gebrannte Klinkerpartikel, die bei Temperaturen > 1.300°C, insbesondere bei 1.350 bis 1.450°C gebrannt sind, umfassen. Somit wird ein Zweistoffsystem aus Siliziumoxid und Aluminiumoxid SiO₂-Al₂O₃ vorgeschlagen.
In dem hydraulischen Bindemittel Zement werden Schamotte oder Klinker bevorzugt in einem Gewichtsanteil von 20 % bis 70% eingegeben, die damit folgende Vorteile gegenüber herkömmlichen Betonprodukten aufweisen:
Bezüglich des Festkörpergefüges hat die Verbindung der Phasen von Zement und Schamotte / Klinker die Vorteile, dass sich die einzelnen Phasen untereinander beeinflussen und ein verbessertes Mikro- und Makrogefüge gegenüber Schamott- oder Klinkerprodukten an sich erstellen. Bei entsprechenden maschinell einsetzbaren Herstellungsformen können anstelle herkömmlicher Betonpflastersteine ungebrannte Klinkerpflastersteine, Mauersteine, Fassadensteine hergestellt werden, wobei keine zusätzliche Farbe oder Einfärbungen der Betonsteinmatrix eingesetzt werden muss. Eine Herstellung einer Vorsatzschicht mit herkömmlicher Kernbetonschicht oder ausschließliche Verwendung des Klinkerbetons als Vorsatzschicht sind möglich, so dass die Festigkeit und Eigenschaft gewöhnlicher Betonsteinprodukte und das Aussehen von Klinkerprodukten erreicht werden kann. Die Klinkerbetonsteinprodukte entsprechen optisch gebrannten Klinkersteinen, wobei pro Volumeneinheit weniger gebrannter Ton und somit weniger Energie bei der Produktion eingesetzt werden muss. Die Schamotte können aus recycelten Klinkersteinen, Ziegeln oder Ziegelmehl gewonnen werden, so dass kein Ton neu hergestellt und somit keine zusätzliche Brennenergie für neue Klinkerbetonsteine eingesetzt werden müssen. Somit können die Klinkerpartikel sowohl aus Neuproduktion als auch aus einem Sekundärrohstoff, beispielsweise Ziegel- und Klinkersteinen stammen. Im Ergebnis kann ein klinkersteinartiger Betonstein zu weit geringeren Kosten in hoher Stückzahl bereitgestellt werden, wobei Preise deutlich unter 50% des Herstellungspreises einen reinen Klinkersteins erreicht werden kann.
Aufgrund des Schamottanteils wird die Wärmeleitfähigkeit von Zement deutlich verringert, so dass das vorgeschlagene Klinkerbetonprodukt einen deutlich höheren Wärmedurchlasswiderstand als ein herkömmliches Betonprodukt erreicht. So beträgt die Wärmeleitfähigkeit von Beton typischerweise λ = 2,1 W/(m·K), und Klinker bzw. Ziegel eine Wärmeleitfähigkeit von λ = 1,2 W/(m·K) bezogen auf eine Produktdichte von 2200 kg/m³. Weiterhin kann vorteilhafterweise die Wärmeleitfähigkeit durch eine zusätzliche Verwendung von Porenbildner oder Schlacke zusätzlich verbessert werden.
Als weiterer Vorteil kann die verringerte Wärmespeicherung des Klinkerbetonproduktes gegenüber herkömmlichen Betonprodukten insbesondere bei Hochbauten für einen Hitze- und Wärmeschutz genannt werden. Auch wird in Bezug auf Brandschutz die Hitzeresistenz des Bauproduktes gegen Feuer durch den Zuschlag von Schamottpartikel verbessert.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Schamott-Zementleim als wesentlichen Bestandteil Polyurethan umfassen, der mit den Schamotten gemischt wird, um insbesondere im offenporigen Bereich die Frost- und Frosttausalzbeständigkeit des Betons zu erhöhen. Anstatt gefertigten Vorsatzzement kann somit Polyurethan in Verbindung mit Schamotte verwendet werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Schamott-Zementleim durch Zugabe von Schamottpartikeln, insbesondere Klinkerpartikel mit einer Körnung von 0 mm bis 2 mm, bevorzugt 0 mm bis 0,5 mm, insbesondere in der Körnung 0 mm bis 0,1 mm herstellbar sein, wobei bevorzugt weitere Zuschlagsstoffen, bevorzugt feinem Sand, insbesondere in der Körnung 0 mm bis 0,2 mm zugefügt wird. Die Schamotte setzt sich hierbei zusammen aus zementfeiner Körnung, von 0 mm bis 0,5 mm, insbesondere 0 mm bis 0,1 mm und aus 0 mm bis 2 mm Körnung. Die feine Körnung ist für die Dichte des Zementsteins verantwortlich, die gröbere Körnung bis 2 mm insbesondere für die Strukturierung der Betonoberfläche. Durch diese vorteilhafte Größe der Schamottpartikel wird eine gleichmäßige Calcit- und Mullitphasenausbildung, insbesondere eine Stegausbildung mit Mullitphasen in der Zementsteinmatrix, erreicht, wobei eine dichte Betonsteinmatrix erhalten werden kann, die eine mikrofeine Texturabbildung ermöglicht und das typisch scharfkantige Bruchverhalten von Klinkersteinen wiedergibt. Weitere Zuschlagskörner, bevorzugt Splitt in Korngrößen von 1 bis 3 mm können hinzugefügt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann das gegossene Betonprodukt, (insbesondere der Schamott-Zementleim der Deckschicht) durch einen nachträglichen Auftrag mit Oxiden eingefärbt werden, wobei bevorzugt natürliche Stoffe, wie Titandioxid und Eisenoxide eingesetzt werden, die in Acrylaten eingebettet sein können, wobei die Makroschicht farblich akzentuiert wird. Hierdurch kann eine beliebige Einfärbung oder verbesserte Farbgebung des Betonproduktes erreicht werden, so dass die Oberfläche selbst bei hoher mechanischer Beanspruchung langfristig eine hohe Farbtreue erreicht.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann das gegossene Betonprodukt ungebrannt ausgehärtet einsetzbar sein, wie es sonst bei Keramik notwendig wäre, die zunächst gebrannt werden müssten. Somit kann ein keramikartiges Betonprodukt bereitgestellt werden, ohne zusätzliche kosten- und zeitintensive Brenn- und Aushärtprozesse durchzuführen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Oberflächentexturierung durch einen mechanischen Streich-, Bürst-, Wisch- oder Stempelvorgang, insbesondere durch einen maschinell erzeugbaren Texturierungsvorgang erzeugbar sein. Die Texturierung kann insbesondere durch Abformung eines Stempels, oder durch Abformung eines Unterlagbrettes aus Holz oder einer Metallunterlage, insbesondere einem Ziehblech erzeugbar sein. Wird beispielsweise die Unterseite des Betonproduktes, der nur aus Deckschichtbeton gefertigt ist, texturiert, ist die Produktunterseite die Oberseite der zu verlegenden Fläche. Das Steinprodukt wird somit drehbar. Auch eine nachträgliche Oberflächennachbearbeitung durch Fräsen, Schleifen oder eine andere gängige Oberflächenveränderung wie Sandstrahl- oder Kugelstrahlschleifen kann durchgeführt werden. Die im Produktionsprozess als Unterseite angesehene Seitenfläche des Betonsteinproduktes kann durch ein Unterlagenbrett texturiert und als Oberseite im Verlegeeinsatz bzw. in der Verwendung eingesetzt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Oberfläche des Betonproduktes mit einem Oberflächenschutz veredelt sein, um eine Farbbrillanz zu erhalten. So kann eine Oberflächenbeschichtung, beispielsweise eine Nanopartikel- und / oder Farbbeschichtung eine verbesserte Entwässerung oder Resistenz gegen Verschmutzung bereitstellen, und somit Langlebigkeit und Sauberkeit der Produktoberfläche erhöhen. Bei dem Oberflächenschutz kann es sich um Acrylate, Sol-Gel-Beschichtungen, allgemeine Kunststoffe und weitere Oberflächenschutzssysteme für Betonsteinprodukte handeln. Bekannte Imprägnierungen, Versiegelungen und Beschichtungssysteme für Betonsteinprodukte können für den Oberflächenschutz eingesetzt werden.
Alternativ oder zusätzlich zu einem Oberflächenschutz können auf die Oberfläche des Betonproduktes während der Zementmischung, des Aushärtevorgangs oder bei bereits ausgehärtetem Betonprodukt Farbvertiefersubstanzen durch Einmischen, Einsprühen, Aufsprühen, oder Aufwalzen aufgebracht werden. So hat sich bei der Aushärtung des Klinkerbetons gezeigt, dass sich durch den vorhandenen freien Kalk in der Zementmatrix und durch das Verdunsten des freien Wassers eine Aufhellung der Farbe des Betonproduktes einstellt. Zur Erhaltung und Verbesserung der Klinkeroptik können zur Verstärkung und dem Erhalt von Farbtönen während des Aushärteprozesses Farbvertiefersubstanzen bereits während des Aushärteprozesses eingemischt oder nachträglich aufgebracht, insbesondere auf- oder eingesprüht, eingemischt oder aufgewalzt werden. So eignen sich vorteilhafterweise farbverstärkende und farberhaltende Dispersionen, die beispielsweise Kunstharze, Acrylate, Kunststoffe enthalten, und die zum Aufsprühen, Pinseln, Tauchen oder Walzen geeignet sind. Diese sollten bei Auftrag auf die Oberfläche des Betonproduktes zur dauerhaften und nachhaltigen Farbverstärkung mit einer Auftragsmenge von 50 bis 100 mg/m², insbesondere 60 bis 80 mg/m² aufgebracht werden. Vorteilhafterweise können bei der Einmischung in die Deckschicht des Betonproduktes Dispergieradditive mit einem Anteil von 0,1 % bis 0.8 %, insbesondere 0,4 % bis 0.6 % bezogen auf den Zementanteil und auf das Bindemittel in die Deckschicht-Betonmischung für die außenliegende Betondeckschicht eingemischt werden. Alternativ können die Dispergieradditive in dem vorgenannten Mengengewichtsverhältnis in den Zement für das gesamte Betonprodukt eingemischt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann in dem Schamott-Zementleim zusätzlich zu den Schamottpartikel IR-reflektierende und/oder photokatalytische Zusatzpartikel, insbesondere Glimmer, Metallpulverpigmente und/oder eine metallische Halbleiterverbindung, insbesondere Metall-Zinn-Oxide umfasst sein.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann in der Deckschicht und/oder in der Kernschicht des Weiteren wärme- und/oder trittschalldämmende Zusatzpartikel, insbesondere Polystyrolpartikel, Blähton- oder Blähglaspartikel umfasst sein. Somit können Zusatzeigenschaften wie die Dämmwirkung, Abstrahlung von Wärme etc. durch IR-reflektierende Teilchen, Photokatalyse und Selbstreinigung durch Titandioxidpartikel erreicht werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung können die Schamottpartikel 10% bis 80% Gewichtsanteil, insbesondere 20 bis 67 % Gewichtsanteil des Schamott-Zementleims ausmachen, wobei bevorzugt zum gewöhnlichen Zementstaub bis zur doppelten Gewichtsmenge an Schamottpartikel beigemischt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Deckschichtbeton eine Dicke von 3 bis 20 mm, bevorzugt 5 mm bis 10 mm aufweisen, und der Deckschichtbeton durch Einmischen der Schamottpartikel in eine Zementschlämme herstellbar und auf eine bereits gegossene Kernschicht auftragbar und aushärtbar sein, wobei die Kernschicht im Wesentlichen Volumen, Form und Stabilität des Betonprodukts bereitstellt.
Schließlich kann in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel das Betonprodukt als Pflasterstein, als Außenfassadenstein, als Mauerstein oder als Dachziegel ausgeführt sein. Insbesondere bei hohen mechanischen Belastungen, wie bei Fahrbahn- oder Fußwegbepflasterung kann durch Einmischen der Partikel in die Matrix des Decksichtbetons eine hohe Langlebigkeit und ansprechende Optik erreicht werden gegenüber gewöhnlichen Betonoberflächen.
Vorteile der Erfindung hinsichtlich der Betoneigenschaften sind:

– Nachstellung der Klinkeroptik mit geringem, technischen Aufwand;
– Tonige, erdige Farbgebung;
– Kombinationsmöglichkeit mit natürlichen Oxiden;
– Aufnahmefähigkeit des Wassergehaltes im Anmischprozess
– Wärmedämmfähigkeit;
– Vielfältige Produkte sind unabhängig von Brennprozessen möglich;
– Brandschutz, feuerfest;
– Widerstandsfähigkeit aus Aggressivwässer;

In einem nebengeordneten Aspekt betrifft die Erfindung eine Zementmischung, die beispielsweise als Transportbeton verarbeitungsfertig vorliegen kann, oder als Zement beispielsweise als Sackware vorliegt, wobei die Zementmischung Schamottpartikel zur Herstellung des Zementleims für ein vorgenanntes Betonprodukt umfasst. Die Zementmischung ist entsprechend der oben beschriebenen Eigenschaften des Betonproduktes verarbeitungsfertig konfektioniert und dazu vorgesehen, als Zementleim, z.B. gelöst in Wasser zur Herstellung zumindest eines Teilvolumens, insbesondere einer Deckschicht oder Teilvolumens des Betonproduktes eingesetzt zu werden. Die Zementmischung ist somit ein wesentliches Element zur Herstellung des Betonprodukts mit Klinkersteinoptik und seine Zusammensetzung bestimmt die Klinkersteinoptik des herzustellenden Betonproduktes. Die dem Zement oder Polyurethan beigemischten Schamottpartikel können die vorgenannten Eigenschaften aufweisen und können färbende Partikel, insbesondere eingefärbte Sande, Oxide, IR-reflektierende und/oder photokatalytische, wärme- und/oder trittschalldämmende Zusatzpartikel oder dergleichen enthalten. Die Zementmischung stellt eine verarbeitungsfertige Mischung zur einfachen und kostengünstigen Herstellung beliebiger Betonprodukte bereit, die sowohl vorproduziert als auch unmittelbar an einer Baustelle zur individualisierten Gestaltung eines Betonproduktes verwendet werden kann.
ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile ergeben sich aus der vorliegenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
1 ein Pflasterstein eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Betonprodukts mit vergrößerter Schamottstruktur des Deckschichtbetons;
2 ein Ausführungsbeispiel eines Pultsteins gemäß der Erfindung;
3 ein Ausführungsbeispiel eines Decksteins gemäß der Erfindung;
4 ein Ausführungsbeispiel eines Mantelsteins gemäß der Erfindung;
5 ein Ausführungsbeispiel eines Mauersteins gemäß der Erfindung;
6 ein Ausführungsbeispiel eines Vollmantelsteins gemäß der Erfindung.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert.
1 zeigt einen Pflasterstein 10, der aus einer Kernschicht 12 und einer Deckschicht 14 besteht. Die Deckschicht 14 ist aus widerstandsfähigem und abriebsfestem Beton, der luft- und wasserundurchlässig ist, und der eine geringfügige Dicke gegenüber der Kernschicht 12 aufweist. In der Matrix 16 des Deckschichtbetons 12 sind Schamottpartikel 18 eingemischt, die ein klinkeroptisches ansprechendes Aussehen bewirken.
Ein derartiger Pflasterstein 10 kann als Mauerstein NF mit den Maßen 24 × 11, 5 × 7,1 cm ausgebildet sein. Das Verhältnis von Bauteildicke zur Wärmeleitfähigkeit eines derartigen Mauersteins würde bei der Verwendung von Beton bei R = 7,1 cm/(2,1 W/(m·K)) = 3,38 betragen. Durch Einsatz eines Klinkerbetons kann dieses Verhältnis auf R = 4,43 bei einer Wärmeleitfähigkeit von λ = 1,6 W/(m·K) verbessert werden.
In den 2 bis 6 sind weitere Betonprodukte für verschiedene Einsatzzwecke dargestellt. So zeigt 2 einen Pultstein, wie er beispielsweise als Absatzstein für eine Fahrbahn- oder einen Fußgängerwegübergang dienen kann, und der auf zwei Seiten eine Deckschicht 14 aus schamotthaltigen Beton um einen Kern aus Kernschichtbeton 12 aufweist.
In 3 ist ein Deckstein dargestellt, wie er beispielsweise als Dachkrone oder als Mauerkrone verwendet werden kann, und der auf der Oberfläche sowie an den beiden Seitenflächen eine klinkeroptische Deckschicht 14 aufweist.
4 zeigt einen Mantelstein 40, der beispielsweise zum Bau einer freistehende Stehle oder Steinstrebe voll ummantelt mit einer Deckschicht 14 aus klinkeroptischen Materials umhüllt ist.
5 zeigt einen Mauerstein 50, wie er zum Aufbau einer Einziegelmauer eingesetzt werden kann, die auf beiden Mauerseiten eine klinkeroptische Beschichtung 14 trägt.
Schließlich zeigt 6 einen Vollmantelstein oder Vollvolumenstein 60, wie er universell für alle Verwendungsarten einen Betonsteinprodukts herangezogen werden kann. Sowohl die Oberseite 24 als auch die Unterseite 22 des Pflastersteins 10 können texturiert sein, wobei sowohl Unterseite 22 als auch Oberseite 24 als Sichtseite für eine Bepflasterung verwendet werden können, dies vereinfacht die Handhabung des Pflastersteins 10 bei der Verarbeitung. Die Texturierung auf zumindest einer der Seitenfläche, insbesondere der Unterseite 22 kann mittels eines Unterlagenbrettes aus Holz, Metall oder Kunststoff erfolgen, wobei die Texturierung des im Herstellprozess befindlichen ausgehärteten oder im Aushärteprozess befindlichen Pflastersteins 10 durch Eigengewicht oder einen Pressvorgang des Pflastersteins 10 auf das Unterlagenbrett erfolgen kann. Die hierdurch texturierte Unterseite 22 kann als Oberseite bei der Verarbeitung des Pflastersteins bei einer Bepflasterung oder als Mauerstein eingesetzt werden.
Denkbar ist darüber hinaus der Einsatz eines Betonprodukts als Dachziegelstein, der im Wesentlichen aus einem Kernbeton besteht, und eine dünne Deckschicht mit klinkeroptischen Schamottpartikeln 18 enthält, durch die eine Dachfläche sehr widerstandsfähig wird, optisch ansprechend wirkt und beispielsweise durch Hinzufügung weiterer IR-reflektierender Partikel ein Großteil von Sonneneinstrahlungswärme wieder zurück in die Atmosphäre werfen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3621838 C1 [0005]

Claims

Betonprodukt (10, 20, 30, 40 50, 60) mit Klinkersteinoptik, gekennzeichnet dadurch, dass der Zementleim zumindest eines Teilvolumens (16), insbesondere des gesamten Betonvolumens Schamottpartikel (18), insbesondere Klinkerpartikel umfasst, wobei die Oberfläche des Betonprodukts (10, 20, 30, 40 50, 60) durch mechanische Nachbearbeitung eine einstellbare Oberflächentexturierung, Abformung einer einstellbaren Oberflächentexturierung und/oder Oberflächengestaltung aufweist.
Betonprodukt (10, 20, 30, 40 50, 60) mit Klinkersteinoptik nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Zementleim mindestens 15% bis 21% Gewichtsanteil zumindest eines Teilvolumens (16), insbesondere des gesamten Betonvolumens beträgt und die Schamottpartikel (18) hoch gebrannte Klinkerpartikel, die bei Temperaturen > 1.300°C, insbesondere bei 1.350 bis 1.450°C gebrannt sind, umfassen.
Betonprodukt nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Deckschicht (14) aus einem Deckschichtbeton (16) und eine Kernschicht (12) aus einem Kernbeton bestehen, wobei lediglich in dem Zementleim des Deckschichtbetons (16) Schamottpartikel (18) umfasst sind.
Betonprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schamott-Zementleim als wesentlichen Bestandteil Polyurethan mit Zugabe der Schamottpartikel umfasst, um insbesondere im offenporigen Bereich die Frost- und Frosttausalzbeständigkeit des Betons zu erhöhen.
Betonprodukt nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schamott-Zementleim durch Zugabe von Schamottpartikeln (18), insbesondere Klinkerpartikel mit einer Körnung von 0 mm bis 2 mm, bevorzugt 0 mm bis 0,5 mm, insbesondere in der Körnung 0 mm bis 0,1 mm herstellbar ist, wobei bevorzugt weitere Zuschlagsstoffen, bevorzugt feinem Sand, insbesondere in der Körnung 0 mm bis 0,2 mm zugefügt wird.
Betonprodukt nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betonprodukt (10, 20, 30, 40 50, 60), insbesondere der Schamott-Zementleim der Deckschicht (14)) durch einen nachträglichen Auftrag mit Oxiden eingefärbt ist, wobei bevorzugt natürliche Stoffe, wie Titandioxid und Eisenoxide eingesetzt werden, die in Acrylaten eingebettet sind, wodurch die Makroschicht farblich akzentuiert wird.
Betonprodukt nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betonprodukt (10, 20, 30, 40 50, 60) ungebrannt ausgehärtet einsetzbar ist.
Betonprodukt nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächentexturierung durch einen mechanischen Streich-, Bürst-, Wisch- oder Stempelvorgang, insbesondere durch einen maschinell erzeugbaren Texturierungsvorgang, durch Abformung eines Stempels, oder durch Abformung eines Unterlagbrettes aus Holz oder einer Metallunterlage, insbesondere einem Ziehblech erzeugbar ist.
Betonprodukt nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche während der Zementmischung, während des Aushärtprozesses oder nachträglich durch Farbvertiefersubstanzen und/oder einem Oberflächenschutz veredelt wird, um eine Farbbrillanz zu erhalten.
Betonprodukt nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schamott-Zementleim zusätzlich zu den Schamottpartikel (18) IR-reflektierende und/oder photokatalytische Zusatzpartikel, insbesondere Glimmer, Metallpulverpigmente und/oder eine metallische Halbleiterverbindung, insbesondere Metall-Zink-Oxide umfasst sind.
Betonprodukt nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Deckschicht (14) und/oder in der Kernschicht (18) des Weiteren wärme- und/oder trittschalldämmende Zusatzpartikel, insbesondere Polystyrolpartikel, Blähton- oder Blähglaspartikel umfasst sind.
Betonprodukt nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schamottpartikel (18) 10% bis 80% Gewichtsanteil, insbesondere 20% bis 67 % Gewichtsanteil des Schamott-Zementleims ausmachen, wobei bevorzugt zum gewöhnlichen Zementstaub bis zur doppelten Gewichtsmenge an Schamottpartikel beigemischt werden.
Betonprodukt nach einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckschichtbeton (16) eine Dicke von 3 mm bis 20 mm, bevorzugt 5 mm bis 10 mm aufweist, und der Deckschichtbeton (16) durch Einmischen der Schamottpartikel (18) in eine Zementschlämme herstellbar und auf eine bereits gegossene Kernschicht (12) auftragbar und aushärtbar ist, wobei die Kernschicht (12) im Wesentlichen Volumen, Form und Stabilität des Betonprodukts bereitstellt.
Betonprodukt nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betonprodukt (10, 20, 30, 40 50, 60) ein Pflasterstein, ein Außenfassadenstein, ein Mauerstein oder ein Dachziegel ist.
Zementmischung zur Herstellung eines Betonprodukts nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zementmischung Schamottpartikel (18) zur Herstellung des Zementleims umfasst.