DE102017126749A1

DE102017126749A1 - Blockstein

Info

Publication number: DE102017126749A1
Application number: DE102017126749.2A
Authority: DE
Inventors: Ralf Röder; Michael Weber; Martin Faoro
Original assignee: Weko Consulting And Eng Ltd; Weko Consulting And Engineering Ltd
Current assignee: ARCCEN LDT., IE
Priority date: 2017-11-14
Filing date: 2017-11-14
Publication date: 2019-05-16
Also published as: WO2019096342A1; EP3710645A1; EP3710645B1

Abstract

Die Erfindung betrifft unter anderem einen Blockstein (10), der zwei Außenschalen (14, 15) und eine dazwischen angeordnete Mittelschale (16) umfasst, wobei die Außenschalen und die Mittelschale aus Schaumbeton bestehen, wobei die Außenschalen jeweils eine höhere Rohdichte und die Mittelschale eine demgegenüber geringere Rohdichte aufweisen, und wobei die Mittelschale mit den beiden Außenschalen fest verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Blockstein nach Anspruch 1.
Von der Erfindung sind insbesondere Blocksteine quaderförmiger Natur umfasst. Eine Quaderform bedeutet im Sinne herkömmlicher mathematischer Definition, dass der Blockstein sechs ebene oder im Wesentlichen ebene Außenflächen aufweist, von denen jeweils zwei einander gegenüberliegende Außenflächen parallel zueinander angeordnet sind. Jeweils einem Paar parallel zueinander ausgerichteten Außenflächen des Blocksteins kann ein Normalvektor zugeordnet werden, der senkrecht zu der Ebene steht. Die drei - von den drei Paaren der Außenfläche - bereitgestellten Normalvektoren stehen sämtlich zueinander senkrecht aufeinander und stellen ein kartesisches Koordinatensystem bereit.
Blocksteine unterschiedlicher Bauart aus unterschiedlichen Materialien sind bekannt und weit verbreitet. Im Fokus der vorliegenden Anmeldung liegt ein Blockstein, der besondere Traglastableitungseigenschaften und besondere Wärmedämmeigenschaften aufweist. Hierbei spielen insbesondere die Konstruktion und Struktur sowie die Materialwahl des Blocksteins eine Rolle.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Blockstein bereitzustellen, der bei guter oder verbesserter Lastabtragung eine hohe Wärmedämmung ermöglicht.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Der erfindungsgemäße Blockstein besteht aus einer sandwichartigen Konstruktion: Er umfasst zwei Außenschalen und eine dazwischen angebrachte Mittelschale oder Kernschale. Sämtliche drei Schalen bestehen aus Schaumbeton.
Als Schaumbeton wird ein Beton bezeichnet, der durch Erhärten eines Gemisches aus Zementleim und Schaum hergestellt ist. Dem Gemisch aus Zementleim und Schaum können bei Ausführungsformen der Erfindung auch Zuschlagstoffe beigegeben werden, wie beispielsweise Sand oder besondere Bindemittel oder Bindehilfsmittel oder Mittel zur Erhöhung der Festigkeit. Die Schalen aus Schaumbeton weisen im ausgehärteten Zustand eine Vielzahl von Poren auf, die untereinander nicht oder jedenfalls überwiegend nicht verbunden sind. Die Schalen aus Schaumbeton können kein oder nur sehr wenig Wasser aufnehmen.
Schaumbeton unterscheidet sich von Porenbeton auf die folgende Weise: Schaumbeton wird dadurch hergestellt, dass ein Gemisch aus Zementleim und Schaum durch Mischen bereitgestellt wird und nachfolgend erhärtet. Anders ausgedrückt, werden die beiden Bestandteile Zementleim und Schaum zunächst gesondert hergestellt und anschließend durch Rühren miteinander vermischt. Dies kann beispielsweise in entsprechenden Rührvorrichtungen vorgenommen werden. Das so gerührte Gemisch kann sodann aus der Rührvorrichtung entnommen werden, und/oder einem Behältnis, insbesondere einer Schalung, zugeführt werden, in der es sodann erhärtet. Die Zuführung von der Rührvorrichtung zu der Schalung kann beispielsweise durch Pumpen der flüssigen Schaumbetonmasse erfolgen.
Die Herstellung beim Porenbeton erfolgt auf andere Weise: Hier werden die Poren durch Zugabe eines Treibmittels, zum Beispiel Aluminiumpulver, in den Zementleim hinein erzeugt. Das Treibmittel führt also zum Ausschäumen der zähen Zementleimmasse. Es liegt hier keine Mischung von Schaum und Zementleim vor.
In Folge der gänzlich unterschiedlichen Herstellungsarten beim Schaumbeton einerseits und beim Porenbeton andererseits entstehen unterschiedliche Strukturen in dem ausgehärteten Beton.
So sind die Poren bei Porenbeton-Bauteilen durch ein Kapillarsystem miteinander verbunden. Porenbeton-Bauteile nehmen aus diesem Grunde Wasser in beträchtlichem Umfange auf.
Beim Schaumbeton hingegen sind die einzelnen Poren voneinander getrennt und gerade nicht miteinander verbunden. Deswegen können beispielsweise Schaumbeton-Bauteile kein oder nahezu kein Wasser aufnehmen.
Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen Schaumbeton und Porenbeton liegt in der Herstellungsart: Porenbeton wird unter Einfluss von Wärme und Druck ausgehärtet. Die Schalenteile aus dem erfindungsgemäßen Schaumbeton erhärten hingegen ohne Zufuhr von Wärme und unter Atmosphärendruck.
Der erfindungsgemäß zu verwendende Schaumbeton ist ein Werkstoff, der z. B. herkömmlich auf einer Baustelle hergestellt wird. Hier wird unter Verwendung von Schaumbildner und Wasser unter Zuhilfenahme eines Schaumgerätes Schaum erzeugt. Dieser Schaum kann einem Mörtel oder einem Beton, insbesondere einem sogenannten Zementleim, zugemischt werden.
Üblicherweise wird Schaumbeton in fließfähiger Konsistenz hergestellt und unter anderem für wärmedämmende Bauteile, für leichte Ausgleichsschichten, für Verfüllungen von Hohlräumen aller Art eingesetzt. Rohdichten bekannter Schaumbetonarten werden in der Literatur mit zwischen 400 und 2.000 kg/m³ angegeben.
Die Anmelder haben ein Verfahren entwickelt, mit dem Bauteile aus Schaumbeton mit geringerer Rohdichte gefertigt werden können.
Erfindungsgemäß werden die einzelnen Schichten der erfindungsgemäßen Blocksteine gesondert hergestellt und nach Herstellung der einzelnen Schalenteile miteinander zu einem Blockbaustein verbunden. Diese Herstellung eines Blockbausteines erfolgt nicht auf der Baustelle sondern in einem Werk. Auf der Baustelle kann insoweit der bereits als Handhabungseinheit aus den drei Schalenteilen zusammengesetzte Blockbaustein bereitgestellt werden.
Der erfindungsgemäße Blockstein weist zwei Außenschalen mit einer dazwischen angeordneten Mittelschale auf. Sämtliche drei Schalen bestehen aus Schaumbeton. Sie weisen daher ein einheitliches Bauprinzip auf, wobei die Schalen unterschiedliche Rohdichten aufweisen. Während die Außenschalen jeweils eine höhere Rohdichte, vorteilhaft beispielsweise in einem Bereich zwischen 350 und 700 kg/m³ aufweisen, weist die Mittelschale eine demgegenüber geringere, insbesondere erheblich geringere Rohdichte auf, die insbesondere in einem Bereich zwischen 80 und 100 kg/m³ liegt. Die gesondert gefertigten Schalen werden nach Ihrem vollständigen Aushärten miteinander fest verbunden. Eine feste Verbindung der beiden Außenschalen miteinander kann bei einer Ausführungsform der Erfindung auch dadurch erreicht werden, dass diese beiden Außenschalen zunächst gesondert gefertigt werden, und sodann die Mittelschale durch Vergießen eines Freiraums zwischen den Außenschalen gebildet wird. Nach dem Erhärten der Mittelschale sind die beiden Außenschalen miteinander fest über die Mittelschale verbunden.
Die Herstellung der einzelnen Schalen kann beispielsweise erfolgen, indem große Blöcke, z. B. mehrere Kubikmeter große Blöcke, aus Schaumbeton gefertigt und sodann in kleinere Teile zerteilt, insbesondere gesägt werden. Ein entsprechendes kleineres Teil kann sodann eine Außenschale - oder auch eine Mittelschale - bereitstellen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist eine erste Außenschale eine Schichtdicke von wenigstens 17,5 cm auf. Der Begriff Schichtdicke der ersten Außenschale bezieht sich auf die Tiefe des Blocksteins, so dass die Schichtdicke in Tiefenrichtung gemessen wird. Bei dieser Ausführungsform ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass diese erste Außenschale gut zu einem Lastabtrag beitragen kann.
Des Weiteren ist bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung vorgesehen, dass die Mittelschicht eine Schichtdicke zwischen 14 und 20 cm aufweist. Hier bezieht sich der Begriff Schichtdicke wiederum auf die durch die Tiefe vorgegebene Richtung des Blocksteines. Die erfindungsgemäß vorgegebene Schichtdicke zwischen 14 und 20 cm ermöglicht die Erzielung einer sehr guten Wärmedämmung durch den Blockstein.
Weiter vorteilhaft kann bei einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Blockstein eine Höhe zwischen 20 und 30 cm, insbesondere etwa 24,9 cm aufweist. Damit wird ein Blockstein herkömmlicher Bauform bereitgestellt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Blockstein eine Breite zwischen 40 und 60 cm, insbesondere etwa 49,8 cm auf. Hierdurch wird ein Blockstein mit einer Breite bereitgestellt, die der Breite herkömmlicher Blocksteine entspricht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Blockstein eine Tiefe zwischen 40 und 55 cm auf, insbesondere etwa zwischen 42,5 und 50 cm auf. Hierdurch wird ein Blockstein mit einer herkömmlichen Tiefe bereitgestellt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung trägt nur die dickere der beiden Außenschalen zum Lastabtrag bei. Hierdurch besteht die Möglichkeit, die erste Außenschale mit einer großen Schichtdicke auszubilden und die zweite Außenschale mit einer geringeren Schichtdicke auszubilden.
Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung tragen beide Außenschalen zum Lastabtrag bei. Hierdurch wird Möglichkeit bereitgestellt, eine bessere Lastabtragung durch den Blockstein insgesamt zu erzielen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Verbindung zwischen einer Außenschale und der Mittelschicht, die insbesondere durch Verbindungsmittel bereitgestellt ist, das Folgende:

a) Gemäß einer Variante wird Zementmilch eingesetzt. Die Zementmilch kann eine dauerhafte sichere und feste Verbindung zwischen jeweils einer Außenschale und der Mittelschale bereitstellen.
b) Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Verbindungsmittel Klebemörtel oder Kunstharzkleber. Hierdurch kann eine optimierte Verbindung zwischen jeweils einer Außenschale und der Mittelschale erzielt werden.
c) Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Verbindung zwischen Außenschale und Mittelschale Verbindungsmittel in Form von Formschlusselementen und einer Ausgleichsschicht. Die Formschlusselemente können beispielsweise mit oder ohne Aufbringung einer Ausgleichsschicht an den einzelnen Schalen festgelegt werden. So können auf der der ersten Außenschale zugewandten Seite der Mittelschale ein erstes Formschlusselement und auf der der Mittelschale zugewandten Seite der ersten Außenschale ein entsprechendes komplementäres Formschlusselement vorgesehen werden. Beide Formschlusselemente können in einer Ausgleichsschicht angeordnet werden. Die Verbindung zwischen Außenschale und Mittelschale wird bei diesem Ausführungsbeispiel also ausschließlich oder teilweise durch Formschlusselemente bereitgestellt, die Kräfte aufnehmen können.
d) Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Verbindungsmittel Dübel oder Befestigungselemente oder Befestigungsbolzen, die jeweils zwei der Schalen miteinander verbinden. Die Dübel oder Befestigungselemente oder Befestigungsbolzen stellen gesonderte Befestigungselemente dar, die jeweils mindestens eine Außenschale und die Mittelschale zumindest teilweise durchdringen oder in diese beiden Schalen zumindest teilweise hinein eindringen. Von der Erfindung ist auch umfasst, wenn Dübel vorgesehen sind, die die Mittelschale vollständig durchdringen.
e) Gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Verbindungsmittel in der jeweiligen Schale angeordnete Einlegerelemente zur Bereitstellung eines Formschlusses. Hier kann bereits bei der Herstellung der einzelnen Schalen durch Einlegen eines entsprechenden Formschlussmittels in das noch nicht fertig ausgehärtete Bauteil dafür gesorgt werden, dass die fertig ausgebildete ausgehärtete Schale Formschlusselemente aufweist, die aus der jeweiligen Hüllkontur der Schale herausragen und mit formkomplementären Formschlusselementen an der jeweils gegenüberliegenden Schale in Eingriff geraten können und auf diese Weise eine sichere Verbindung zwischen jeweils zwei Schalen bereitstellen können. Von der Erfindung ist aber auch umfasst, wenn die Formschlussmittel an der bereits ausgehärteten Schale befestigt werden, beispielsweise eingeschlagen werden, festgeschraubt werden oder auf andere Weise festgelegt werden.
f) Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird zur Herstellung eines festen Verbundes zwischen den Außenschalen und der Mittelschale, die auch als Kernschale bezeichnet wird, die Kernschale durch Vergießen der als Schalung dienenden Außenschale mittels Schaumbeton hergestellt. Nach dem Aushärten der Kernschale wird erfindungsgemäß bei dieser Variante eine feste Verbindung zwischen den Außenschalen und der Mittelschale ohne weitere Hilfsmittel oder dazwischen liegende Schichten möglich.

Bei dieser Variante kann auch vorgesehen sein, dass der Verbindungsbereich zwischen den zuvor gefertigten Außenschalen und der durch Vergießen hergestellten Mittelschale unter Zuhilfenahme zusätzlicher Formschlussmittel erfolgt. So kann beispielsweise auf den jeweiligen Innenseiten der Außenschale eine Oberflächenkontur vorgesehen sein, die mit Vorsprüngen und/oder mit Ausnehmungen ausgestaltet ist. Beispielsweise können die jeweiligen Innenseiten der Außenschale mit entsprechenden Rillen oder Nuten versehen sein, die beispielsweise durch Bohren, Sägen oder Fräsen hergestellt worden sind. Auf diese Weise wird eine nicht glatte oder nicht plane Oberfläche an der Innenseite der Außenschale erzielt. Die Ausnehmungen (wie Rillen und Nuten) oder Vorsprünge können den Verbund zwischen Außenschale und zu gießender Mittelschale aufgrund des zusätzlichen Formschlusses verbessern. Die beiden Außenschalen können als Teile einer Schalung eingesetzt werden, und die Kernschale kann durch Vergießen mit Schaumbeton hergestellt werden. Nach dem Aushärten der Mittelschale wird ein Verbundquerschnitt erreicht, der durch das Vergießen und zusätzlich durch einen Formschluss besonders gut und sicher miteinander verbunden ist.
Der Erfindung liegt des weiteren die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem ein Blockstein der zuvor beschriebenen Art auf einfache Weise hergestellt werden kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 14 und - unabhängig davon - mit den Merkmalen des Anspruches 15 oder des Anspruches 16.
Zur Würdigung dieser Erfindungen kann auf die obigen Ausführungen sowie auf die Beschreibung der Figuren verwiesen werden.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der nicht zitierten Unteransprüche, sowie anhand in den Ausführungsbeispielen dargestellter Zeichnungen. Darin zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Blocksteins in einer perspektivischen schematischen Ansicht,
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Blocksteines in einer teilgeschnittenen schematischen Darstellung etwa gemäß Ansichtspfeil II in 1, wobei zwischen jeweils zwei Schalen eine Verbindungsschicht vorgesehen ist,
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Blocksteines in einer teilgeschnittenen schematischen Darstellung entsprechend etwa einem Querschnitt durch einen Blockstein gemäß 1, wobei Dübel angedeutet sind, die jeweils zwei Schalen miteinander verbinden,
4 in einer Darstellung gemäß 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei Dübel vorgesehen sind, die die Mittelschale vollständig durchgreifen und jeweils in beiden Außenschalen eingreifen,
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß 3, wobei Formschlussmittel in Form von noppenartigen Vorsprüngen an jeweils einer Schale und entsprechende Ausnehmungen für die Vorsprünge an der jeweils gegenüberliegenden Schale vorgesehen sind,
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer Darstellung gemäß 3, wobei zur Verbindung jeweils zweier Schalen miteinander Formschlussmittel noch Art hakenartiger Vorsprünge und komplementärer Ausnehmungen vorgesehen sind,
7 ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer Darstellung gemäß 6, wobei in den entsprechenden Schalen verankerte Krallen oder Formschlusselemente vorgesehen sind,
8 in einer Darstellung gemäß der Darstellung der 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Blocksteins, bei dem eine Füllschicht oder Ausgleichsschicht vorgesehen ist,
9 in einer teilgeschnittenen schematischen Ansicht ähnlich der Darstellung der 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der der Blockstein im Herstellen begriffen ist, wobei zwei im fertigen Zustand des Blocksteins die Außenschalen bildende Elemente dargestellt sind, und in den zwischen den beiden Außenschalen befindlichen Hohlraum gerade flüssige Schaumbetonmasse eingefüllt wird, wobei zusätzlich eine Bodenschalungswand und eine Seitenschalungswand dargestellt sind,
10 das Ausführungsbeispiel der 9 in einer schematischen Draufsicht etwa entlang Ansichtspfeil X in 9 ohne die Vorrichtung zum Einfüllen der flüssigen Schaumbetonmasse,
11 in einer Darstellung gemäß 3 den nach Entfernen der Schalungswände fertiggestellten Blockstein gemäß der 9 und 10,
12 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Darstellung gemäß 9, wobei an den Innenseiten der die Außenschalen bereitstellenden Elemente nutförmige Ausnehmungen vorgesehen sind,
13 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei zwischen zwei plattenförmigen Körpern der dazwischen befindliche Freiraum mit einer flüssigen Betonschaummasse befüllt wird, vergleichbar der Darstellung der 9, wobei der zu bildende Formkörper ein Mehrfaches der Höhe eines Blocksteins und ggf. ein Mehrfaches der Breite eines Blocksteins aufweist, und
14 in einer schematischen Ansicht das Ausführungsbeispiel der 13 gemäß Ansichtspfeil XIV, wobei der gebildete Formkörper etwa die dreifache Höhe eines Blocksteins und etwa die dreifache Breite eines Blocksteins aufweist, wobei die seitlichen Schalungswände und die Bodenschalungswand dargestellt sind, und wobei vier Trennlinien dargestellt sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Figurenbeschreibung, auch unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, beispielhaft beschrieben. Dabei werden der Übersichtlichkeit halber - auch soweit unterschiedliche Ausführungsbespiele betroffen sind - gleiche oder vergleichbare Teile oder Elemente oder Bereiche mit gleichen Bezugszeichen, teilweise unter Hinzufügung kleiner Buchstaben, bezeichnet.
Merkmale, die nur in Bezug zu einem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, können im Rahmen der Erfindung auch bei jedem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen werden. Derartig geänderte Ausführungsbeispiele sind - auch wenn sie in den Zeichnungen nicht dargestellt sind - von der Erfindung mit umfasst.
Alle offenbarten Merkmale sind für sich erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) sowie der zitierten Druckschriften und der beschriebenen Vorrichtungen des Standes der Technik vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, einzelne oder mehrere Merkmale dieser Unterlagen in einen oder in mehrere Ansprüche der vorliegenden Anmeldung mit aufzunehmen.
Der in seiner Gesamtheit in den Figuren mit 10 bezeichnete Blockstein wird zunächst anhand der perspektivischen schematischen Darstellung nach 1 erläutert werden:
Der Blockstein umfasst eine dem Betrachter der 1 entgegentretende Schmalseite 11, eine Breitseite 12 und eine Oberseite 13. Der Blockstein 10 ist damit insgesamt quaderförmig ausgebildet. Die übrigen drei Seiten des Blocksteines sind in 1 nicht sichtbar.
Der Blockstein weist eine Höhe H auf, die bei dem Ausführungsbeispiel z. B. zwischen 20 und 30 cm betragen kann, vorteilhafterweise etwa 24,9 cm beträgt. Der Blockstein weist darüber hinaus eine Breite B auf, die z. B. zwischen 40 und 60 cm beträgt, und vorteilhafterweise bei dem Ausführungsbeispiel 49,8 cm beträgt.
Der Blockstein weist schließlich eine Tiefe T auf, die zwischen z. B. 40 und 55 cm betragen kann, bei einem Ausführungsbeispiel beispielsweise 42,5 cm, bei einem anderen Ausführungsbeispiel 50 cm betragen kann.
Die angegebenen Maße bzw. Maßbereiche ermöglichen eine Bereitstellung eines erfindungsgemäßen Blocksteines 10 mit Maßen, wie sie von herkömmlichen Blocksteinen aus anderen Materialien an sich bekannt sind.
Der Blockstein dient dazu, eine Gebäudewand oder einen Teil einer Gebäudewand durch Zusammenmauern mit anderen Blocksteinen oder anderen Arten von Steinen oder Elementen zu ermöglichen.
Der erfindungsgemäße Blockstein umfasst drei Schalen 14, 15 und 16:
Die erste Schale 14 ist eine lasttragende Außenschale 14 mit einer Dicke D₁ . Die Dicke D₁ kann zwischen 17,5 und 30 cm betragen. Bei dem Ausführungsbeispiel kann angenommen werden, dass die Dicke D₁ . 17,5 cm beträgt. Diese Außenschale 14, die auch als erste Außenschale bezeichnet wird, ist lasttragend ausgebildet.
Der Blockstein 10 weist darüber hinaus eine zweite Außenschale 15 auf, die eine Dicke D₃ aufweist, die kleiner ist als die Dicke D₁ . Beispielsweise kann die zweite Außenschale 15 eine Dicke D₁ von nur 7,5 cm aufweisen. Die zweite Außenschale ist für den Fall, dass die Dicke D₁ kleiner als 17,5 cm ausgebildet ist, insbesondere nicht lasttragend ausgebildet.
Der erfindungsgemäße Blockstein 10 weist darüber hinaus eine dritte Schale in Form der Mittelschale 16 auf. Die Mittelschale 16 kann eine Dicke D₂ zwischen 14 und 20 cm aufweisen.
Sämtliche drei Schalen 14, 15, 16 bestehen aus einem sogenannten Schaumbeton. Schaumbeton ist von Porenbeton zu unterscheiden und wird auf eine gänzlich andere Art und Weise hergestellt. Schaumbeton weist im fertig ausgehärteten Zustand Poren (beispielhaft angedeutet durch die Poren 17a, 17b, 17c, 17d, 17e) auf, die nicht oder jedenfalls überwiegend nicht miteinander verbunden sind. Die Schalen 14, 15, 16 können also kein Wasser aufnehmen bzw. nur in äußerst geringen Maße Wasser aufnehmen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 sind die lediglich schematisch angedeuteten Poren 17b, 17d, 17e der Mittelschale 16 nicht miteinander verbunden.
Angemerkt sei in diesem Zusammenhang, dass die schematische Darstellung der 1 die Poren 17a, 17b, 17c, 17d, 17e nur beispielhaft und nicht maßstäblich illustrieren soll.
Größe und Form der Poren sind natürlich beliebig und hängen von der Art des verwendeten Schaumes ab, der mit dem Zementleim vermischt wird. Auch kommt es natürlich auf das Mischverhältnis an.
Grundsätzlich gilt natürlich, dass je größer der Anteil des Schaumes ist, und je kleiner der Anteil des verwendeten Zementleims im Mischungsverhältnis ist, umso geringer ist die Dichte des aus dem Mix oder aus der Mischung erhaltenen Schaumbetons.
Bei dem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die beiden Außenschalen 14, 15 aus einem Schaumbeton mit einer höheren Rohdichte im Bereich zwischen 350 und 700 kg/m³ bestehen.
Demgegenüber besteht die Mittelschale 16 aus Schaumbeton mit einer geringeren Rohdichte von 80 bis 100 kg/m³.
Die einzelnen Schalen 14, 15, 16 werden gesondert hergestellt. Beispielsweise wird ein sehr großer Block, von z. B. einem oder mehreren Kubikmetern Größe einer ersten Schaumbetonart mit einer höheren Rohdichte und ein zweiter großer Block oder Körper aus Schaumbeton mit einer demgegenüber geringeren Rohdichte hergestellt. Die entsprechenden Blöcke können sodann in kleinere Teile zertrennt, zerteilt, insbesondere gesägt werden. Die so geschnittenen kleineren Teile weisen dann Abmessungen (Höhe und Breite) auf, die den Abmessungen des zu bildenden Blockbausteins 10 entsprechen.
Gemäß der Erfindung ist die Mittelschale 16 unter Verwendung von Verbindungsmitteln 18a, 18b sowohl mit der ersten Außenschale 14 als auch mit der zweiten Außenschale 15 fest verbunden. Die feste Verbindung kann durch unterschiedliche Verbindungsmittel 18a, 18b auf gänzlich unterschiedliche Art bereitgestellt sein.
1 deutet lediglich ganz allgemein Verbindungsmittel 18, 18a, 18b an.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 ist als Verbindungsmittel 19a, 19b jeweils eine Schicht eines Klebemittels vorgesehen. Das Klebemittel kann beispielsweise Zementmilch oder Klebemörtel oder Kunstharzkleber umfassen, aufweisen oder daraus bestehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 sind Dübel oder Befestigungsbolzen 20a, 20b, 20c, 20d angedeutet. Jeder Dübel verbindet die Mittelschale 16 entweder mit der ersten Außenschale 14 oder mit der zweiten Außenschale 15. Die Dübel können unter Verwendung herkömmlicher Techniken in den entsprechenden Schalen 14, 15, 16 verankert werden. Zusätzlich zu den Dübeln 20a, 20b, 20c, 20d können auch Klebehilfsmittel, beispielsweise auch der zuvor beschriebenen Art, eingesetzt werden. Die Klebehilfsmittel können einerseits dafür sorgen oder mit dazu beitragen, dass die Dübel 20a, 20b, 20c, 20d in der entsprechenden Schale 14, 15, 16 fest verankert sind. Zum anderen können die Klebehilfsmittel auch über zwei Schalen 14, 16 bzw. 15, 16 fest miteinander verbinden.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 4 sind beispielshaft zwei Dübel 20e, 20f vorgesehen, die eine axiale Länge L aufweisen, die größer ist als die Dicke D₂ der Mittelschale 16. Die entsprechenden Dübel 20e, 20f durchgreifen die Mittelschale 16 soweit vollständig und sind mit ihren jeweiligen Endbereichen der ersten Außenschale 14 und der zweiten Außenschale 15 verankert.
Die Zahl und die Art der Anordnung der Dübel 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f ist beliebig. Vorteilhaft ist hier eine möglichst homogen, das heißt gleichverteilte Anordnung der Dübel entlang der entsprechenden Breitseitenflächen der Schalen 14, 15, 16 vorgesehen, um eine gleichmäßige Krafteinleitung zu erzielen.
Ausweislich des Ausführungsbeispiels der 5 sind bei einer Variante der Erfindung Formschlussmittel 21 vorgesehen. Diese können in Form von Vorsprüngen 22a, 22b, 22c, 22d an den entsprechenden Schalen 14, 16 vorgesehen sein, die in entsprechende Ausnehmungen 23a, 23b, 23c, 23d an dem jeweils gegenüberliegenden Schalenteil eingreifen. 5 zeigt zwei Vorsprünge 22c, 22d an einer ersten Außenschale 14, die in Ausnehmungen 23c, 23c an dem Mittelschalenteil 16 eingreift. Zugleich weist die Mittelschale 16 zwei Vorsprünge 22a, 22b auf, die in Ausnehmungen 23a, 23b an dem zweiten Schalenteil 15 eingreifen.
Die Formschlussmittel 23a, 23b, 23c, 23d können zumindest entlang einer Richtung eine Unverlierbarkeit der Schalen 14, 15, 16 relativ zueinander gewährleisten.
Von erfindungsgemäßer Bedeutung ist, dass der Blockstein 10 mit seinen drei Schalen 14, 15, 16 insgesamt eine Handhabungseinheit bereitstellt. Weiter vorteilhaft ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass jede der Schalen 14, 15, 16 unverlierbar an dem Blockstein 10 gehalten ist.
Die Größe und Geometrie der Vorsprünge 22a, 22b, 22c, 22d und der vorteilhafterweise jeweils komplementär gebildeten Ausnehmungen 23a, 23b, 23c, 23 d ist beliebig und auf den Einzelfall abzustellen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zeigt das Ausführungsbeispiel der 6 Klauen 24a, 24b an der ersten Außenschale 14 und Klauen 24c, 24d an der zweiten Außenschale 15. Die Klauen 24a, 24b, 24c, 24d greifen in entsprechende Klauenaufnahmen 25a, 25b, 25c, 25d an der Mittelschale 16a ein und sorgen dort ebenfalls für eine unverlierbare Positionierung der entsprechenden Schalen relativ zueinander.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 7 sind anders gestaltete Klauen 26a, 26b an der ersten Außenschale 14 vorgesehen, die mit entsprechenden Gegenklauen 27a, 27b an der Mittelschale 16 kooperieren. Diese Klauen 26a, 26b, 27a, 27b sind als Einlegerelemente in die entsprechende Schale 14, 16 inkorporiert und sind bereits während des Herstellungsprozesses in die noch nicht ausgehärtete Schaummasse eingelegt worden. Von der Erfindung ist auch umfasst, wenn entsprechende Klauenelemente 26a, 26b, 27a, 27b erst nach Fertigstellung einer entsprechenden Schale 14, 15 an der Schale befestigt werden.
Ausweislich des Ausführungsbeispiels der 7 kann bei dem fertig montierten Blockstein 10 zwischen den beiden Schalen 14, 16 bzw. 16, 17 jeweils ein Freiraum 29 verbleiben. Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung gemäß 8 ist der Freiraum 29 durch eine Füllschicht 28 gefüllt. Man kann hier auch von einer Ausgleichsschicht sprechen. Bei dieser Variante weist der Blockstein 10 insoweit - bis auf die in 8 nicht dargestellten Poren 17a, 17b, 17c, 17d - keine Hohlräume auf.
Nachfolgend soll anhand der Figuren ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben werden:
9 zeigt in einer teilgeschnittenen schematischen Ansicht ein erstes quaderförmiges Element 40 bzw. 36a und ein zweites quaderförmiges Element 41 bzw. 36b. Diese beiden Elemente 40, 41 sind im wesentlichen quaderförmig ausgebildet, und bestehen aus einem Schaumbeton mit einer höheren Rohdichte. Sie bilden später, bei dem fertigen Blockstein gemäß 11 die beiden Außenschalen 14, 15 aus, und weisen insoweit Abmessungen Höhe H und Breite B auf, die der Höhe H und der Breite B eines Blocksteins 10 gemäß 1 entsprechen.
Die beiden Elemente 40, 41 sind so relativ zueinander positioniert, dass sich zwischen Ihnen ein Hohlraum 34 ergibt. Die beiden Elemente 40, 41 bilden eine Schalung 43 aus. Zu der Schalung 43 gehört eine Bodenwand oder ein Schalungsboden 32 sowie weitere Schalungswände 33a, 33b. Die Elemente 40, 41 bilden ebenfalls Bestandteile der Schalung 43 aus.
Wie sich anhand der 10 ergibt, sind die Bodenwand 32 und die Seitenwände 33a, 33b der Schalung 43 etwas größer ausgebildet, und größer dimensioniert, als die Außenabmessungen (Höhe H, Breite B, Tiefe T) des zu fertigenden Blocksteins 10.
9 zeigt eine Ausgießvorrichtung 31, aus der gerade eine flüssige Schaumbetonmasse 30 in den Hohlraum 34 gegossen wird. Der Hohlraum 34 wird bis zur Oberseite der quaderförmigen Körper 36a, 36b verfüllt. Nach dem Aushärten der flüssigen Schaumbetonmasse 30 wird von diesem Verguss die Mittelschale 16 gebildet. Infolge des Aushärtevorganges wird eine besonders gute und feste, dauerhafte Verbindung zwischen den Außenschalen 14, 15 erreicht.
Nach dem Aushärtenlassen können die Schalungsteile 32, 33a, 33b entnommen werden, und der so gebildete Blockstein 10 gemäß 11 aus der Schalung entformt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 12 sind an den Innenseiten 38, 38a, 38b der Elemente 40, 41 Ausnehmungen 39a, 39b, 39c, 39d angebracht. Hierdurch kann ein verbesserter Formschluss zwischen der nach dem Aushärten des Vergusses 30 gebildeten Mittelschale 16 und den Außenschalen 14, 15 erreicht werden.
Die Ausnehmungen können nach Art von Nuten, Rillen oder anderen beliebig geformten Ausnehmungen bereitgestellt sein. Im Falle von Nuten oder Rillen können diese beliebig orientiert sein.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 13 wird ein erstes Element 40 und ein zweites Element 41 bereitgestellt, die jeweils von einem plattenförmigen Körper 35a, 35b gebildet sind. Der plattenförmige Körper 35a, 35b weist Abmessungen auf, die die Höhe H bzw. die Breite B eines zu fertigenden Blocksteins übersteigen, bzw. um ein Mehrfaches übersteigen. Die plattenförmigen Körper 35a, 35b sind wiederum aus einem Schaumbeton höherer Rohdichte gefertigt, und bereits ausgehärtet. Hierdurch wird eine Schalung unter Zuhilfenahme einer Bodenwand 32 und von zwei Seitenwänden 33a, 33b erlangt. Auch die plattenförmigen Körper 35a, 35b fungieren als Schalen und begrenzen den Hohlraum 34. Dieser wird bei dem Ausführungsbeispiel der 13 - wie zuvor anhand der Ausführungsbeispiele der 9 und 12 erläutert - von einer flüssigen Schaumbetonmasse 30 verfüllt, die wiederum im ausgehärteten Zustand eine Rohdichte aufweist, die geringer ist, als die Rohdichte der Elemente 40, 41. Nach dem Aushärten und dem Entfernen der Schalungswände 32, 33a, 33b sind die plattenförmigen Körper 35a, 35b mit dem Verguss 30 fest miteinander verbunden. Der Verguss 30 bildet nun wiederum die Mittelschale 16 aus.
Der so gebildete Formkörper 44 kann, wie in 14 anhand der Trennlinien 37a, 37b, 37c, 37d dargestellt ist, nun zertrennt werden, beispielsweise gesägt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel der 14 weist der Formkörper 44 eine Gesamthöhe auf, die etwa dem Dreifachen der Höhe H eines Blocksteins 10 entspricht. Dies entspricht auch der Darstellung der 13.
In dem Ausführungsbeispiel der 14 weist der Formkörper 44 demnach eine Gesamtbreite auf, die etwa dem Dreifachen der Breite B eines Blocksteins 10 entspricht. Durch Vornahme von vier Schnitten entlang der vier Trennungslinien 37a, 37b, 37c, 37d entstehen so neun Blocksteine der Höhe H und der Breite B, entsprechend den Abmessungen des Blocksteins 10 der 1.
Einige der zu fertigenden Blocksteine sind in 10 beispielhaft mit 10a, 10b, 10c, 10d, 10e beispielhaft bezeichnet.
Durch dieses Verfahren kann eine besonders produktive Herstellung erreicht werden.

Claims

Blockstein (10), umfassend zwei Außenschalen (14, 15) und eine dazwischen angeordnete Mittelschale (16), wobei die Außenschalen und die Mittelschale aus Schaumbeton bestehen, wobei die Außenschalen jeweils eine höhere Rohdichte und die Mittelschale eine demgegenüber geringere Rohdichte aufweisen, und wobei die Mittelschale mit den beiden Außenschalen fest verbunden ist.
Blockstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschalen jeweils eine Rohdichte in einem Bereich zwischen 350 und 700 kg/m³ und die Mittelschale eine Rohdichte in einem Bereich zwischen 80 und 100 kg/m³ aufweisen.
Blockstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Außenschale (15) eine Schichtdicke (D₁) von wenigstens 17,5 cm aufweist.
Blockstein nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Außenschale (15) eine Schichtdicke (D₃) von weniger als 17,5 cm aufweist.
Blockstein nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelschicht (16) eine Schichtdicke (D₂) zwischen 14 und 20 cm aufweist.
Blockstein nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Blockstein eine Höhe (H) zwischen 20 und 30 cm, insbesondere etwa 24,9 cm, aufweist.
Blockstein nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Blockstein eine Breite (B) zwischen 40 und 60 cm, insbesondere etwa 49,8 cm, aufweist.
Blockstein nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Blockstein eine Tiefe (T) zwischen 40 und 55 cm, insbesondere etwa zwischen 42,5 und 50 cm, aufweist.
Blockstein nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass nur die dickere der beide Außenschalen (14, 15) zum Lastabtrag beiträgt oder dass beide Außenschalen zum Lastabtrag beitragen.
Blockstein nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelschale (16) zur Wärmedämmung derart beiträgt, dass der Blockstein Wärmedämmeigenschaften aufweist, die den Wärmedämmeigenschaften herkömmlicher Wärmedämmverbundsysteme entsprechen.
Blockstein nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen einer Außenschale (14, 15) und der Mittelschale (16) durch Verbindungsmittel (21) bereitgestellt ist, die folgendes umfassen: a) Zementmilch (19a, 19b), oder b) Klebemörtel (19a, 19b) oder Kunstharzkleber, oder c) Formschlusselemente (21a, 21b, 21c, 21d, 22a, 22b, 22c, 22d, 23a, 23b, 23c, 23d, 24a, 24b, 24c, 24d, 25a, 25b, 25c, 25d, 26a, 26b, 26c, 26d, 27a, 27b, 27c, 27d) und ggf. eine Ausgleichsschicht (28), oder d) Dübel (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f), die jeweils zwei der beiden Schalen miteinander verbinden, oder e) in die Schale angeordnete Einlegerelemente (26a, 26b, 27a, 27b) zur Bereitstellung eines Formschlusses.
Blockstein nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelschale (16) von einem Verguss (30) zwischen den beiden Außenschalen (14, 15) ausgebildet ist.
Blockstein nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseiten (38a, 38b) der Außenschalen (14, 15) vor dem Vergießen der Mittelschale (16) uneben ausgestaltet sind, wobei insbesondere Ausnehmungen (39a, 39b, 39c, 39d) wie Löcher, Rillen oder Nuten vorgesehen sind.
Verfahren zur Herstellung eines Blocksteins (10) aus zwei Außenschalen (14, 15) und einer Mittelschale (16), insbesondere eines Blocksteines nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: a) Fertigen einer ersten Elementes (40), eines zweiten Elementes (41) und eines dritten Elementes (42) aus Schaumbeton, wobei das erste Element (40) und das zweite Element (41) jeweils eine höhere Rohdichte und das dritte Element (42) eine demgegenüber geringere Rohdichte aufweisen, und wobei die drei Elemente (40, 41, 42) im wesentlichen quaderförmig ausgebildet sind, b) Verbinden des dritten Elementes (42) mit dem ersten Element (40) und mit dem zweiten Element (41), derart, dass das dritte Element (42) zwischen dem ersten und dem zweiten Element angeordnet ist, wobei das erste Element (40) und das zweite Element (41) die Außenschale (14, 15) und das dritte Element (42) die Mittelschale (16) des Blocksteins (10) bereitstellen.
Verfahren zur Herstellung eines Blocksteins (10) aus zwei Außenschalen (14, 15) und einer Mittelschale (16), insbesondere eines Blocksteines nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: a) Fertigen eines ersten Elementes (40) und eines zweiten Elementes (41) aus Schaumbeton, wobei beide Elemente (40, 41) im wesentlichen quaderförmig ausgebildet sind, und wobei das erste Element (40) und das zweite Element (41) jeweils eine höhere Rohdichte aufweisen, b) Bereitstellen einer Schalung (43), umfassend einen Boden (32) und wenigstens zwei Seitenwände, die von dem ersten Element (40) und dem zweiten Element (41) bereitgestellt sind, c) Eingießen einer flüssigen Schaumbetonmasse (30) in einen Hohlraum (34) zwischen den beiden Seitenwänden (40, 41), d) Aushärtenlassen der Schaumbetonmasse (30), die in ausgehärtetem Zustand eine gegenüber der Rohdichte der ersten beiden Elemente geringere Rohdichte aufweist, und die im ausgehärteten Zustand die ersten beiden Elemente (40, 41) fest miteinander verbindet, e) Entfernen der Schalung oder von Teilen (32, 33a, 33b) der Schalung (43) für den so gebildeten Blockstein und/oder Entnehmen des so gebildeten Blocksteins (10) aus der Schalung (43), wobei die ersten beiden Elemente (40, 41) die Außenschale (14, 15) des Blocksteins und die dazwischen befindliche ausgehärtete Schaumbetonmasse (30) eine Mittelschale (16) des Blocksteins bereitstellen.
Verfahren zur Herstellung eines Blocksteins (10) aus zwei Außenschalen (14, 15) und einer Mittelschale (16), insbesondere eines Blocksteines nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: a) Fertigen eines ersten Elementes (35a) und eines zweiten Elementes (35b) aus Schaumbeton, wobei beide Elemente (35a, 35b) im wesentlichen plattenförmig ausgebildet sind, und wobei das erste Element und das zweite Element jeweils eine höhere Rohdichte aufweisen, b) Bereitstellen einer Schalung (43), umfassend einen Boden (32) und wenigstens zwei Seitenwände, die von dem ersten Element (35a) und dem zweiten Element (35b) bereitgestellt sind, c) Eingießen einer flüssigen Schaumbetonmasse (30) in einen Hohlraum (34) zwischen den beiden Seitenwänden (35a, 35b), d) Aushärtenlassen der Schaumbetonmasse (30), die in ausgehärtetem Zustand eine gegenüber der Rohdichte der ersten beiden Elemente geringere Rohdichte aufweist, und die im ausgehärteten Zustand die ersten beiden Elemente (35a, 35b) fest miteinander verbindet, e) Entfernen der Schalung (43) oder von Teilen (32) der Schalung von dem so gebildeten Formkörper (44) und/oder Entnehmen des so gebildeten Formkörpers (44) aus der Schalung (43), f) Zertrennen des Formkörpers (44), wobei infolge des Trennvorganges aus dem Formkörper mehrere Blocksteine (10a, 10b, 10c) gewonnen werden, wobei Abschnitte der ersten beiden Elemente (35a, 35b) die jeweiligen Außenschalen (14, 15) eines Blocksteins und Abschnitte der dazwischen befindlichen ausgehärteten Schaumbetonmasse (30) eine Mittelschale (16) des jeweiligen Blocksteins (10a, 10b, 10c) bereitstellen.