DE102018101708A1

DE102018101708A1 - Mauerstein sowie Verfahren zu dessen Herstellung

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Publication number: DE102018101708A1
Application number: DE102018101708.1A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-01-25
Filing date: 2018-01-25
Publication date: 2019-07-25

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen aus Mörtel oder Beton geformten Mauerstein oder ein Fertigbauteil, welcher(s) in seinem Inneren wenigstens einen Hohlraum aufweist, der zur Verringerung des spezifischen Gewichts dient, wobei dieser Hohlraum ein Gas enthält und wobei der Hohlraum durch wenigstens ein aus Kunststoff bestehendes, im Wesentliches leeres Behältnis (17) definiert wird, welches bei der Herstellung des Mauersteins (20) oder Fertigbauteils in die noch nicht ausgehärtete Mörtel- oder Betonmasse (18) eingebettet wird. Bei der Herstellung bringt man in eine Form (10) ein oder mehrere leere Behältnisse (17) aus Kunststoff ein und füllt oder gießt anschließend das die Behältnisse (17) umgebende freie Volumen der Form (10) mit einer Mörtel- oder Betonmasse (18) aus, derart dass dabei die Behältnisse (17) im Wesentlichen leer bleiben, lässt danach den Mauerstein (20) oder das Fertigbauteil (27) aushärten und entformt nach dessen Aushärtung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen aus Mörtel oder Beton geformten oder gegossenen Mauerstein oder ein Fertigbauteil, welcher(s) in seinem Inneren wenigstens einen Hohlraum aufweist, der zur Verringerung des spezifischen Gewichts dient, wobei dieser Hohlraum ein Gas enthält. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Mauersteinen oder Fertigbauteilen aus Mörtel oder Beton der vorgenannten Art.
In der DE 20 2011 050 489 U1 wird ein Mauerlochbaustein mit voneinander beabstandeten lasttragenden Stegen und wenigstens einem Hohlraum beschrieben, wobei der Hohlraum mit einem Dämmstoff ausgefüllt ist. Dieser Mauerlochstein weist mehrere parallele lasttragende Stege auf, die quer zur Außenwand des Steins verlaufen und das Innere des Steins in mehrere hohle Kammern unterteilen. Der Hohlraum kann mit einem gasdurchlässigen Dämmstoff gefüllt werden, mit einer wärmedämmenden Gasfüllung oder mit Luft. Es wird erwähnt, dass als gasdurchlässiger Dämmstoff die verschiedensten porösen Stoffe wie Fasern und dergleichen in Betracht kommen sowie auch Perlen oder Hohlkugeln aus Glas oder Kunststoff. Es ist davon auszugehen, dass in diesem Fall vergleichsweise kleine Glaskugeln verwendet werden und die Hohlräume mit diesen vollständig verfüllt werden. Diese Glaskugeln sind ein Material, welches eigens für diesen Zweck hergestellt werden muss und somit die Kosten für die Herstellung des Mauerlochsteins erhöht, wobei hier kein Recycling-Aspekt berücksichtigt wurde, denn für die Herstellung des Mauerlochsteins wird kein Altmaterial verwendet. Nachteilig ist bei diesem bekannten Mauerlochstein zudem, dass die Stirnflächen offen sind und anschließend noch mit Deckelementen aus Pappe oder Kunststofffolie per Klebung oder thermoplastisch verschlossen werden müssen. Die Herstellung dieses bekannten Mauerlochsteins ist somit vergleichsweise aufwändig und kostspielig.
In der Schweizer Patentschrift CH 416 029 wird ein Hohlräume aufweisendes plattenförmiges Betonbauteil mit Füllkörpern aus Kunststoff beschrieben. Bei diesem Betonbauteil wird ein kreiszylindrischer Kern verwendet, welcher aus einem aufgeblasenen Schlauch besteht. Der Schlauch weist Abschnürungen auf, so dass sich mehrere hintereinander liegende Hohlräume ergeben. Der verbleibende Hohlraum wird hier jedoch mit einem aufschäumbaren Kunststoff ausgefüllt. Zudem werden die Stirnseiten der Füllkörper noch mit einem Anstrich versehen oder die Poren des Kunststoffschaums müssen durch eine Warmbehandlung verschlossen werden. Füllkörper der hier beschriebenen Art können in Stahlbetonbauteile eingelegt werden, womit erreicht werden soll, dass sich das Konstruktionsgewicht insgesamt verringert. Auch hier ist die Herstellung der Füllkörper recht aufwändig. Außerdem sind die Füllkörper für die Herstellung größerer Betonbauteile vorgesehen, wie beispielsweise Betondecken, während die Herstellung einzelner Mauersteine, die sich von der Größe und ihrem Gewicht her von einer einzelnen Person handhaben lassen, nicht vorgesehen ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen aus einer Mörtelmasse oder Beton geformten oder gegossenen Mauerstein der eingangs genannten Gattung sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung zur Verfügung zu stellen, welcher ein verringertes Gewicht hat und sich kostengünstig und mit geringem apparativen Aufwand herstellen lässt, wobei der Mauerstein gleichwohl den baustatischen Anforderungen genügt.
Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein Mauerstein oder ein Fertigbauteil der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Hohlraum durch wenigstens ein aus Kunststoff bestehendes, im wesentlichen leeres Behältnis definiert wird, welches bei der Herstellung des Mauersteins in die noch nicht ausgehärtete Mörtel- oder Betonmasse eingebettet wurde.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, dass Flaschen und Behälter aus Kunststoff weltweit in großen Mengen anfallen. Plastikmüll stellt bekanntlich eine große Umweltbelastung dar, insbesondere für die Weltmeere. In Hochtechnologieländern gibt es Pfandsysteme zumindest für einen Teil der in Verkehr gebrachten Kunststoffbehälter, so dass diese einer Wiederverwendung zugeführt werden. Dies gilt insbesondere für Mehrwegplastikflaschen, die mit Pfand belegt sind. Jedoch müssen diese sortiert und gereinigt werden, wodurch wiederum Energie verbraucht wird, was die Umweltbilanz verschlechtert. Ein weiterer Anteil des Plastikmülls wird in diesen Ländern aufbereitet und zum Teil in Müllverbrennungsanlagen verbrannt. In Ländern der Dritten Welt ist es hingegen in der Regel so, dass es keine funktionsfähigen Systeme zur Müllsammlung und Aufbereitung gibt, so dass diese Kunststoffbehälter häufig wild entsorgt werden. Pfand- und Recyclingsysteme sind in diesen Ländern nicht vorhanden, ja oft fehlt sogar ein funktionsfähiges Müllabfuhrsystem. Der Endverbraucher erwirbt gleichwohl in großen Mengen Kunststoffbehälter und hat für die leeren Behälter anschließend keine Verwendung. Diese Situation gilt beispielsweise für viele Afrikanische Länder.
Andererseits sind gerade in Entwicklungsländern qualitativ hochwertige Baustoffe schwierig zu beschaffen. Hinzu kommt, dass in diesen Ländern oft Gebäude mit vergleichsweise großen Mauersteinen aus Betonwerkstoffen erstellt werden, die ein hohes Gewicht aufweisen und bei der Verarbeitung manuell gehandhabt werden, da Hilfsmittel wie Kräne und dergleichen nicht vorhanden sind. Es besteht somit ein Bedarf an Mauersteinen, die ein geringeres Gewicht aufweisen als ein Stein aus massivem Beton und folglich von nur einer Person bequem gehandhabt werden können.
Die vorgenannten Überlegungen haben den Anmelder zu der vorliegenden Erfindung geführt. Überraschend wurde bei Versuchen festgestellt, dass man quasi beliebige (gebrauchte) Behälter aus Kunststoff unterschiedlicher Art, Größe, Form und Verwendung in variabler Stückzahl beispielsweise in einem Gießvorgang in eine Mörtel- oder Betonmasse einbetten kann und nach Aushärtung der Mörtel- oder Betonmasse statisch belastbare Mauersteine oder Fertigbauteile mit vergleichsweise geringem spezifischen Gewicht erhalten werden. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass der Verbraucher die erfindungsgemäßen Mauersteine oder Fertigbauteile selbst vor Ort ohne großen Aufwand herstellen kann und dabei noch in den meisten Haushalten ohnehin vorhandene leere Kunststoffbehälter entsorgt und gleichzeitig noch einer sinnvollen Verwendung zugeführt werden können. Es werden Transportwege sowohl hinsichtlich der sonst notwendigen Entsorgung der Kunststoffabfälle eingespart als auch bei der Beschaffung von Baumaterial, welches in vielen Ländern nicht überall in ausreichender Menge verfügbar ist. Der Bauherr benötigt zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mauersteine oder Fertigbauteile aus Beton lediglich eine Form, in der der Mauerstein oder das Fertigbauteil geformt oder gegossen wird, sowie die Grundbaustoffe, Sand, Zement, Wasser und gegebenenfalls Kies als gröberen Zuschlagstoff im Falle von Betonmassen. Die benötigten Behältnisse aus Kunststoff können aus Abfällen stammen und sind oft ohnehin beispielsweise aus Haushaltsabfällen vorhanden oder können zu diesem Zweck über einen Zeitraum gesammelt werden. Hinzu kommt der Vorteil, dass auf diese Weise hergestellte Mauersteine oder Fertigbauteile ein geringeres Gewicht haben und sich somit ohne technische Hilfsmittel besser handhaben lassen. Natürlich ist es alternativ auch möglich, Mauersteine oder Fertigbauteil der erfindungsgemäßen Art industriell in größeren Stückzahlen herzustellen.
Die in die Mörtelmasse oder den Beton eingebetteten Kunststoffbehälter werden leer in die Masse so eingebettet, dass sie beim Füllen der Form mit Mörtel oder Beton nicht volllaufen, aber anschließend vollständig von Mörtel oder Beton umgeben sind. Dadurch wird die Luft in den leeren Behältern in den Mauerstein oder das Fertigbauteil eingeschlossen.
Bevorzugt ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Mauerstein oder das Fertigbauteil außerhalb des aus Kunststoff bestehenden Behältnisses massiv ausgebildet ist und besteht aus der ausgehärteten Mörtel- oder Betonmasse. Anders als bei aus dem Stand der Technik bekannten Mauersteinen, bei denen zwischen den Außenwänden in Querrichtung nur einzelne Stege aus dem Steinmaterial verlaufen und der Stein somit größere zumeist rechteckige hohle Kammern enthält, ist der erfindungsgemäße Mauerstein massiv, bis auf diejenigen Bereiche, in denen sich das oder die eingebetteten Behältnisse befinden. Das heißt diese Behältnisse werden bei der Herstellung des Mauersteins oder des Fertigbauteils so in die Mörtelmasse eingebettet, dass sie von dieser vollständig umschlossen werden.
Dabei ist es vorzugsweise so, dass zur Herstellung einer ausreichend stabilen tragfähigen Auflageschicht der Mauerstein oder das Fertigbauteil unterhalb des oder der Behältnisse aus Kunststoff eine vorzugsweise über die Querschnittsfläche des Mauersteins oder Fertigbauteils durchgehende massive Bodenschicht und/oder oberhalb der Behältnisse eine durchgehende massive Deckschicht aus dem Mörtel- oder Betonwerkstoff aufweist. Dadurch ist gewährleistet, dass der ausgehärtete Mauerstein oder das Fertigbauteil unterseitig und/oder oberseitig mit einer stabilen durchgehenden Schicht aus dem Steinmaterial aufliegt bzw. mit einer weiteren Steinschicht in Kontakt kommt, so dass über die Bodenschicht und/oder die Deckschicht Kräfte übertragen werden. Die eingebetteten Behältnisse aus Kunststoff werden somit in dem Baustein allseitig von dem Mörtel- oder Betonmaterial umgeben.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind in die Mörtel- oder Betonmasse mehrere aus Kunststoff bestehende Behältnisse eingebettet. Die Anzahl der Behältnisse, die in die Mörtel- oder Betonmasse eingebettet werden kann je nach Bedarf variieren und hängt u.a. auch von der Größe der verwendeten Behältnisse einerseits und der Größe des Mauersteins oder Fertigbauteils andererseits ab. Je mehr solcher Kunststoffbehältnisse verwendet werden, desto leichter wird der ausgehärtete Mauerstein, da die Kunststoffbehältnisse ja leer sind und in ihrem Innenraum somit ein Luftvolumen enthalten und das Kunststoffbehältnis selbst nur ein geringes spezifisches Gewicht hat. Wie viele Behältnisse man jeweils in die Mörtelmasse einbettet, um ein Optimum an Gewichtsreduzierung einerseits und Gewährleistung einer ausreichenden statischen Belastbarkeit des Mauersteins bzw. Fertigbauteils zu erzielen, lässt sich empirisch entsprechend dem jeweiligen Anwendungszweck ermitteln.
Dabei spielt natürlich auch die Zusammensetzung der verwendeten Mörtel- oder Betonmasse eine Rolle für die mechanischen Eigenschaften des Mauersteins sowie gegebenenfalls auch die jeweilige Größe und geometrische Form des Mauersteins oder Fertigbauteils.
Beispielsweise haben Versuche im Rahmen der vorliegenden Erfindung ergeben, dass es von Vorteil ist, wenn man pro Mauerstein oder Fertigbauteil wenigstens fünf bis zehn Behältnisse mit einem Volumeninhalt von wenigstens etwa 500 ml in die Mörtel- oder Betonmasse einbettet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung können die verwendeten eingebetteten Kunststoffbehältnisse eine jeweils gleiche Größe und/oder Form aufweisen. Man kann aber ebenso gut auch Behältnisse unterschiedlicher Größe und Form in den gleichen Mauerstein oder das gleiche Fertigbauteil einbetten.
Im Prinzip gibt es hinsichtlich Größe und Form der in die Mörtel- oder Betonmasse einzubettenden Kunststoffbehältnisse keine Einschränkungen, außer dass das einzelne Behältnis in der Regel in allen seinen Abmessungen etwas kleiner sein sollte als der herzustellende Mauerstein selbst, damit dieser nach der Aushärtung der Mörtel- oder Betonmasse das Kunststoffbehältnis überall mit der Mörtelmasse umgibt und somit vollständig einbettet. Es bietet sich an, solche Behältnisse zu verwenden, die in einem Haushalt ohnehin anfallen, so dass man diese kostenfrei verfügbar hat und sich obendrein die Entsorgung erspart. Geeignet für die Einbettung sind somit jegliche Art zumindest weitgehend formstabile leere Behälter aus einem haushaltsnahen Verwendungsbereich, insbesondere kleinere Kanister, Dosen, Tuben, Flaschen. Wenn man beispielsweise Ölflaschen oder Ölkanister verwendet, ergibt sich durch die Ersparnis des Entsorgungsvorgangs ein besonderer Vorteil, da deren Entsorgung aufwändig ist und es für den erfindungsgemäßen Anwendungszweck nicht einmal erforderlich ist, die Behälter vor der Anwendung zu reinigen. Da sie in die Mörtel- oder Betonmasse eingegossen werden, ist es unerheblich, wenn sie noch geringe Mengen an Öl oder anderen Flüssigkeitsresten enthalten.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung können in die Mörtel- oder Betonmasse weiterhin durch Zerkleinern von Kunststoffteilen, insbesondere durch Schreddern erhaltene Kunststoffelemente eingebettet sein. Zusätzlich zu den leeren Behältnissen, die ein Gasvolumen (Luftvolumen) enthalten, werden derartige kleinere Kunststoffteile am besten so in die Mörtel- oder Betonmasse eingebettet, dass sie in dieser weitgehend gleichmäßig verteilt sind. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass sich auf diese Weise weitere Behältnisse aus Kunststoff aus dem Abfallaufkommen problemlos entsorgen lassen. Andererseits wurde durch Versuche im Rahmen der vorliegenden Erfindung gezeigt, dass dieses Einmischen weiterer Kunststoffteile in die Mörtel- oder Betonmasse zu einer weiteren Stabilisierung des Mauersteins oder Fertigbauteils nach der Aushärtung der Mörtel- oder Betonmasse führt. Dies ist vermutlich darauf zurück zu führen, dass sich eine Verzahnung der Kunststoffteile mit der Mörtelmasse ergibt, ähnlich wie bei Zusatz einer Bewehrung. Außerdem wird durch diese zusätzlichen Kunststoffteile das Gewicht des Mauersteins oder Fertigbauteils weiter reduziert und Kunststoff aus dem Abfall kann so einer sinnvollen Verwendung zugeführt werden. Dies ist insbesondere für Entwicklungsländer mit schlechter Infrastruktur und unzureichenden Müllentsorgungssystemen ein erheblicher Vorteil.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung können die vorgenannten zusätzlichen Kunststoffelemente mindestens teilweise in Form von Fasern vorliegen, d.h. in Form von länglichen Elementen mit einer im Vergleich zum Durchmesser relativ großen Längserstreckung. Auf diese Weise entsteht bei der Aushärtung der Mörtel- oder Betonmasse eine Art Faserbeton. Um den gewünschten Effekt zu erzielen, ist es von Vorteil, wenn die Kunststoffbehälter oder andere Kunststoffteile aus dem Abfall nicht zu stark zerkleinert werden. Als eine beispielhafte geeignete Methode für die Zerkleinerung von Kunststoffteilen zum Erhalt länglicher faserartiger Elemente hat sich das Schreddern erwiesen.
Es wurde oben bereits erwähnt, dass die Anzahl der Kunststoffbehältnisse pro Volumen der Mörtel- oder Betonmasse über weite Bereiche variieren kann. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn pro Mauerstein oder Fertigbauteil wenigstens fünf bis zehn Behältnisse mit einem Volumeninhalt von wenigstens etwa 500 ml in die Mörtel- oder Betonmasse eingebettet sind. Diese Anzahl gilt insbesondere für Mauersteine in einer üblichen Größe, die so gewählt ist, dass sich der Mauerstein von einer einzelnen Person beim Mauern noch gut handhaben lässt. Derartige Mauersteine haben beispielsweise Abmessungen von 45 bis 55 cm Länge, 15 bis 23 cm Breite und 20 bis 30 cm Höhe. Außerdem haben die Steine vorzugsweise jeweils eine durchgehende Bodenfläche unten und eine durchgehende Deckfläche oben.
Das Verhältnis von durch die eingebetteten Kunststoffbehältnisse gebildetem Hohlraum und massivem Material aus ausgehärteter Mörtel- oder Betonmasse beträgt bevorzugt in etwa 0,7 : 1 bis 1,5 : 1, vorzugsweise etwa 0,8 : 1 bis etwa 1,2 : 1, besonders bevorzugt beträgt es mindestens etwa 1:1, d.h. der Mauerstein oder das Fertigbauteil weist wenigstens so viel Hohlraum auf wie massives Material.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann der Mauerstein oder das Fertigbauteil beispielsweise im Vergleich zu einem massiven Mauerstein oder Fertigbauteil gleicher Größe ein bis zu etwa 30 % bis 50 % geringeres Gewicht aufweisen.
Es wurde bereits erwähnt, dass die äußere Grundform der Mauersteine keineswegs etwa quaderförmig sein muss, sondern von der Quaderform abweichen kann, obwohl natürlich diese Grundform für einen Mauerstein vorteilhaft ist. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung hat der Mauerstein an wenigstens einer seiner Querseiten eine Einbuchtung, die vorzugsweise eine etwa trapezförmige Grundrissform aufweist. Wenn man bei einer solchen Form zwei Mauersteine nebeneinander positioniert, ergibt sich zwischen diesen ein Hohlraum, was aber unproblematisch ist, da die benachbarten Mauersteine sowohl vorderseitig als auch rückseitig in Längsrichtung eine durchgehende Mauerflucht erzeugen. Der Hohlraum besteht somit nur im Inneren der Mauer, nicht aber an der Fassadenseite oder der sichtbaren Innenfläche der so gemauerten Wand.
Weiterhin kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung an wenigstens einer Querseite des Mauersteins wenigstens eine Griffmulde vorgesehen sein, so dass man beim Ergreifen des Mauersteins dort eingreifen und den Stein somit besser anheben kann.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Mauersteins oder Fertigbauteils der zuvor beschriebenen Art, bei dem man in eine Form ein oder mehrere leere Behältnisse aus Kunststoff einbringt und anschließend das die Behältnisse umgebende freie Volumen der Form mit einer Mörtel- oder Betonmasse ausfüllt oder ausgießt, derart dass dabei die Behältnisse im Wesentlichen leer bleiben, danach den Mauerstein oder das Fertigbauteil aushärten lässt und nach dessen Aushärtung entformt. Wenn die Behältnisse oberseitig offen sind, kann man vermeiden, dass die Mörtelmasse in diese einfließt, indem man die Behältnisse mit der Öffnung nach unten in die Form einstellt.
Um das Entformen zu erleichtern, kann es von Vorteil sein, wenn man die Form zuvor mit einem Trennmittel, beispielsweise auf Ölbasis einsprüht.
Vorteilhafterweise verwendet man gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine Form, deren eine Längswand zum Öffnen der Form schwenkbar mit weiteren Elementen der Form verbunden ist. Alternativ dazu kann man eine aus zwei komplementären Hälften bestehende Form verwenden, die über Klemmvorrichtungen oder Schraubverbindungen lösbar miteinander verbindbar sind. Es kann sich also beispielsweise um eine Form mit zwei Längsseiten und zwei Querseiten handeln, wenn man einen Mauerstein mit einer etwa quaderförmigen Grundform herstellen will. Nach dem Lösen einer gelenkigen Verbindung von Teilen der Form kann dann die eine Längsseite mit zwei oder drei weiteren Seiten der Form schwenkbar verbunden sein, wodurch das Öffnen der Form nach der Aushärtung des Mauersteins oder des Fertigbauteils erleichtert wird. Oder alternativ löst man ein oder mehrere Klemmvorrichtungen oder Schraubverbindungen und zerlegt dann die Form in zwei Hälften oder gegebenenfalls auch mehrere Einzelteile und kann dann den Mauerstein oder das Fertigbauteil entformen.
Man kann eine Form aus Metall verwenden, um die Mauersteine oder Fertigbauteile herzustellen, aber grundsätzlich kommt beispielsweise auch eine Form aus Holz oder Kunststoff in Betracht.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können nicht nur Mauersteine, sondern auch Fertigbauteile aus Beton hergestellt werden, die man bei der Erstellung von Gebäuden für unterschiedliche Anwendungszwecke sinnvoll einsetzen kann. Beispielsweise kann man nach diesem Prinzip plattenförmige Fertigbauteile herstellen, die man als Dachplatten verwendet. Alternativ können beispielsweise Stürze, die man über Fenster- oder Türöffnungen legt, auf diese Weise hergestellt werden. Außerdem kann man beispielsweise nach diesem Verfahren U-Steine herstellt, die man zum Beispiel als oberste Steine einer Mauer setzt, so dass sich auf diese Weise eine Art Ringanker herstellen lässt, den man als Auflager für eine Dachkonstruktion verwendet.
Vorzugsweise sind die erfindungsgemäßen Mauersteine und Fertigbauteile so ausgebildet, dass nicht nur oberseitig eine geschlossene Decke aus einer Schicht aus dem ausgehärteten Mörtel oder Beton besteht und unterseitig ein geschlossener Boden aus einer Schicht aus dem ausgehärteten Mörtel oder Beton besteht, sondern außerdem der Mauerstein oder das Fertigbauteil auch an den Seitenflächen ringsum geschlossen ist und eine Oberflächenschicht mit einer statisch wirksamen Materialstärke aus dem Mörtelmaterial aufweist. Mit anderen Worten, die Kunststoffoberflächen der in das Mörtelmaterial oder in den Beton eingebetteten Behältnisse liegen vorzugsweise nirgends frei an der sichtbaren Oberfläche des Mauersteins. Dadurch werden Schwachstellen, die zu einer Beschädigung des Mauersteins oder Fertigbauteils bei mechanischer Belastung führen könnten, vermieden. Außerdem unterscheidet sich der fertige Mauerstein oder das Fertigbauteil so optisch nicht von einem massiven Stein. Die eingebetteten Kunststoffbehälter und somit auch die durch diese erzeugten Hohlräume, in denen Luft eingeschlossen ist, sind für den Betrachter nicht sichtbar. Hier unterscheiden sich der Mauerstein oder das Fertigbauteil von herkömmlichen Hohlblocksteinen, bei denen in der Regel die Hohlräume zumindest teilweise nach außen hin offene Verbindungen haben.
Die in den Unteransprüchen genannten Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine Ansicht einer beispielhaften leeren Form für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Mauersteins;
2 eine Ansicht nach dem Einstellen mehrerer Kunststoffbehälter (zum Beispiel Flachen) in die Form, bevor diese mit einer Mörtelmasse verfüllt wird;
3 eine ähnliche Ansicht der Form in einem späteren Stadium des Verfahrens beim Einfüllen der Mörtelmasse oder des Betons;
4 einen fertigen Mauerstein nach der Aushärtung und Entformung;
5 die geöffnete Form nach der Entnahme des Mauersteins;
6 eine schematisch vereinfachte Ansicht eines mittels der erfindungsgemäßen Mauersteine und Fertigbauteile erstellten Gebäudes.

Es wird zunächst auf die 1 Bezug genommen und anhand dieser wird der grundsätzliche Aufbau einer erfindungsgemäßen Form für die manuelle Herstellung eines einzelnen Mauersteins erläutert. Die Form ist insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet und weist eine erste Längswand 11, eine zweite dieser gegenüber liegende Längswand 12, eine beide Längswände 11 und 12 miteinander verbindende Querwand 13 und eine zweite der ersten Querwand gegenüber liegende Querwand 14 auf. Die einzelnen Wände der Form können auf verschiedene Weise miteinander lösbar oder gelenkig miteinander verbunden sein, dass sich die Form nach der Aushärtung für die Entformung des Mauersteins öffnen lässt. In dem Beispiel ist es so, dass die Form sich an der in der Zeichnung vorderen Querwand 14 nach Öffnen eines Schließmechanismus mit einer Klemmverbindung öffnen lässt und danach sich die beiden Hälften der Form voneinander trennen lassen. Für den Schließmechanismus kann man beispielsweise eine erste Klemmvorrichtung 15 an einem Eckbereich zwischen einer Querwand und einer Längswand anbringen und eine weitere Klemmvorrichtung 16 zwischen einer Längswand und einer Querwand in einem diagonal gegenüber liegenden Eckbereich anbringen. Dazu haben beispielsweise die Querwände in den Eckbereichen jeweils einen Flansch, der etwas über die Längswand 12 bzw. 11 hinausragt und die Längswände 11, 12 sind dort abgewinkelt, so dass man zwei kurze parallele Abschnitte im Eckbereich hat, die man mit der Klemmvorrichtung 15, 16 zusammenklemmen kann. Wenn man die Klemmvorrichtung löst, lassen sich die beiden Hälften der Form voneinander trennen. In dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 5 besteht die Form 10 aus zwei komplementären Hälften, die beide jeweils eine Querwand 14 und eine Längswand 11 bzw. Querwand 13 und Längswand umfassen. Beide Hälften haben hier jeweils etwa eine L-Form, so dass sich bei Verbindung beider Hälften etwa eine rechteckige Form für die Herstellung des Mauersteins ergibt.
Alternativ dazu könnte man auch zwei oder mehrere Formteile gelenkig miteinander verbinden, beispielsweise über Stifte, die man in Rohrstutzen einsteckt, so dass dann diese Stifte quasi eine die Rohrstutzen miteinander verbindende Achse bilden und nach dessen Herausziehen die Form an dieser Ecke geöffnet ist und um das Gelenk so geschwenkt werden, dass sich die eine Längswand 11 mit der Querwand 14 von der anderen Längswand 12 weg bewegt. (Diese Variante ist in der Zeichnung nicht dargestellt).
Nachfolgend wird nun das Herstellungsverfahren beispielhaft für einen Mauerstein unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 weiter erläutert. 2 zeigt eine Ansicht, bei der mehrere Behälter 17 aus Kunststoff nebeneinander in die Form 10 eingestellt wurden. Dies können beispielsweise Kunststoffflaschen unterschiedlicher Größe, kleine Kanister oder beliebige andere Behälter aus Kunststoff sein, die im Haushaltsbereich anfallen und für die man, wenn sie leer sind, keine Verwendung hat. Anstatt diese Behälter aufwändig zu entsorgen und/oder zu recyceln, werden diese bei der Herstellung von Baumaterial nutzbringend eingesetzt. Bei der Einbringung der Flaschen sollte man noch darauf achten, dass man zunächst eine Bodenschicht aus der Mörtelmasse herstellt, auf die man dann die Flaschen stellen kann, damit sich später bei der Aushärtung ein massiver Boden ausbildet und die Flaschen nicht an der unterseitigen Oberfläche des Mauersteins sichtbar sind. Nachdem sich die Flaschen oder anderen Kunststoffbehälter 17 in der Form 10 befinden, kann man den übrigen Hohlraum vollständig mit einer Mörtelmasse verfüllen, Sofern es sich um eine Mörtelmasse wie Speis mit einem geringen Wassergehalt handelt, kann man diese mit einer Kelle oder einem anderen geeigneten Werkzeug in die Form einfüllen. Wenn es sich um eine fließfähige Masse wie beispielsweise Beton handelt, kann man auch den verbleibenden Raum in der Form mit dieser Masse ausgießen. Das Verfallen der Form 10 mit der Mörtelmasse 18 ist in 3 dargestellt.
Nachdem die Form vollständig verfüllt ist, wobei man auch oberseitig die Kunststoffbehälter 17 mit einer Schicht aus der Mörtelmasse 18 überdeckt hat, lässt man die Mörtelmasse 18 in der Form 10 einige Zeit ruhen, so dass diese Abbinden und Aushärten kann. Dies kann zum Beispiel einige Stunden in Anspruch nehmen. Nach der Aushärtung kann man die Form öffnen und den Mauerstein entnehmen (die geöffnete Form ist in 5 ohne den Mauerstein dargestellt).
Der fertige Mauerstein 20 nach der Entformung ist in 4 dargestellt. Man erkennt hier, dass der Mauerstein an den Querseiten eine Einbuchtung 19 aufweist, so dass er an den beiden Längsseiten außen jeweils länger ist als in der Mitte der Ausnehmung. Die querseitige Ausnehmung 19 hat im Grundriss gesehen beispielsweise eine Trapezform. Im Bereich dieser Ausnehmung weist der Mauerstein 20 außerdem Griffmulden 21 auf, so dass man dort eingreifen kann, um den Mauerstein anzuheben. Abgesehen von dieser Ausnehmung 19 und den Griffmulden 21 hat der Mauerstein 20 weitgehend die Form eines quaderförmigen Blocks. Alternativ könnte auch eine reine Quaderform gewählt werden mit rechtwinklig zu den Längsseiten verlaufenden Querseiten, aber die in dem Beispiel gemäß 4 gewählte Form hat den Vorteil, das sich der Stein leichter erfassen, anheben und handhaben lässt. Wenn man zwei dieser Mauersteine 20 in Längsrichtung hintereinander in einer Mauer platziert, verbleibt ein Hohlraum im Inneren der Mauer, dort wo die beiden Mauersteine mit ihren jeweiligen Querseiten aneinander grenzen, was aber für die Statik der Mauer unerheblich ist. Wie man aus 4 erkennt, hat der Mauerstein eine geschlossene Deckfläche 22 aus dem erhärteten Mörtelmaterial. Die hier nicht erkennbare Bodenfläche 23 ist entsprechend ausgebildet. Auch an den beiden Längsseiten ist der Mauerstein mit einer vollständig aus der Mörtelmasse gebildeten Schicht ausgebildet, wobei die Oberfläche wie hier glatt, aber auch alternativ strukturiert ausgebildet sein kann, wenn man eine entsprechende Form auswählt.
Die geöffnete Form 10 nach der Entnahme des Mauersteins ist in 5 dargestellt und man erkennt dort, dass die eine Längswand 11 mit der Querwand 14 von der anderen Längswand 12 weg bewegt und somit die Form in zwei Hälften geteilt wurde. Die zuvor erwähnten Griffmulden 21 kann man beispielsweise dadurch erzeugen, dass innen an den Querwänden 13, 14 Einbuchtungen nach innen hat. In dem Beispiel von 5 sind diese Einbuchtungen kuppelförmig und dadurch erzeugt, dass man Löcher in der Querwand vorsieht, in die man Stopfen einschraubt (siehe in 5 unten), die ein Stück in die Form hineinragen. Man kann natürlich stattdessen auch die Querwände direkt mit solchen Einbuchtungen beispielsweise aus Metall fertigen.
In 6 ist anhand einer schematisch vereinfachten Skizze ein beispielhaftes Gebäude dargestellt, dessen tragende Elemente ausschließlich aus Mauersteinen 20 sowie Fertigbauteilen bestehen, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden. Es handelt sich bei diesem Gebäude 24 um ein Haus mit einem einfachen Grundriss. Die Wände 25, 26 sind aus Mauersteinen 20 gemäß der Erfindung gemauert. Über Fenster und Tür befindet sich jeweils ein Sturz 27, welcher aus einem erfindungsgemäßen Fertigbauteil aus Beton bestehen kann. Das Dach ist anstelle von herkömmlichen Dachziegeln mit plattenförmigen Elementen 28 gedeckt, die in geneigter Position mit einem Dachüberstand auf den Mauern sowie gegebenenfalls einer Mittelpfette aus Holz aufliegen, wobei es sich alternativ auch hier um einen Träger 29 aus Beton gemäß der Erfindung handeln kann.
Bezugszeichenliste

10: Form
11: Längswand
12: Längswand
13: Querwand
14: Querwand
15: Klemmvorrichtung
16: Klemmvorrichtung
17: Kunststoffbehälter/Flaschen
18: Mörtelmasse
19: Ausnehmung
20: Mauerstein
21: Griffmulden
22: Deckfläche
23: Bodenfläche
24: Gebäude
25: Wand
26: Wand
27: Sturz, Fertigbauteil
28: plattenförmige Elemente
29: Träger

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202011050489 U1 [0002]
CH 416029 [0003]

Claims

Aus Mörtel oder Beton geformter Mauerstein oder Fertigbauteil, welcher(s) in seinem Inneren wenigstens einen Hohlraum aufweist, der zur Verringerung des spezifischen Gewichts dient, wobei dieser Hohlraum ein Gas enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum durch wenigstens ein aus Kunststoff bestehendes, im Wesentliches leeres Behältnis (17) definiert wird, welches bei der Herstellung des Mauersteins (20) oder Fertigbauteils in die noch nicht ausgehärtete Mörtel- oder Betonmasse (18) eingebettet wurde.
Mauerstein oder Fertigbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser außerhalb des aus Kunststoff bestehenden Behältnisses (17) massiv ausgebildet ist und aus der ausgehärteten Mörtel- oder Betonmasse (18) besteht.
Mauerstein oder Fertigbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Mörtel- oder Betonmasse (18) mehrere aus Kunststoff bestehende Behältnisse (17) eingebettet sind.
Mauerstein oder Fertigbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die Mörtel- oder Betonmasse (18) mehrere aus Kunststoff bestehende Behältnisse (17) gleicher Größe eingebettet sind.
Mauerstein oder Fertigbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die Mörtel- oder Betonmasse (18) mehrere aus Kunststoff bestehende Behältnisse (17) unterschiedlicher Größe und/oder unterschiedlicher geometrischer Form eingebettet sind.
Mauerstein oder Fertigbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Mörtel- oder Betonmasse (18) ein oder mehrere Flaschen (17) aus Kunststoff eingebettet sind.
Mauerstein oder Fertigbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in die Mörtel- oder Betonmasse ein oder mehrere formstabile leere Behälter (17) aus einem haushaltsnahen Verwendungsbereich, insbesondere Kanister, Dosen, Tuben, Flaschen, oder dergleichen eingebettet sind.
Mauerstein oder Fertigbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mauerstein (20) oder das Fertigbauteil (27) unterhalb des oder der Behältnisse aus Kunststoff eine vorzugsweise über die Querschnittsfläche durchgehende massive Bodenschicht (23) und/oder oberhalb der Behältnisse eine durchgehende massive Deckschicht (22) aus dem Mörtel- oder Betonwerkstoff (18) aufweist.
Mauerstein oder Fertigbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in die Mörtel- oder Betonmasse (18) weiterhin durch Zerkleinern von Kunststoffteilen, insbesondere durch Schreddern erhaltene Kunststoffelemente eingebettet sind.
Mauerstein oder Fertigbauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffelemente mindestens teilweise in Form von Fasern vorliegen.
Mauerstein oder Fertigbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass pro Mauerstein (20) oder Fertigbauteil (27) wenigstens fünf bis zehn Behältnisse (17) mit einem Volumeninhalt von wenigstens etwa 500 ml in die Mörtel- oder Betonmasse (18) eingebettet sind.
Mauerstein oder Fertigbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieser im Vergleich zu einem massiven Mauerstein (20) oder Fertigbauteil (27) gleicher Größe ein bis zu etwa 30 % bis 50 % geringeres Gewicht aufweist.
Mauerstein oder Fertigbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieser an wenigstens einer seiner Querseiten eine Ausnehmung (19) oder Einbuchtung, vorzugsweise mit einer etwa trapezförmigen Grundrissform aufweist.
Mauerstein oder Fertigbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Querseite wenigstens eine Griffmulde (21) vorgesehen ist.
Fertigbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieses die Form eines Sturzes (27), eines U-Steins oder eines plattenförmigen Elements (28) für die Dacheindeckung aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Mauersteins oder Fertigbauteils nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass man in eine Form (10) ein oder mehrere leere Behältnisse (17) aus Kunststoff einbringt und anschließend das die Behältnisse (17) umgebende freie Volumen der Form (10) mit einer Mörtel- oder Betonmasse (18) ausfüllt oder ausgießt, derart dass dabei die Behältnisse (17) im Wesentlichen leer bleiben, danach den Mauerstein (20) oder das Fertigbauteil (27) aushärten lässt und nach dessen Aushärtung entformt.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Form (10) verwendet, deren eine Längswand (11) zum Öffnen der Form schwenkbar mit weiteren Elementen der Form verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass man eine aus zwei miteinander lösbar verbindbaren komplementären Hälften bestehende Form verwendet, die durch Klemmverbindungen (15, 16) oder Schraubverbindungen miteinander zu der Form verbindbar sind.