DE102022106481A1 - Mehrschichtiger Betonstein für einen im Verbund verlegten Flächenbelag sowie Flächenbelag und Verfahren zur Herstellung eines Betonsteins - Google Patents

Mehrschichtiger Betonstein für einen im Verbund verlegten Flächenbelag sowie Flächenbelag und Verfahren zur Herstellung eines Betonsteins Download PDF

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Abstract

Beschrieben wird ein Betonstein (1), insbesondere in Form eines im Verbund verlegbaren Flächenelementes zur Erstellung eines Flächenbelages, aufweisend zumindest einen mehrschichtigen Betonsteinkörper (2) mit zumindest einer zum Verlegen auf einer Bettungsschicht (3) eines Untergrundes geeigneten Betonsteinunterseite (2.1) und einer dieser gegenüberliegenden Betonsteinoberseite (2.2). Der mehrschichtige Betonsteinkörper (2) umfasst zumindest eine an der Betonsteinoberseite (2.2) angeordnete und als Vorsatzbetonschicht ausgebildete erste Betonsteinschicht (2a), wenigstens eine als Kernbetonschicht ausgebildete zweite Betonsteinschicht (2b) sowie ferner eine dritte Betonsteinschicht (2c). Die als Kernbetonschicht ausgebildete zweite Betonsteinschicht (2b) ist dabei zwischen der ersten und der dritten Betonsteinschicht (2a, 2c) angeordnet. Die dritte Betonsteinschicht (2c) ist als hochfeste Betontragschicht mit erhöhter Zugfestigkeit ausgebildet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrschichtigen Betonstein für einen im Verbund verlegten Flächenbelag sowie auf einen Flächenbelag aus derartigen mehrschichtigen Betonsteinen. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen eines Betonsteins der genannten Art.
  • Stand der Technik
  • Insbesondere in urbanen Gebieten sind große Bereiche der Oberfläche als begehbare oder befahrbare Verkehrsflächen wie Straßen, Wege, Plätze oder Parkplätze ausgebildet und mit Flächenbelägen bedeckt. Die Flächenbeläge werden häufig hergestellt indem einzelne Steine, insbesondere Formsteine aus Beton, im Verbund verlegt werden. Beispielsweise werden solche Flächenbeläge durch Pflastern hergestellt, wobei Pflastersteine oder entsprechende Formsteine aus Beton auf einer Bettungsschicht des Untergrundes im Verbund verlegt werden. In der Regel verbleiben zwischen benachbarten Betonsteinen bzw. Formsteinen, insbesondere Betonpflastersteinen, Fugen, welche mit geeigneten, meist sandartigen oder splittartigen Fugenmaterialien verfüllt werden. Solche, in Form von Pflastern ausgebildete Flächenbeläge sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt.
  • Bekannt ist hierbei auch, für die Erstellung eines derartigen Flächenbelags mehrschichtig aufgebaute Betonsteine bzw. Beton-Pflastersteine zu verwenden. Diese mehrschichtigen Betonsteine weisen in der Regel zumindest eine Kernschicht und eine Vorsatzschicht auf, wobei die Kernschicht für gewöhnlich aus einem Kernbeton gefertigt ist und einen Kern des Betonsteins bildet und wobei die Vorsatzschicht in der Regel aus einem Vorsatzbeton gefertigt ist und die begehbare bzw. befahrbare Oberseite des Betonsteins, nämlich dessen sichtbare Oberfläche bildet.
  • Hierbei ist es auch bekannt, dass die mehrschichtigen Betonsteine der genannten Art, aufgrund ihres Aufbaus und der Beschaffenheit der einzelnen Schichten, insbesondere auch aufgrund der Beschaffenheit des zur Herstellung der einzelnen Schichten verwendeten Betons, derart ausgebildet sind, dass sie eine bestimmte bzw. gewünschte Wasserdurchlässigkeit oder Wasserpermeabilität und/oder auch eine bestimmte bzw. gewünschte Wasserspeicherkapazität aufweisen.
  • So offenbart etwa die DE 10 2012 100 616 B4 einen Flächenbelag aus zweischichtig ausgebildeten Formsteinen, welche unterhalb einer im Wesentlichen wasserundurchlässigen Schicht an der Oberfläche eine wasseraufnehmende, wasserdurchlässige Schicht aufweisen, so dass das auftreffende Niederschlagswasser sowohl über die Fugen als auch über die wasserdurchlässige Schicht der Formsteine, somit also über einen Versickerungsweg durch die Betonsteine selbst, nach unten abfließen kann.
  • Gegebenenfalls kann Niederschlagswasser auch gespeichert werden, wodurch über eine gesteigerte Wasserverdunstung einem so genannten urbanen „Hitzeinseleffekt” entgegengewirkt werden kann, da bei der Verdunstung von Wasser Verdunstungskälte entsteht. Ein derartiger wasserspeichernder Betonstein ist beispielsweise aus der EP 3 153 625 A1 bekannt.
  • Weiterhin ist aus dem Stand der Technik bekannt, so genannte Rasenpflastersteine in verschiedenen Ausführungsvarianten beispielsweise als Rasengittersteine oder Rasenstegplatten zur Erstellung begrünter Flächenbeläge zu verwenden. Derartige Rasenpflastersteine weisen in der Regel eine gitterartige bzw. wabenartige Grundstruktur aus Längs- und Querstegen auf, wobei zwischen diesen Längs- bzw. Querstegen Freiräume entstehen, welche Sickeröffnungen bilden, über die Regenwasser in das unter dem Rasenpflasterstein befindliche Erdreich eindringen kann. Dadurch eignen sie sich im besonderen Maße zur Herstellung von aus ökologischen Gründen gewünschten, wasserdurchlässigen Pflasteroberflächen, mittels denen eine vollständige oder weitgehend vollständige Versiegelung der Befestigungsfläche vermieden werden kann. Insbesondere können solche Flächenbeläge durch Pflanzenbewuchs in den Sickeröffnungen auch zumindest teilbegrünt bzw. teilbewachsen sein.
  • Auch und insbesondere im Hinblick auf Rasenpflastersteine ist es hierbei wünschenswert, dass die Wasserdurchlässigkeit bzw. Wasseraufnahme und Wasserspeicherung durch die Rasenpflastersteine dergestalt ist, dass für den Pflanzenbewuchs in den Sickeröffnungen eine ausreichende und optimale Wasserversorgung gewährleistet ist, gegebenenfalls auch zum Überdauern längerer Trockenperioden. Beispielsweise beschreibt die EP 1 589 149 B1 einen Rasengitterstein mit einem zweischichtigen Aufbau, wobei sich die Schichten in ihrer Porosität unterscheiden, so dass eine Wasserspeicherung mittels der verlegten Rasengittersteine möglich ist.
  • Ein Problem bei sämtlichen oben genannten Betonsteinen mit wasseraufnehmenden, nämlich porösen Schichten ist jedoch die damit einhergehende Stabilitätseinbuße der Betonsteine, da derartige poröse Schichten im Steinaufbau in der Regel sowohl die Druck- als auch Zugstabilität des Betonsteins verringern. Diese verminderte Stabilität wirkt sich jedoch nachteilig aus, insbesondere für befahrbare Flächenbeläge, die auch von Fahrzeugen mit hoher Radlast befahren werden. Auch bei der Verarbeitung der Betonsteine, nämlich beim Verlegen und Befestigen der Flächenbeläge führen solche Instabilitäten häufig zu Brüchen bzw. Rissen in den Steinen, so dass hier nachteilig ein hoher Ausschuss in Kauf genommen werden muss. Daher besteht weiterhin Bedarf an mehrschichtigen Betonsteinen, deren Stabilität verbessert ist.
  • Darstellung der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher einen Betonstein zur Verfügung zu stellen, der die Nachteile des Standes der Technik überwindet und der insbesondere eine erhöhte Stabilität aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung gemäß unabhängigem Anspruch 1 gelöst. Ferner wird zur Lösung der Aufgabe ein Flächenbelag aus den genannten Betonsteinen gemäß Anspruch 17 sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger Betonsteine gemäß Anspruch 18 vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Aspekte, Details und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen Betonstein, insbesondere in Form eines im Verbund verlegbaren Flächenelementes zur Erstellung eines Flächenbelages zur Verfügung. Der Betonstein weist zumindest einen mehrschichtigen Betonsteinkörper mit zumindest einer zum Verlegen auf einer Bettungsschicht eines Untergrundes geeigneten Betonsteinunterseite und einer dieser gegenüberliegenden Betonsteinoberseite auf. Der mehrschichtige Betonsteinkörper umfasst zumindest eine an der Betonsteinoberseite angeordnete und als Vorsatzbetonschicht ausgebildete erste Betonsteinschicht sowie wenigstens eine als Kernbetonschicht ausgebildete zweite Betonsteinschicht, wobei der mehrschichtige Betonsteinkörper ferner wenigstens eine dritte Betonsteinschicht umfasst. Dabei ist die als Kernbetonschicht ausgebildete zweite Betonsteinschicht zwischen der ersten und der dritten Betonsteinschicht angeordnet. Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung ist die dritte Betonsteinschicht als hochfeste Betontragschicht mit erhöhter Zugfestigkeit ausgebildet.
  • Der vorliegende Betonstein ist somit mindestens dreischichtig aufgebaut. Durch die bei dem vorliegenden Betonstein vorgesehene dritte Betonsteinschicht, die erfindungsgemäß als hochfeste Betontragschicht ausgebildet ist und gegenüber den weiteren Betonsteinschichten, insbesondere gegenüber der Kernbetonschicht, eine erhöhte Zugfestigkeit aufweist, ergibt sich der besondere Vorteil, dass der Betonstein ausgesprochen stabil, insbesondere formstabil, bruchsicher und hochresistent gegenüber mechanischen Beanspruchungen, beispielsweise durch Zug- und Biegekräfte, ist.
  • Aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen hochfesten Betontragschicht wird eine ausgesprochen hohe Stabilität des Betonsteins unabhängig von der Ausgestaltung und Dimensionierung der weiteren wenigstens zwei Betonsteinschichten sichergestellt und gewährleistet. Der vorliegende erfindungsgemäße Betonstein kann daher mit einer im Vergleich zu herkömmlichen Betonsteinen deutlich geringeren Höhe bzw. Dicke gefertigt werden, so dass sich hierdurch besonders vorteilhaft vielseitige Einsparungsmöglichkeiten ergeben, die von Materialeinsparungen bei der Herstellung bis hin zu Platzeinsparungen bei Transport und Lagerhaltung reichen, woraus jeweils wiederum Kosteneinsparungen resultieren.
  • Auch erlaubt die erfindungsgemäß vorgesehene hochfeste Betontragschicht, dass der Betonstein in anwendungsbezogener Weise mit einer Kernbetonschicht gefertigt werden kann, welche nur eine geringe Gefügedichte aufweist und beispielsweise derart grob oder porös oder offenporig ist, dass sie für sich genommen den gewünschten und notwendigen Stabilitätsanforderungen nicht genügen würde. Durch die hochfeste Betontragschicht wird jedoch auch eine poröse Kernbetonschicht derart getragen und stabilisiert, dass der Betonstein ausreichend stabil ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betonsteins ist die dritte Betonsteinschicht aus einem hochfesten Beton hergestellt, der ein dichtes und kapillarporenarmes Gefüge bildet, das heißt aus einem gefügedichten hochfesten Beton. Die aus hochfestem Beton hergestellte Betontragschicht ist vorteilhaft widerstandfähig gegen Zug- und Druckkräfte, insbesondere gegen Biegezugkräfte und/oder gegen Spaltzugkräfte, wobei sich der gegen Zug- und Druckkräfte gerichtete hohe Widerstand der Betontragschicht auf den gesamten Betonstein überträgt. Dadurch kann eine Bruch- bzw. Rissbildung effektiv vermieden werden und zwar sowohl beim Verlegen der Betonsteine als auch im verlegten Zustand, wenn beispielsweise hohe mechanische Druck- und Biegezugkräfte einwirken, die beim Befahren von verlegten Betonsteinen mit schweren Fahrzeugen auftreten können.
  • Die in der Einheit N/mm2 angegebene Zugfestigkeit kann indirekt aus der Druckfestigkeit abgeleitet werden, wobei hierzu die grobe Faustformel angewandt wird, dass die Zugfestigkeit bei etwa 10% eines gemessenen Druckfestigkeitswertes liegt. Die Zugfestigkeit kann jedoch auch durch Prüfverfahren, wie Prüfung bzw. Messung der Spaltzugfestigkeit (z.B. DIN EN 12390-6) oder Biegezugfestigkeit (DIN EN 12390-5) ermittelt werden.
  • Die ebenfalls in der Einheit N/mm2 angegeben Druckfestigkeit kann an Probekörpern gemessen werden. Beispielsweise ist nach DIN EN 206-1/DIN 1045-2 die Druckfestigkeit zur Bestimmung der charakteristischen Festigkeit und Zuordnung der Festigkeitsklasse an Probekörpern im Alter von 28 Tagen nachzuweisen.
  • Bevorzugt weist die dritte Betonsteinschicht eine erhöhte Biegezugfestigkeit und/oder eine erhöhte Spaltzugfestigkeit auf und verfügt dadurch insbesondere über eine vorgegebene Mindestzugfestigkeit, wobei die dritte Betonsteinschicht ganz besonders bevorzugt ferner eine erhöhte Druckfestigkeit aufweist. Die in einem Flächenbelag verlegten Betonsteine werden in erster Linie auf Biegezug beansprucht, so dass vorliegend eine erhöhte Biegezugfestigkeit, insbesondere eine Mindest-Biegezugfestigkeit, als maßgebliche Eigenschaft für die dritte Betonsteinschicht angesehen wird und der Betonstein bevorzugt eine erhöhte Biegezugfestigkeit, insbesondere eine Mindest-Biegezugfestigkeit aufweist.
  • Durch die erhöhten Festigkeiten und die Einhaltung einer vorgegebenen, vorbestimmten Mindestzugfestigkeit, kann der Betonstein je nach Einsatzbereich in optimaler Weise ausgestaltet und beispielsweise speziell für die Verwendung in begehbaren Flächenbelägen oder in Flächenbelägen für den Schwerlastverkehr angepasst sein. Die dritte Betonsteinschicht weist dabei bevorzugt eine Zugfestigkeit von mindestens 3 N/mm2 oder mindestens 4 N/mm2 und insbesondere eine Zugfestigkeit von mehr als 5 N/mm2 auf.
  • Ganz besonders bevorzugt ist die dritte Betonsteinschicht aus einem hochfesten Beton, insbesondere aus einem hochfesten Beton mit einer Druckfestigkeit von mindestens 50 N/mm2 hergestellt. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann der Begriff „hochfester Beton“ auch als „Hochleistungsbeton“ bezeichnet werden, der sich nicht nur durch hohe Druckfestigkeit und hohen Widerstand gegen mechanische Beanspruchungen auszeichnet, sondern überdies auch durch eine hohe Dauerhaftigkeit. Bei hochfestem Beton handelt es sich um eine spezielle Betonzusammensetzung, die hohen Verarbeitungs- und Nutzungsanforderungen genügt, insbesondere einen hohen Widerstand gegen mechanische, physikalische oder chemische Einwirkungen aufweist. Die Einteilung oder Klassifizierung von Betonzusammensetzungen, die als „hochfester Beton“ definiert sind, erfolgt beispielsweise über ein dem Fachmann geläufiges, bekanntes Regel- bzw. Normenwerk.
  • Die dritte Betonsteinschicht des vorliegenden Betonsteins ist vorzugsweise aus einem hochfesten Beton hergestellt, dessen Betongefüge optimiert ist, insbesondere durch optimale Abstimmung von Gesteinskörnungs- und Zementsteineigenschaften, wobei beispielsweise der Zementgehalt des hochfesten Betons zur Herstellung der dritten Betonsteinschicht des vorliegenden Betonsteins größer ist als etwa 350 kg/m3 oder 360 kg/m3 oder 370 kg/m3 und insbesondere in einem Bereich zwischen 380 kg/m3 und 450 kg/m3 liegt. Vorzugsweise liegt der Zementgehalt des hochfesten Betons zur Herstellung der dritten Betonsteinschicht bei rund 390 kg/m3 oder 400 kg/m3 oder 420 kg/m3.
  • Beispielsweise kann der hochfeste Beton für die Herstellung der dritten Betonsteinschicht ferner auch Zusätze enthalten, beispielsweise Steinmehle, Carbonstaub oder auch sogenannten Silicastaub, insbesondere Mikrosilica oder Nanosilica, wodurch die Dichtheit des Gefüges zusätzlich gesteigert wird. Beispielsweise kann ferner durch Zugabe von Verflüssiger oder Fließmittel zu der Zusammensetzung für den hochfesten Beton die Verarbeitbarkeit bei der Formung der dritten Betonsteinschicht erleichtert werden.
  • Der hochfeste Beton für die Herstellung der dritten Betonsteinschicht ist dabei ganz besonders bevorzugt einer vorgegebenen Festigkeitsklasse zugeordnet, kann dabei jedoch beispielsweise ein hochfester Normalbeton oder auch ein hochfester Leichtbeton sein. Die Festigkeitsklasse des hochfesten Betons ist vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Festigkeitsklassen für Normalbeton: C55/67 oder C60/75 oder C70/85 oder C80/95 oder C90/105 oder C100/115 oder aus den folgenden Festigkeitsklassen für Leichtbeton: LC55/67 oder LC60/66 oder LC70/77 oder LC80/88 ausgewählt ist.
  • Der Begriff „Festigkeitsklasse“ wird vorliegend als Synonym zu dem in Fachkreisen ebenfalls gängigen Begriff „Betondruckfestigkeitsklassen“ verwendet. Die Festigkeitsklassen (beispielsweise nach DIN EN 1992-1-1) beziehen sich auf die charakteristischen Zylinderdruckfestigkeiten (fck), die an gesondert hergestellten Betonprüfkörpern nach definierter Lagerung im Alter von 28 Tagen ermittelt werden. Als hochfester Beton werden in den Normen Betone ab einer Zylinderdruckfestigkeit von größer 50 N/mm2 bis einschließlich 100 N/mm2 (C 100/115) klassifiziert.
  • Vorzugsweise ist die erhöhte Zugfestigkeit der dritten Betonsteinschicht gegenüber einer Zugfestigkeit der zweiten Betonsteinschicht erhöht. Insbesondere weist somit die dritte Betonsteinschicht eine höhere Zugfestigkeit relativ zur zweiten Betonsteinschicht auf. Ein Verhältnis der Zugfestigkeiten, nämlich das Verhältnis aus der erhöhten Zugfestigkeit der dritten Betonsteinschicht zur Zugfestigkeit der zweiten Betonsteinschicht (bestimmt über den Bruch: „Wert der erhöhten Zugfestigkeit der dritten Betonsteinschicht“ / „Wert der Zugfestigkeit der zweiten Betonsteinschicht“) ist dabei größer als 1.
  • Besonders bevorzugt ist die erhöhte Zugfestigkeit der dritten Betonsteinschicht um mindestens 10% bis 15% höher als die Zugfestigkeit der zweiten Betonsteinschicht. Weiterhin bevorzugt ist die erhöhte Zugfestigkeit der dritten Betonsteinschicht um mindestens 20% höher als die Zugfestigkeit der zweiten Betonsteinschicht, besonders bevorzugt um mindestens 22%, mindestens 25% oder mindestens 27% höher als die Zugfestigkeit der zweiten Betonsteinschicht und insbesondere bevorzugt um mindestens 30% oder mindestens 35% höher ist als die Zugfestigkeit der zweiten Betonsteinschicht. Das Verhältnis aus der erhöhten Zugfestigkeit der dritten Betonsteinschicht zur Zugfestigkeit der zweiten Betonsteinschicht liegt somit vorzugsweise bei einem Wert von mindestens 1,1 oder von mindestens 1,2 oder mindestens 1,3.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Betonsteins ist die dritte Betonsteinschicht aus einem bewehrten oder mit zumindest einem eingebetteten Verstärkungsmaterial verstärkten Beton hergestellt. Durch eine Bewehrung oder Verstärkung mit metallischen oder nicht-metallischen Bewehrungs- bzw. Verstärkungsmaterialien wird die Zugfestigkeit der dritten Betonsteinschicht weiter effektiv erhöht.
  • Das Bewehrungs- bzw. Verstärkungsmaterial kann hierbei besonders bevorzugt ein in den Beton eingebettetes faserartiges Material sein, wie zum Beispiel natürliche oder synthetische Fasern, auch textile Fasern oder Glasfasern, faserartige Drahtelemente, beispielsweise Stahldrahtfasern oder Stahlfasern. Die dritte Betonsteinschicht ist somit vorzugsweise aus einem faserverstärkten Beton, insbesondere aus Stahlfaserbeton hergestellt. Aufgrund der guten und einfachen Handhabung solchen faserverstärkten Betons kann die dritte Betonsteinschicht in besonders vorteilhafter Weise einfach und genau definiert hergestellt werden.
  • Die dritte Betonsteinschicht weist bevorzugt eine Schichtdicke in einem Bereich von 14 mm bis 20 mm, bevorzugt in einem Bereich von 16 mm bis 18 mm auf, und kann besonders bevorzugt bei einer Schichtdicke von rund 15 mm, oder 17 mm oder 19 mm liegen. Mit einer Schichtdicke in dem angegebenen Bereich ist die als Betontragschicht ausgebildete dritte Betonsteinschicht in optimaler Weise darauf abgestimmt, dem Betonstein bei möglichst geringer Gesamthöhe gleichzeitig die erforderliche Stabilität zu verleihen, und zwar vorzugsweise unabhängig vom sonstigen Schichtaufbau des Betonsteins.
  • Bevorzugt ist die als Kernbetonschicht ausgebildete zweite Betonsteinschicht aus einem haufwerksporigen Kernbeton hergestellt ist und insbesondere eine poröse Schicht mit einer erhöhten Porosität bildet, wobei die zweite Betonsteinschicht insbesondere bevorzugt wasserdurchlässig und/oder zur Aufnahme und Speicherung von Wasser ausgebildet ist. Der Betonstein trägt hierüber in vorteilhafter Weise dazu bei, dass die Erstellung eines Flächenbelags aus mehreren solcher Betonsteine nicht zu einer vollständigen Flächenversiegelung führt, sondern die Versickerung von Niederschlagswasser verbessert ist. Auch kann hierüber einem so genannten urbanen „Hitzeinseleffekt” entgegengewirkt werden, indem das in der porösen Schicht eingespeicherte Niederschlagswasser bei Einwirkung von Wärme oder Hitze auf den Flächenbelag unter Entstehung von Verdunstungskälte wieder verdunsten kann.
  • Die als Kernbetonschicht ausgebildete zweite Betonsteinschicht weist beispielsweise eine Kernbetonschicht-Dicke auf, die größer ist als die Schichtdicke der dritten Betonsteinschicht. In bevorzugten Ausführungsformen beträgt die Kernbetonschicht-Dicke etwa dem 1,5- bis 10-fachen, bevorzugt dem 2- bis 8-fachen, besonders bevorzugt dem 3- bis 6-fachen und insbesondere bevorzugt dem 4- bis 5-fachen der Schichtdicke der dritten Betonsteinschicht. Beispielsweise beträgt die Kernbetonschicht-Dicke etwa dem 2,5-fachen oder dem 3,5-fachen, oder dem 4,5-fachen oder dem 5,5-fachen der Schichtdicke der dritten Betonsteinschicht.
  • Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist der Betonsteinkörper in Form eines Rasenpflastersteins, nämlich in Form eines Gittersteins bzw. einer Gitterplatte oder Stegplatte, insbesondere in Form einer Rasengitter- oder Rasenstegplatte ausgebildet. Dabei umfasst der als Gitter- oder Stegplatte ausgebildete Betonsteinkörper vorzugsweise wenigstens zwei Querstege sowie wenigstens zwei, die Querstege verbindende Längsstege. Die Quer- und Längsstege sind derart zueinander angeordnet und beabstandet, dass wenigstens eine durchgehende, sich von der Betonsteinoberseite bis zur Betonsteinunterseite ersteckende Sickeröffnung zwischen Quer- und Längsstege ausgebildet ist. Es versteht sich, dass in besonders bevorzugter Weise mehr als jeweils zwei Quer- und Längsstege in dem Betonsteinkörper vorgesehen sein können. Beispielsweise umfasst der Betonsteinkörper wenigstens drei oder wenigstens vier Querstege und wenigstens drei oder wenigsten vier Längsstege.
  • Die als hochfeste Betontragschicht ausgebildete dritte Betonsteinschicht wirkt sich insbesondere bei Rasenpflastersteinen, nämlich Gitterplatten bzw. -steine oder Stegplatten bzw. -steine als besonders vorteilhaft aus, da derlei gitterartig ausgebildete Betonsteine aufgrund der zwischen den Längs- und Querstegen ausgebildeten Sickeröffnungen durchbrochen sind und daher die Stabilität dieser Betonsteine durch die Durchbrechungen zusätzlich verringert ist. Aufgrund des dreischichtigen Aufbaus mit der hochfesten Betontragschicht als dritter Schicht, ist die Stabilität des vorliegenden Rasenpflastersteins deutlich erhöht. Die Bruchgefahr während des Transports und bei den Verlegearbeiten, und dadurch die Menge der Ausschussware, kann darüber vorteilhaft auf ein Minimum reduziert werden. Dies bringt nicht nur Kosteneinsparungen mit sich, sondern wirkt sich durch geringeren Ressourcen- und Energieverbrauch auch förderlich auf die Nachhaltigkeit aus.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die Längsstege des Rasenpflastersteins eine Längsstegoberfläche auf und die Querstege eine Querstegstegoberfläche. Dabei ist eine Steghöhe der Längsstege vorzugsweise geringer als eine Steghöhe der Querstege, so dass die Längsstegoberfläche gegenüber der Querstegstegoberfläche in vertikaler Richtung zurückgesetzt ist. Die Querstegstegoberfläche verläuft dabei im Wesentlichen auf niedrigerer Höhe in einer unteren horizontalen Ebene und die Längsstegoberfläche verläuft in einer größeren Höhe in einer oberen horizontalen Ebene. Die obere horizontale Ebene bildet hierbei gleichzeitig die obere Oberfläche der Betonsteinoberseite.
  • Aufgrund der geringeren Höhe der Längsstege sind diese verhältnismäßig dünn ausgeführt und daher besonders empfindlich gegenüber Zugkräften, insbesondere gegenüber Biegezugkräften. In dem Rasenpflasterstein bilden somit die im Vergleich zu den Querstegen dünneren Längsstege bruchempfindliche Bereiche. Die hochfeste Betontragschicht wirkt insbesondere stabilisierend auf diese dünnen Bereiche des Rasenpflastersteins.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf einen Flächenbelag aus einer Vielzahl von im Verbund verlegter Betonsteine wie oberhalb beschrieben, wobei die Betonsteine auf einer geeigneten und dafür vorgesehenen bzw. vorbereiteten Bettungsschicht verlegt sind, vorzugsweise derart, dass zwischen benachbarten Betonsteinen definierte Fugen ausgebildet sind.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines voranstehend beschriebenen Betonsteins. Bei dem Verfahren wird nach Bereitstellung einer Schalung in wenigstens einem ersten Schritt zur Herstellung einer als hochfeste Betontragschicht ausgebildeten dritten Betonsteinschicht zumindest ein hochfester Beton in die Schalung eingebracht. In wenigstens einem zweiten Schritt wird zur Herstellung einer als Kernbetonschicht ausgebildeten zweiten Betonsteinschicht zusätzlich ein haufwerksporiger Kernbeton in die Schalung eingebracht und in wenigstens einem dritten Schritt wird zur Herstellung einer als Vorsatzbetonschicht ausgebildeten ersten Betonsteinschicht ein Vorsatzbeton in die Schalung eingebracht. Schließlich wird das eingebrachte Betonmaterial anschließend verdichtet und ausgehärtet.
  • Bevorzugt kann der in die Schalung eingebrachte hochfeste Beton und/oder der haufwerksporige Kernbeton vor dem Einbringen des Vorsatzbetons in einem oder zwei Zwischenschritten vorverdichtet werden.
  • Der hochfeste Beton wird vorteilhaft mit ersten Betonverteilermitteln als dünne Schicht dünnflächig in die Schalung eingebracht. Der haufwerksporige Kernbeton wird anschließend vorteilhaft mit zweiten Betonverteilermitteln dickflächig auf die dünne Schicht aus hochfestem Beton nachgefüllt und schließlich wird der Vorsatzbeton vorteilhaft mit dritten Betonverteilermitteln als dünne Schicht dünnflächig auf die Kernbetonschicht nachgefüllt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen
    • 1 stark vereinfacht und grob schematisch dargestellt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betonsteins;
    • 2 einen grob schematischen Schnitt durch den Betonstein der 1;
    • 3 in einer stark vereinfachten Schnittansicht einen Flächenbelag,
    • 4 in schematischer Ansicht einen Ausschnitt einer Ausführungsform des Betonsteinkörpers;
    • 5 in schematischer seitlicher Ansicht einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform des Betonsteinkörpers;
    • 6 stark vereinfacht und grob schematisch dargestellt eine Draufsicht auf die Betonsteinoberseite einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betonsteins;
    • 7 einen grob schematischen Schnitt durch den Betonstein der 6;
    • 8 stark vereinfacht und grob schematisch dargestellt eine Draufsicht auf die Betonsteinoberseite einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betonsteins;
    • 9 eine schematische seitliche Ansicht des Betonsteins der 7 und
    • 10 einen grob schematischen Schnitt durch den Betonstein der 7.
  • Wege zur Ausführung der Erfindung
  • 1 zeigt beispielhaft in einer stark vereinfachten schematischen Zeichnung eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betonsteins 1 und 2 zeigt einen schematischen Schnitt entlang einer parallel zu einer Mittenhochachse MHA und parallel zu einer Längsachse LA des Betonsteins 1 verlaufenden Schnittebene.
  • Der Betonstein 1 ist vorzugsweise in Form eines im Verbund verlegbaren Flächenelementes zur Erstellung eines Flächenbelages 10 (siehe 3) ausgebildet. Vorliegenden werden unter Betonstein oder Betonplatte im Wesentlichen baugleiche Elemente verstanden, die zur Erstellung eines Flächenbelages 10 in an sich bekannter Weise verwendbar sind. Beispielsweise kann es sich bei dem Betonstein 1 um einen Betonpflasterstein handeln. Die Betonsteine 1 werden abhängig von gewählten Verlegemustern im Verbund und oberflächenbündig zueinander verlegt, so dass ein vorzugsweise ebener Flächenbelag 10 entsteht.
  • Der Betonstein 1 umfasst zumindest einen mehrschichtig ausgebildeten Betonsteinkörper 2 mit zumindest einer ebenen Betonsteinunterseite 2.1 und einer dieser gegenüberliegenden im Wesentlichen flachen Betonsteinoberseite 2.2, welche vorzugsweise die Trittfläche bzw. befahrbare Fläche oder auch Verkehrsfläche bildet. Die konkrete Ausgestaltung der seitlichen Flächenabschnitte des Betonsteins 1 ist für die Erfindung nicht relevant, d.h. die konkrete Querschnittsform des Betonsteins 1 kann nahezu beliebig gewählt werden, ohne dass hierdurch der Erfindungsgedanke verlassen wird.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Betonstein 1 quaderförmig ausgebildet und weist zwei Paare jeweils zweier gleichflächiger und einander gegenüberliegender Betonsteinseiten 2.3, 2.4 auf. Die Betonsteinunterseite 2.1 und die Betonsteinoberseite 2.2 verlaufen senkrecht bzw. näherungsweise senkrecht zu der Mittelhochachse MHA des Betonsteinkörpers 2 bzw. Betonsteins 1. Die Betonsteinseiten 2.4 erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse LA und die Betonsteinseiten 2.3 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu der Längsachse LA.
  • Der mehrschichtige Betonsteinkörper 2 umfasst zumindest eine als Vorsatzbetonschicht ausgebildete und die Betonsteinoberseite 2.2 bildende, erste Betonsteinschicht 2a, zumindest eine in Richtung der Mittelhochachse MHA an die erste Betonsteinschicht 2a anschließende und als Kernbetonschicht ausgebildete, zweite Betonsteinschicht 2b sowie eine in Richtung der Mittelhochachse MHA an die zweite Betonsteinschicht 2b anschließende dritte Betonsteinschicht 2c, welche die Betonsteinunterseite 2.1 bildet und zur Auflage auf einer Bettungsschicht 3 eines Untergrundes vorgesehen ist. Die als Kernbetonschicht ausgebildete zweite Betonsteinschicht 2b ist somit zwischen der ersten und der dritten Betonsteinschicht 2a, 2c angeordnet.
  • Die dritte Betonsteinschicht 2c ist als hochfeste Betontragschicht ausgebildet und weist eine erhöhte Zugfestigkeit, und zwar insbesondere eine erhöhte Biegezugfestigkeit auf.
  • In dem dargestellten Beispiel der 1 und 2 ist die dritte Betonsteinschicht 2c aus einem hochfesten Beton hergestellt, wobei der hochfeste Beton der dritten Betonsteinschicht 2c ein gefügedichter Beton mit einem Zementgehalt in einem Bereich zwischen etwa 350 kg/m3 und 450 kg/m3, vorzugsweise zwischen 380 kg/m3 und 400 kg/m3 ist. Der hochfeste Beton der dritten Betonsteinschicht 2c weist beispielsweise eine Druckfestigkeit von mindestens 55 N/mm2 und eine Biegezugfähigkeit von mindestens 5 N/mm2 auf. Die dritte Betonsteinschicht 2c ist dabei insbesondere aus einem hochfesten Beton hergestellt, wie gemäß Normenwerk definiert, wobei der Beton zur Herstelllung der dritten Betonsteinschicht 2c beispielsweise ein hochfester Beton der Druckfestigkeitsklasse C55/67 ist.
  • Die dritte Betonsteinschicht 2c des Betonsteins 1 des dargestellten Beispiels weist eine Schichtdicke d auf, die in einem Bereich zwischen etwa 16 mm bis 18 mm liegt. In dem dargestellten beispielhaften Betonstein 1 der 1 und 2 weist die als Vorsatzbetonschicht ausgebildete erste Betonsteinschicht 2a eine Vorsatzbetonschicht-Dicke dV auf, die in einem Bereich zwischen 10 mm bis 20 mm liegen kann. Die als Kernbetonschicht ausgebildete zweite Betonsteinschicht 2b mit ihrer Kernbetonschicht-Dicke dK ist in dem in den 1 und 2 dargestellten beispielhaften Betonstein 1 diejenige Schicht mit der größten Schichtdicke, das heißt die Kernbetonschicht nimmt hier den größten Anteil des Betonsteinkörpers 2 ein, der eine Gesamthöhe H aufweist, welche vorzugsweise der Summe der Schichtdicken dV, dK, d der ersten bis dritten Betonsteinschichten 2a, 2b, 2c entspricht.
  • Die als Kernbetonschicht ausgebildete zweite Betonsteinschicht 2b ist aus einem haufwerksporigen Beton hergestellt und bildet somit eine wasserdurchlässige, bzw. wasseraufnehmende Schicht in dem Betonsteinkörper 2. Die Betonzusammensetzung der haufwerksporigen, zweiten Betonsteinschicht 2b ist dabei dergestalt, dass die zweite Betonsteinschicht 2b mit Poren, und zwar insbesondere in gewünschter bzw. definierter Anzahl an Poren sowie gewünschter bzw. definierter mittlerer Größe der Poren, ausgestattet ist. Niederschlagswasser, das auf den im Gebrauchszustand in einem Flächenbelag 10 verlegten Betonstein 1 auftrifft, kann in den Poren der zweiten Betonsteinschicht 2b aufgenommen werden bzw. auch durch die Poren ablaufen. Die zweite Betonsteinschicht 2b kann insbesondere auch der Wasserspeicherung dienen.
  • Zur optimalen Aufnahme und Speicherung von Wasser beträgt die Kernbetonschicht-Dicke dK der zweiten Betonsteinschicht 2b zwischen 40% und 80% der Gesamthöhe H des Betonsteinkörpers 2, bevorzugt zwischen 50% und 70% der Gesamthöhe H des Betonsteinkörper 2.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Betonsteins 1 so genannte Abstandshalter bzw. Abstandsnasen 9 auf, welche beim Verlegen der Betonstein 1 im Verbund gleichmäßige Fugen 11 (siehe 3) in annähernd gleichmäßiger Breite gewährleisten und für eine Mindestbreite der Fugen 11 sorgen.
  • In der 3 ist beispielhaft ein Schnitt durch einen aus den vorliegenden Betonsteinen 1 gebildeten Flächenbelag 10 dargestellt. Der Flächenbelag 10 umfasst eine Vielzahl von auf einer Bettungsschicht 3 eines Untergrundes im Verbund verlegter mehrschichtig ausgebildeter Betonsteine 1. Zwischen benachbarten Betonsteinen 1 des Flächenbelags 10 sind Fugen 11 ausgebildet, welche mit einem Fugenmaterial 12 befüllt sind und einen Versickerungsweg zum Ableiten von Niederschlagswasser von der der Bettungsschicht 3 abgewandten Oberfläche des Flächenbelags 10 bilden. Bei der Bettungsschicht 3 handelt es sich um eine herkömmliche Bettungsschicht, die im Wesentlichem aus einem Materialgemisch mit einer Korngröße von 0,1 mm bis 5 mm besteht.
  • Die Herstellung bzw. Fertigung des vorliegenden Betonsteins 1 kann mittels industrieller Herstellungsverfahren erfolgen, bei denen Betonsteine 1, vorzugsweise lagenweise, d.h. mehrere Betonsteine 1 gleichzeitig in einer Lage, prozessgesteuert hergestellt werden. Zunächst wird im Rahmen des Herstellungsverfahrens eine an sich bekannte Betonschalung zur Herstellung von Betonsteinen 1 bereitgestellt. Nach Bereitstellung der Schalung wird in wenigstens einem ersten Schritt zur Herstellung der als hochfeste Betontragschicht ausgebildeten dritten Betonsteinschicht 2c zumindest ein hochfester Beton in die Schalung eingebracht. In wenigstens einem zweiten Schritt wird zur Herstellung der wasserdurchlässigen als Kernbetonschicht ausgebildeten zweiten Betonsteinschicht 2b zusätzlich ein haufwerksporiger Kernbeton in die Schalung eingebracht und in wenigstens einem dritten Schritt wird zur Herstellung der als Vorsatzbetonschicht ausgebildeten ersten Betonsteinschicht 2a ein Vorsatzbeton in die Schalung eingebracht. Das eingebrachte Betonmaterial wird anschließend verdichtet und ausgehärtet.
  • Die 4 und 5 zeigen anhand eines schematischen Ausschnittes des Betonsteinkörpers 2 einer jeweiligen Ausführungsform des vorliegenden Betonsteins 1 eine schematische Skizzierung des Schichtaufbaus des Betonsteinkörpers 2. Die als hochfeste Betontragschicht ausgebildete dritte Betonsteinschicht 2c ist in dem Beispiel der 4 aus einem gefügedichten, hochfesten Beton hergestellt, wie oberhalb bereits beschrieben. Bei dem Betonsteinkörper 2 des Beispiels der 5 ist die dritte Betonsteinschicht 2c zusätzlich verstärkt bzw. bewehrt. Hierbei ist in den Beton der dritten Betonsteinschicht 2c eine Bewehrung bzw. ein Verstärkungsmaterial eingebettet, um die Zugfestigkeit, insbesondere die Biegezugfestigkeit zusätzlich zu erhöhen. Im dargestellten Beispiel ist hierzu eine Faserbewehrung bzw. Faserverstärkung vorgesehen, wobei die in den Beton eingebetteten Fasern 13 beispielsweise Stahfasern oder Stahldrahtfasern sind und die dritte Betonsteinschicht daher eine Schicht aus Stahlfaserbeton ist.
  • Mit Bezug auf die 6 bis 10 werden weitere, besonders bevorzugte Ausführungsformen des vorliegenden Betonsteins 1 beschrieben, und zwar Varianten des Betonsteins 1, die als Gitterstein bzw. als Stegplatte, nämlich als Rasengitterstein 4 oder Rasenstegplatte 5 ausgebildet sind. Der Rasengitterstein 4 kann hierbei auch synonym als Rasengitterplatte 4 bezeichnet werden und die Rasenstegplatte 5 kann ebenso synonym als Rasensteg-Stein 5 bezeichnet werden.
  • Der Betonsteinkörper 2 der Rasengitter- oder Rasenstegplatte 4, 5 weist Querstege 6a, 6b sowie die Querstege 6a, 6b verbindende Längsstege 7a, 7b auf, wobei die Quer- und Längsstege 6a, 6b, 7a, 7b derart zueinander angeordnet und beabstandet sind, dass eine oder mehrere Sickeröffnungen 8 zwischen den Quer- und Längsstegen 6a, 6b, 7a, 7b ausgebildet ist/sind. Jede Sickeröffnung 8 erstreckt sich durchgehend von der Betonsteinoberseite 2.2 bis zur Betonsteinunterseite 2.1 und bildet jeweils einen ober- und unterseitig offenen Hohl- oder Freiraum bzw. eine Durchbrechung im Betonsteinkörper 2.
  • Die Rasengitter- oder Rasenstegplatten 4, 5 sind ebenfalls zur Erstellung eines in bekannter Weise im Verbund verlegten Flächenbelags verwendbar und werden beispielsweise speziell für bewachsene oder begrünte Flächenbeläge verwendet bzw. zur Flächenbefestigung in Grünflächen. Die nach oben zur Betonsteinoberseite 2.2 hin sowie auch nach unten zur Betonsteinunterseite 2.2 hin offen ausgebildeten Sickeröffnungen 8 sind im verlegten Zustand beispielsweise mit Erdreich, Sand oder dergleichen aufgefüllt und dienen als Pflanzraum, in dem die Bewuchspflanzen, beispielsweise Gras, wachsen können und dabei sogar mit ihrem Wurzelwerk direkt bis in den darunterliegenden Boden gelangen können.
  • Der Betonsteinkörper 2 des in den 6 und 7 dargestellten Rasengittersteins 4, welcher in 6 in einer Draufsicht auf die Betonsteinoberseite 2.2 und in 7 in einem Schnitt entlang der Linie A-A gezeigt ist, ist im Wesentlichen quaderförmig und umfasst zwei äußere Querstege 6a, einen mittleren Quersteg 6b sowie zwei äußere Längsstege 7a und zwei mittlere Längsstege 7b. Die Querstege 6a, 6b verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander und senkrechht zu den Längsstegen 7a, 7b, welche wiederum untereinander parallel zueinander angeordnet sind. Die äußeren Quer- und Längsstege 6a, 7a bilden die Umfangsseiten des Betonsteinkörpers 2, nämlich die Betonsteinseiten 2.3, 2.4 und sind als umlaufende Umfangsfläche ausgebildet. Es versteht sich, dass die Anzahl und Anordnung der Quer- und Längsstege 6a, 7a lediglich beispielhaft ist und selbstverständlich von der Darstellung der 6 und 7 abweichen kann, ohne dass hierdurch der Erfindungsgedanke verlassen wird.
  • Die Quer- und Längsstege 6a, 6b, 7a, 7b weisen in dem dargestellten Beispiel der 4 dieselbe Höhe auf, so dass jeweilige Querstegstegoberflächen 6a1, 6b1 und jeweilige Längsstegoberflächen 7a1, 7b1 im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene aufgenommen sind und zusammen eine obere, im Wesentlichen ebene Oberfläche der Betonsteinoberseite 2.2 bilden.
  • Der beispielhaft dargestellte Rasengitterstein 4 weist sechs Sickeröffnungen 8 und damit sechs durchgehende Durchbrechungen auf. Wie aus der Schnittansicht der 7 ersichtlich ist, sind sowohl die Querstege 6a, 6b wie auch die Längsstege 7a, 7b dreischichtig aufgebaut und umfassen die als Vorsatzbetonschicht ausgebildete erste Betonsteinschicht 2a, die als Kernbetonschicht ausgebildete zweite Betonsteinschicht 2b und die als hochfeste Betontragschicht ausgebildete dritte Betonsteinschicht 2c.
  • Die 8 bis 10 zeigen beispielhaft eine bevorzugte Variante der vorliegenden Rasenstegplatte 5, welche in 8 in einer Draufsicht auf die Betonsteinoberseite 2.2, in 9 in einer Seitenansicht und in 10 in einem Schnitt entlang der in 8 angedeuteten Linie B-B gezeigt ist.
  • Der Betonsteinkörper 2 des gezeigten Beispiels weist vier Querstege 6a, 6b und drei Längsstege 7a, 7b auf, wobei die drei Längsstege 7a, 7b im Wesentlichen zick-zackartig ausgebildet sind und die vier geraden Querstege 6b, 6b verbinden, und zwar derart, dass jeweils benachbarte Querstege 6a, 6b ihrer Länge nach versetzt zueinander angeordnet sind. Die Querstege 6a bilden dabei mit ihren bündig zueinander ausgerichteten Enden an einem ersten Rand des Betonsteins 2 (in 8 rechts) eine den Außenumfang definierende äußere Randseite und analog dazu bilden die Querstege 6b mit ihren, bündig zueinander ausgerichteten Enden an einem gegenüberliegenden Rand des Betonsteins 2 (in 8 links) eine gegenüberliegende äußere Randseite.
  • Es versteht sich, dass sowohl die Form der Längsstege 7a, 7b wie auch Anzahl und Anordnung der Quer- und Längsstege 6a, 7a lediglich beispielhaft ist und selbstverständlich von der Darstellung der 8 bis 10 abweichen kann, ohne dass hierdurch der Erfindungsgedanke verlassen wird.
  • In dem Beispiel der 8 bis 10 weisen die Querstege 6a, 6b eine Steghöhe hQ und die Längsstege 7a, 7b Steghöhe hL auf, wobei die Steghöhe hL geringer ist als die Steghöhe hQ. Bezogen auf eine durch die Betonsteinoberseite 2.2 definierte obere Oberfläche sind somit die jeweiligen Längsstegoberflächen 7a1, 7b1 gegenüber der Querstegstegoberflächen 6a1, 6b1 in vertikaler Richtung nach unten zurückgesetzt. Wie aus der 10 hervorgeht, ist auch die Rasenstegplatte 5 dreischichtig ausgebildet und umfasst die erste, zweite und dritte Betonsteinschicht 2a, 2b, 2c.
  • Bei der exemplarisch dargestellten Rasenstegplatte 5 sind die nach unten zurückversetzten Längsstegoberflächen 7a1, 7b1 im Anwendungsfall, das heißt im verlegten Zustand, anwendungsbedingt mit Erdreich und/oder Sand bedeckt bzw. verfüllt, so dass im Wesentlichen nur die Querstegstegoberflächen 6a1, 6b1 nach außen hin sichtbar sind. Ein Pflanzenbewuchs bzw. eine Begrünung ist dadurch nicht nur in dem Bereich der Sickeröffnungen 8, sondern auch in dem gesamten Bereich zwischen den Querstegen 6a, 6b, das heißt, über die gesamte, zwischen den Querstegen 6a, 6b befindliche Fläche, möglich, weshalb in diesen speziellen Anwendungsformen beispielsweise auch möglich ist, bei dem Betonsteinkörper 2 im Bereich der Längsstege 7a, 7b, auf die als Vorsatzbetonschicht ausgebildete erste Betonsteinschicht 2a zu verzichten, wie dies beispielhaft in 10 gezeigt ist.
  • Bei den als Rasengitterstein bzw. Rasenstegplatte 4, 5 ausgebildeten Betonsteinen 1 wirkt sich die als hochfeste Betontragschicht ausgebildete dritte Betonsteinschicht 2c insbesondere vorteilhaft aus, da die Betonsteinkörper 2 dieser Ausführungsformen aufgrund der vorhandenen, durch jeweilige Durchbrechungen gebildeten Sickeröffnungen 8 im Vergleich zu massiven Vollsteinen grundsätzlich weniger stabil sind. Die aufgrund der durchbrochenen Struktur entstehenden Stabilitätseinbußen können aber besonders vorteilhaft mit der hochfesten Betontragschicht mehr als ausgeglichen werden, so dass hierdurch überaus stabile, insbesondere bruchfeste Rasengittersteine bzw. Rasenstegplatten 4, 5 resultieren. Insbesondere bei diesen Ausführungsformen als Gittersteine oder Stegplatten wirkt sich in besonderer Weise zusätzlich vorteilhaft aus, dass die Betonsteinkörper 2 aufgrund der hochfesten Betontragschicht in einer geringeren Höhe gefertigt werden können.
  • In Kombination mit der dritten Betonsteinschicht 2c, das heißt mit der hochfesten Betontragschicht, kann bei den vorliegenden Rasengitter- oder Rasenstegplatten 4, 5 besonders vorteilhaft auch die haufwerksporige zweite Betonsteinschicht 2b hinsichtlich ihrer Dichte und Porosität in idealer, optimaler Weise für eine besonders effektive und gute Wasserleit- bzw. Wasserspeicherfähigkeit angepasst werden, ohne dadurch den Nachteil einer geringen Stabilität und Bruchsicherheit des Betonsteins 1 in Kauf nehmen zu müssen. Die Rasengitter- oder Rasenstegplatten 4, 5 sind somit insbesondere gut angepasst an ihren Verwendungszweck und stellen insbesondere eine wirksame, effektive Wasserversorgung der Begrünung bzw. der wachsenden Pflanzen sicher. Die haufwerksporige zweite Betonsteinschicht 2b kann somit speziell angepasst sein, Wasser einzuspeichern und später, insbesondere in längeren Trockenphasen, nach und nach wieder an die Pflanzen abzugeben, so dass die Betonsteine 1 hier auch einen maßgeblichen Beitrag leisten können für die Versorgung der Pflanzen zur Überdauerung von Trockenperioden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Betonstein
    2
    Betonsteinkörper
    2a
    erste Betonsteinschicht
    2b
    zweite Betonsteinschicht
    2c
    dritte Betonsteinschicht
    2.1
    Betonsteinunterseite
    2.2
    Betonsteinoberseite
    2.3, 2.4
    Betonsteinseiten
    3
    Bettungsschicht
    4
    Gitterplatte
    5
    Stegplatte
    6a, 6b
    Querstege
    6a1, 6b1
    Querstegstegoberfläche
    7a, 7b
    Längsstege
    7a1, 7b1
    Längsstegstegoberfläche
    8
    Sickeröffnung
    9
    Abstandshalter
    10
    Flächenbelag
    11
    Fugen
    12
    Fugenmaterial
    13
    Fasern
    d
    Schichtdicke der dritten Betonsteinschicht
    dK
    Kernbetonschicht-Dicke
    dV
    Vorsatzbetonschicht-Dicke
    H
    Gesamthöhe des Betonsteins
    hL
    Steghöhe der Längsstege
    hQ
    Steghöhe der Querstege
    MHA
    Mittelhochachse
    LA
    Längsachse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012100616 B4 [0005]
    • EP 3153625 A1 [0006]
    • EP 1589149 B1 [0008]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • DIN EN 12390-6 [0016]
    • DIN EN 12390-5 [0016]
    • DIN EN 206-1 [0017]
    • DIN 1045-2 [0017]
    • DIN EN 1992-1-1 [0024]

Claims (20)

  1. Betonstein (1), insbesondere in Form eines im Verbund verlegbaren Flächenelementes zur Erstellung eines Flächenbelages, aufweisend zumindest einen mehrschichtigen Betonsteinkörper (2) mit zumindest einer zum Verlegen auf einer Bettungsschicht (3) eines Untergrundes geeigneten Betonsteinunterseite (2.1) und einer dieser gegenüberliegenden Betonsteinoberseite (2.2), wobei der mehrschichtige Betonsteinkörper (2) zumindest eine an der Betonsteinoberseite (2.2) angeordnete und als Vorsatzbetonschicht ausgebildete erste Betonsteinschicht (2a) sowie wenigstens eine als Kernbetonschicht ausgebildete zweite Betonsteinschicht (2b) umfasst, wobei der mehrschichtige Betonsteinkörper (2) ferner eine dritte Betonsteinschicht (2c) umfasst und wobei die als Kernbetonschicht ausgebildete zweite Betonsteinschicht (2b) zwischen der ersten und der dritten Betonsteinschicht (2a, 2c) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Betonsteinschicht (2c) als hochfeste Betontragschicht mit erhöhter Zugfestigkeit ausgebildet ist.
  2. Betonstein (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Betonsteinschicht (2c) aus einem gefügedichten, hochfesten Beton hergestellt ist, wobei der hochfeste Beton insbesondere einen Zementgehalt von mehr als 380 kg/m3 aufweist.
  3. Betonstein (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Betonsteinschicht (2c) eine erhöhte Biegezugfestigkeit und/oder eine erhöhte Spaltzugfestigkeit aufweist und die dritte Betonsteinschicht (2c) dadurch insbesondere über eine vorgegebene Mindestzugfestigkeit verfügt.
  4. Betonstein (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Betonsteinschicht (2c) ferner eine erhöhte Druckfestigkeit aufweist.
  5. Betonstein (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erhöhte Zugfestigkeit der dritten Betonsteinschicht (2c) gegenüber einer Zugfestigkeit der zweiten Betonsteinschicht (2b) erhöht ist.
  6. Betonstein (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erhöhte Zugfestigkeit der dritten Betonsteinschicht (2c) um mindestens 10% bis 15% höher ist als die Zugfestigkeit der zweiten Betonsteinschicht (2b) und vorzugsweise um mindestens 20% höher ist als die Zugfestigkeit der zweiten Betonsteinschicht (2b), besonders bevorzugt um mindestens 22%, mindestens 25% oder mindestens 27% höher ist als die Zugfestigkeit der zweiten Betonsteinschicht (2b) und insbesondere bevorzugt um mindestens 30% oder mindestens 35% höher ist als die Zugfestigkeit der zweiten Betonsteinschicht (2b).
  7. Betonstein (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Betonsteinschicht (2c) aus einem bewehrten oder mit zumindest einem eingebetteten Verstärkungsmaterial verstärkten Beton hergestellt ist.
  8. Betonstein (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Betonsteinschicht (2c) aus einem faserverstärkten Beton, insbesondere aus Stahlfaserbeton hergestellt ist.
  9. Betonstein (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Betonsteinschicht (2c) eine Schichtdicke (d) in einem Bereich von 14 mm bis 20 mm, bevorzugt in einem Bereich von 16 mm bis 18 mm aufweist.
  10. Betonstein (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die als Kernbetonschicht ausgebildete zweite Betonsteinschicht (2b) aus einem haufwerksporigen Kernbeton hergestellt ist und insbesondere eine poröse Schicht mit einer erhöhten Porosität bildet.
  11. Betonstein (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Betonsteinschicht (2b) wasserdurchlässig und/oder zur Aufnahme und Speicherung von Wasser ausgebildet ist.
  12. Betonstein (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die als Kernbetonschicht ausgebildete zweite Betonsteinschicht (2b) eine Kernbetonschicht-Dicke (dK) aufweist, wobei die Kernbetonschicht-Dicke (dK) größer ist als die Schichtdicke (d) der dritten Betonsteinschicht (2c).
  13. Betonstein (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betonsteinkörper (2) in Form einer Gitterplatte (4) oder Stegplatte (5), insbesondere in Form einer Rasengitter- oder Rasenstegplatte ausgebildet ist.
  14. Betonstein (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der als Gitter- oder Stegplatte (4, 5) ausgebildete Betonsteinkörper (2) wenigstens zwei Querstege (6a, 6b) sowie wenigstens zwei, die Querstege (6a, 6b) verbindende Längsstege (7a, 7b) umfasst, wobei die Quer- und Längsstege (6a, 6b, 7a, 7b) derart zueinander angeordnet und beabstandet sind, dass wenigstens eine durchgehende, sich von der Betonsteinoberseite (2.2) bis zur Betonsteinunterseite (2.1) ersteckende Sickeröffnung (8) zwischen den Quer- und Längsstegen (6a, 6b, 7a, 7b) ausgebildet ist.
  15. Betonstein (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Betonsteinkörper (2) wenigstens drei Querstege (6a, 6b) und wenigstens drei Längsstege (7a, 7b) umfasst.
  16. Betonstein (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstege (7a, 7b) eine Längsstegoberfläche (7a1, 7b1) und die Querstege (6a, ab) eine Querstegstegoberfläche (6a1, 6b1) aufweisen, wobei eine Steghöhe (hL) der Längsstege (7a, 7b) geringer ist als eine Steghöhe (hQ) der Querstege (6a, 6b), so dass die Längsstegoberfläche (7a1, 7b1) gegenüber der Querstegstegoberfläche (6a1, 6b1) zurückgesetzt ist.
  17. Flächenbelag (10) umfassend eine Vielzahl von auf einer Bettungsschicht (3) eines Untergrundes im Verbund verlegter mehrschichtiger Betonsteine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei jeder Betonstein (1) zumindest eine erste, eine zweite und eine dritte Betonsteinschicht (2a, 2b, 2c) aufweist und wobei die dritte teilweise wasserdurchlässige Betonsteinschicht (2c) aufweist, wobei Betonsteinschicht (2c) als hochfeste Betontragschicht mit erhöhter Zugfestigkeit ausgebildet ist.
  18. Verfahren zur Herstellung eines Betonsteins (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem nach Bereitstellung einer Schalung in wenigstens einem ersten Schritt zur Herstellung einer als hochfeste Betontragschicht ausgebildeten dritten Betonsteinschicht (2c) zumindest ein hochfester Beton in die Schalung eingebracht wird, bei dem in wenigstens einem zweiten Schritt zur Herstellung einer als Kernbetonschicht ausgebildeten zweiten Betonsteinschicht (2b) zusätzlich ein Kernbeton in die Schalung eingebracht wird und bei dem in wenigstens einem dritten Schritt zur Herstellung einer als Vorsatzbetonschicht ausgebildeten ersten Betonsteinschicht (2a) ein Vorsatzbeton in die Schalung eingebracht wird, wobei das eingebrachte Betonmaterial anschließend verdichtet und ausgehärtet wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der in die Schalung eingebrachte hochfeste Beton und/oder der Kernbeton vor dem Einbringen des Vorsatzbetons in einem oder zwei Zwischenschritten vorverdichtet werden.
  20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der hochfeste Beton mit ersten Betonverteilermitteln als dünne Schicht dünnflächig in die Schalung eingebracht, anschließend der Kernbeton mit zweiten Betonverteilermitteln dickflächig auf die dünne Schicht aus hochfestem Beton nachgefüllt und schließlich der Vorsatzbeton mit dritten Betonverteilermitteln als dünne Schicht dünnflächig auf die Kernbetonschicht nachgefüllt wird.
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