DE102022123032A1

DE102022123032A1 - Drycast-kunststeinkörper und herstellungsverfahren eines solchen drycast-kunststeinkörpers

Info

Publication number: DE102022123032A1
Application number: DE102022123032.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Brunkhorst
Original assignee: braun-steine GmbH; Braun Steine GmbH
Current assignee: braun-steine GmbH; Braun Steine GmbH
Priority date: 2022-09-09
Filing date: 2022-09-09
Publication date: 2024-03-14

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drycast-Kunststeinkörper (100) zur Abdeckung eines Bodens, wobei der Drycast-Kunststeinkörper eine Vorsatzschicht (110) aus einer zementfreien oder zementhaltigen Vorsatzbetonmischung auf einem Kernbeton (120) umfasst. Zumindest die Vorsatzschicht (110) weist Fasern (112) auf, welche mit einem Gewichtsanteil von wenigstens 1,5% in einer Rohmischung der Vorsatzbetonmischung der Vorsatzschicht (110) vorliegen. Die Fasern (112) sind witterungsbeständig und beständig gegen alkalische Reaktionen ausgebildet.Die Erfindung betrifft ferner ein Drycast-Herstellungsverfahren (200) eines Drycast-Kunststeinkörpers (100) zur Abdeckung eines Bodens.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Drycast-Kunststeinkörper und ein Herstellungsverfahren für einen solchen Drycast-Kunststeinkörper.
Häufig werden begehbare oder befahrbare Kunststeinkörper aus Beton als Bodenelemente verwendet. Diese bestehen häufig aus einem relativ groben Kernbeton und einer darauf angeordneten Schicht aus einem Vorsatzbeton. Es ist bekannt, befahrbare oder begehbare Betonflächen, beispielsweise Industrieböden, mit Hartstoffmörtelschichten, Harz oder Acrylfarbe bestehend aus Ein- oder Zweikomponenten zu applizieren, um deren Oberfläche gegen mechanische Beanspruchung zu schützen oder mit einer Vorsatzschicht zu gestalten. Häufig treten nach einiger Zeit Defekte wie Ablösen der Beschichtung und dergleichen auf, insbesondere bei Böden, welche der Witterung ausgesetzt sind. Die Kanten der Schichten können durch die Belastung brechen, und etwaige Kalkausscheidungen können das Oberflächenbild verschlechtern.
Des Weiteren ist bekannt, dass bei gegossenen Betonelementen, beispielsweise bei Estrichen, Möbel, Wellplatten, Wasserrohren und Wänden, Fasern im Betongemisch die technischen Eigenschaften der Betonsteinmatrix verbessern. Beispielsweise ist ein Faserzement ein beständiger Verbundwerkstoff aus Zement und zugfesten Fasern, welcher in einem Gießverfahren in die gewünschte Form gebracht wird.
Des Weiteren ist die Gestaltung der Oberfläche von Kunststeinkörpern bekannt. Hierbei können Eigenschaften der Kunststeinkörper durch verschiedene Zusätze auf einfache Weise verändert werden. Zum anderen lässt sich auch das äußere Erscheinungsbild durch geeignete Zusätze verändern.
Beispielsweise ist aus der DE 10 2014 010 259 A1 ein Verfahren zum Fertigen von Betonelementen bekannt, die mindestens eine Betonschicht aufweisen. In dem Verfahren wird Beton in eine Formeingefüllt, der Beton wird mittels Vibration und/oder mittels Stempeln verdichtet und härtet anschließend aus. Auf die Betonschicht wird vor dem Verdichten mittels einer Aufbringvorrichtung zumindest eine Portion eines körnigen Materials aufgebracht. Der in die Form eingefüllte Beton ist vor der Aushärtung auf einen Wasser-Bindemittel-Wert (w/b-Wert) von 0,30 bis 0,50 eingestellt. Als körniges Material wird ein Material enthaltend (a) eine Einstreukomponente mit einem mittleren Korndurchmesser von 0,1 bis 5 mm in einer Menge von 65 bis 95 Gew.-% und (b) Bindemittel in einer Menge von 5 bis 35 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtzusammensetzung des körnigen Materials, eingesetzt.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Drycast-Kunststeinkörpers, welcher kostengünstig eine verbesserte optische Wertigkeit aufweist.
Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung eines Herstellungsverfahrens eines derartigen Drycast-Kunststeinkörpers, welches kostengünstig eine Vielzahl von optischen Gestaltungsmöglichkeiten des Drycast-Kunststeinkörpers ermöglicht.
Die Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, den Figuren und der Beschreibung.
Es wird ein Drycast-Kunststeinkörper zur Abdeckung eines Bodens vorgeschlagen, wobei der Drycast-Kunststeinkörper eine Vorsatzschicht aus einer zementfreien oder zementhaltigen Vorsatzbetonmischung auf einem Kernbeton umfasst. Zumindest die Vorsatzschicht weist Fasern auf, welche mit einem Gewichtsanteil von wenigstens 1,5% in einer Rohmischung der Vorsatzbetonmischung der Vorsatzschicht vorliegen. Insbesondere liegen die Fasern mit einem Gewichtsanteil von maximal 6 % in einer Rohmischung der Vorsatzbetonmischung der Vorsatzschicht vor. Die Fasern sind witterungsbeständig und beständig gegen alkalische Reaktionen ausgebildet.
Unter einem erfindungsgemäßen Drycast-Kunststeinkörper wird im Folgenden ein so genannter Vollstein verstanden, welcher eine Dicke aufweist, die 10 mm überschreitet. Der Drycast-Kunststeinkörper kann hierbei ein Pflasterstein oder eine Vollplatte oder eine Mehrschichtplatte sein. Die Pflastersteine erfüllen die Anforderungen und Prüfverfahren nach DIN EN 1338:2003 für Pflastersteine aus Beton. Die Vollplatten und Mehrschichtplatten erfüllen die Anforderungen und Prüfverfahren nach DIN EN 1339:2003 für Platten aus Beton.
Der Kernbeton bildet im verlegten Zustand üblicherweise den nicht sichtbaren Teil des Drycast-Kunststeinkörpers. Die Vorsatzschicht bildet im verlegten Zustand des Drycast-Kunststeinkörpers eine sichtbare Oberfläche des Drycast-Kunststeinkörpers aus. Diese Oberfläche kann beispielsweise eine Trittfläche des Drycast-Kunststeinkörpers sein. Alternativ kann die Vorsatzschicht bei einem Dekorstein oder einem Randstein auch wenigstens eine sichtbare Seitenfläche des Drycast-Kunststeinkörpers ausbilden.
Im Herstellungsverfahren kann eine Form auch um 90° gekippt sein, damit eine Seitenfläche die im verlegten Zustand sichtbare Oberfläche ausbildet. Bei einer gekippten Form wird die Form von der Seite befüllt.
Damit mehrere Oberflächen sichtbare Fasern aufweisen, kann auch der Kernbeton Fasern aufweisen. Der Faseranteil im Kernbeton kann hierbei deutlich geringer sein, als der Faseranteil in der Vorsatzschicht. Die im verlegten Zustand des Drycast-Kunststeinkörpers sichtbaren Oberflächen des Kernbetons, können bearbeitet sein, beispielsweise eine Farbvertiefung aufweisen, um die Sichtbarkeit der Fasern zu verbessern. Ein Übergang zwischen Kernbeton und Vorsatzschicht kann hierbei ebenfalls dekorative Zwecke erfüllen.
In einer weiteren alternativen Ausgestaltung kann die Vorsatzbetonmischung den Kernbeton ersetzten, so dass der Drycast-Kunststeinkörper vollständig aus der Vorsatzbetonmischung gebildet ist und entsprechend an allen Oberflächen sichtbare Fasern aufweist.
Durch Fasern im Kernbeton oder durch das Ersetzen des Kernbetons durch die Vorsatzbetonmischung können sowohl die Unterseite des Drycast-Kunststeinkörpers als auch die Trittfläche als sichtbare Oberflächen im verlegten Zustand des Drycast-Kunststeinkörpers verwendet werden. Dadurch kann der Drycast-Kunststeinkörper um 180° gedreht in eine Fläche eingebaut werden.
Alternativ oder zusätzlich können durch Fasern im Kernbeton oder durch das Ersetzen des Kernbetons durch die Vorsatzbetonmischung auch Seitenflächen des Drycast-Kunststeinkörpers im verlegten Zustand sichtbare Oberflächen ausbilden. Dadurch können Drycast-Kunststeinkörper mit sichtbaren Fasern an den Seitenflächen beispielsweise als Randeinfassungen von Pools oder Beeten verwendet werden.
Bekannte Drycast-Kunststeinkörper aus Beton werden üblicherweise aus den Ausgangsstoffen Zement, Wasser und Zuschlag beispielsweise Gesteinskörnungen hergestellt. Anstelle von Zement sind auch Mischungen von Zement mit einem Füllstoff bekannt. Weiterhin können Zusatzmittel und Zusatzstoffe hinzugefügt werden. Beim Abbinden bildet sich eine Betonmatrix. Die Rohstoffe stammen meist aus der Region der Betonwerke, wodurch ein fertiger Beton bereits durch seine Farbe oder Beschaffenheit geprägt sein kann. Fasern können Zuschlagskörnungen des klassischen Zuschlags ersetzen. Der Drycast-Kunststeinkörper besteht dann aus den Ausgangsstoffen Zement, Wasser und Fasern. Ebenfalls können Zusatzmittel und Zusatzstoffe hinzugefügt werden.
Bei zementfreien Drycast-Kunststeinkörpern ist der Zement oder die Zement-Füllstoff-Mischung durch andere geeignete hydraulische Bindemittel oder durch andere geeignete Bindemittelt-Füllstoff-Mischungen ersetzt.
In vorteilhafter Weise sind einige der Fasern bzw. Faserabschnitte an den sichtbaren Oberflächen der Vorsatzschicht von außen sichtbar. Die Sichtbarkeit kann weiter verbessert werden, wenn die Oberfläche bearbeitet wird. Ohne Bearbeitung kann Zementleim als ausgehärteter Zementstein die Oberfläche und dadurch auch Fasern zumindest teilweise bedecken. Auch Kalkausscheidungen aus dem Zementstein können ohne Bearbeitung der Oberfläche die Oberfläche und dadurch die Fasern zumindest teilweise abdecken.
An der Oberfläche sichtbare Fasern bzw. Faserabschnitte werden ab einem Vorliegen der Fasern mit einem Gewichtsanteil von wenigstens 1,5% in der Rohmischung der Vorsatzbetonmischung der Vorsatzschicht zuverlässig erreicht.
Hierbei wird unter der Rohmischung der Vorsatzbetonmischung eine Mischung verstanden, welcher Wasser zugeführt ist. Zum Wasser zählt auch der Wassergehalt anderer Stoffe, beispielweise der Wassergehalt des Zuschlags, der Wassergehalt vorhandener Zusätze.
Das Gewicht der Fasern pro Kubikmeter der Rohmischung kann aus dem gewählten Gewichtsanteil der Fasern und einer Rohdichte der Rohmischung ermittelt werden. Beispielsweise kann die Rohdichte der Rohmischung 2.400 kg/m³ und der Faseranteil an der Rohmischung kann zwischen 1,5 % und 6 % betragen.
Der Gewichtsanteil der Fasern in der Rohmischung der Vorsatzbetonmischung kann von dem Durchmesser, und/oder der Länge und/oder der Farbe der Fasern abhängig gemacht werden. Diese Anpassung ergibt sich daraus, dass der Einfluss der Fasern auf das optische Erscheinungsbild der Oberfläche davon abhängig ist, wie prägnant einzelne Fasern an der Oberfläche sichtbar sind.
Daher kann von Fasern, welche prägnant an der Oberfläche sichtbar sind, ein Gewichtsanteil von 1,5% in der Rohmischung ausreichen, um nicht nur zur Sichtbarmachung an der Oberfläche, sondern auch zur optischen Gestaltung der Oberfläche beizutragen. Weniger prägnant an der Oberfläche erscheinende Fasern sind bei einem Anteil von 1,5% in der Rohmischung ebenfalls an der Oberfläche sichtbar, aber um ihren Einfluss auf das optische Erscheinungsbild der Oberfläche zu verstärken können diese Fasern mit einem höheren Anteil beispielsweise bis zu 6 % in die Rohmischung eingegeben werden.
Hierbei zeigen sich lange Fasern prägnanter an der Oberfläche als kurze Fasern. Fasern mit einem größeren Durchmesser zeigen sich prägnanter an der Oberfläche als Fasern mit einem kleineren Durchmesser. Fasern mit einem größeren Kontrast zur Oberflächenfarbe zeigen sich prägnanter an der Oberfläche als Fasern mit einem kleineren Kontrast zu Oberflächenfarbe. Lange Fasern mit großen Durchmesser und großen Kontrast zeigen sich wesentlich prägnanter an der Oberfläche als kurze Fasern mit kleineren Durchmesser und geringen Kontrast zur Oberflächenfarbe.
Der Gewichtsanteil der Fasern kann auch auf einen Zuschlag in der Vorsatzbetonmischung bezogen werden. Unter einem Zuschlag werden körnige Materialien beispielsweise Gesteinskörnungen verstanden. Beispielsweise kann die Vorsatzbetonmischung eine Dichte von 2400 $\frac{k g}{m^{3}}$
aufweisen. Ein Zuschlag kann von den 2400 kg in einem Kubikmeter der Vorsatzbetonmischung in etwa 1700 kg ausmachen.
In diesem Fall liegen die Fasern mit einem Gewichtsanteil von 2,1 % im Zuschlag vor, wenn die Fasern mit einem Gewichtsanteil der Fasern von 1,5 % in der Vorsatzbetonmischung vorliegen. Die Fasern liegen mit einem Gewichtsanteil von 8,5 % im Zuschlag vor, wenn die Fasern mit einem einen Gewichtsanteil von 6 % in der Vorsatzbetonmischung vorliegen.
Eine Menge von Fasern in der Vorsatzbetonschicht kann sich, außer durch die Eigenschaften der Fasern, welche sich auf die Erscheinung der Fasern an der Oberfläche auswirken, auch aus der gewünschten Menge der durchschnittlich an der Oberfläche sichtbaren Fasern ergeben.
Wenn die sichtbaren Fasern wenigstens 20% der Oberfläche des Drycast-Kunststeinkörpers bedecken sollen, und die Fasern einen Durchmesser von 0,3 mm aufweisen, beträgt der Gewichtsanteil der Fasern an der Rohmischung mindestens 1,8 %. Bei einer Rohdichte der Rohmischung von 2400 $\frac{k g}{m^{3}}$
und einen Anteil des Zuschlags an der Rohmischung von 1700 kg pro Kubikmeter, sind mindestens 2,5% vom Zuschlag durch Fasern zu ersetzen.
Wenn ungefähr 75% der Oberfläche des Drycast-Kunststeinkörpers mit sichtbaren Fasern bedeckt sein sollen und die Fasern einen Durchmesser von 0,3 mm aufweisen, beträgt der Gewichtsanteil der Fasern an der Rohmischung ungefähr 5,3 %. Bei einer Rohdichte der Rohmischung von 2400 $\frac{k g}{m^{3}}$
und einen Anteil des Zuschlags an der Rohmischung von 1700 kg pro Kubikmeter, sind ungefähr 7% vom Zuschlag durch Fasern zu ersetzen.
Sind die Fasern dicker oder dünner oder länger oder kürzer, oder der zu Bedeckende Anteil der Oberfläche kleiner oder größer, ist der Anteil der Fasern im Zuschlag bzw. in der Rohmischung entsprechend anzupassen.
Die an der Oberfläche sichtbaren Fasern bzw. sichtbaren Faserabschnitte können zu einem optischen Gesamteindruck des Drycast-Kunststeinkörpers beitragen. Durch die an der Oberfläche sichtbaren Fasern können optische Eigenschaften, wie beispielsweise Farbe und/oder Glanz und/oder Muster und/oder Maserungen und/oder Struktur, der entsprechenden Oberfläche und dadurch der optische Eindruck des Drycast-Kunststeinkörpers insgesamt positiv beeinflusst werden. Eine wertig wirkende Oberfläche trägt zudem zum Gesamteindruck des Drycast-Kunststeinkörpers bei.
Des Weiteren kann durch die sichtbaren Fasern bzw. durch sichtbare Faserabschnitte an der Oberfläche eine Ersparnis von Komponenten, wie beispielsweise extra Farbe oder glänzende Elemente, erzielt werden, da die sichtbaren Fasern und Faserabschnitte zur Farbgebung und zum Glanz der Oberfläche beitragen können. Hierbei sind die Fasern in vorteilhafter Weise fest mit Vorsatzschicht verbunden und lösen sich auch bei mechanischer Belastung des Drycast-Kunststeinkörpers nicht von der Oberfläche.
Da die Fasern beständig und/oder inert gegen alkalische Reaktionen ausgebildet sind, bleiben die Fasern während und nach dem Herstellungsprozess in der Vorsatzschicht erhalten und reagieren nicht mit anderen Stoffen der Vorsatzbetonmischung. Zudem können die inerten und/oder beständigen Fasern auch im verlegten Zustand nicht mit, beispielsweise aus dem Drycast-Kunststeinkörper gelösten oder in der Umgebung vorhandenen Stoffen reagieren und bleiben dadurch lange in der Oberfläche erhalten und dadurch sichtbar.
Da die Fasern witterungsbeständig sind, bleiben die sichtbaren Fasern bzw. Faserabschnitte auch bei witterungsbedingter Belastung und bei mechanischer Belastung erhalten, wodurch der Drycast-Kunststeinkörper langlebig und optisch ansprechend ist.
Zudem können die Fasern die Kohäsion im Frischbeton verbessern, dadurch können die Vorsatzschicht und der Kernbeton, wenn der Kernbeton ebenfalls Fasern aufweist, und dadurch der Drycast-Kunststeinkörper eine verbesserte Grünstandfestigkeit aufweisen. Des Weiteren können die Fasern Risse im Drycast-Kunststeinkörper oder zumindest in der Vorsatzschicht vermindern, die sich sonst durch plastisches bzw. Trocknungsschwinden bilden können.
Des Weiteren weist der Drycast-Kunststeinkörper mit Fasern oder zumindest die Vorsatzschicht in vorteilhafter Weise einen erhöhten Widerstand gegen Schlag-, Stoß- und Verschleißbeanspruchung, eine erhöhte Zugfestigkeit und dadurch eine erhöhte Nutzungsdauer auf. Dadurch macht der Drycast-Kunststeinkörper nicht nur optisch einen qualitativ hochwertigen Eindruck, sondern weist zudem Eigenschaften eines hochwertigen Pflastersteins oder einer hochwertigen Platte auf.
Ein Teil der Fasern kann in einem Übergangsbereich zwischen der Vorsatzschicht und dem Kernbeton angeordnet sein und dadurch von der Vorsatzschicht in den Kernbeton hineinragen. Dadurch können die Fasern eine Verbindung zwischen Vorsatzschicht und Kernbeton verbessern.
Umfasst der Kernbeton ebenfalls Fasern, können Fasern vom Kernbeton in die Vorsatzschicht ragen. Dies ermöglicht eine Vernetzung der Fasern. Insbesondere Fasern, welche senkrecht zur Vorsatzschicht und senkrecht zum Kernbeton verlaufen können positiv zur Verbindung zwischen der Vorsatzschicht und dem Kernbeton beitragen.
Des Weiteren kann die Vorsatzschicht in vorteilhafter Weise durch diese Eigenschaften dünner gestaltet werden, als bei Drycast-Kunststeinkörpern üblich ist.
Beispielsweise ist bei einem 80 mm dicken Drycast-Kunststeinkörper eine Dicke der Vorsatzschicht von 5 mm anstelle einer bekannten Dicke von 10 mm vorstellbar. Die Dicke der Vorsatzschicht ist hierbei abhängig von der Dicke des Drycast-Kunststeinkörpers. Durch das Reduzieren der Dicke der Vorsatzschicht, kann in vorteilhafter Weise ein Materialaufwand für die Vorsatzbetonmischung reduziert werden.
Da die Fasern zum einen dekorative Zwecke und zum anderen verstärkende Zwecke erfüllen, kann auf weitere Materialien beispielsweise zur optischen Aufwertung oder zur Verstärkung der vorhandenen Bindungen oder als Abriebschutz in der Vorsatzbetonmischung oder auf der Oberfläche verzichtet werden.
Die verwendeten Fasern können beispielsweise eine Dichte von 0,8 g/cm³ bis 3 g/cm³ bei +20°C aufweisen. Die Fasern können einen Durchmesser von beispielsweise 5 µm bis 6 µm aufweisen. Die Fasern können eine Länge von 1 mm - 60 mm aufweisen. Es sind auch Fasern vorstellbar, welche eine Länge aufweisen, welche der Länge oder der Breite der Oberfläche des Drycast-Kunststeinkörpers entspricht. Durch den sehr geringen Durchmesser der Fasern lassen sich in vorteilhafter Weise auch Fasern mit einer größeren Länge als 8 mm verdichten. Hierbei können die Fasern im Wesentlichen vollständig von Bindemittel umschlossen sein. Üblicherweise werden lediglich Körnungen mit einer Ausdehnung von 8 mm und darunter in der Vorsatzbetonmischung verwendet, da ein Verdichten größerer Körnungen kaum möglich ist. Unter Körnung werden hierbei mineralische Zusätze in Partikelform, wie Sand, Kies, Grauwacke, Basalt und, Opalsandstein, verstanden.
Die Fasern können in vorteilhafter Weise Körnungen als Zuschlag in der Vorsatzbetonmischung teilweise oder sogar vollständig ersetzen. Die Fasern können zusätzlich oder alternativ einen Teil des Füllstoffs ausmachen oder den Füllstoff vollständig ersetzten. Eine vollständige Rezyklierbarkeit des Drycast-Kunststeins ist weitestgehend möglich. Eine Sieblinie der Vorsatzbetonmischung oder des Kernbetons kann durch verschiedene Fasern mit unterschiedlichen Durchmessern oder Längen beeinflusst werden.
Des Weiteren kann auf ein weiteres Veredeln des Drycast-Kunststeinkörpers verzichtet werden, da die sichtbaren Fasern und Faserabschnitte einen veredelten und/oder sehr wertigen Eindruck der Oberfläche schaffen.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Drycast-Kunststeinkörpers kann eine Oberfläche der Vorsatzschicht, insbesondere eine Oberfläche, welche eine Trittfläche ausbildet, wenigstens teilweise so bearbeitet sein, dass die Fasern zumindest zum Teil an dieser Oberfläche sichtbar sind. Durch die Bearbeitung der Oberfläche können in vorteilhafter Weise weitere oberflächennahe Fasern und/oder Faserabschnitte freigelegt werden. Hierbei können beim Bearbeiten beispielsweise Zementleim als ausgehärteter Zementstein und/oder Kalkausscheidungen aus dem Drycast-Kunststeinkörper abgetragen und dadurch darunterliegende Fasern, sichtbar gemacht werden.
Hierbei kann, bei parallel zur Oberfläche ausgerichteten Fasern, der komplette Längsschnitt als Faserabschnitt freigelegt werden, und von Fasern, welche senkrecht zur Oberfläche ausgerichtet sind, kann der Querschnitt als Faserabschnitt freigelegt werden. Von Fasern, welche schräg in der Vorsatzschicht verlaufen, kann ein Schnitt als Faserabschnitt freigelegt werden, welcher abhängig von der Ausrichtung der Fasern ist.
Durch das Bearbeiten der Oberfläche kann der Anteil an sichtbaren Fasern an der Oberfläche im Vergleich zu einer nicht bearbeiteten Oberfläche erhöht werden, da durch das Bearbeiten ein Anteil an Fasern oder Faserabschnitte freigelegt werden kann, welche beim Verdichten von der Oberfläche wegbewegt wurden bzw. herstellbedingt von Zementleim und/oder Kalkablagerungen verdeckt wurden.
Durch die Bearbeitung können gegebenenfalls leichte Einkerbungen an der Oberfläche entstehen, wenn bei der Bearbeitung Fasern von der Oberfläche gelöst werden und einen Abdruck in diesem Bereich hinterlassen. Diese Abdrücke haben keinen nennenswerten Einfluss auf die Glätte und/oder Rauigkeit der Oberfläche. Diese Abdrücke können jedoch weitere optische Reize ausbilden. Die freigelegten, in der Vorsatzschicht vorhandenen Fasern bleiben fest in der Vorsatzschicht eingebettet.
Durch die Bearbeitung können zudem Endbereiche oder von der Oberfläche abstehende Bereiche der Fasern abgetragen werden. Zudem kann durch die Bearbeitung der Oberfläche ein verbesserter Rutschwiderstandswert der Oberfläche erzielt werden. Der Rutschwiderstandswert kann hierbei bei der Bearbeitung der Oberfläche gewählt, insbesondere gezielt eingestellt werden. Hierbei kann die Oberfläche zumindest so rutschfest sein, dass sie anstatt der untersten Klasse R9 in die Klasse R10 oder höher eingeordnet werden kann. Hierbei sind die Zahlen in den Kategorien jeweils einer Steigung zugeordnet, welche die Oberfläche für den Test ausweist. Es giltje größer die Zahl desto steiler ist die Steigung, die eine Testperson auf der mit Öl benässten Oberfläche überwinden kann, desto besser ist der Rutschwiderstand der Oberfläche. Zusätzlich oder alternativ kann die Oberfläche zumindest so rutschfest sein, dass sie anstatt der untersten Klasse A in die in die Klasse B oder C eingeordnet werden kann. Hierbei sind die Buchstaben ebenfalls einer Steigung zugeordnet, welche die Oberfläche für den Test aufweist. Anstelle von Öl ist die Oberfläche mit Wasser benässt. Hierbei weist die Oberfläche für die Klasse A die niedrigste Steigung und für die Klasse C die größte Steigung aufweist.
Hierbei kann in einem Arbeitsschritt sowohl die Optik als auch der Rutschwiderstandswert der Oberfläche verbessert werden. Dadurch kann auf weitere Arbeitsschritte in einem Herstellungsverfahren des Drycast-Kunststeinkörpers verzichtet und dadurch die Kosten für den Stein weiter reduziert werden.
Eine zusätzliche oder alternative Bearbeitung der gesamten Oberfläche oder eines Bereichs der Oberfläche, kann zu einer Farbvertiefung der Oberfläche oder des Bereichs der Oberfläche führen. Hierbei kann die Oberfläche oder der Bereich beispielsweise ein dauerhaftes nasses Aussehen, auch als Wetlook bezeichnet, erhalten. Dadurch kann ein stärkerer Kontrast zwischen sichtbaren Fasern und die Fasern umgebendes Material erzeugt und dadurch die Sichtbarkeit der sichtbaren Fasern erhöht werden. Die Farbvertiefung kann durch das Auftragen von bekannten, eine Lichtbrechung der Oberfläche oder des Bereichs beeinflussende Substanzen, beispielsweise durch das Auftragen von Acrylaten und/oder Ölen und/oder Fetten, erzeugt werden. Zudem können diese Substanzen einen Oberflächenschutz ausbilden, welcher die Oberfläche vor der Witterung und/oder vor mechanischer Belastung schützt.
Eine Kombination der Bearbeitungsmöglichkeiten ist vorstellbar. Hierbei kann der Bereich oder die gesamte Oberfläche zuerst mechanisch bearbeitet beispielsweise gestrahlt oder gestrahlt und anschließend gebürstet bzw. gecurlt werden. Auf die nachbearbeitete Oberfläche kann die Substanz zur Beeinflussung der Lichtbrechung aufgetragen werden. Zudem können verschiedene Bereiche der Oberfläche unterschiedlich oder auch gar nicht bearbeitet sein. Dadurch ergibt sich eine Vielzahl von Gestaltungsmöglichkeiten der Oberfläche.
Durch die Bearbeitung der Oberfläche kann eine glatte Oberfläche geschaffen werden, die auch barfuß angenehm zu begehen ist, welche auch ungefährlich für Fahrzeugreifen ist. Des Weiteren kann durch die Bearbeitung der Oberfläche eine Ersparnis von Komponenten, wie beispielsweise Farbzusätze, erzielt werden, da die zusätzlich freigelegten Fasern und Faserabschnitte zur Farbgebung oder zu Glanzeffekten der Oberfläche beitragen können. Durch die sichtbaren Fasern und Faserabschnitte kann in vorteilhafter Weise eine Vielzahl neuer Gestaltungsmöglichkeiten durch die gewählte Art der Fasern erreicht werden.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Drycast-Kunststeinkörpers kann wenigstens ein Bereich der Oberfläche der Vorsatzschicht uneben, insbesondere wellenförmig geformt sein. Beispielsweise kann gezielt eine Struktur in die Oberfläche eingearbeitet sein.
Hierbei können insbesondere eine Umgebung der Maxima und/oder die Maxima dieses Bereichs bearbeitet sein und sichtbare Fasern bzw. Faserabschnitte aufweisen. Beispielsweise können die abstehenden Maxima oder die abstehende Umgebung um die Maxima einfach ganz oder teilweise abgeschliffen und/oder anderweitig mechanisch behandelt sein und/oder mit Stoffen bestrichen werden, um Fasern bzw. Faserabschnitte freizulegen und/oder um eine Farbvertiefung zu erzielen.
Alternativ oder zusätzlich können tiefer liegende Bereiche beispielsweise durch eine Flüssigkeit bearbeitet sein, um Fasern und Faserabschnitte in tieferliegenden Bereichen der Oberfläche freizulegen und/oder um eine Farbvertiefung in tieferen Bereichen zu erzielen.
Eine unebene Oberfläche kann einfach durch eine Gießform geschaffen werden. Da nur bestimmte Bereiche der Oberfläche bearbeitet und dadurch zusätzliche freigelegte oder besser sichtbare Fasen bzw. Faserabschnitte aufweisen, können dadurch interessante Oberflächen mit interessanten optischen Verläufen gestaltet werden. Da eine Position der bearbeiteten Bereiche mit einer erhöhten Anzahl von sichtbaren Fasern bzw. Faserabschnitten einfach auf der Oberfläche vorgegeben werden kann, kann günstig eine Vielzahl von optischen Oberflächeneindrücken mit dem gleichen Ausgangsmaterial geschaffen werden. Weitere Variationen der Oberflächengestaltung sind durch die Verwendung unterschiedlicher Fasern oder Fasermischungen möglich. Weitere Variationen der Oberflächengestaltung ergeben sich durch zusätzliche Farbpartikel in der Vorsatzbetonmischung.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Drycast-Kunststeinkörpers kann die Vorsatzschicht wenigstens eine optische Eigenschaft, insbesondere Farbe und/oder Glanzgrad und/oder Struktur aufweisen, welche durch von außen sichtbare Fasern erzeugt ist. Hierbei kann die Vorsatzschicht beispielsweise an der Oberfläche sichtbare Glasfasern aufweisen, welche optisch ansprechende Glanz- und/oder Glimmereffekte erzeugen können. Zusätzlich oder alternativ können die sichtbaren Fasern oder Faserabschnitte eine andere Farbe aufweisen, als das restliche Material der Oberfläche. Dadurch können optisch ansprechende Maserungen und/oder Sprenkelungen und/oder Muster und/oder Strukturen geschaffen werden. Beispielsweise können Basaltfasern in einem weißen Zement Marmorierungseffekte und/oder Maserungseffekte und/oder Sprenkel mit gleichen oder unterschiedlichen Formen und/oder ähnliche Effekte auf die Oberfläche haben. Selbstverständlich sind auch andere Farben und Fasern vorstellbar. Es ergeben sich viele Gestaltungsmöglichkeiten durch die Wahl der Fasern. Hierbei kann ausschließlich eine Faserart in der Vorsatzschicht oder im Kernbeton verwendet sein oder eine Mischung aus mehreren Faserarten. Beispielsweise können Fasern mit unterschiedlichen Farben oder Durchmessern oder Längen miteinander kombiniert sein. Des Weiteren können beispielsweise Glanzeffekt erzeugende Glasfasern mit anderen Fasern kombiniert sein.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Drycast-Kunststeinkörpers können sich die einzelnen Fasern in der Vorsatzschicht durch ihre Ausrichtung in der Vorsatzschicht und/oder durch ihre Maße und/oder durch ihr Material voneinander unterscheiden.
Durch eine unterschiedliche Ausrichtung der Fasern können sich die sichtbaren Faserabschnitte durch unterschiedlich sichtbare Quer- und Längsschnitte unterscheiden und interessante Muster an der Oberfläche schaffen.
Durch unterschiedliche Maße der Fasern beispielweise unterschiedliche Durchmesser der Fasern sind manche Fasern bzw. Faserabschnitte stärker und andere Fasern bzw. Faserabschnitte schwächer an der Oberfläche sichtbar, wobei die Faserabschnitte mit größeren Durchmesser kräftiger erscheinen und die Faserabschnitte mit geringerem Durchmesser schwächer erscheinen.
Durch eine Variation der Länge der Fasern sind längere und kürzere sichtbare Linien und/oder Bögen und/oder Wellen durch die sichtbaren Faserabschnitte an der Oberfläche erkennbar.
Durch das Material der Fasern können die Fasern insbesondere die Farbe und/oder die Reflektion von Licht und dadurch einen Glanz der Oberfläche vorgeben. Hierbei bestimmt die Dichte der Fasern an der Oberfläche, ob die Oberfläche den Farbton der Betonmischung mit einzelnen Farbsprenkeln, Farbmuster, Farbmarmorierung, Farbmaserung der Fasern aufweist oder ob zwischen den Fasern die Grundfarbe der Vorsatzbetonmischung hindurch scheint.
Die Effekte können durch die verwendeten Fasern und Fasergemische kombiniert werden. Des Weiteren sind die Effekte von der Dichte oder der Eingenommenen Fläche der sichtbaren Fasern an der Oberfläche abhängig.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Drycast-Kunststeinkörpers können die Fasern, als Naturfasern und/oder als Regeneratfasern und/oder als Kunstfasern ausgebildet sein.
Unter Naturfasern werden im Folgenden Fasern verstanden, welche aus natürlichen Quellen wie Pflanzen, Tieren oder Mineralien stammen. Naturfasern können organischen oder anorganischen Ursprungs sein. Ein Beispiel für Naturfasern, welche sich ohne weitere chemische Umwandlungsreaktionen direkt einsetzten lassen, sind insbesondere Wollfasern. Beispiele für Naturfasern, deren natürliches Ausgangsmaterial erhitzt, in Fäden gezogen und anschließend geschnitten wurde, sind insbesondere Basaltfasern, Glasfasern, Kohlenstofffasern und Carbonfasern.
Unter Regeneratfasern werden im Folgenden Fasern verstanden, welche auf Zellulose als nachwachsendes Material basieren. Beispiele für Regeneratfasern sind Holzfasern, Bambusfasern, Hanffasern und Kenaffasern.
Unter Kunstfasern werden im Folgenden synthetisch und/oder künstlich und/oder durch chemisch-technische Verfahren hergestellte Fasern aus natürlichen oder synthetischen Polymeren verstanden. Beispiele für Kunstfasern sind, Polyamidfasern, Polyesterfasern, Polypropylenfasern, Polyacrylnitrilfasern, Polyethylenfasern, Polyethylenterephthalatfasern.
Naturfasern und Regeneratfasern haben den Vorteil, dass diese umweltfreundlich sind und sich bei Bedarf leicht recyceln lassen.
Kunstfasern haben den Vorteil, dass diese sich einfach mit gewünschten Parametern herstellen lassen, wodurch eine große Auswahl an Farben und/oder Durchmessern und/oder Längen besteht.
Der Drycast-Kunststeinkörper kann eine Faserart oder mehrere Faserarten aufweisen. Des Weiteren kann die Vorsatzschicht eine Faserart oder mehrere Faserarten aufweisen.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Drycast-Kunststeinkörpers können die Fasern eine Schutzschicht umfassen, welche die Fasern vor der alkalischen Vorsatzbetonmischung schützt. Dadurch können für die Fasern auch Materialien verwendet werden, welche optisch ansprechend und mechanisch belastbar sind, aber von selbst keinen Schutz vor der alkalischen Vorsatzbetonmischung aufweisen bzw. nicht inert gegenüber der alkalischen Vorsatzmischung sind. Die Schutzschicht kann beispielsweise von Harzen und/oder Acrylaten und/oder Acrylsäure und/oder Acrylgruppen und/oder Kunstsoff und/oder Glas und/oder Silanen und/oder Wasserglas ausgebildet sein. Es sind auch andere geeignete Schutzschichten vorstellbar. Dadurch kann die Materialauswahl für die Fasern und die Gestaltungsfreiheit der Oberfläche des Drycast-Kunststeinkörpers weiter erhöht werden. Des Weiteren kann die Schutzschicht der Fasern ein Verbundsverhalten der Fasern zum Beton verbessern.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Drycast-Kunststeinkörpers können die Fasern als Bündel von Fasern, insbesondere als Vorgarn, vorliegen. Vorgarn wird auch als Roving bezeichnet. Unter Roving werden üblicherweise Bündel von Fasern oder Filamenten aus Glas, Basalt, Carbon, Polymer und/oder Hanf und/oder anderen geeigneten Ausgansstoffen verstanden, welche durch einen Binder zusammen gebunden werden. Mischungen unterschiedlicher Materialien in einem Vorgarn bzw. Roving bzw. Faserbündel sind auch möglich. Die Faserbündel können einen Querschnitt von 0,1 mm aufweisen. Hierbei kann ein Faserbündel mit vorgegebenen Eigenschaften verwendet werden. Das Faserbündel kann eine vorgegebene Farbe und/oder einen vorgegebenen Durchmesser und/oder eine vorgegebene Länge und/oder ein vorgegebenes Reflexionsverhalten aufweisen. Des Weiteren kann das Faserbündel rau oder flauschig oder biegsam oder spröde sein. Selbst aus Basalt kann ein flauschiges und biegsames Faserbündel geschaffen werden. In der Vorsatzschicht können gleiche Faserbündel oder eine Mischung aus Faserbündel mit unterschiedlichen Eigenschaften vorliegen. Glasfasern haben den Vorteil dass sie glitzern und leicht recycelt werden können. Fasern aus Basalt, Kohle und/oder Hanf haben den Vorteil, dass sie leicht rezykliert werden können und dass die Rohstoffe aus natürlichen Vorkommen beschafft werden können. Die Faserbündel können in eine vorgegebene Länge geschnitten werden. Der Binder kann gleichzeitig den Schutz der Fasern vor der Alkalität des Betons bilden.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Drycast-Kunststeinkörpers kann die Oberfläche der Vorsatzschicht wenigstens teilweise geschliffen und/oder gestrahlt und/oder gebürstet und/der gefräst und/der abgeklopft und/oder gebrochen und/oder abgewaschen und/oder abgesäuert und/oder mit einer Lichtbrechung der Oberfläche oder des Bereichs der Oberfläche beeinflussende Substanzen bearbeitet sein. Durch Schleifen, Strahlen, Bürsten, Fräsen und Säuern der ausgehärteten Oberfläche sowie durch Abwaschen der frisch gegossenen Oberfläche, kann der Drycast-Kunststeinkörper eine rutschfeste Trittfläche erhalten und gleichzeitig die hochwertige Optik durch die freigelegten Fasern aufweisen. Dadurch kann auf die Zugabe von Sand oder andere den Haftwiderstand erhöhende Rohstoffe verzichtet werden. Es sind auch andere geeignete mechanische und chemische Bearbeitungsverfahren für die Oberfläche vorstellbar.
Des Weiteren sind die Fasern fest mit der Masse verbunden, so dass diese zuverlässig im Drycast-Kunststeinkörper verankert sind und ein Lösen der Fasern erschwert ist. Durch das Freilegen sind die Fasern dennoch sichtbar, wodurch eine dauerhafte und/oder haltbare und/oder wertige Oberflächengestaltung umgesetzt werden kann. Die Oberfläche kann trotz der Struktur an der Oberfläche so glatt sein, dass sie angenehm barfuß begehbar und ungefährlich für Fahrzeugreifen ist. Die Oberfläche ist dennoch rau genug, um bei Glätte und Nässe ausreichend rutschfest zu sein, um sicher begangen zu werden.
Durch das bearbeiten der Oberfläche oder des Bereichs der Oberfläche mit einer eine Lichtbrechung der Oberfläche oder des Bereichs beeinflussenden Substanz, kann einer Farbvertiefung der Oberfläche oder des Bereichs der Oberfläche erzielt werden. Hierbei kann die Oberfläche oder der Bereich beispielsweise ein dauerhaftes nasses Aussehen, auch als Wetlook bezeichnet, erhalten. Dadurch kann ein stärkerer Kontrast zwischen sichtbaren Fasern und die Fasern umgebendes Material erzeugt und dadurch die Sichtbarkeit der sichtbaren Fasern erhöht werden. Die Farbvertiefung kann, beispielsweise durch das Auftragen von Acrylaten und/oder Ölen und/oder Fetten, erzeugt werden. Zudem können diese Substanzen einen Oberflächenschutz ausbilden, welcher die Oberfläche vor der Witterung und/oder vor mechanischer Belastung schützt.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Drycast-Kunststeinkörpers kann ein Abriebwiderstand der ausgehärteten Trittfläche, bestimmt nach DIN EN 1338 und DIN EN 1339, kleiner 18 cm³/50 cm², betragen. Der Masseverlust kann nach der so genannten Frost-Tausalz-Prüfung im Mittel weniger als 1,0 kg/m² und als Einzelwert weniger als 1,5 kg/m², insbesondere im Mittel weniger als 0,5 kg/m², insbesondere im Mittel weniger als 0,03 kg/m² betragen. Durch den geringen Abrieb und den geringen Masseverlust kann der Stein lange auch bei rauer Witterung verwendet werden. Dies ist insbesondere durch die sehr gute Haftung der Fasern an der Oberfläche möglich. Des Weiteren sprechen diese Werte für einen qualitativ hochwertigen Drycast-Kunststeinkörper. Der Stein kann im Mittel trotz der Fasern einen geringen Masseverlust von 0,01 kg/m² aufweisen, wobei dieser Wert für einen sehr hochwertigen Drycast-Kunststeinkörper spricht.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Drycast-Kunststeinkörpers kann der Vorsatzbeton eine Dicke von höchstens 8 mm, insbesondere von höchstens 5 mm aufweisen. Übliche Dicken sind 10 mm und darüber. Durch die geringere Dicke wird Material für den Vorsatzbeton eingespart und durch günstigeren Kernbeton ersetzt. Der Vorsatzbeton ist zuverlässig mit dem Kernbeton verbunden.
Es wird ein Herstellungsverfahren eines Kunststeinkörpers zur Abdeckung eines Bodens, im Drycastverfahren vorgeschlagen, wobei eine Vorsatzbetonmischung und eine Kernbetonmischung hergestellt, nacheinander in eine Form eingefüllt, mittels Vibration und/oder Rütteln und/oder Schütteln und/oder mittels Stempeln verdichtet und anschließend aushärtet werden. Zumindest eine Vorsatzschicht aus der Vorsatzbetonmischung weist Fasern auf, welche mit einem Gewichtsanteil von wenigstens 1,5% in der Rohmischung der Vorsatzbetonmischung der Vorsatzschicht vorliegen, insbesondere, wobei die Fasern mit einem Gewichtsanteil von maximal 6 % in der Rohmischung der Vorsatzbetonmischung der Vorsatzschicht vorliegen, wobei die Fasern witterungsbeständig und beständig gegen alkalische Reaktionen sind.
Der Gewichtsanteil der Fasern kann auch auf einen Zuschlag in der Vorsatzbetonmischung bezogen werden. Unter einem Zuschlag werden körnige Materialien verstanden. Beispielsweise kann die Vorsatzbetonmischung eine Dichte von 2400 $\frac{k g}{m 3}$
aufweisen. Ein Zuschlag kann von den 2400 kg in einem Kubikmeter der Vorsatzbetonmischung in etwa 1700 kg ausmachen.
Die Fasern liegen in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Gewichtsanteil von 2,1 % im Zuschlag vor, wenn die Fasern mit einem Gewichtsanteil der Fasern von 1,5 % in der Vorsatzbetonmischung vorliegen. Die Fasern liegen mit einem Gewichtsanteil von 8,5 % im Zuschlag vor, wenn die mit einem einen Gewichtsanteil von 6 % in der Vorsatzbetonmischung vorliegen.
Die Form kann beispielsweise aus Holz, Polyurethan oder Silkon bestehen.
Die Verdichtung kann durch alleiniges Vibrieren oder Schütteln oder Rütteln der Form oder durch Stempeln mittels eine Stempels, welcher auf die Oberfläche der oben in der Form angeordneten Betonmischung gedrückt wird oder durch eine Kombination der genannten Methoden erfolgen. Die oben liegende Mischung ist in der Regel die zuletzt eingefüllte Mischung. Hierbei kann die Kernbetonmischung oder die Vorsatzbetonmischung oben angeordnet sein. Üblicherweise wird bei der Herstellung von Pflastersteinen und Bodenplatten zuerst die Kernbetonmischung und im Anschluss die Vorsatzbetonmischung in die Form gegeben.
Damit eine Mischung im Drycastverfahren formstabil aushärtet, sollte das Verhältnis von Wasser zum Zement W/Z= 0,4 nicht überschreiten. Der W/Z-Wert kann insbesondere 0,38 sein. Bei anderen geeigneten hydraulischen Bindemittel als Zement gelten andere bekannte Verhältnisse zum Wasser.
Da die Fasern im Wesentlichen trocken sind oder nur einen sehr geringen Wassergehalt aufweisen, liefern sie in vorteilhafter Weise beim Herstellungsverfahren keinen Wert für das Wasser. Dies ermöglicht bei der Wasserzugabe oder bei der Zugabe anderer flüssiger Zusätze beim Herstellen der Betonmischungen mehr Spielraum und kann das Herstellungsverfahren bei der Wahl der verwendeten Stoffe flexibler gestaltbar machen.
Die Fasern können beispielsweise eine Dichte von 0,8 g/cm³ bis 3 g/ cm³ bei +20°C aufweisen. Die Fasern können einen Durchmesser von beispielsweise. 5 µm bis 6 µm aufweisen. Die Fasern können eine Länge von 1 mm - 60 mm aufweisen. Es sind auch Fasern vorstellbar, welche eine Länge aufweisen, welche der Länge oder der Breite der Oberfläche des Drycast-Kunststeinkörpers entspricht. Durch den sehr geringen Durchmesser der Fasern lassen sich in vorteilhafter Weise auch Fasern mit einer größeren Länge als 8 mm verdichten. Hierbei können die Fasern im Wesentlichen vollständig von Bindemittel umschlossen sein. Üblicher Weise werden lediglich Körnungen mit einer Ausdehnung von 8 mm und darunter in der Vorsatzbetonmischung verwendet, um das Verdichten zu ermöglichen. Unter Körnung werden hierbei mineralische Zusätze in Partikelform, wie Sand, Kies, Grauwacke, Basalt und, Opalsandstein, verstanden.
Des Weiteren bieten die Fasern im Herstellungsverfahren weitere Vorteile, beispielsweise verbessern die Fasern die Kohäsion im Frischbeton, dadurch kann der Drycast-Kunststeinkörper eine verbesserte Grünstandfestigkeit aufweisen. Des Weiteren können die Fasern Risse in der Oberfläche und/oder in der Vorsatzschicht und/oder im Drycast-Kunststeinkörper vermindern, die sich sonst durch plastisches bzw. Trocknungsschwinden bilden können. Die Vorsatzbetonmischung mit den Fasern ist einfach in der Handhabung, leicht zu verarbeiten.
Ein Teil der Fasern kann in einem Übergangsbereich zwischen der Vorsatzschicht und dem Kernbeton angeordnet sein und dadurch von der Vorsatzschicht in den Kernbeton hineinragen. Dadurch können die Fasern eine Verbindung zwischen Vorsatzschicht und Kernbeton verbessern. Umfasst der Kernbeton ebenfalls Fasern können Fasern vom Kernbeton in die Vorsatzschicht ragen. Dies ermöglicht eine Vernetzung der Fasern. Insbesondere Fasern, welche senkrecht zur Vorsatzschicht und senkrecht zum Kernbeton verlaufen können positiv zur Verbindung zwischen der Vorsatzschicht und dem Kernbeton beitragen.
Des Weiteren kann die Vorsatzschicht in vorteilhafter Weise durch diese Eigenschaften dünner gestaltet werden, als bei Drycast-Kunststeinkörpern üblich ist. Beispielsweise ist bei einem 80 mm dicken Drycast-Kunststeinkörper eine Dicke der Vorsatzschicht von 5 mm anstelle einer bekannten Dicke von 10 mm vorstellbar. Die Dicke der Vorsatzschicht ist hierbei abhängig von der Dicke des Drycast-Kunststeinkörpers. Durch das Reduzieren der Dicke der Vorsatzschicht, kann in vorteilhafter Weise ein Materialaufwand für die Vorsatzbetonmischung reduziert werden.
Zudem sind einige der Fasern bzw. Faserabschnitte an den sichtbaren Oberflächen der Vorsatzschicht von außen sichtbar. Die Sichtbarkeit kann weiter verbessert werden, wenn die Oberfläche bearbeitet wird. Ohne Bearbeitung sind die Fasern weniger gut an der Oberfläche sichtbar, da der Zementleim als ausgehärteter Zementstein die Oberfläche und dadurch Fasern bedeckt und beim Verdichten durch Stempel und Rütteln an der Oberfläche immer ein Teil des Zementleims vorhanden ist. Auch Kalkausscheidungen aus dem Zementstein können zusätzlich die Oberfläche und Fasern abdecken.
An der Oberfläche sichtbare Fasern bzw. Faserabschnitte werden ab einem Vorliegen der Fasern von einem Gewichtsanteil von wenigstens 1,5% in der Rohmischung der Vorsatzbetonmischung der Vorsatzschicht zuverlässig erreicht.
Der Gewichtsanteil der Fasern kann auch auf einen Zuschlag in der Vorsatzbetonmischung bezogen werden. Unter einem Zuschlag werden körnige Materialien verstanden. Beispielsweise kann die Vorsatzbetonmischung eine Dichte von 2400 $\frac{k g}{m^{3}}$
aufweisen. Ein Zuschlag kann von den 2400 kg in einem Kubikmeter der Vorsatzbetonmischung in etwa 1700 kg ausmachen. Es sind selbstverständlich auch andere geeignete Vorsatzbetonmischungsdichten und andere geeignete Zuschlagmengen vorstellbar.
Eine Menge von Fasern im Vorsatzbeton ergibt sich unter anderem aus der gewünschten Menge durchschnittlich an der Oberfläche sichtbaren Fasern. Wenn die sichtbaren Fasern wenigstens 20% der Oberfläche des Drycast-Kunststeinkörpers bedecken sollen, und die Fasern einen Durchmesser von 0,3 mm aufweisen, beträgt der Gewichtsanteil der Fasern an der Rohmischung mindestens 1,8 %. Bei einer Rohdichte der Rohmischung von 2400 $\frac{k g}{m^{3}}$
und einen Anteil des Zuschlags an der Rohmischung von 1700 kg pro Kubikmeter, sind mindestens 2,5% vom Zuschlag durch Fasern zu ersetzen. Wenn 75% der Oberfläche des Drycast-Kunststeinkörpers mit sichtbaren Fasern bedeckt sein sollen und die Fasern einen Durchmesser von 0,3 mm aufweisen, beträgt der Gewichtsanteil der Fasern an der Rohmischung ungefähr 5,3 %. Bei einer Rohdichte der Rohmischung von 2400 $\frac{k g}{m^{3}}$
und einen Anteil des Zuschlags an der Rohmischung von 1700 kg pro Kubikmeter, sind ungefähr 7% vom Zuschlag durch Fasern zu ersetzen. Sind die Fasern dicker oder dünner oder länger oder kürzer, oder der zu Bedeckende Anteil der Oberfläche kleiner oder größer, ist der Anteil der Fasern im Zuschlag bzw. in der Rohmischung entsprechend anzupassen.
Die an der Oberfläche sichtbaren Fasern bzw. sichtbaren Faserabschnitte können zu einem optischen Gesamteindruck des Drycast-Kunststeinkörpers beitragen.
Durch die an der Oberfläche sichtbaren Fasern können optische Eigenschaften, wie beispielsweise Farbe und/oder Glanz und/oder Muster und/oder Maserung und/oder Marmorierung und/oder Sprenkel und/oder Struktur, der entsprechenden Oberfläche und dadurch der optische Eindruck des Drycast-Kunststeinkörpers positiv beeinflusst werden. Eine wertig wirkende Oberfläche trägt zudem zum Gesamteindruck des Drycast-Kunststeinkörpers bei.
Des Weiteren kann durch die sichtbaren Fasern bzw. durch sichtbare Faserabschnitte an der Oberfläche eine Ersparnis von Komponenten, wie beispielsweise Farbe oder glänzende Elemente, erzielt werden, da die sichtbaren Fasern und Faserabschnitte zur Farbgebung und zum Glanz der Oberfläche beitragen können. Hierbei sind die Fasern in vorteilhafter Weise fest mit Vorsatzschicht verbunden und lösen sich in vorteilhafter Weise auch bei mechanischer Belastung des Drycast-Kunststeinkörpers nicht von der Oberfläche.
Da die Fasern beständig oder inert gegen alkalische Reaktionen ausgebildet sind, bleiben die Fasern während und nach dem Herstellungsprozess in der Vorsatzschicht erhalten und reagieren nicht mit anderen Stoffen der Vorsatzbetonmischung. Da die Fasern witterungsbeständig sind, bleiben die sichtbaren Fasern bzw. Faserabschnitte auch bei witterungsbedingter Belastung und bei mechanischer Belastung erhalten, wodurch der Drycast-Kunststeinkörper langlebig und optisch ansprechend ist.
Da die Fasern zum einen dekorative Zwecke und verstärkende Zwecke erfüllen, kann auf weitere Materialien beispielsweise zur optischen Aufwertung oder zur Verstärkung der Bindungen oder als Abriebschutz in der Vorsatzbetonmischung oder auf der Oberfläche verzichtet werden.
Des Weiteren weist der Drycast-Kunststeinkörper mit Fasern in vorteilhafter Weise einen erhöhten Widerstand gegen Schlag-, Stoß- und Verschleißbeanspruchung, eine erhöhte Zugfestigkeit und dadurch eine erhöhte Nutzungsdauer auf. Dadurch macht der Drycast-Kunststeinkörpers nicht nur optisch einen qualitativ hochwertigen Eindruck, sondern weist zudem Eigenschaften eines hochwertigen Pflastersteins oder einer hochwertigen Platte auf.
Die Fasern können in vorteilhafter Weise Körnungen als Zuschlag in der Vorsatzbetonmischung teilweise oder sogar vollständig ersetzen. Die Fasern können zusätzlich oder alternativ einen Teil des Füllstoffs ausmachen oder den Füllstoff vollständig ersetzten Eine vollständige Rezyklierbarkeit des Drycast-Kunststeins ist weitestgehend möglich. Eine Sieblinie der Vorsatzbetonmischung oder des Kernbetons kann durch verschiedene Fasern mit unterschiedlichen Durchmessern oder Längen beeinflusst werden.
Des Weiteren kann auf ein weiteres Veredeln des Drycast-Kunststeinkörpers verzichtet werden, da die sichtbaren Fasern und Faserabschnitte einen veredelten und/oder wertigen Eindruck der Oberfläche erschaffen.
Im Herstellungsverfahren kann auch eine spezielle Art des Drycastverfahrens, das Hermetikpressverfahren angewendet werden. Beim Hermetikpressverfahren wird eine erste Betonschicht sehr flüssig in die Form eingefüllt. Hierzu wird der Formrahmen hermetisch dicht mit der Unterfläche abgedichtet. In einem weiteren Schritt wird eine erdfeuchte zweite Betonschicht auf die erste Schicht aufgebracht und anschließend werden die Betonschichten hydraulisch verpresst. Bevorzugt können Bodenplatten mit diesem Verfahren hergestellte werden, wobei zunächst die Kernbetonmischung und im Anschluss die Vorsatzbetonmischung in die Form eingefüllt werden.
Die Berechnung der Stoffmenge des Zuschlags bzw. der Gesteinskörnung, wobei die Fasern zumindest anteilig im Zuschlag vorliegen, oder der Zuschlag ausschließlich die Fasern aufweist kann folgendermaßen erfolgen:
Die Stoffraumrechnung ist die rechnerische Ermittlung der Zusammensetzung des Frischbetonvolumens in der Regel für 1 m³ aus dem Volumen der Ausgangsstoffe: $1000 [m^{3}] = \frac{z [\frac{k g}{m^{3}}]}{ρ_{z} [\frac{k g}{d m^{3}}]} + \frac{f [\frac{k g}{m^{3}}]}{ρ_{f} [\frac{k g}{d m^{3}}]} + \frac{w [\frac{k g}{m^{3}}]}{ρ_{w} [\frac{k g}{d m^{3}}]} + \frac{g [\frac{k g}{m^{3}}]}{ρ_{g} [\frac{k g}{d m^{3}}]} + p [\frac{d m^{3}}{m^{3}}]$
Hierbei ist z der Gehalt des hydraulischen Bindemittels, beispielsweise Zement, f ist der Zusatzstoffgehalt beispielsweise von Flugasche, Silikastaub, Füller, Gesteinsmehl und so weiter, w ist der Wassergehalt, g ist der Gehalt des Zuschlags welcher eine Mischung aus Gesteinskrönung und Fasern oder ausschließlich aus Fasern umfasst, und p ist das Porenvolumen. ρ ist die jeweilige Dichte.
Der Gehalt der des Zuschlags kann ermittelt werden, wenn die anderen variablen bekannt sind: $g [[\frac{k g}{m^{3}}]] = (1000 [m^{3}] - \frac{z [\frac{k g}{m^{3}}]}{ρ_{z} [\frac{k g}{d m^{3}}]} - \frac{f [\frac{k g}{m^{3}}]}{ρ_{f} [\frac{k g}{d m^{3}}]} - \frac{w [\frac{k g}{m^{3}}]}{ρ_{w} [\frac{k g}{d m^{3}}]} - \frac{g [\frac{k g}{m^{3}}]}{ρ_{g} [\frac{k g}{d m^{3}}]} - p [\frac{d m^{3}}{m^{3}}]) * ρ_{g} [\frac{k g}{d m^{3}}]$
Die Stoffmengen für Wasser und Zement ergeben sich aus verschiedenen Vorgaben beispielsweise dem Wasser-Zement-Wert $\frac{w}{z},$
welcher kleiner oder gleich 0,4 ist, um gewisse Vorgaben beispielsweise DIN-Normen zu erfüllen. Der Wasser-Zement-Wert $\frac{w}{z}$
kann beispielsweise 0,38 sein.
Beispielsweise kann eine Zementmenge pro m³ Rohmischung der Vorsatzbetonmischung und ein Gewichtsanteil der Fasern an der Rohmischung der Vorsatzbetonmischung, beispielsweise 1,5 %, vorgegeben werden. Der Wassergehalt kann mit dem vorgegebenen Wasser-Zement-Wert $\frac{w}{z}$
und der vorgegebenen Zementmenge ermittelt werden. Aus der umgestellten Stoffraumrechnung wird das Gewicht für den Zuschlag bzw. das Gewicht für die Gesteinskörnung ermittelt.
Der Gewichtsanteil des Zuschlags an der Rohmischung der Vorsatzbetonmischung kann ebenfalls berechnet werden. Mit dem Gewichtanteil des Zuschlags an der Rohmischung und dem ausgewählten Gewichtsanteil der Fasern an der Rohmischung, kann der Anteil des Zuschlags bzw. der Gesteinskörnung ermittelt werden, welcher durch Fasern ersetzt wird.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens können die Fasern, der Vorsatzbetonmischung während des Anmachens der Vorsatzbetonmischung hinzugegeben werden.
Zusätzlich oder alternativ können die Fasern vor dem Verdichten auf die Vorsatzbetonmischung aufgebracht werden. Der Vorteil des Aufbringens der Fasern ist, dass eine Verteilung der Fasern auf der Oberfläche besser gesteuert werden kann. Hierbei können bewusst Bereiche der Oberfläche gewählt werden, welche einen großen Anteil der Fasern aufweisen oder welche einen geringen Anteil mit Fasern aufweisen. Des Weiteren sind beim Aufbringen mehr Fasern sichtbar als beim Hinzugeben in die Mischung der Vorsatzschicht während des Anmachsens. Des Weiteren ist ein gleichmäßiges Verteilung der Fasern auf der Oberfläche vorstellbar. Zudem kann eine Verteilung von unterschiedlichen Faserarten zur Erzeugung von optischen Effekten besser beim Aufbringen gesteuert werden. Beim Aufbringen können die Fasern auf die oben in der Form angeordnete Vorsatzbetonmischung aufgestreut werden. Hierfür kann beispielsweise eine Schablone verwendet werden. Alternativ können die Fasern auf eine unten in der Form angeordnete Vorsatzbetonmischung aufgebracht werden, indem die Fasern am Boden der Form verteilt werden. Dadurch sind sichtbare Fasern an einer Oberseite und an einer Unterseite des Drycast-Kunststeinkörpers möglich.
Um Seitenflächen mit dem Vorsatzbeton auszubilden, kann im Herstellungsverfahren die Form auch um 90° gekippt werden. Bei einer gekippten Form wird die Form von der Seite befüllt.
Damit mehrere Oberflächen sichtbare Fasern aufweisen, kann auch der Kernbeton Fasern aufweisen. Die sichtbaren Oberflächen des Kernbetons, können bearbeitet werden, beispielsweise eine Farbvertiefung aufweisen, um die Sichtbarkeit der Fasern zu verbessern. In einer weiteren alternativen Ausgestaltung kann die Vorsatzbetonmischung den Kernbeton ersetzten, so dass der Drycast-Kunststeinkörper vollständig aus der Vorsatzbetonmischung gebildet ist und entsprechend an allen Oberflächen sichtbare Fasern aufweist.
Beim Einmischen können die Fasern als Teil des Zuschlags bereits in einer Trockenmischung vorhanden sein. Zudem können die Fasern ihre bindungsfördernde Wirkung im ganzen Volumen der Vorsatzbetonmischung entfalten. Des Weiteren kann beim Einmischen der Verfahrensschritt des Aufstreuens oder des in den Boden der Form Eingebens der Fasern eingespart werden. Beim Einmischen der Fasern sind die Fasern im gesamten Volumen der Vorsatzbetonmischung verteilt und zuverlässig in der Ausgehärteten Vorsatzschicht verankert. Dies gilt auch wenn der Kernbeton eingemischte Fasern aufweist. Beim Aufbringen sind die Fasern im Wesentlichen an der entsprechenden Oberfläche Vorsatzbetons oder des Kernbetons verteilt.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens kann eine Oberfläche des Vorsatzbetons zumindest teilweise zum Sichtbarmachen der Fasern an der Oberfläche der Vorsatzschicht bearbeitet, insbesondere geschliffen und/oder gestrahlt und/oder gebürstet und/der gefräst und/der abgeklopft und/oder gebrochen und/oder abgewaschen und/oder abgesäuert und/oder mit einer die Lichtbrechung der Oberfläche oder des Bereichs der Oberfläche beeinflussende Substanz bearbeitet werden.
Durch die Bearbeitung der Oberfläche können in vorteilhafter Weise weitere Fasern und/oder Faserabschnitte freigelegt werden. Zusätzlich oder alternativ kann durch die Behandlung ein Kontrast zwischen den Fasern oder der Oberfläche erhöht werden.
Zudem kann durch die Bearbeitung der Oberfläche durch Schleifen und/oder Strahlen und/oder Bürsten und/der Fräst und/der Abklopfen und/oder Brechen und/oder Abwaschen und/oder Absäuern ein verbesserter Rutschwiderstandswert der Oberfläche erzielt werden. Der Rutschwiderstandswert kann hierbei bei der Bearbeitung der Oberfläche gewählt werden.
Durch das Bearbeiten der Oberfläche können Fasern oder Faserbereiche, welche dicht unter der Oberfläche angeordnet sind und welche unterhalb der Oberfläche liegen, oder welche durch Zementleim oder Kalkablagerungen verdeckt sind, freigelegt werden. Hierbei kann bei parallel zur Oberfläche ausgerichteten Fasern der komplette Längsschnitt als Faserabschnitt freigelegt werden, und von Fasern, welche senkrecht zur Oberfläche ausgerichtet sind, kann der Querschnitt als Faserabschnitt freigelegt werden. Von Fasern, welche schräg in der Vorsatzschicht verlaufen kann ein Schnitt als Faserabschnitt freigelegt werden, welcher abhängig von der Ausrichtung der Fasern ist. Durch die Bearbeitung können zudem Endbereiche oder von der Oberfläche abstehende Bereiche der Fasern abgetragen werden. Durch das Bearbeiten der Oberfläche kann der Anteil an sichtbaren Fasern an der Oberfläche im Vergleich zu einer nicht bearbeiteten Oberfläche erhöht werden, da durch das Bearbeiten ein Anteil an Fasern freigelegt werden kann, welche beim Verdichten von der Oberfläche wegbewegt wurden oder herstellbedingt durch Zementleim und/oder Kalkablagerungen abgedeckt wurden.
Durch die Bearbeitung können leichte Einkerbungen an der Oberfläche entstehen, wenn bei der Bearbeitung Fasern von der Oberfläche gelöst werden, und einen Abdruck in diesem Bereich hinterlassen. Diese Abdrücke haben keinen nennenswerten Einfluss auf die Glätte und/oder Rauigkeit der Oberfläche. Diese Abdrücke können jedoch weitere optische Reize ausbilden.
In einem Arbeitsschritt können sowohl die Optik als auch der Rutschwiderstandswert der Oberfläche verbessert werden. Dadurch kann auf weitere Arbeitsschritte in einem Herstellungsverfahren des Drycast-Kunststeinkörpers verzichtet und dadurch die Kosten für den Stein weiter reduziert werden.
Eine zusätzliche oder alternative Bearbeitung der gesamten Oberfläche oder eines Bereichs der Oberfläche kann zu einer Farbvertiefung der Oberfläche oder des Bereichs der Oberfläche führen. Hierbei kann die Oberfläche oder der Bereich beispielsweise ein dauerhaftes nasses Aussehen, auch als Wetlook bezeichnet, erhalten. Dadurch kann ein stärkerer Kontrast zwischen sichtbaren Fasern und die Fasern umgebendes Material erzeugt und dadurch die Sichtbarkeit der sichtbaren Fasern erhöht werden.
Die Farbvertiefung kann durch das Auftragen von bekannten, eine Lichtbrechung der Oberfläche oder des Bereichs beeinflussende Substanzen, beispielsweise durch das Auftragen von Acrylaten und/oder Ölen und/oder Fetten, erzeugt werden. Zudem können diese Substanzen einen Oberflächenschutz ausbilden, welcher die Oberfläche vor der Witterung und/oder vor mechanischer Belastung schützt.
Hierbei kann bei in einem Arbeitsschritt sowohl die Optik als auch der Schutz der Oberfläche verbessert werden. Dadurch kann auf weitere Arbeitsschritte in einem Herstellungsverfahren des Drycast-Kunststeinkörpers verzichtet und dadurch die Kosten für den Stein weiter reduziert werden.
Eine Kombination der Bearbeitungsmöglichkeiten ist vorstellbar. Hierbei kann der Bereich oder die gesamte Oberfläche zuerst mechanisch bearbeitet beispielsweise gestrahlt oder gestrahlt und anschließend gebürstet bzw. gecurlt werden. Auf die nachbearbeitete Oberfläche kann die Substanz zur Beeinflussung der Lichtbrechung aufgetragen werden. Zudem können verschiedene Bereiche der Oberfläche unterschiedlich oder auch gar nicht bearbeitet sein. Dadurch ergibt sich eine Vielzahl von Gestaltungsmöglichkeiten der Oberfläche.
Der Drycast-Kunststeinkörper kann eine unebene Oberfläche aufweisen. Hierbei können insbesondere eine Umgebung der Maxima und/oder die Maxima dieses Bereichs bearbeitet insbesondere vollständig abgetragen werden, so dass Bereiche mit sichtbaren Fasern bzw. Faserabschnitte geschaffen werden können. Beispielsweise können die abstehenden Maxima oder die abstehende Umgebung um die Maxima einfach ganz oder teilweise abgetragen und/oder mit Stoffen bearbeitet werden, um Fasern bzw. Faserabschnitte freizulegen und/oder um eine Farbvertiefung in diesen Bereichen zu erzielen.
Alternativ oder zusätzlich können tiefer liegende Bereiche beispielsweise durch eine Flüssigkeit bearbeitet werden, um Fasern und Faserabschnitte in tieferliegenden Bereichen der Oberfläche freizulegen und/oder um eine Farbvertiefung in tieferen Bereichen zu erzielen.
Eine unebene Oberfläche kann einfach durch eine Gießform geschaffen werden. Da nur bestimmte Bereiche der Oberfläche bearbeitet und dadurch zusätzliche freigelegte oder besser sichtbare Fasen bzw. Faserabschnitte aufweisen, können dadurch interessante Oberflächen mit interessanten optischen Verläufen gestaltet werden. Da eine Position der bearbeiteten Bereiche mit einer erhöhten Anzahl von sichtbaren Fasern bzw. Faserabschnitten einfach auf der Oberfläche vorgegeben werden kann, kann günstig eine Vielzahl von optischen Oberflächeneindrücken mit dem gleichen Ausgangsmaterial geschaffen werden. Weitere Variationen der Oberflächengestaltung sind durch die Verwendung unterschiedlicher Fasern oder Fasermischungen möglich. Weitere Variationen der Oberflächengestaltung ergeben sich durch zusätzliche Farbpartikel in der Vorsatzbetonmischung.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens kann der Vorsatzbeton eine Dicke von höchstens 8 mm, insbesondere von höchstens 5 mm aufweisen bevor die Oberfläche der Vorsatzschicht bearbeitet wird. Dadurch können Materialkosten für den Vorsatzbeton reduziert werden. Dies ist insbesondere deshalb möglich, weil die Fasern eine Rissbildung minimieren und deshalb weniger Material zum Ausgleich benötigt wird.
Ein Drycast-Kunststeinkörper mit einer solchen Vorsatzschicht kann beispielsweise 80 mm dick sein. Die Dicke der Vorsatzschicht ist hierbei abhängig von der Dicke des Drycast-Kunststeinkörpers und der Dicke der Schicht, welche gegebenenfalls beim Bearbeiten abgetragen wird.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen beispielhaft:

1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Drycast-Kunststeinkörpers,
2 eine Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels des Drycast-Kunststeinkörpers aus 1,
3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung
Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausführungsformen zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn zudem in der Beschreibung oder in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte Artikel verwendet werden, bezieht sich dies auch auf die Mehrzahl dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig etwas anderes deutlich macht.
Die beschriebenen Komponenten und Elemente, deren Auslegung und Verwendung können im Sinne der Überlegungen eines Fachmanns variieren und an die jeweiligen Anwendungen angepasst werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung nach 1 und 2 wird ein Drycast-Kunststeinkörper 100, welcher einen Pflasterstein ausbildet, dargestellt. Der Drycast-Kunststeinkörper 100 ist als begehbare und befahrbare Fläche im Außenbereich der Witterung ausgesetzt.
In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des Drycast-Kunststeinkörpers 100, kann der Drycast-Kunststeinkörper 100 auch eine Platte ausbilden, welche als begehbare und befahrbare Fläche im Außenbereich der Witterung ausgesetzt ist.
Der Drycast-Kunststeinkörper 100 ist zur Abdeckung eines Bodens ausgebildet. Der Drycast-Kunststeinkörper 100 weist eine Vorsatzschicht 110 aus einer zementfreien oder zementhaltigen Vorsatzbetonmischung auf einem Kernbeton 120 auf. Die Vorsatzschicht 110 weist Fasern 112 auf, welche mit einem Gewichtsanteil von wenigstens 1,5% in einer Rohmischung der Vorsatzschicht 110 vorliegen. Insbesondere liegen die Fasern 112 mit einem Gewichtsanteil von maximal 6 % in der Rohmischung der Vorsatzschicht 110 vor. Die Fasern 112 sind witterungsbeständig und beständig gegen alkalische Reaktionen ausgebildet.
In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des Drycast-Kunststeinkörpers 100 kann der Kernbeton ebenfalls Fasern 112 aufweisen. Diese können ebenfalls an sichtbaren Oberflächen beispielsweise an Seitenflächen oder an Unterseiten des Drycast-Kunststeinkörpers 100 sichtbar sein. Drycast-Kunststeinkörper 100 kann einen Dekorstein oder einen Randstein oder einen Pflasterstein oder eine Platte ausbilden.
Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, sind die sichtbaren Fasern 112 im dargestellten Ausführungsbeispiel an der Oberfläche 114 unterschiedlich verteilt. Es gibt Bereiche, in welchen Ansammlungen von Fasern 112 vorhanden sind und Bereiche, in welchen lediglich einzelnen Fasern sichtbar sind. Des Weiteren sind die Fasern 112 unterschiedlich an der Oberfläche 114 ausgerichtet. Es können Querschnitte der Fasern 112 und Längsschnitte der Fasern 112 an der Oberfläche 114 sichtbar sein.
Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, ist ein Teil der Fasern 112 in einem Übergangsbereich zwischen der Vorsatzschicht 110 und dem Kernbeton 120 angeordnet und ragen von der Vorsatzschicht 110 in den Kernbeton 120. Dadurch können diese Fasern 112 eine Verbindung zwischen Vorsatzschicht 110 und Kernbeton 120 verbessern.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Fasern 112 dunkler als das die Fasern 112 umgebende Material der Vorsatzschicht 110. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann das die Fasern 112 umgebende Material der Vorsatzschicht 110 auch dunkler als die Fasern 112 sein. Des Weiteren können Fasern 112 mit unterschiedlichen Farben verwendet werden. Zudem können glänzende oder glitzernde Fasern 112 beispielsweise Glasfasern verwendet werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erhält der Drycast-Kunststeinkörper 100 durch die Fasern 112 eine Oberfläche 114 mit länglichen und punktförmigen Sprenkeln. Die Form der Sprenkel ist abhängig von der Form und der Ausrichtung der Fasern 112. Es können auch marmorierte oder gestreifte oder gemaserte Oberflächen 114 durch die Fasern 112 geschaffen werden. Des Weiteren sind auch gleichförmige Sprenkel an der Oberfläche 114 möglich.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind in etwa 20% der Oberfläche von Fasern 112 bedeckt.
Die Rohmischung der Vorsatzschicht 120 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel pro Kubikmeter Rohmischung, 450 kg Zement, 180 I Wasser 1700 kg Zuschlag, davon 42,5 kg Basaltfasern mit einem Durchmesser von 0,3 mm, der Rest des Zuschlags ist Gesteinskrönung. Die Mischung kann weitere geeignete Zusätze aufweisen. Des Weiteren sind selbstverständlich andere Fasern 112 mit anderen Durchmessern möglich.
In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können die Fasern 112 einen Zuschlag der Vorsatzbetonmischung vollständig ersetzten.
Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, kommen die Fasern 112 in allen Bereichen der Vorsatzschicht 110 in unterschiedlichen Ausrichtungen vor. In einem alternativen Ausführungsbeispiel können die Fasern 112 auch hauptsächlich unterhalb oder an der Oberfläche 114 vorkommen und die Dichte der Fasern 112 kann zum Kernbeton 120 hin abnehmen. Des Weiteren ist eine Ausrichtung der Fasern in die gleiche Richtung, beispielsweise parallel oder senkrecht zur Oberfläche 114, denkbar.
Selbstverständlich ist eine Kombination der Fasern 112 mit anderen Zusätzen wie Granit, Sand oder Polymer- Glimmer in der Vorsatzschicht 110 für die weitere Gestaltung der Oberfläche 114 möglich.
Die Oberfläche 114 der Vorsatzschicht 110, insbesondere eine Oberfläche 114, welche eine Trittfläche ausbildet ist im dargestellten Ausführungsbeispiel wenigstens teilweise so bearbeitet, dass die Fasern 112 zumindest zum Teil an dieser Oberfläche 114 sichtbar sind. Unter dem Bearbeiten wird hierbei das Abtragen einer Schicht der Oberfläche 114 verstanden. Hierbei kann die Oberfläche 114 der Vorsatzschicht 110 wenigstens teilweise geschliffen und/oder gestrahlt und/oder gebürstet und/der gefräst und/der abgeklopft und/oder gebrochen und/oder abgewaschen und/oder abgesäuert sein. Es sind auch andere geeignete mechanische und chemische Verfahren vorstellbar. Durch die Bearbeitung erhält die Oberfläche 114 in den bearbeiteten Bereichen eine rutschfeste Trittfläche und gleichzeitig wird die hochwertige Optik durch freilegen von Fasern 112 geschaffen.
In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des Drycast-Kunststeinkörpers 100 kann unter dem Bearbeiten der Oberfläche 114 auch das Bearbeiten durch eine Lichtbrechung der Oberfläche 114 oder eine Lichtbrechung des Bereichs der Oberfläche 114 beeinflussende Substanzen verstanden werden. Durch die Bearbeitung kann die Oberfläche 114 eine versiegelte oder eine mit einer Schutzschicht versehene Oberfläche, insbesondere Trittfläche, und gleichzeitig die hochwertige Optik durch Wetlook und höheren Kontrast zwischen freigelegten Fasern 112 und Vorsatzschicht 120 aufweisen.
Es ist auch eine Oberfläche 114 denkbar, welche mit mehreren Methoden bearbeitet ist. Zudem kann die Oberfläche 114 Bereiche aufweisen, welche unterschiedlich bearbeitet oder gar nicht bearbeitet sind.
Die Fasern 112 sind fest mit der ausgehärteten Vorsatzbetonmischung verbunden, so dass die Fasern 112 zuverlässig im Drycast-Kunststeinkörper 100 verankert sind und ein Lösen der Fasern 112 erschwert ist. Durch das Freilegen sind sie dennoch sichtbar. Dadurch kann eine dauerhafte und/oder haltbare und/oder wertige Oberflächengestaltung umgesetzt werden. Zudem kann trotz Struktur eine glatte und gleichzeitig eine rutschfeste Oberfläche 114 geschaffen werde. Trotz Struktur ist die Oberfläche 114 des Drycast-Kunststeinkörpers 100 glatt und angenehm barfuß begehbar und ungefährlich für Fahrzeugreifen.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können Bereiche der Oberfläche 114 deutlich mehr sichtbare Fasern 112 aufweisen, als andere Bereiche. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass wenigstens ein Bereich der Oberfläche 114 der Vorsatzschicht 110 uneben, insbesondere wellenförmig geformt ist. Eine Umgebung der Maxima und/oder die Maxima dieses Bereichs können bearbeitet sein und sichtbare Fasern 112 aufweisen. Alternativ können die Minima bearbeitet sein und sichtbare Fasern 112 aufweisen. Die nicht bearbeiteten Bereiche können weniger Fasern 112 aufweisen.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können neben der Farbe oder dem Muster an der Oberfläche 114 auch wenigstens eine andere optische Eigenschaft, beispielsweise ein Glanzgrad und/oder eine Struktur durch von außen sichtbare Fasern 112 erzeugt werden.
Wie aus den 1 und 2 weiter ersichtlich ist, unterscheiden sich im dargestellten Ausführungsbeispiel die einzelnen Fasern 112 in der Vorsatzschicht 110 durch ihre Ausrichtung in der Vorsatzschicht 110 und durch ihre Maße voneinander. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können sich die Fasern 112 zusätzlich oder alternativ durch das Material oder die Farbe unterscheiden. Es sind auch gleiche Fasern 112 mit gleicher Ausrichtung in einem alternativen Ausführungsbeispiel vorstellbar.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Fasern 112, als Naturfasern ausgebildet.
Unter Naturfasern werden Fasern 112 verstanden, welche aus natürlichen Quellen wie Pflanzen, Tieren oder Mineralien stammen. Naturfasern können organischen oder anorganischen Ursprungs sein. Beispiele für Naturfasern sind Basaltfasern, Glasfasern, Kohlenstofffasern, Carbonfasern und Wollfasern.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel können die Fasern 112 zusätzlich oder alternativ als Regeneratfasern ausgebildet sein.
Unter Regeneratfasern werden im Folgenden Fasern 112 verstanden, welche auf Zellulose als nachwachsendes Material basieren. Beispiele für Regeneratfasern sind Holzfasern, Bambusfasern, Hanffasern und Kenaffasern.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel können die Fasern 112 zusätzlich oder alternativ als Kunstfasern ausgebildet sein.
Unter Kunstfasern werden synthetisch und/oder künstlich und/oder durch chemisch-technische Verfahren hergestellte Fasern 112 aus natürlichen oder synthetischen Polymeren verstanden. Beispiele für Kunstfasern sind, Polyamidfasern, Polyesterfasern, Polypropylenfasern, Polyacrylnitrilfasern, Polyethylenfasern, Polyethylenterephthalatfasern.
Der Drycast-Kunststeinkörper kann eine Faserart oder mehrere Faserarten aufweisen. Des Weiteren kann die Vorsatzschicht 110 eine Faserart oder mehrere Faserarten aufweisen. Der Kernbeton 120 kann keine Fasern 112 aufweisen, oder gleiche Faserarten 112, wie die Vorsatzschicht 110 oder andere Fasern 112 wie die Vorsatzschicht 110 aufweisen.
Die Fasern 112 weisen im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Schutzschicht auf, welche die Fasern 112 vor der alkalischen Vorsatzbetonmischung schützt. Hierbei liegen die Fasern 112 im dargestellten Ausführungsbeispiel als Bündel von Fasern 112, insbesondere als Vorgarn, vor. Unter einem Vorgarn bzw. Roving werden Bündel aus Glas- Basalt- Carbon- Polymer- und/oder Hanffilammenten (Einzelfaser beliebiger Länge) verstanden, welche durch einen Binder zusammen gebunden werden.
Dieser Binder kann zusätzlich die Schutzschicht ausbilden. Mischungen unterschiedlicher Materialilien in einem Bündel sind ebenfalls möglich. Die Faserbündel können einen Querschnitt von 0,1 mm aufweisen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Abriebwiderstand der ausgehärteten Trittfläche, bestimmt nach DIN EN 1338 und DIN EN 1339, kleiner 18 cm³/50 cm² Der Masseverlust nach Frost-Tausalz-Prüfung ist im Mittel weniger als 1,0 kg/m² und als Einzelwert weniger als 1,5 kg/m², insbesondere im Mittel weniger als 0,5 kg/m², insbesondere im Mittel weniger als 0,03 kg/m². Durch den geringen Abrieb kann der Stein lange auch bei rauer Witterung verwendet werden. Des Weiteren sprechen diese Werte für einen qualitativ hochwertigen Drycast-Kunststeinkörper 100 und sehr gut verankerte Fasern 112.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der bearbeitete Vorsatzbeton eine Dicke 116 von 7 mm und der Drycast-Kunststeinkörper weist eine Gesamtdicke von 80 mm auf. Die Werte der Dicke 116 der Vorsatzschicht 110 können bei anderen Drycast-Kunststeinkörpern 100 auch anders gewählt werden und von der Dicke des Drycast-Kunststeinkörpers 100 abhängig sein.
Es ist eine Dicke 116 der Vorsatzschicht 110 von höchstens 8 mm, insbesondere von höchstens 5 mm vor der Bearbeitung der Oberfläche 114 möglich.
Wie aus 3 ersichtlich ist, werden im Herstellungsverfahren 200 eines Drycast-Kunststeinkörpers 100 zur Abdeckung eines Bodens im Drycastverfahren in einem Verfahrensschritt S110 eine Vorsatzbetonmischung und eine Kernbetonmischung hergestellt. Die Mischungen werden im Verfahrensschritt S120 nacheinander in eine Form eingefüllt. Im Verfahernsschritt S130 werden die Mischungen mittels Vibration und/oder Rüttelns und/oder Schüttelns und/oder mittels Stempeln verdichtet. In Verfahrensschritt S140 werden die Mischungen aushärtet. Zumindest eine Vorsatzschicht 110 aus der Vorsatzbetonmischung weist Fasern 112 auf, welche mit einem Gewichtsanteil von wenigstens 1,5% in der Vorsatzschicht 110 vorliegen, wobei die Fasern 112 witterungsbeständig und beständig gegen alkalische Reaktionen sind.
Neben dem Drycastverfahren, in welchem die Mischungen in etwa die gleiche Konsistenz aufweisen, ist auch ein Hermetikverfahren denkbar, in welchem eine Mischung flüssig und eine Mischung Erdfeucht in einen hermetisch dicht mit einer Unterfläche abgedichtet Formrahmen eingeben werden.
In einem Verfahrensschritt S112 werden die Fasern 112, der Vorsatzbetonmischung während des Anmachens der Vorsatzbetonmischung hinzugegeben.
Zusätzlich oder alternativ werden in Verfahrensschritt S122 die Fasern 112 vor dem Verdichten auf die Vorsatzbetonmischung aufgebracht. Hierbei können die Fasern 112 auf die Oberfläche 114 aufgestreut werden, wenn sich die Vorsatzbetonmischung oben in der Form befindet oder die Fasern 112 können unten in die Form eingestreut werden, wenn sich die Vorsatzbetonmischung unten in der Form befindet. Zum Einstreuen und Aufstreuen können geeignete Schablonen verwendet werden.
Des Weiteren können Fasern 112 auf den Kernbeton 120 aufgestreut oder in die Form eingestreut werden, um auch Oberflächen des Kernbetons mit Fasern 112 zu versehen.
In Verfahrensschritt S150 wird die Oberfläche des Vorsatzbetons zumindest teilweise zum Sichtbarmachen der Fasern 112 an der Oberfläche 114 der Vorsatzschicht 110 bearbeitet. Die Bearbeitung der Bereiche kann nach dem Aushärten durch Schleifen und/oder Strahlen und/oder Bürsten und/der Fräsen und/der Abklopfen und/oder Brechen und/oder Absäuern erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann das Bearbeiten nach dem Verdichten und vor dem Aushärten durch Abwaschen erfolgen. Es sind weitere geeignete chemische und mechanische Bearbeitungen der Oberfläche möglich.
Zusätzlich oder alternativ ist eine Bearbeitung mit einer die Lichtbrechung der Oberfläche 114 oder des Bereichs der Oberfläche 114 beeinflussenden Substanz möglich.
Der Vorsatzbeton weist bevor die Oberfläche 114 der Vorsatzschicht 110 bearbeitet wird eine Dicke von höchstens 8 mm, insbesondere von höchstens 5 mm auf.
Bezugszeichenliste

100: Drycast-Kunststeinkörper
110: Vorsatzschicht
112: Fasern
114: Oberfläche
116: Dicke der Vorsatzschicht
120: Kernbeton
200: Herstellungsverfahren
S110-S150: Verfahrensschritte

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 102014010259 A1 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 1338:2003 [0010]
DIN EN 1339:2003 [0010]

Claims

Drycast-Kunststeinkörper (100) zur Abdeckung eines Bodens, wobei der Drycast-Kunststeinkörper eine Vorsatzschicht (110) aus einer zementfreien oder zementhaltigen Vorsatzbetonmischung auf einem Kernbeton (120) umfasst, wobei zumindest die Vorsatzschicht (110) Fasern (112) aufweist, welche mit einem Gewichtsanteil von wenigstens 1,5% in einer Rohmischung der Vorsatzbetonmischung der Vorsatzschicht (110), insbesondere, wobei die Fasern (112) mit einem Gewichtsanteil von maximal 6% in einer Rohmischung der Vorsatzbetonmischung Vorsatzschicht (110) vorliegen, wobei die Fasern (112) witterungsbeständig und beständig gegen alkalische Reaktionen ausgebildet sind.
Drycast-Kunststeinkörper nach Anspruch 1, wobei eine Oberfläche (114) der Vorsatzschicht (110), insbesondere eine Oberfläche (114), welche eine Trittfläche ausbildet, wenigstens teilweise so bearbeitet ist, dass die Fasern (112) zumindest zum Teil an dieser Oberfläche (114) sichtbar sind.
Drycast-Kunststeinkörper nach Anspruch 2, wobei wenigstens ein Bereich der Oberfläche (114) der Vorsatzschicht (110) uneben, insbesondere wellenförmig geformt ist, wobei insbesondere eine Umgebung der Maxima und/oder die Maxima dieses Bereichs bearbeitet sind und sichtbare Fasern (112) aufweisen.
Drycast-Kunststeinkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorsatzschicht (110) wenigstens eine optische Eigenschaft, insbesondere Farbe und/oder Glanzgrad und/oder Struktur und/oder Muster aufweist, welche durch von außen sichtbare Fasern (112) erzeugt ist.
Drycast-Kunststeinkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die einzelnen Fasern (112) in der Vorsatzschicht (110) durch ihre Ausrichtung in der Vorsatzschicht (110) und/oder durch ihre Maße und/oder durch ihr Material voneinander unterscheiden.
Drycast-Kunststeinkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fasern (112), als Naturfasern und/oder als Regneratfasern und/oder als Kunstfasern ausgebildet sind.
Drycast-Kunststeinkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fasern (112) eine Schutzschicht umfassen, welche die Fasern (112) vor der alkalischen Vorsatzbetonmischung schützt.
Drycast-Kunststeinkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fasern (112) als Bündel von Fasern, insbesondere als Vorgarn, vorliegen.
Drycast-Kunststeinkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Oberfläche (114) der Vorsatzschicht (110) wenigstens teilweise geschliffen und/oder gestrahlt und/oder gebürstet und/der gefräst und/der abgeklopft und/oder gebrochen und/oder abgewaschen und/oder abgesäuert und/oder mit einer Lichtbrechung der Oberfläche (114) oder des Bereichs der Oberfläche (114) beeinflussende Substanzen bearbeitet ist.
Drycast-Kunststeinkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Abriebwiderstand der ausgehärteten Trittfläche, bestimmt nach DIN EN 1338 und DIN EN 1339 , kleiner 18 cm³/50 cm², beträgt und der Masseverlust nach Frost-Tausalz-Prüfung im Mittel weniger als 1,0 kg/m² und als Einzelwert weniger als 1,5 kg/m², insbesondere im Mittel weniger als 0,5 kg/m², insbesondere im Mittel weniger als 0,03 kg/m² beträgt.
Drycast-Kunststeinkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Vorsatzbeton eine Dicke von höchstens 8 mm, insbesondere von höchstens 5 mm aufweist.
Herstellungsverfahren (200) eines Drycast-Kunststeinkörpers (100) zur Abdeckung eines Bodens, im Drycastverfahren, wobei eine Vorsatzbetonmischung und eine Kernbetonmischung hergestellt, nacheinander in eine Form eingefüllt, mittels Vibration und/oder Rütteln und/oder Schütteln und/oder mittels Stempeln verdichtet und anschließend aushärtet werden, wobei zumindest eine Vorsatzschicht (110) aus der Vorsatzbetonmischung Fasern (112) aufweist, welche mit einem Gewichtsanteil von wenigstens 1,5% in der Rohmischung der Vorsatzbetonmischung der Vorsatzschicht (110) vorliegen, insbesondere, wobei die Fasern (112) mit einem Gewichtsanteil von maximal 6 % in der Rohmischung der Vorsatzbetonmischung der Vorsatzschicht (110) vorliegen, wobei die Fasern (112) witterungsbeständig und beständig gegen alkalische Reaktionen sind.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 12, wobei die Fasern (112), der Vorsatzbetonmischung während des Anmachens der Vorsatzbetonmischung hinzugegeben werden und/oder wobei die Fasern (112) vor dem Verdichten auf die Vorsatzbetonmischung aufgebracht werden.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei eine Oberfläche des Vorsatzbetons zumindest teilweise zum Sichtbarmachen der Fasern zumindest an Bereichen der Oberfläche (114) der Vorsatzschicht (110) bearbeitet, insbesondere geschliffen und/oder gestrahlt und/oder gebürstet und/der gefräst und/der abgeklopft und/oder gebrochen und/oder abgewaschen und/oder abgesäuert und/oder mit einer Lichtbrechung der Oberfläche (114) oder des Bereichs der Oberfläche (114) beeinflussende Substanzen bearbeitet wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 14, wobei der Vorsatzbeton eine Dicke von höchstens 8 mm, insbesondere von höchstens 5 mm aufweist bevor die Oberfläche (114) der Vorsatzschicht (110) bearbeitet wird.