DE10305998A1 - Verbundbauelement zum Erstellen eines Boden- oder Wandbelages sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen Verbundbauelements - Google Patents

Verbundbauelement zum Erstellen eines Boden- oder Wandbelages sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen Verbundbauelements

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Abstract

Verbundbauelement 1 zum Erstellen eines Boden- oder Wandbelages mit einer Trägerschicht 2, erstellt aus einer aushärtenden Masse, etwa Beton, mit einer mit der Trägerschicht 2 verbundenen Vorsatzplatte 3, etwa einer Natursteinfliese oder -platte, deren Oberseite die Nutzfläche des Verbundbauelements 1 bildet, ist dadurch bestimmt, DOLLAR A - dass die Vorsatzplatte 3 durch die abbindenden Eigenschaften der zur Erstellung der Trägerschicht eingesetzten Masse bei ihrer Aushärtung mit der Trägerschicht 2 verbunden ist und der zum Erstellen der Trägerschicht 2 eingesetzten Masse ein die Haftfähigkeit zwischen der Masse und der Vorsatzplatte 3 erhöhendes Additiv oder Additivgemisch beigemengt ist, oder DOLLAR A - dass die Vorsatzplatte 3 durch die abbindenden Eigenschaften der zur Erstellung der Trägerschicht 2 eingesetzten Masse bei ihrer Aushärtung mit der Trägerschicht 2 verbunden ist und zumindest die an die Vorsatzplatte 3 grenzende Oberfläche der Masse durch einen Behandlungsschritt einen, verglichen mit einer unbehandelten Masse, reduzierten Porenanteil aufweist. DOLLAR A Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Verbundbauelements.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verbundbauelement zum Erstellen eines Boden- oder Wandbelages mit einer Trägerschicht, erstellt aus einer aushärtenden Masse, etwa Beton, mit einer mit der Trägerschicht verbundenen Vorsatzplatte, etwa einer Natursteinfliese oder -platte, deren Oberseite die Nutzfläche des Verbundbauelements bildet. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Verbundbauelements.
  • Derartige Verbundbauelemente werden, wenn als aushärtende Masse zum Ausbilden der Trägerschicht ein Beton (Unterbeton) eingesetzt ist, als Betonwerksteine bezeichnet. Derartige Verbundbauelemente sind ebenso wie Betonwerksteine plattenförmige Bauelemente und bestehen aus einer unteren Trägerschicht im Falle eines Betonwerksteins - einer Unterbetonschicht - und einer Vorsatzplatte. Die Oberseite der Vorsatzplatte bildet die Nutzfläche des Betonwerksteins. Als Vorsatzplatten werden unter anderem Natursteinplatten eingesetzt, die mit der Unterbetonschicht durch einen Haftvermittler - einen Kleber - verbunden sind. Hintergrund des Einsatzes derartiger Betonwerksteine ist, belastbare Platten, beispielsweise Bodenplatten auszubilden, ohne dabei die gesamte Bodenplatte aus Naturstein fertigen zu müssen. Dadurch werden nicht nur die Natursteinressourcen geschont, sondern insbesondere sind derartige Betonwerksteine kostengünstiger als das Pendant, welches vollständig aus Naturstein hergestellt ist.
  • Die zum Herstellen eines solchen Betonwerksteins als Haftvermittler eingesetzten Kleber sind als Zementmörtel aufgebaut und/oder bestehen aus einer Epoxydharzbasis. Die als Haftvermittler eingesetzten Kleber bilden zwischen der als Platte ausgebildeten Vorsatzschicht und dem Unterbeton eine Klebeschicht aus, die neben ihrer Eigenschaft, die Unterbetonschicht mit der Vorsatzplatte zu verbinden, ebenfalls die Eigenschaft einer Sperr- bzw. Abdichtungsschicht zu eigen hat. Die Sperreigenschaften der Haftvermittler beziehen sich auf einen Wasser- und/oder Luftdurchtritt und somit einen Wasser- und/oder Luftaustausch zwischen der Vorsatzplatte und der Unterbetonschicht. Durch diesen mangelnden Austausch können Frostschäden entstehen, wodurch die ohnehin nur bedingt befriedigende Haftzugfestigkeit, mit der die Vorsatzplatte an der Unterbetonschicht befestigt ist, reduziert wird. Gleichermaßen wird ein Diffundieren von gelösten Salzen aus dem Untergrund zur Oberfläche durch die Sperrschicht verhindert und führt unmittelbar unter dieser zu einer Anreicherung gelöster Salze. Beim Auskristallisieren kann der entstehende Kristallisationsdruck die Haftung zwischen der Unterbetonschicht und der Haftvermittlerschicht reduzieren oder zerstören. Dies ist unerwünscht.
  • Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes gattungsgemäßes Verbundbauelement dergestalt weiterzubilden, dass die zu dem oben genannten vorbekannten Stand der Technik aufgezeigten Nachteile reduziert, wenn nicht gar gänzlich vermieden sind.
  • Diese Aufgabe wird zum einen erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorsatzplatte durch die abbindenden Eigenschaften der zur Erstellung der Trägerschicht eingesetzten Masse bei ihrer Aushärtung mit der Trägerschicht verbunden ist und der zum Erstellen der Trägerschicht eingesetzten Masse ein die Haftfähigkeit zwischen der Masse und der Vorsatzplatte erhöhendes Additiv oder Additivgemisch beigemengt ist.
  • Ferner wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorsatzplatte durch die abbindenden Eigenschaften der zur Erstellung der Trägerschicht eingesetzten Masse bei ihrer Aushärtung mit der Trägerschicht verbunden ist und zumindest die an die Vorsatzplatte grenzende Oberfläche der Masse durch einen Behandlungsschritt einen verglichen mit einer unbehandelten Masse reduzierten Porenanteil aufweist.
  • Gemäß diesen Vorschlägen sind erstmals Verbundbauelemente, etwa Betonwerksteine bereitgestellt, bei denen zum Verbinden einer beispielsweise aus Naturstein bestehenden Vorsatzplatte mit der Trägerschicht keine Haftvermittlerschicht zwischen der Vorsatzplatte und der Trägerschicht vorgesehen ist. Daher ist die Gefahr einer Beeinträchtigung des Verbundbauelements durch Frostschäden infolge eines Wasserstaus und/oder durch Kristallisationsschäden infolge eines Staus von Salzlösungen, die zu einer Ablösung der Vorsatzplatte führen können, ausgeschlossen. Bei dem Gegenstand des beanspruchten Verbundbauelements grenzt die Vorsatzplatte unmittelbar an die als Trägerschicht eingesetzte ausgehärtete Masse und ist mit dieser unter Ausnutzung der der Masse beim Abbinden eigenen Bindungskräfte verbunden. Zur Erzielung eines den Anforderungen genügenden Verbundes zwischen der Vorsatzplatte und der Masse bzw. der aus der Masse gebildeten Trägerschicht ist entsprechend der erstgenannten Lösung vorgesehen, die Masse mit einem die Haftfähigkeit erhöhenden Additiv oder Additivgemisch anzureichern. Dieses Additiv kann als Emulsion oder in pulvriger Form der Masse, etwa dem Frischbeton beigemengt werden. Bei dieser Ausgestaltung wird die Masse selbst als Klebemittel eingesetzt. Durch das in der Masse enthaltene Additiv mit seinen besonders guten Haft- bzw. Klebeeigenschaften sind die sich ausbildenden Haftbrücken beim Erhärten der Masse zwischen der Trägerschicht und der Vorsatzplatte deutlich höheren Haftzugbelastungen aussetzbar, ohne dass sich die Vorsatzplatte von der Trägerschicht löst. Somit wird bei dieser Ausgestaltung grundsätzlich die Masse selbst als Kleber ausgebildet und eingesetzt.
  • Gemäß der zweitgenannten Lösung ist die Masse dergestalt eingestellt, dass zumindest an der Oberfläche der Trägerschicht, an der die Vorsatzplatte anhaftet, der Porenflächenanteil gegenüber einer unbehandelten "Normalmasse" reduziert ist. In der Regel wird man jedoch aus herstellungstechnischen Gründen die Masse insgesamt mit einem reduzierten Porenanteil ausstatten wollen, wodurch naturgemäß ebenfalls der Porenflächenanteil an der Kontaktfläche zwischen der Masse und der Vorsatzplatte reduziert und nur sehr gering ist. Durch Reduzierung des Porenflächenanteils an der Kontaktfläche, beispielsweise durch Reduzieren der Porengröße oder durch eine möglichst weitgehende Vermeidung einer Ausbildung von Poren oder durch ein Verfüllen der Poren ist die Kontaktfläche und somit die eine Haftung herbeiführende Fläche zwischen der Trägerschicht und der Vorsatzplatte soweit vergrößert wie der Porenanteil reduziert ist, so dass die Vorsatzplatte mit der nach Aushärten der Masse gebildeten Trägerschicht mit der notwendigen Haftzugfestigkeit verbunden ist. Eine Reduzierung des Porenflächenanteils im Bereich der Kontaktfläche läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass ein sehr feinkörniger Zuschlagsstoff, beispielsweise Keramik der Masse, etwa dem Frischbeton beigemengt wird, um als Zwickelfüller zu fungieren. Die Feinkörnigkeit dieses Zuschlagsstoffes ist bei Einsatz von Beton als Masse um ein vielfaches kleiner als die Korngröße des eingesetzten Sandanteils. Zur Erzielung des gewünschten Zweckes kann der Masse auch ein Verflüssiger als Additiv beigemengt werden. Bei Einsatz eines solchen Verflüssigers kann bei Einsatz von Frischbeton als Masse der Wasseranteil zum Anmachen des Frischbetons reduziert werden, so dass insgesamt ein dichterer und auch mit einem geringeren Porenanteil versehener Beton als Trägerschicht erstellt werden kann. Zur Erzielung des gewünschten Zweckes kann die eingesetzte Masse durch Zugabe eines entsprechenden Additivs oder Additivgemisches auch als selbstverdichtende Masse ausgebildet sein, bei dem in der Masse enthaltene Luftblasen von selbst entweichen.
  • Ein solches Verbundbauelement lässt sich in besonders zweckmäßiger Ausgestaltung auch durch unterschiedliche Kombinationen der oben genannten Einzelmaßnahmen erreichen. So kann die Trägerschicht eines solchen Verbundbauelements neben einem die Haftfähigkeit erhöhenden Additiv auch selbstverdichtend und/oder mit einem Verflüssiger und/oder mit einem Zwickel füllenden Zuschlagsstoff ausgestattet sein.
  • Die Herstellung eines solchen Verbundbauelements ist auf einfache Weise durch Gießen der noch nicht ausgehärteten Masse auf die Rückseite einer in eine Form eingelegten Vorsatzplatte möglich. Dabei ist es grundsätzlich nicht erforderlich, die Masse, etwa den Frischbeton mechanisch durch Rüttler oder Rütteltische zu bearbeiten. Im Einzelfall kann dies jedoch erfolgen, um beim Abbinden bestimmte Vorgänge zu unterstützen, wie beispielsweise das Entweichen von Luftblasen. Ebenfalls ist es möglich, zunächst die Masse, beispielsweise den Beton in eine Form einzugießen und auf dessen Oberseite die Vorsatzplatte aufzubringen. Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
  • Fig. 1 Einen schematisierten Querschnitt durch einen Betonwerkstein als Verbundbauelement und
  • Fig. 2 Einen schematisierten Querschnitt durch einen Betonwerkstein gemäß dem vorbekannten Stand der Technik.
  • Ein Betonwerkstein 1 besteht als Verbundbauelement aus einer Unterbetonschicht 2 als Trägerschicht, auf der oberseitig eine als Vorsatzplatte dienende Natursteinplatte 3 angeordnet ist. Die Natursteinplatte 3 ist mit der Unterbetonschicht 2 durch Abbinden des als Frischbeton (= der Masse) eingesetzten Betons zum Ausbilden der Unterbetonschicht 2 verbunden. Zum Erzielen der gewünschten Haftzugfestigkeiten in der Verbindung zwischen der Natursteinplatte 3 und der Unterbetonschicht 2 ist dem zum Erstellen der Unterbetonschicht 2 vorgesehenen Frischbeton ein die Haftfähigkeit des Betons erhöhendes Additiv beigemengt worden. Dieses Additiv ist als Emulsion oder in pulvriger Form in den Frischbeton eingebracht und in diesem verteilt worden, so dass dieses Additiv dispergiert in dem Frischbeton enthalten ist. Aus diesem Grunde befinden sich an der Kontaktfläche 4 zwischen der Unterbetonschicht 2 und der Natursteinplatte 3 über die gesamte Fläche verteilt derartige Additivpartikel, die mit der Unterseite der Natursteinplatte eine Klebeverbindung eingegangen sind. Ferner ist dem zur Erstellung der Unterbetonschicht 2 eingesetzten Frischbeton ein Additiv beigemengt worden, damit der Frischbeton selbstverdichtende Eigenschaften aufweist und in dem Frischbeton enthaltene Luftblasen ohne einen Einsatz mechanischer Rüttler oder Rütteltische entweichen. Ferner ist dem Frischbeton ein Betonverflüssigungsadditiv beigemengt worden, so dass der Frischbeton zum Ausbilden der Unterbetonschicht 2 nur mit einer sehr geringen Wassermenge angemacht werden musste. Die beiden letztgenannten Maßnahmen, die auch unabhängig voneinander vorgenommen werden können, dienen zum Reduzieren des Porenvolumens, so dass der volumenmäßige Porenanteil in der Unterbetonschicht 2 gegenüber einem "Normalbeton" ohne derartige Additive erheblich herabgesetzt ist. Aus diesem Grunde ist auch der Porenanteil an der Kontaktfläche 4 nur sehr gering, so dass im wesentlichen die gesamte Fläche der Kontaktfläche 4 mit der Unterseite der Natursteinplatte 3 chemisch verbunden ist.
  • Der Betonwerkstein 1 ist somit dadurch charakterisiert, dass die Vorsatzplatte 3 unmittelbar mit der Unterbetonschicht 2 verbunden ist, insbesondere ohne einen flächig aufgetragenen Haftvermittler - wie beim vorbekannten Stand der Technik (vgl. Fig. 2) - einzusetzen. Aus diesem Grunde ist ein Wasser- und/oder Luftaustausch zwischen den Poren der Natursteinplatte 3 und den Poren der Unterbetonschicht 2 grundsätzlich möglich, wodurch ein Wasserstau und eine Gefahr von Frostschäden und eine Salzlösungskonzentration und eine Gefahr von Kristallisationsschäden, die zu einem Abplatzen der Natursteinplatte 3 ganz oder teilweise führen könnten, vermieden sind.
  • Bei dem in Fig. 2 gezeigten Betonwerkstein entsprechend dem vorbekannten Stand der Technik ist zwischen der Natursteinplatte und der Unterbetonschicht ein Haftvermittler eingesetzt, der gleichfalls eine sperrende Eigenschaft aufweist. Diese Haftvermittlerschicht wirkt abdichtend, so dass in den Poren der Natursteinplatte 3 eindringende Feuchtigkeit darin gestaut wird und aus diesem Grunde bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt durch Frostsprengung die Natursteinplatte 3 zerstört werden könnte. Gleichermaßen kann das Diffundieren von gelösten Salzen aus dem Untergrund zu einer Salzkonzentration unter dieser Sperrschicht führen, so dass der beim Auskristallisieren entstehende Kristallisationsdruck die Haftung zwischen der Unterbetonschicht und der Haftvermittlerschicht reduzieren oder zerstören kann.
  • Aus der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verbundbauelements wird deutlich, dass dieses nicht nur mit einfachen Mitteln herstellbar ist, sondern dass mit diesem ebenfalls die Gefahr eines Eintretens von Frost- oder Kristallisationsschäden soweit wie möglich vermieden sind. Überdies sind durch die beschriebenen Maßnahmen Haftzugfestigkeiten erzielbar, die die Haftzugfestigkeiten von herkömmlich eingesetzten Haftvermittlern übersteigen. Auch herstellungstechnisch ist ein erfindungsgemäßes Verbundbauelement, etwa ein Betonwerkstein leichter herstellbar, da die Verfahrensschritte des Herstellens der Verklebung und des Auftragens des Haftvermittlers vermieden werden. Als Vorsatzplatte kann für das beschriebene Verbundbauelement letztendlich jede Platte oder Fliese eingesetzt werden, gleichgültig ob es sich dabei um eine Natursteinplatte oder -fliese oder um eine künstlich hergestellte Platte oder Fliese handelt. Daher gilt als Verbundbauelement im Rahmen dieser Ausführungen jedes plattenförmige Bauelement, welches eine Trägerschicht mit den beschriebenen Eigenschaften und eine mit der Trägerschicht verbundene Vorsatzplatte umfasst. Anstelle von Beton zum Ausbilden der Trägerschicht kann zum Ausbilden des beschriebenen Verbundbauelements letztendlich jede form- oder gießfähige Masse eingesetzt werden, die die genannten Eigenschaften aufweist. Beispielsweise kann die Trägerschicht auch durch Einsatz nachwachsender Rohstoffe und/oder aus solchen Stoffen oder Stoffgemischen bestehen, die einer Abfallverwertung entstammen und/oder aus einer Mischung unterschiedlicher Stoffe entstehen, die durch anorganisches oder auch durch ein organisches Bindemittel, beispielsweise Harz, miteinander verbunden sind. Bezugszeichenliste 1 Betonwerkstein
    2 Unterbetonschicht
    3 Natursteinplatte
    4 Kontaktfläche

Claims (16)

1. Verbundbauelement zum Erstellen eines Boden- oder Wandbelages mit einer Trägerschicht (2), erstellt aus einer aushärtenden Masse, etwa Beton, mit einer mit der Trägerschicht (2) verbundenen Vorsatzplatte (3), etwa einer Natursteinfliese oder -platte, deren Oberseite die Nutzfläche des Verbundbauelements (1) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzplatte (3) durch die abbindenden Eigenschaften der zur Erstellung der Trägerschicht (2) eingesetzten Masse bei ihrer Aushärtung mit der Trägerschicht (2) verbunden ist und der zum Erstellen der Trägerschicht (2) eingesetzten Masse ein die Haftfähigkeit zwischen der Masse und der Vorsatzplatte (3) erhöhendes Additiv oder Additivgemisch beigemengt ist.
2. Verbundbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Haftfähigkeit erhöhende Additiv oder Additivgemisch als Emulsion oder in pulvriger Form der Masse zum Erstellen der Trägerschicht (2) beigemengt ist.
3. Verbundbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die an die Vorsatzplatte (3) grenzende Oberfläche der Trägerschicht (2) einen verglichen mit der unbehandelten Masse reduzierten Porenanteil aufweist.
4. Verbundbauelement zum Erstellen eines Boden- oder Wandbelages mit einer Trägerschicht (2), erstellt aus einer aushärtenden Masse, etwa Beton, mit einer mit der Trägerschicht (2) verbundenen Vorsatzplatte (3), etwa einer Natursteinfliese oder -platte, deren Oberseite die Nutzfläche des Verbundbauelements (1) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzplatte (3) durch die abbindenden Eigenschaften der zur Erstellung der Trägerschicht (2) eingesetzten Masse bei ihrer Aushärtung mit der Trägerschicht (2) verbunden ist und zumindest die an die Vorsatzplatte (3) grenzende Oberfläche der Masse durch einen Behandlungsschritt einen verglichen mit einer unbehandelten Masse reduzierten Porenanteil aufweist.
5. Verbundbauelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Porenreduzierung die Masse zum Erstellen der Trägerschicht (2) einen Verflüssiger als Additiv oder Additivgemisch enthält.
6. Verbundbauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Porenreduzierung die Masse zum Erstellen der Trägerbetonschicht (2) ein zwickelfüllendes Additiv oder ein Additivgemisch enthält, dessen Korngröße um ein Vielfaches kleiner ist als die Korngröße des eingesetzten Bindemittels.
7. Verbundbauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Porenreduzierung die Masse zum Erstellen der Trägerschicht (2) ein zum Selbstverdichten der Masse dienendes Additiv oder ein Additivgemisch enthält.
8. Verbundbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse zum Erstellen der Trägerschicht (2) ein Frischbeton und somit das Verbundbauelement ein Betonwerkstein (1) ist.
9. Verbundbauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße des eingesetzten zwickelfüllenden Additivs oder des Additivgemisches etwa 100-mal kleiner ist als die Korngröße des eingesetzten Sands.
10. Verbundbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse zum Erstellen der Trägerschicht aus nachwachsenden Rohstoffen besteht oder diese enthält und/oder aus solchen Stoffen oder Stoffgemischen besteht oder enthält, die einer Abfallverwertung entstammen und die vorgenannten Stoffe oder Stoffgemische durch ein anorganisches oder organisches Bindemittel miteinander verbunden sind.
11. Verbundbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzplatte eine Natursteinplatte (3) oder -fliese, eine Keramikplatte oder -fliese, eine Feinsteinzeugplatte oder -fliese oder eine Kunststeinplatte oder -fliese ist.
12. Verfahren zum Herstellen eines Verbundbauelements nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine aushärtende Masse in ihrem frischen, nicht ausgehärteten Zustand in eine Form und in Kontakt mit der Rückseite einer zur Verblendung der Masse vorgesehenen Vorsatzplatte (3) gebracht wird und dass beim Aushärten der Masse zum Ausbilden einer Trägerschicht (2) zwischen der Vorsatzplatte (3) und der an die Vorsatzplatte (3) grenzenden Masse eine den an das Verbundbauelement gestellten Anforderungen genügende Haftverbindung sich einstellt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Haftung der Masse dieser ein die Haftfähigkeit erhöhendes Additiv oder Additivgemisch beigemengt wird bevor die Masse in ihrem nicht ausgehärteten Zustand in Kontakt mit der Rückseite der Vorsatzplatte gebracht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erhöhen der Haftung zwischen der Rückseite der Vorsatzplatte und der angrenzenden Oberfläche der Trägerschicht die Masse zumindest in ihrem an die Vorsatzplatte angrenzenden Oberflächenbereich dergestalt behandelt wird, dass zumindest dieser Bereich einen verglichen mit einem unbehandelten Bereich der Masse reduzierten Porenanteil aufweist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reduzierung des Porenanteils der Masse ein Verflüssiger als Additiv oder Additivgemisch beigemengt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Reduzieren des Porenanteils der Masse dieser ein zwickelfüllendes Additiv oder Additivgemisch beigemengt wird.
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