-
Die
Erfindung betrifft einen Planstein sowie einen unter Verwendung
solcher Plansteine hergestellten Plansteinsturz.
-
Aus
der Baupraxis ist die Herstellung von Planstein-Mauerwerk im sogenannten Dünnbettverfahren
mit einer Fugendicke von 1 bis 3 mm bekannt. Bei der Erstellung
eines solchen Planstein-Mauerwerkes werden z. B. Kalksandstein-Plansteine
mit geringen Maßtoleranzen
verwendet, die es ermöglichen,
die genannte geringe Fugendicke von 1 bis 3 mm einzuhalten. Solche
Kalksandstein-Plansteine haben eine untere und eine obere Lagerfläche sowie Umfangsflächen, wobei
die Lagerflächen
zu einander parallel sind und die Umfangsflächen fertigungsbedingt zueinander
konisch verlaufen.
-
Zur Überbrückung von
Mauerwerksöffnungen,
insbesondere von Tür-
und Fensteröffnungen, werden
Stürze
verwendet. Solche Stürze
bestehen beispielsweise aus U-förmigen
Schalen aus dem Material des Mauerwerkes (U-Stein), wobei es aus
der Praxis bekannt ist, die Ausformungen (Rinnen) mit armiertem
Beton auszufüllen,
um so einen auf Biegung belastbaren Sturz zu erhalten.
-
Ein
Mauersturz, bei dem eine im Querschnitt U-förmige Schale mit Beton verfüllt ist,
ist beispielsweise aus der
DE
200 03 280 U1 bekannt. Ein weiterer Mauersturz mit einer
im Querschnitt U-förmigen Schale
ist aus
DE 32 43 976
A1 bekannt.
-
Darüber hinaus
ist für
Porenbetonmauerwerk aus der
DE 20 2004 010 687 U1 ein Vorschlag bekannt,
in fertig ausgehärtete
Porenbetonsteine eine durchgehende Kernbohrung einzubringen, mehrere
Porenbetonsteine mit ihren Kernbohrungen fluchtend zu einander auszurichten
und den durch die Kernbohrungen gebildeten Kanal zusammen mit einer
darin platzierten Bewehrung mit Beton auszugießen.
-
Herstellungsbedingt
haben die aus U-Steinen gefertigten Stürze aufgrund des darin eingefüllten Betons
eine ungleichmäßige obere
Lagerfläche. Das
führt dazu,
dass an dieser Stelle die Mörtelfuge nicht
im Dünnbettverfahren
ausgeführt
werden kann. Die Bereitstellung von Normalmörtel ist aber auf einer Baustelle,
die Plansteinmauerwerk erstellt, ein zusätzliches logistisches, handwerkliches
und auch finanzielles Problem.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Planstein zur Verfügung zu
stellen, welcher die Erstellung eines Planstein-Mauerwerkes im Dünnbettverfahren
auch im Bereich von Mauerwerksöffnungen
erleichtert.
-
Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw.
8.
-
Gemäß der Erfindung
ist ein Planstein mit einem Hüllkörper aus
Kunststein vorgesehen, der einen Hüllkörper aufweist, der sowohl eine
erste, untere Lagerfläche
als auch eine zweite obere Lagerfläche sowie Umfangsflächen aufweist,
welche gemeinsam im wesentlichen einen Quader beschreiben, wobei
ferner in dem Hüllkörper durch
Formgebung bei der Herstellung eines Planstein-Rohlings ein Kanal ausgebildet ist,
der im wesentlichen parallel zu den Lagerflächen verläuft und zur Aufnahme einer
Struktur nach Art eines Balkens beziehungsweise eines lastaufnehmenden
Körpers
ausgebildet ist. Durch die Bereitstellung der Lagerflächen durch
den Hüllkörper wird
erreicht, dass die Fugen eines mit einem solchen Planstein erstellten
Mauerwerkes eine gleichmäßigere Dicke
aufweisen, wodurch der Mörtelauftrag
beim Vermauern erleichtert wird und sich sicherere und dauerhaft
rissfreie Fugen ergeben, die auch im Dünnbettverfahren erstellt werden
können.
Da die Lagerflächen
gleichmäßiger sind,
als Lagerflächen die
durch einen gegossenen Beton zur Verfügung stehen, verteilt sich
Fugenmörtel
auf diesen Lageflächen
auch gleichmäßiger, und
es besteht ferner nicht die Gefahr, dass ein aufgesetzter Stein
unter Verdrängung
sämtlichen
Fugenmörtels
auf einem Vorsprung aus Beton zur Auflage gelangt, wobei die Fuge
in einem solchen Falle unterbrochen wäre. Dies gilt insbesondere,
wenn die erste und die zweite Lagerfläche jeweils planeben ausgebildet
sind.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung verläuft
eine erste, untere Lagerfläche leicht
konisch zu einer zweiten, oberen Lagerfläche, wobei ferner auch der
in dem Hüllkörper durch
Formgebung eines Planstein-Rohlings
eingebrachte Kanal leicht konisch ausgebildet ist und eine zu den
Lagerflächen
entgegengesetzt verlaufende Neigung aufweist. Ein solcher Planstein
lässt sich
besonders vorteilhaft durch Pressformen in einer Steinpresse herstellen,
ohne dass die Gefahr besteht, dass der Planstein-Rohling nach dem
Pressen nicht ausgeformt werden kann.
-
Mit
dieser Gestaltung wendet sich die bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung bewusst von den bekannten Herstellungsverfahren ab,
bei denen schon bei der Erstellung des Rohlings zueinander parallele
Lagerflächen
erzeugt werden. Zwar ist die Konizität sehr gering und aus Sicht
der Bautechnik und des Verarbeiters nicht von Bedeutung, für die Herstellung
der Plansteine bedeutet sie jedoch einen wertvolle Vorteil, da sich
die Menge des Ausschusses in der Herstellung so wirksam reduzieren
lässt.
Mit der gleichzeitigen Gestaltung eines konischen Kanals wird die
Voraussetzung geschaffen, mehrer Plansteine miteinander zu einem
auf Biegung belastbaren Bauelement zu verbinden, mit welchem Maueröffnungen
sicher überbrückt werden
können.
-
Trotz
des Verzichts auf mathematisch parallele Lagerflächen sind unter Verwendung
der erfindungsgemäßen Plansteine
im Dünnbettverfahren
erstellte Fugen weniger durch Risse gefährdet, als Fugen bekannten
Mauerwerkes unter Verwendung von ausgegossenen Schalen, da die Lagerflächen eine durch
die Form für
den Rohling definierte Geometrie aufweisen.
-
Ein
bevorzugtes Material für
den Hüllkörper ist
Kalksandstein, da dieser gute statische und akustische Eigenschaften
aufweist.
-
Ein
alternativ bevorzugtes Material ist Tonmaterial, welches sich durch
Strangpressen und durch einen nachfolgenden Brennprozess verarbeiten
lässt,
wodurch schon bei der Herstellung parallele Lagerflächen herstellbar
sind, was wiederum der Ausbildung einer gleichmäßigen, dünnen Fuge dient. Im Gegensatz
zu bekannten Tonziegelsteinen wird auf die Ausbildung vertikaler
Kanäle
verzichtet.
-
Die
Fertigung des vom Stein umschriebenen Hüllkörpers durch Pressen schon bei
der Herstellung des Rohlings besitzt gegenüber dem Bohren einen weiteren
wertvollen Vorteil. So ist es möglich,
den Querschnitt des künftigen
Stahlbetonbalkens derart zu gestalten, dass Zug- und Druckzonen
verstärkt werden,
ansonsten aber Material gespart werden kann. Diese optimierte Formgebung
erfolgt in einem Arbeitsgang ohne Mehraufwand in der Produktion und
ist lediglich von der Form des gewählten Dornes bzw. der Matrize
abhängig.
Auch die Fertigung von zwei oder mehrerer Aussparungen im Stein
ist ohne erheblichen Mehraufwand möglich.
-
Die
Vorteile der Erfindung zeigen sich auch bei einem Plansteinsturz
gemäß Anspruch
6, welcher aus mindestens einem ersten und einem zweiten Planstein
nach einem der Ansprüche
1 bis 5 besteht, wobei die Plansteine derart aneinandergereiht sind, daß die Kanäle der Plansteine
miteinander fluchten und mit einer Betonmischung ausgefüllt sind.
Für einen
Plansteinsturz wird daher auch selbständig Schutz beansprucht.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Plansteinsturzes
ergibt sich die Ausbildung einer sägezahnartigen inneren Wandung des
Steines (Kanals), wodurch sich zusätzlich zu der kraftschlüssigen Verbindung
zwischen Stahlbeton und Kalksandstein noch eine formschlüssige Verbindung
ergibt. Dieser Formschluss bewirkt eine verbesserte Lasteinleitung aus
dem Mauerwerk in den die Kräfte
tragenden Stahlbetonbalken des Sturzes.
-
Eine
besondere Festigkeitssteigerung lässt sich erreichen, wenn die
im lastaufnehmenden Stahlbetonbalken enthaltene Armierung vorgespannt
ist.
-
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen
sowie aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
-
Es
zeigen:
-
1 einen
Planstein gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung aus Kalksandstein im Schnitt,
-
2 den
Planstein in 1 in einem Schnitt gemäß der Linie
II-II,
-
3–3d Ansichten
auf die Stirnseiten weiterer bevorzugter Ausführungsformen erfindungsgemäßer Plansteine
-
4 einen
Plansteinsturz gemäß einer
bevorzugten ersten Ausführungsform
der Erfindung, wobei der Plansteinsturz geschnitten dargestellt
ist,
-
5 einen
Plansteinsturz gemäß einer
bevorzugten zweiten Ausführungsform
der Erfindung im Mauerwerksverbund, wobei der Plansteinsturz geschnitten
dargestellt ist,
-
6 einen
Planstein gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung aus Tonmaterial im Schnitt,
-
6a einen
Schnitt durch eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Plansteins,
-
7 eine
perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung zweier erfindungsgemäßer Plansteinstürze zur
Verdeutlichung der Herstellung dieser Stürze und
-
8 einen
Abstandshalter zur Herstellung erfindungsgemäßer Plansteinstürze.
-
Der
in 1 gezeigte Planstein 100 gemäß einer
bevorzugten ersten Ausführungsform
der Erfindung weist einen Hüllkörper 102 auf,
welcher aus Kalksandstein besteht. An diesem Hüllkörper 102 sind eine
erste untere Lagerfläche 104,
eine zweite obere Lagerfläche 106 sowie
Umfangsflächen 108, 110, 112, 114 ausgebildet,
wobei die erste untere Lagerfläche 104,
die zweite obere Lagerfläche 106 sowie
die Umfangsflächen 112, 114 zu
einander konisch verlaufen. Diese Konizität ist so gewählt, dass der
Hüllkörper 102 bei
der Herstellung des entsprechenden Hüllkörper-Rohlings aus einer Pressform
sicher ausgeformt werden kann, wobei die Konizität jedoch derart gering ist,
dass sie aus Sicht der Bautechnik und des Verarbeiters vernachlässigbar
ist. In den Figuren, nämlich
in 1, 2, 4 und 5 ist
die Konizität überzeichnet
dargestellt, um das Prinzip zu verdeutlichen.
-
In
dem Hüllkörper 102 ist
durch Formgebung bei der Herstellung des Plansteins-Rohlings ein
Kanal 116 ausgebildet, der sich im wesentlichen parallel zu
den Lagerflächen 104, 106 erstreckt
und dessen Wandfläche 118 konisch
ausgebildet ist. Die Neigung der Wandfläche 118 ist bezüglich der
Neigung der ersten unteren Lagerfläche 104, der zweiten
oberen Lagerfläche 106 bzw.
der Umfangsflächen 112, 114 umgekehrt.
-
Der
in den 1 und 2 gezeigte Planstein 100 wird
vorzugsweise in den Längen
123 mm, 248 mm und 500 mm hergestellt, wobei die Länge in Richtung
des Doppelpfeiles L zwischen den Umfangsflächen 108 und 110 ermittelt
wird. Die Höhe des
Plansteines 100 gemessen in Richtung des Doppelpfeiles
H ist im beschriebenen Beispiel vorzugsweise an der einen Umfangsfläche 108 113
mm und an der gegenüber
liegenden Umfangsseite 110 113 mm + 1/10 mm. Aus den Höhen der
im Plansteinmauerwerk verarbeiteten Steine ergeben sich für die Sturzhöhe die weiterhin
bevorzugten Maße
von 123 mm und 248 mm.
-
Bei
einem Planstein der Länge
248 ist die Höhe
des Plansteins an einer der gegenüber liegenden Seiten 108 bzw. 110,
113 mm bzw. 113 mm + 2/10 mm, und weiter bevorzugt bei einem Planstein der
Länge 500
mm 113 mm bzw. 113 mm + 5/10 mm. Dies gilt analog für die ebenfalls
bevorzugten Steinhöhen
von 123 mm und 248 mm.
-
Als
Wanddicke gemessen zwischen den Umfangsflächen 112, 114 in
Richtung des Doppelpfeiles D (2) sind
folgende Maße
bevorzugt: 90 mm, 100 mm, 115 mm, 150 mm, 175 mm, 190 mm, 200 mm,
214 mm, 240 mm, 253 mm, 300 mm und 365 mm. Wie bei der Höhe ist eine
Konizität
abhängig
von der Länge des
Plansteines von + 1/10 mm, + 2/10 mm bzw. + 5/10 mm vorgesehen.
-
Der
Kanal 116 des Plansteines 100 in den 1 und 2 ist
kegelstumpfförmig
ausgeführt, wobei
die Durchmesserdifferenz der Querschnittsflächen des Kanals an der Umfangsfläche 108 zu
der Umfangsfläche 110 bei
einer Länge
des Steines von 123 mm 1/10 mm beträgt, bei einer Länge von
248 mm 2/10 mm und bei einer Länge
von 500 mm 5/10 mm. Diese Konizität ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
stärker
ausgebildet, um die Lasteinleitung aus der Wand zu verbessern.
-
Die 3a bis 3d zeigen
weitere bevorzugte Ausführungsformen
eines Plansteines, wobei sich diese Plansteine 200, 300, 400, 500 von
dem Planstein 100 gemäß der ersten
Ausführungsform
lediglich durch die Konturierung des jeweiligen Kanales 216, 316, 416, 516 unterscheiden.
-
Da
ein Plansteinsturz im eingebauten Zustand eine Druck- bzw. eine Zugzone
aufweist, sind die Kanäle 216, 316, 416, 516 so
gestaltet, dass die Kanäle 216, 316, 416, 516 ein
möglichst
großes
Volumen zur Aufnahme einer Betonarmierung im Bereich der Druckzone
aufweisen.
-
In
den 3a bis 3d ist
ferner bereits die Lage einer Stahlarmierung 220, 320, 420, 520 dargestellt,
wobei die Kanäle 216, 316, 416, 516 jeweils
so gestaltet sind, dass die Stahlarmierung 220 möglichst
weit von der neutralen Faser entfernt positionierbar ist, um mit
der Stahlarmierung 220, 320, 420, 520 eine
möglichst
große
Wirkung zu erhalten. Dies ist bei asymmetrischer Kanalform mit akzeptablem
Aufwand möglich,
nicht aber in einer runden Bohrung.
-
4 zeigt
einen Plansteinsturz 150 gemäß einer ersten bevorzugten
Ausführungsform,
welcher aus fünf
Plansteinen 100 gemäß einer
ersten Ausführungsform
besteht, wobei die Plansteine 100 derart fluchtend zueinander
ausgerichtet sind, dass ein durchgehender Gesamtkanal 152 gebildet
ist, welcher in 4 mit einer Betonarmierung ausgegossen ist.
Die Betonarmierung ist ein lastaufnehmender Körper im Sinne des Anspruchs
1. In die Betonarmierung ist eine Stahlarmierung 154 eingebettet,
wobei sich eine allseitige Überdeckung – auch an
den Stirnseiten 156, 158 des Plansteinsturzes
von 25 mm ergibt. Die einzelnen Plansteine 100 sind ferner
so zueinander ausgerichtet, dass sich aufgrund der Zuordnung Schmalseite
zu Breitseite die in 4 überzeichnet dargestellte Stufenkontur
ergibt, bei der sich auch eine formschlüssige Verklammerung von Betonarmierung
und Planstein 100 ergibt.
-
In 5 ist
eine zweite Ausführungsform
eines Plansteinsturzes 250 gezeigt, wobei dieser Plansteinsturz 250 aus
vier Plansteinen 100 gemäß der ersten Ausführungsform
besteht. Die Plansteine 100 sind jeweils mit ihren Schmalseiten
bzw. ihren Breitseiten so gegeneinander gesetzt, dass ein durchgehender
Kanal 252 entsteht, welcher mit armiertem Beton ausgefüllt ist.
-
6 zeigt
einen Planstein 600, bei dem der Hüllkörper 602 aus Tonmaterial
besteht. Die erste untere Lagerfläche 604 und die zweite
obere Lagerfläche 606 sind
zueinander parallel angeordnet. Senkrecht zu diesen Flächen 604 bzw. 606 erstrecken
sich Umfangsflächen,
von denen lediglich die Umfangsflächen 608 und 610 in 6 gezeigt
sind. Ein im Inneren des Hüllkörpers 602 ausgebildeter
Kanal ist kreiszylindrisch ohne Konizität ausgebildet, da der Rohling
für diesen
Planstein durch Pressen mittels einer Matrize erzeugt ist. Mit dem
Planstein 600 lassen sich Plansteinstürze durch Einbringung einer
Betonarmierung gegebenenfalls auch mit einer Stahlarmierung herstellen.
-
6A zeigt
einen Ziegelsturz in einem Schnitt, der auch etwa einer Stirnansicht
entspricht. Hier erkennt man zwei lastaufnehmende Stahlbetonbalken 616 mit
Armierung 620 sowie drei luftgefüllte Kammern 640 zur
Wärmeisolation,
letztere können auch
mit Dämmstoff
ausgefüllt
sein.
-
Die 7 dient
zur Verdeutlichung der Herstellung eines erfindungsgemäßen Plansteinsturzes 350,
wobei bei dem Plansteinsturz 350 eine Variante eines Plansteins 100 gemäß der ersten
Ausführungsform
Verwendung findet, bei der sich an den Stirnseiten des Plansteines 700 Fasen 730 befinden,
welche lediglich zur Vereinfachung der Darstellung an dem jeweils
obersten bzw. untersten Planstein 700 in der Zeichnung
weggelassen sind. Im übrigen
entsprechen die Plansteine 700 dem Planstein 100 gemäß der ersten
Ausführungsform.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform findet man diese
Fasen nur an einer Seite der Plansteine.
-
Zur
Herstellung des Plansteinsturzes 350 aus Kalksandstein
werden zunächst
aus einer Kalk-Sand-Wasser-Mischung durch Formen in einer Steinpresse
Planstein-Rohlinge hergestellt, welche anschließend in einem Autoklaven ausgehärtet werden.
-
Nach
dem Aushärten
werden die so erhaltenen Plansteine turmartig aufeinander geschichtet,
bis die Länge
des gewünschten
Plansteinsturzes erreicht ist. Um eine rationelle Fertigung zu erreichen und
ein Umstürzen
einzelner Plansteine zu vermeiden, wird ein Bündel Plansteinstürze gleichzeitig
gefertigt, was durch die Anordnung zweier Plansteinstürze in 7 verdeutlicht
ist.
-
Nach
dem Auftürmen
der Plansteine 700 wird eine Stahlarmierung in den aus
den Einzelkanälen 716 gebildeten
Gesamtkanal eingebracht, zu deren seitlicher Abstützung diverse
Abstandshalter 760, von denen einer in 8 gezeigt
ist, Verwendung finden. Die Abstandshalter 760 dienen dazu, eine
gleichmäßige, allseitige Überdeckung
des Armierungsstahles 754 mit Beton zu gewährleisten, wobei
diese Überdeckung
mindestens 20 mm, vorzugsweise 30 mm beträgt. Da auch an den Stirnseiten
eine Überdeckung
des Armierungsstahles 754 mit Beton gewünscht ist, wird gemäß einer
Ausführungsform
eine stirnseitige Stützhülse 762 verwendet.
Alternativ zu einer Verwendung einer Stützhülse kann auch mittels einer
Positioniervorrichtung der Armierungsstahl während der Produktion in Position gehalten
werden.
-
Nach
dem Einbringen der Stahlarmierung, die vorzugsweise aus einem Rundstahl
mit einem Durchmesser von 8–20
mm vorzugsweise 10 mm besteht, wird Beton in den Kanal 716 eingefüllt.
-
Der
Beton 752, der flüssig
von oben eingefüllt
wird, wird so eingestellt, dass eine vollständige Ausfüllung des Gesamtkanales 716 erreicht
wird. Dabei fließt
der Beton auch in die durch die Fasen 730 gebildeten ringförmigen Kammern,
so dass die Plansteine 700 aus Kalksandstein quasi stirnseitig
vermörtelt
sind. Darüber
hinaus bewirken die ringförmigen
Kammern im Bereich der Stoßstellen
der Plansteine 700 eine höhere Überdeckung des Armierungsstahles 754,
wodurch ein verbesserter Korrosionsschutz gegeben ist. Die Fasen
sollte daher in Richtung der Länge
der Plansteine 700 mindestens eine Länge von 2 bis 10 mm, vorzugsweise
8 mm je Stein und Fase aufweisen.
-
Die
zuvor beschriebene Herstellung erfindungsgemäßer Plansteinstürze 350 kann
auch als Herstellung mit verlorener Schalung bezeichnet werden.
Bei dieser Herstellung wird dem Problem der Schwindung des Betons 752 vorzugsweise
durch ein Rütteln
während
des Einfüllens
des Betons 752 entgegengewirkt. Weitere geeignete Maßnahmen,
einer übermäßigen Schwindung
entgegenzuwirken, sind die Verwendung von Quellzement oder selbstverdichtendem
Beton.
-
Alternativ
zu einer Herstellung von erfindungsgemäßen Plansteinstürzen mittels
verlorenen Schalung ist auch die Verwendung vorgefertigter lastaufnehmender
Balken geeignet, erfindungsgemäße Plansteinstürze herzustellen,
wobei dies insbesondere bei Plansteinstürzen mit exakt kreiszylindrischen
Kanälen
im Rahmen der Erfindung möglich ist.