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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Stabilisierung von Steingut
im weiteren Sinn – das heißt Naturstein,
Lavastein, Kunststein, Beton und sonstiges Steingut, sowie Keramik
bis hin zu glashaltigen Substanzen oder unter anderem auch verflüssigtem
Steinmaterial oder direkt aus flüssiger
Magma gewonnenes Steinmaterial – welches
sich besonders durch eine hohe Druckstabilität und Druckfestigkeit auszeichnet.
Kern der Erindung ist die Verwendung eines Fasermaterials, welches
das im folgenden Steingut genannte zu stabilisierende steinhaltige oder
steinartige Material auf umweltfreundliche Weise so nachhaltig stabilisieren
soll, dass insbesondere wegen des hohen Energieaufwandes bei der
Herstellung wegen des CO2-Ausstosses umweltfeindlicher Materialien,
wie Metalle, ersetzt werden können.
Bezüglich
des zu verwendenden Steinguts sind besonders Natursteine wie Basalt
und Granit, granitähnliche
Gesteine wie Gneis, Marmor, Kalkstein und Schiefer, Beton, sowie
hochfeste moderne Keramiken, Glaskeramik oder Glas zu erwähnen, sowie
alle sonstigen Materialien aus Stein oder Keramik, natürlicher
oder künstlich
hergestellter Perlmutt und Korallenbaustoff, die heute gentechnisch
herstellbar und hoch druckbelastbar sind und insbesondere dadurch gekennzeichnet
sind, daß sie
einen geringen Ausdehnungskoeffizienten besitzen, sowohl was die Temperatur-,
als auch was die Druck- bzw. Zugdehnungskoeffizienten betrifft.
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Diese
Materialien zeichnen sich zwar einerseits durch eine hohe Belastbarkeit
bei Druckbeanspruchung aus, sind dagegen aber fast völlig instabil bei
Zug- und Biegebelastung.
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Deshalb
müssen
Sie mit einer Schicht oder Hülle
aus Fasermaterial verstärkt
werden, so wie in der
EP 106
20 92 beschrieben.
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Neu
für die
Stabilisierung von Steingut ist die Verwendung von Fasern, die Naturfasern
sind oder direkt aus Naturfasern gewonnen werden. Einerseits koennen
Pfanzenfasern zum Einsatz kommen, die direkt aus pflanzlichen Grundstoffen
gewonnen werden, andererseits kann es für Anwendungen, sehr zugstabile
Stabilisierung des Steins notwendig machen, carbonisierte Pfanzliche
Grundstoffe Verwendung finden. Zu diesem Zweck wird mit Hilfe einer neuen
Methode – die
Verkohlung im Druckbehälter, genannt
Hydrothermale Karbonisierung (HTC) – auf pflanzlicher Ausgangsbasis
Kohlefaser gewonnen, mit der eine oder beide Seiten einer Steinplatte
oder eines Steinstabes – ggfls-
gesamtumhüllend – stabilisiert
werden, die durch einen wärme-
oder hitzebeständige
Matrix mit dem Stein verbunden wird. Hierbei können nur solche Fasern Verwendung
finden, die eine Zugstabilität
haben, die gross genug ist, um den Stein nachhaltog am Brechen zu
hindern und die zusätzlich
einen Ausdehnungskoeffizienten besitzen, der dem des Steins entspricht.
Normale Glafasern sind hierzu nicht geeignet, wie bereits in dem
Patent
EP 1062092 beschrieben,
sind zum Beispiel Carbonfasern gut geeignet, da Sie einen geringen
Ausdehungskoeffizienten und geringe Zugdehnung, sowie eine hohe
Zugbelastbarkeit besitzen.
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Die
vorliegende Erfindung bedient sich diesen Eigenschaften, stellt
aber sicher, dass die verwendete Faser nicht energieintensiv aus
Erdöl gewonnene
Faser ist, sondern mit Hilfe umweltfreundlicher Methoden aus Naturfasern
hergestellt wurde. Mit Hilfe des am Max-Planck-Institut für Kolloid-Forschung
in Golm entwickelten HCT-Verfahrens ist es möglich energieschonend aus Pflanzenfasern
Kohlefasern herzustellen. Mit Hilfe eines Katalysatormediums von
Zitronensäure
werden Pflanzenfasern in einem Druckbehaelter über mehrere Stunden auf ca. 200° erhitzt,
wobei sich die Erhitzung selbst am Leben hält aus der Energie, die in
der Pflanzenfaser enthalten ist. Die gewonnen Fasern haben alle
Vorteile, die künstlich
hergestellte Carbonfasern haben, wurden jedoch mit einem minmalen
Aufwand an Energie produziert. Die dafuer benötigten Pflanzen binden bei
ihrem Wachstum zusätzliches
CO2, wodurch der Almosphäre zusätzlich bereits durch frühere Generationen
ausgestossenes CO2 entzogen wird. Nanofasern
können
auf diese Weise auch hergestellt werden. Vor dem Hintergrund der
wachsenden CO2-Klimaproblematik hat der
Verbund aus Stein und pflanzlich basierter Kohlefaser den Vorteil
sehr umweltschonend bzw. CO2 reduzierend
zu wirken.
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Das
Ergebnis ist, dass letzlich der Atmosphäre der Kohlenstoff – in Form
von CO2 – entnommen wird, der dann
dank HTC zu Carbonfaser wird, die bekanntlich aus fast reinem Kohlenstoff
besteht. Besonders umweltfreundlich kommt ein zusätzlicher Effekt
zum Tragen, weil der Atmosphäre
der bei dem Prozess freiwerdende Sauerstoff zurueckgegeben wird.
Im foldenden ist mit umweltschoenend immer gemeint, dass klimafreundlich
energiesparend im Sinne von CO2 sparend
gearbeitet wird. Stein kann sehr umweltschonenend gewonnen werden,
im Unterschied zu Metallen wie Eisen, Stahl oder Aluminium bei deren
Produktion viel CO2 gebildet wird.
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Bisher
hat Stein vorwiegend im Baubereich in massiver Verarbeitungsweise
Wände,
Wandverkleidungen und Fußböden Verwendung
gefunden, sowie in hochspezialisierten technischen Anwendungen mit
technischen Keramiken, wie z.B. im Turbinenbau oder Motorenbau und
anderen extremen Anwendungsfällen,
die eine hohe Temperaturstabilität erfordern.
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
nun einen umweltfreundlichen Weg vor, Stein oder Keramiken als alternatives
Material für
die Herstellung von Bauteilen aller Art zu benutzen, die bisher
typischerweise aus Metall hergestellt werden, und insbesondere die hohe
Druckfestigkeit von geeigneten Steinen und Keramiken für allgemeinere
industrielle Anwendungen auf preiswerte Weise nutzbar zu machen.
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Stein
hat ein spezifisches Gewicht von Aluminium und die Druckstabilität eines
guten Baustahls. Gelingt es auf aumweltfreundliche weise dieses Steingut
vor Bruch zu schützen,
hat man ein Material gewonnen, welches umweltfreundlich hergestellt
werden kann und in der Regel in Summe noch bessere Materialeigenschaften
aufweist als Stahl. Um das zu erreichen ist es zwingend nötig, den
Stein oder die Keramik gegen Zug und damit verbundenen Bruch zu
stabilisieren. Einen solchen Weg schlägt die Erfindung mit aus Pflanzenfasern
gewonnenen Kohlefasern vor.
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Der
Weg gewährleistet,
daß sowohl
Stein, als auch Keramik unter den unterschiedlichsten mechanischen
Belastungen so stabilisiert wird, daß sie durch eine, für die jeweiligen
Einsatz- und Belastungsfälle
geeignete, Stabilisierung vor mechanischer Zerstörung einerseits, aber insbesondere
auch vor thermisch bedingter Zerstörung geschützt werden.
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Dabei
entsteht ein neuer Werkstoff mit völlig neuen, bisher unbekannten
und für
viele Anwendungsfälle
außergewöhnlich positiven
Eigenschaften, der nicht nur höchstem
Druck, sondern auch extremen Belastungsfällen durch Biegung, Torsion
und Wärmeeinwirkung
je nach Ausführung
entweder absolut formstabil standhält, oder, und diese Eigenschaft
ist unerwartet ausgeprägt,
bei geeigneter Ausführung
der Stabilisierung der Stein extrem biegbar wird, ohne daß der Stein
zerstört
wird und nach der Beanspruchung durch die Biegung unzerstört und nicht
gebrochen in die Ausgangsform zurückgeht. Somit wird der Stein
zu einem flexiblen, mechanisch verformbaren, biege- und schwingungsbelastbaren Material,
bei höherer
Form-Stabilität
als ein bezüglich des
Gewichts vergleichbares Stahlbauteil.
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Eine
weitere wesentliche und entscheidende Eigenschaft dieses neuen Werkstoffes
ist der Grad an Umweltfreundlichkeit bzgl. der notwendigen Energie,
die zu der Herstellung des Werkstoffes benötigt wird. und entsprechend
stabilisiert werden muss.
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Die
Erfindung basiert auf der Stabilisierung von Steingut durch ein
flächig
auf dem Stein angebrachtes carbonfaserhaltiges Trägermaterial,
welches ermöglicht,
das eigentliche Steinmaterial möglichst
dünn bzw.
leicht und materialsparend zu halten.
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Bekannt
sind bisher Leichtbauformen bei denen wie bei dieser neuen Erfindung
auch eine möglichst
dünne Natursteinschicht
flächig
durch einen Unterbau verschiedener Trägermaterialien und Trägerformen
verstärkt
und dadurch belastbar gemacht wird, beziehungsweise erst ermöglicht Steinplatten entsprechend
dünn auszuführen. Das
Trägermaterial ist
dabei in der Regel bisher unter dem Gesichtspunkt ausgewählt worden,
daß es
bei ausreichender mechanischer Festigkeit hauptsächlich von Gewichtsersparnis
bei Steinplatten im Fassadenbau oder Fußbodenbau bestimmt wird.
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Es
werden beispielsweise gewellte oder wabenförmige Metall- bzw. Aluminiumbleche
als Trägermaterial
verwendet, wobei eine dünne
Steinschicht von 2–3
mm nach dem Abstärken
des ursprünglich 20
mm starken Materials auf diesem Träger verbleibt. Ein ähnliches
Stabilisierungsverfahren ist die Verwendung von Glasfaserlaminaten,
die den Stein stabilisieren, wobei die stabilisierende Schicht jedoch höchstens
den gleichen Ausdehnungskoeffizienten hat, wie der zu stabilisierende
Stein. Das Ergebnis ist eine druck- und zugspannungsbelastbare Platte,
die in normalen Anwendungsfällen
eine ausreichende Stabilisierung des Steins für Verkleidungsanwendungen im
Innenbereich liefert.
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Die
Aufgabe, der Neigung von Naturstein oder Keramik zum Brechen oder
Reißen
sicher entgegenzuwirken, wird durch verbesserte stabilisierende
Eigenschaften des Trägers
gelöst.
Zu diesem Zweck wird ein Trägermaterial
eingesetzt, welches einen ähnlichen
Ausdehnungskoeffizienten hat, wie das zu stabilisierende Steingut
Das Trägermaterial, im
folgenden Träger
genannt, besteht aus einer eine Faser umhüllenden Matrix, die ein Kunstharz
oder gegebenenfalls selbst ein Keramikmaterial ist. Als Kern der
Erfindung kommen Carbonfasern pflanzlicher Basis zum Einsatz, die
hohen Zugbelastungen standhalten und sich unter Wärmeeinwirkung
zusammenziehen, also in der Regel einen negativen Temperaturausdehnungskoeffizienten
besitzen. Dadurch wird insbesondere den durch Überdehnung und Hitzeeinwirkung
entstehenden Rissen im Steingut entgegengearbeitet, sowie dem Bruch
durch mechanische Belastung senkrecht auf das Steingut. Die positivste
Eigenschaft von Stein, die durch die Erfindung genutzt wird, ist
seine extreme Unempfindlichkeit gegen, und Unzerstörbarkeit
durch Druck. Die nächst beste
mechanische Eigenschaft für
die Realisierung der Erfindung ist der geringe Ausdehnungskoeffizient von
Stein und Keramik, thermisch und mechanisch. Beide Effekte zusammen
werden von der Erfindung dafür
genutzt, unter vielen Anwendungsfällen stabile und ausdehnungsarme
Bauteile herzustellen. Die beiden beschriebenen Eigenschaften sind
bedingt durch die Entstehungsgeschichte, die das Material im Laufe
von Jahrmillionen unter höchsten
Drücken und
Temperaturen erst entstehen ließ,
zu erklären. Eine
bisher nicht gemachte Entdeckung macht sich die Erfindung zu nutze,
dass bestimmte Steinarten komprimierbar und durch Druck in der Länge änderbar
sind. Solche Steine haben eine kristalline Struktur mit Poren, deren
Hohlräume
ausgenutzt werden, um die Längenänderung
durch äusseren
Druck zu erzwingen. Durch eine geeignete Vorspannung des zu umhüllenden
Steinguts durch die Carbonfaser kann der Steinteil so stark unter
Druck gebracht werden, dass es sich in der Länge ändert. Solche Teile werden
mechanisch biegbar, ohne zu brechen und ohne, dass der Stein zerstört wird.
Hinzu kommt eine hohe Korrosionsbeständigkeit und Unempfindlichkeit
gegenüber
Wasser von Stein.
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Die
positiven Eigenschaften des Steins sind der Grund für seine
negativen, hauptsächlich
seine Neigung zu Brüchen
und Rissbildung, die besonders durch die porenartige kristalline
Struktur hervorgerufen werden. Diese negativen Eigenschaften werden durch
die Erfindung in einzigartiger Weise unterbunden und kompensiert,
ja sogar in des Gegenteil gewandelt. Die negativen Eigenschaften
des Steins werden durch die Erfindung in positive Eigenschaften gewandelt,
die mit einem minimalen Aufwand an Energie, also preiswert und umweltschoenend
gewonnen und hergestellt werden können und somit Bauteile ersetzbar
sind, die heute nur mit viel Aufwand an elektrisdcher Energie oder
CO2 intensiver Erwärmung von Metallen hergestellt
werden können.
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Dünne Steinplatten
werden durch die Erfindung insbesondere bei thermischer Belastung
und der damit verbundenen Träger-Materialdehnung,
die zu Rissen oder Oberflächenbrüchen des
getragenen Stein-Materials führen
würde,
sicher gegen Rissbildung geschützt.
Die üblicherweise
entstehenden, unter Umständen
mikroskopisch kleinen Haarrisse, die zum schnellen Verfall des Steins
führen,
insbesondere dann, wenn er im Außenbereich ständig wechselnden
Temperaturen, Wasser und Frost ausgesetzt ist, werden durch die
Erfindung vollständig
ausgeschlossen. Selbst dünnste
Steinplatten können
mit Hilfe der Erfindung unter Beibehaltung ihrer Stabilität hergestellt
werden, ohne beim Abstärken
zu brechen. Auch die mechanische Beanspruchung, die bei Druckbelastung
beim Polieren senkrecht auf den Stein ausgeübt werden, werden dehnungsfrei
abgefangen, um den Stein gegen die gleiche Rissbildung, wie oben beschrieben,
zu schützen.
Besonders die Ausdehnung des Trägermaterials
durch thermische Einwirkung ist nicht größer, als die des Steins selber.
Dadurch wird vermieden, daß das
dünne Steinmaterial durch
die Trägerplatte
auseinandergezogen wird.
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Mit
Hilfe des Einsatzes von zum Beispiel stabilen Epoxidharzen, Polyesterharzen,
Harzen auf Phenol-, Polyimid-, Cyanatester-, Melamin-, Polyurethan-
oder Silikonbasis, genannt Matrix, in Kombination mit Pflanzenkohlefasern,
die einen negativen Temperaturausdehnungskoeffizienten haben, wird eine
solche sichere Stabilisierung von Stein oder Keramik für die oben
beschriebenen Belastungs- und Einsatzfälle möglich.
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Kennzeichnend
ist hierbei, daß der
Faserverbund einen negativen thermischen Ausdehnungskoeffizient
hat. Außerordentlich
hilfreich für
eine optimale Verbindung zwischen Stein und Faserverbund ist dabei
die poröse
und somit saugende Konsistenz von Stein. Ein Harz kann sich förmlich in
den Stein saugen und führt
so zu einer enorm stabilen Verbindung zwischen Stein und dem den
Stein stabilisierenden Laminat.
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Wichtig
ist dabei, daß das
Harz bezüglich seiner
Viskosität
optimal den saugenden Eigenschaften des zu stabilisierenden Steins
angepasst wird und andererseits die Pflanzenkohlefaser optimal kraftschlüssig umhüllt. Die
sich gegenseitig stabilisierenden Komponenten – Stein und Pflanzenkohlefasern – "verschmelzen" dann regelrecht.
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Eine
saugende Eigenschaft haben zwar die meisten Steine, jedoch nicht
alle Keramiken, deshalb kann es bei der Verwendung von Keramikmaterial notwendig
sein, die Faser in der Oberfläche
der Keramik mit einzugießen.
Für nicht
saugendes Steinmaterial, das sind zum Beispiel Steine mit einem
hohen Quarzanteil, muss die Oberfläche unter Umständen aufgeraut
werden, um eine ausreichend gute Haftung zu erzielen. Durch das
Aufrauen können
sich winzigste Öffnungen
auftun, die das Harz eindringen lassen.
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in
unterschiedlichen Schichten kann eine automatische Biegung des Steins,
die zusätzlich
durch die jeweilige Matrix temperaturabhängig eingestellt werden kann,
erzwungen werden, ohne daß die Struktur
des Steins Risse erhält
und Schaden erleidet.
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Der
Stein kann also zerstörungsfrei
in gewissen Grenzen gebogen werden. Diese wichtige Eigenschaft des
Steins, nämlich
zerstörungsfrei
komprimierbar zu sein, in Kombination mit der sich bei Wärmebelastung
zusammenziehenden und extrem hochreißfesten Carbonfaser, die einer Überdehnung des
Steins entgegenwirkt, sofern die beiden Bauelemente fest miteinander
verbunden sind, wird zum Gegenstand der Erfindung und zur Realisierung
der Nutzung solcher Bauteile auch für dynamische Belastungsfälle. Somit
ist ein neuer Werkstoff entstanden, der in vielen Einsatzfällen den
Werkstoff Metall ersetzen kann und dabei noch wesentliche Vorteile bei
der Schwingungsdämpfung
mitbringt.
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Typische
Anwendungsfälle
sind der klassische Einsatz des Steins als Bodenfliese, bei dem
unter Umständen
der Stabilisierung von Stein eine immer bedeutendere Rolle zukommt,
da in jüngster
Zeit mit unstabilisiertem Stein als Bodenplatten in hochbelasteten
Zonen große
Probleme beobachtet wurden. Dünne
Wandverkleidungen aus Stein im Außenbereich benötigen ebenfalls
eine hohe thermische und mechanische Stabilität, denn auch hier ist es in jüngster Vergangenheit
zu erheblichen Problemen durch Witterungseinflüsse gekommen. Mit der beschriebenen
Stabilisierung werden sogar dünne
gebogene Steinplatten möglich,
die so aussehen, als wären
sie ein großer
massiver Stein, der z.B. an einer Fassade als Wandverkleidung angebracht
sein kann. Weitere Anwendungen ergeben sich bei der Verkleidung
von Schiffs- oder Flugzeugrümpfen
mit einer dünnen
Steinschicht, die extrem wechselnden thermischen Belastungen ausgesetzt
sind. Auf die Verwendung von Stahl kann man mit dieser Technik vollständig verzichtet
werden, der Stein als Außenhaut hat
außerdem
einen wesentlich geringeren Luft- und Wasserreibungswiderstand.
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Es
wird darüber
hinaus die Forderung erfüllt, die
mechanische Belastbarkeit und Temperaturbelastbarkeit von dünnen bis
dünnsten
Steinverkleidungen so zu optimieren, daß der Gesamt-Ausdehnungskoeffizient
der Platte in weiten Temperaturbereichen auf Null reduziert werden
kann, um auch bei Außenfassaden
eine zerstörungsfreie,
das heißt
ausdehnungsfreie Stabilisierung zu erreichen. Damit eine an einer Gebäudewand
angebrachte, nahtlose Außenfassade
entstehen kann, darf sich die Steinplatte unter Wärmeeinwirkung
nicht ausdehnen. Der Stein erfährt
dadurch, daß er
durch die Trägerplatte beim
Bestreben sich unter Wärme
auszudehnen, gehindert wird, einen sehr hohen inneren Druck. Wie Ausführungen
der Erfindung jedoch zeigen, sind Natursteine wie z.B. Granit aber
so druckunempfindlich, daß dieser
Zwang dem Stein erstaunlicherweise nicht schadet, sogar dann nicht,
wenn der Stein durch die Stabilisierung vollkommen an einer thermisch
bedingten Ausdehnung gehindert wird. Diese Erkenntnis ist vollkommen
neu, wird nur bei ganz wenigen Materialien beobachtet und wird damit
ebenso zum Kern der Erfindung, wie der selten beobachtete negative
thermische Ausdehnungskoeffizient von Carbonfaser. Hier ist der
Kern der Gründe
dafür zu finden,
warum die beiden Materialien in Verbindung ein so brauchbar gutes
Ergebnis erzielen und sich auf so ideale Weise ergänzen.
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Die
Erfindung wird somit realisiert durch die Verwendung von möglichst
druckbelastbarem Stein oder Keramik und einer Trägerschicht, die unter Hitzeeinwirkung
kontrahiert und aus auf pflanzlicher Basis gewonnener Carbonfaser
beruht.
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Ein
grosser Vorteil ist, daß der
Plattenverbund aus Stein und Carbonfaser sich extrem gut und formstabil
bearbeiten, d.h. schneiden und fräsen lässt, und das insbesondere auch
bei unterschiedlichen Temperaturen. Stahl im Gegensatz dazu hat
nur dann die gewünschte
Länge,
wenn er bei der gleichen Temperatur geschnitten wird, die beim späteren Einsatz
herrscht.
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Die
erstaunliche Biegsamkeit zum Beispiel eines runden, außen mit
Carbonfaserlaminat stabilisierten Steinstabes zeigt, daß der Werkstoff
Stein in stabilisierter Form technische technisch anwendbare Eigenschaften
besitzt, die im bisher bekannten Stand der Technik beispiellos sind.
Neu ist die Beobachtung, daß auch
nach extremer Durchbiegung der Stab ohne Zerstörung des Steins in seine Ausgangsform
zurückgeht,
wenn die Biegebelastung zurückgenommen
wird. Ein solcher Steinstab kann weitaus billiger hergestellt werden,
als ein Metallrohr mit gleichen Eigenschaften. So entstehen Bauträger unterschiedlicher
Formen für
unterschiedlichster Formen für
unterschiedlichste Einsatzgebiete.
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Als
biegebelasteter Träger
am Bau, stabilisierte Fassadenverkleidungen und Bodenbelag im Außen- und
Innenbereich, gebogene Steinplatten im Innen- und Außenbereich,
selbsttragendes Bauteil im Maschinenbau, Fahrzeug-, Flugzeug- und
Schiffsbau, sowie witterungsbeständige
Verkleidung derselben, sowie in allen thermischen Belastungsfällen, wie zum
Beispiel Kaminaussenverkleidungen aus Stein kann der neue Werkstoff
Anwendung finden. Gebogene Steinplatten können insbesondere im Innerbereich
für Küchen- und
Badverkleidungen, z.B. an runden Badewannen, Anwendung finden. Auch
thermisch belastete Oberflächen
von Haushaltgeräten wie
Toastern oder Kaffeemaschinen lassen sich so rissfrei mit Stein
verkleiden.
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Weitere
Anwendungen ergeben sich für
den Bau von erdbebensicheren Bauteilen für Häuserkonstruktionen, sowie im
Baubereich, der Bau von neuartigen Skiern, Snowboards, Masten und
Bäume von Segelschiffen,
Tragflächen
von Flugzeugen und Gestänge
von Sportflugzeugen und Kränen,
sowie deren Lastarme.
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Eine
der vielen möglichen
Ausführungen
der Erfindung beschreibt eine Platte aus Stein (1), bestehend
aus Naturstein, Lavastein, Basalt oder gewalzter Magma, die einseitig
mit einem Pflanzenfaserroving oder Roving basierend auf carbonisierten
Pflanzenfasern (2) stabilisiert wird (1).
Die Verbindung zwischen Stein und Faser wird z. B. durch eine temperaturstabile
Epoxidharzmatrix hergestellt, welche sich je nach Einsatzgebiet
entsprechend thermisch stabil belasten lässt und deren Gesamt-Ausdehungskoeffizent
von Faser und Matrix ähnlich
dem der zu stablisierenden Steinplatte sein sollte.
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2 zeigt
diese zweite Ausführung
der Erfindung als einen mehr oder weniger langen, relativ dünnen Steinstab
(1) im Querschnitt, der umhüllend mit einer Schicht aus
Pflanzenfasermatrix oder deren carbonisierten Form (2)
versehen ist, deren Ausdehnungskoeffizient kleiner oder gleich oder
maximal nur etwas größer ist,
als der der zu stabilisierenden Steinstab.
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3 zeigt
eine Steinplatte (1), auf deren Stabilsierungsschicht aus
Planzenfaser-Matrix oder Matrix mit carbonisierten Pflanzenfasern
(2) eine weitere Schicht (3) aus Blähglas aufgeracht
ist. Eine Sondervariante wird so geschaffen, wenn die beiden Stabilisierungsschichten
(2) und (3) in Summe ein identisches Ausdehungverhalten
haben, wie die zu stabilisierende Steinplatte (1). Die
Gesamtanordnung wird ggfls. durch eine weitere Schicht aus Fasermaterial
(4) abschliessend im Gesamtverbund zusätzlich gegen Bruch geschuetzt.
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4 zeigt
eine weitere Sondervariante einer Steinplatte, die aus gewalzter
Magma besteht (1), auf deren Stabilsierungsschicht aus
Pflanzenfaser- oder carbonisierter Faser Matrix (2) eine
weitere Schicht (3) aus Steingut aufgeracht ist, der ein
gleiches oder identisches Ausdehungverhalten hat, wie die zu stabilisierende
Steinplatte (1).
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5 zeigt
einen runden Stab (1), der aus Keramik oder verflüssigtem
Stein oder Magma hergestellt wurde, in dessen Außenbereichen Carbonisierte
Pflanzenfasern (2) direkt mit eingegossen sind.