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Die
Erfindung betrifft eine neuartige Betonschalung, die sich zur Herstellung
von einhäuptigen oder zweihäuptigen Betonschalungen
eignet, Betonformen enthaltend derartige Betonschalungen sowie Verfahren
zur Herstellung der Betonschalungsplatten.
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Mittels
der erfindungsgemäßen Betonschalung lassen sich
gemusterte bzw. strukturierte als auch sehr glatte Betonoberflächen
herstellen.
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Bei
der Herstellung von Beton wird dieser für gewöhnlich
unter Verwendung einer Betonform gegossen, wobei der Beton die Gestalt
der Betonform annimmt. Hierzu wird der nasse, unverfestigte Beton in
oder auf die Betonform gegossen, wobei nach dem Aushärten
and Entfernen der Betonschaltafel die neu freiliegende Betonoberfläche
einen Negativ-Abdruck der Innenfläche der Betonform darstellt.
Werden beispielsweise Holzbrettplatten als Schalung eingesetzt, so
nimmt der Beton das Aussehen der Holzbrettmaserung an.
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Das
Betongemisch enthält häufig größere Mengen
an Luft, sowie in der Regel mehr Wasser als für das Abbinden
nötig ist. Die im Betongemisch vorhandene Luft und das
anwesende Wasser machen das Betongemisch fließfähiger
und erleichtern somit die Handhabung sowie das Gießen.
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Aus
dem Stand der Technik sind Betonverschalungen seit längerem
bekannt. So beschreibt dass
U.S.
Patent 4730805 eine Form zum Formen von Beton, die einen
Träger und wenigstens zwei Lagen aus textilem Flächengebilde
auf dem Träger verwendet. Der Träger kann Ansätze
haben, um das Flächengebilde vom Träger im Abstand
abzuordnen, wobei die Flächengebildelagen und die Ansätze
das Entwässern des Wassers aus dem aushärtenden
Beton unterstützen. Der Träger kann Drainageöffnungen
zum Abführen von überschüssigem Wasser
and Luft aufweisen. Das Flächengebilde ist an den Träger gebunden
und diesem gegenüber unbeweglich.
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Aus
dem
U.S. Patent 4856754 ist
eine Betonform unter Verwendung von doppelt gewebten textilen Flächengebilden
auf einer Tragplatte mit Löchern für die Drainage
bekannt. Ein gewebtes Flächengebilde ist an die Platte
geklebt, während das andere gewebte Flächengebilde
an das Erste genäht ist.
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Aus
EP-A-0429752 ist
eine Form für gemusterten Beton bzw. Betonoberflächen
mit einer Trageinrichtung, einem Gitter mit miteinander verbundenen Abstandsgliedern,
die im Gitter Löcher mit einer Einzelfläche von
wenigstens 0,25 cm
2 bilden, wobei wenigstens
ein Teil hiervon auf der Trageinrichtung aufliegt, und einem porösen,
textilen Flächengebilde, das neben dem Gitter angeordnet
und durch das Gitter vom Träger im Abstand angeordnet ist,
bekannt. Das Flächengebilde hat im Allgemeinen auf jeder Seite
eine Porengröße von 10 bis 250 μm, so
dass eine Anzahl von kleinen Betonteilchen (typischerweise 30 bis
90 μm) in die offenen Räume des Flächengebildes
eindringen und diese ausfüllen kann. Des Weiteren kann überschüssiges
Wasser und Luft durchtreten, so dass eine Drainage gegeben ist.
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Feine
Betonteilchen füllen in typischer Weise die größeren
Poren des Flächengebildes, insbesondere wenn eine übermäßige
Betonverdichtung auftritt. Falls genügend feine Betonteilchen
in die Struktur des Flächengebildes eingedrungen sind und
eine ausreichende Betonhärtung stattgefunden hat, wird für
gewöhnlich das Lösen des Flächengebildes
vom gehärteten Beton sehr schwierig oder gar unmöglich, ohne
dass die Betonoberfläche Schaden nimmt. Des Weiteren wird
die dem Beton zugewandete Seite der Betonschalung unbrauchbar.
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Die
bislang bekannten Betonformzwischenlagen bzw. Betonschalungen sind
nur sehr aufwendig realisierbar oder aber nur eingeschränkt
einsetzbar, so dass ein Bedürfnis nach einfach realisierbaren
Betonschalungen bestand.
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Es
wurde nunmehr gefunden, dass Betonschalungen mit einer speziellen
Glasvlies-Ausrüstung bzw. Oberflächenvergütung
sich hervorragend zur Herstellung von einhäuptigen und/oder
zweihäuptigen Betonschalungen eignen und darüber
hinaus in einfacher Art und Weise Oberflächenstrukturen
in der Betonoberfläche erzeugt werden können oder
aber Betonoberflächen mit hoher Güte herstellen
lassen.
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Zusätzlich
ermöglicht die spezielle Glassvlies-Ausrüstung
bzw. Oberflächenvergütung der Schalung, dass diese
deutlich häufiger als Betonschalung wiederverwendet werden
kann.
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Die
spezielle Glasvlies-Ausrüstung bzw. Oberflächenvergütung
der Schalung ist darüber hinaus kostengünstig
und in kommerziellen Mengen verfügbar. Auch die stoffliche
Wiederverwertung nach bestimmungsgemäßer Verwendung
ist möglich.
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Die
erfindungsgemäße, spezielle Glasvlies-Ausrüstung
bzw. Oberflächenvergütung der Schalung ermöglicht
einerseits die Herstellung von sehr glatten Betonoberflächen
sowie ebenfalls von gemusterten Betonoberflächen, wie sie
insbesondere im Bereich von Sichtbeton oder als Strukturbeton benötigt
werden.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist eine Beton-Schalungstafel umfassend:
- a) mindestens einen Träger,
- b) mindestens ein auf mindestens einer der beiden Seiten des
Trägers flächig aufgebrachtes textiles Flächengebilde
welches mit mindestens einem B-stage fähigen Binder verfestigt
worden ist,
- c) ggf. ein oder mehrere auf die Oberseite des mit dem B-stage
Binder verfestigten textilen Flächengebildes aufgebrachte
oder in das textile Flächengebilde eingebrachte Funktionsmaterialien.
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Bei
dem erfindungsgemäß eingesetzten Träger
handelt es sich vorzugsweise um Holzwerkstoffe, wie Platten, wobei
diese zusätzliche Holzwerkstoff-Konstruktionen, wie Rahmen,
Gitter oder drei-dimensionale Verstärkungsstrukturen, so
genannte Honeycombs, aufweisen können, welche die Holzwerkstoffe
weiter verstärken.
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Bei
den Holzwerkstoffen handelt es sich um platten- oder strangförmige
Holzwerkstoffe, die durch Mischung der verschiedenen Holzpartikelformen
mit natürlichen und/oder synthetischen Bindemittel im Zuge
einer Heißverpressung hergestellt werden. Die erfindungsgemäß eingesetzten
Holzwerkstoffe umfassen vorzugsweise Sperr- bzw. Lagenholz, Hoizspanwerkstoff,
insbesondere Spannplatten und OSB (Oriented Strand Boards), Holzfaserwerkstoff,
insbesondere poröse Holzfaserplatten, diffusionsoffene Holzfaserplatten,
harte (hochdichte) Holzfaserplatten (HDF) und mitteldichte Holzfaserplatten
(MDF), und Arboform. Bei Arboform handelt es sich um einen thermoplastisch
verarbeitbaren Werkstoff aus Lignin und anderen Holzbestandteilen.
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Die
erfindungsgemäß eingesetzten Holzwerkstoffe können
ein- oder mehrschichtig ausgebildet sein und umfassen vorzugsweise
mehrere Schichten aus Sperr- bzw. Lagenholz und/oder Holzspanwerkstoffen.
Zur Erhöhung der Stabilität können diese
Schichten miteinander verklebt sein.
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Die
Wahl des Trägers unterliegt im Wesentlichen keiner Einschränkung
sondern wird vielmehr durch die Art der Schalung bestimmt, d. h.
ob es sich um eine Wandschalung, Stützenschalung, Balkenschalung,
Treppenschalung, Gleitschalung, Rahmenschalung, Trägerschalung
oder verlorene Schalung handelt.
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Bei
den erfindungsgemäß eingesetzten textilen Flächengebilden
handelt es sich um alle Gebilde, die aus Fasern hergestellt werden
und aus denen Mittels einer flächenbildenden Technik eine
textile Fläche hergestellt worden ist.
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Bei
den faserbildenden Materialien handelt es sich vorzugsweise Fasern
aus synthetisierten Polymeren, keramische Fasern, Mineralfasern
oder Glasfasern, wobei diese auch in Form von Gemischen verwendet
werden können. Bei Vorliegen von Fasergemischen können
diese auch Zellulose- oder Naturfasern enthalten. Als textile Flächen
werden Gewebe, Gelege, Gestricke, Gewirke und Vliese, vorzugsweise
Vliese, verstanden.
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Die
erfindungsgemäß eingesetzten textilen Flächengebilde
weisen vorzugsweise eine ausreichende Wasser- bzw. Feuchtigkeits-Sperrwirkung zum
Träger hin auf. Gegebenenfalls kann auch eine separate
zusätzliche Sperrschicht (z. B. Folie) zwischen Vlies und
Träger vorhanden sein.
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Das
textile Flächengebilde kann noch zusätzlich eine
Verstärkung aus Fasern, Fäden, oder Filamenten
besitzen. Diese ist insbesondere dann von Nutzen, wenn das textile
Flächengebilde hohen mechanischen Anforderungen ausgesetzt
wird. Bevorzugt werden als Verstärkungsfäden Multifilamente oder
Rovings auf Basis von Glas, Polyester, Kohlenstoff oder Metall.
Die Verstärkungsfäden können als solche
oder auch in Form eines textilen Flächengebildes, beispielsweise
als Gewebe, Gelege, Gestrick, Gewirke oder Vlies eingesetzt werden.
Bevorzugt bestehen die Verstärkungen aus einer parallelen
Fadenschar oder einem Gelege.
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Bei
den textilen Flächen aus Mineral- und keramischen Fasern
handelt es sich um Alumosilikat-, Keramik-, Dolomit-Wollastonitfasern
oder aus Fasern von Vulkaniten vorzugsweise Basalt-, Diabas- und/oder
Melaphyrfasern, insbesondere Basaltfasern. Diabase und Melaphyre
werden zusammengefasst als Paläobasalte bezeichnet und
Diabas wird auch gerne als Grünstein bezeichnet.
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Das
Mineralfaservlies kann aus Filamenten, d. h. unendlich langen Fasern
oder aus Stapelfasern gebildet werden. Die durchschnittliche Länge
der Stapelfasern im erfindungsgemäß eingesetzten
Vlies aus Mineralfasern beträgt zwischen 5 und 120 mm, vorzugsweise
10 bis 90 mm. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
enthält das Mineralfaservlies eine Mischung aus Endlosfasern
und Stapelfasern.
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Der
durchschnittliche Faserdurchmesser der Mineralfasern beträgt
zwischen 5 und 30 μm, vorzugsweise zwischen 8 und 24 μm,
besonders bevorzugt zwischen 8 und 15 μ.
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Das
Flächengewicht des textilen Flächengebildes aus
Mineralfasern beträgt zwischen 15 und 500 g/m2,
vorzugsweise 40 und 250 g/m2, wobei sich diesen
Angaben auf ein Flächengebilde ohne Binder beziehen.
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Bei
den textilen Flächen aus Glasfasern sind insbesondere Vliese
bevorzugt. Diese werden aus Filamenten, d. h. unendlich langen Fasern
oder aus Stapelfasern aufgebaut. Die durchschnittliche Länge der
Stapelfasern beträgt zwischen 5 und 120 mm, vorzugsweise
10 bis 90 mm. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
enthält das Glasfaservlies eine Mischung aus Endlosfasern
und Stapelfasern.
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Der
durchschnittliche Durchmesser der Glasfasern beträgt zwischen
5 und 30 μm, vorzugsweise zwischen 8 und 24 μm,
besonders bevorzugt zwischen 10 und 21 μm.
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Neben
den vorstehend genannten Durchmessern können auch so genannte
Glas Mikrofasern Verwendung finden. Der bevorzugte durchschnittliche
Durchmesser der Glasmikrofasern ist hierbei zwischen 0,1 und 5 μm.
Die die textile Fläche bildenden Mikrofasern können
auch in Mischungen mit anderen Fasern, vorzugsweise Glasfasern vorliegen. Außerdem
ist auch ein schichtförmiger Aufbau aus Mikrofasern und
Glasfasern möglich oder aber die Einstellung eines Gradienten,
bei dem der Gehalt an Mikrofasern, zu der dem Träger abgewandten
Seite des textilen Flächengebildes, ansteigt. Hierdurch kann
eine Drainagewirkung eingestellt werden.
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Das
Flächengewicht des textilen Flächengebildes aus
Glasfasern beträgt zwischen 15 und 500 g/m2,
vorzugsweise 40 und 250 g/m2, wobei sich
diesen Angaben auf ein Flächengebilde ohne Binder beziehen.
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Geeignete
Glasfasern umfassen jene, die aus A-Glas, E-Glas, S-Glas, C-Glas,
T-Glas oder R-Glas hergestellt wurden.
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Die
textile Fläche kann nach jedem bekannten Verfahren hergestellt
werden. Bei Glasvliesen ist dies bevorzugt das Trocken- oder Naßlegeverfahren.
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Von
den textilen Flächen aus Fasern aus synthetischen Polymeren
sind Vliese, insbesondere sogenannte Spunbonds, d. h. Spinnvliese
die durch eine Wirrablage schmelzgesponnener Filamente erzeugt werden,
bevorzugt. Sie bestehen aus Endlos-Synthesefasern aus schmelzspinnbaren
Polymermaterialien. Geeignete Polymermaterialien sind beispielsweise
Polyamide, wie z. B. Polyhexamethylendiadipamid, Polycaprolactam,
aromatische oder teilaromatische Polyamide ("Aramide"), aliphatische Polyamide,
wie z. B. Nylon, teilaromatische oder vollaromatische Polyester,
Polyphenylensulfid (PPS), Polymere mit Ether- und Keto-gruppen,
wie z. B. Polyetherketone (PEK) und Poly-etheretherketon (PEEK),
Polyolefine, wie z. B. Polyethylen oder Polypropylen, Cellulose
oder Polybenzimidazole. Neben den vorstehend genannten synthetischen
Polymeren sind auch solche Polymere geeignet, die aus Lösung gesponnen
werden.
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Bevorzugt
bestehen die Spinnvliese aus schmelzspinnbaren Polyestern. Als Polyestermaterial
kommen im Prinzip alle zur Faserherstellung geeigneten bekannten
Typen in Betracht. Besonders bevorzugt sind Polyester, die mindestens
95 mol% Polyethylenterephthalat (PET) enthalten, insbesondere solche
aus unmodifiziertem PET.
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Die
Einzeltiter der Polyesterfilamente im Spinnvlies betragen zwischen
1 und 16 dtex, vorzugsweise 2 bis 10 dtex.
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In
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Spinnvlies
auch ein schmelzbinderverfestigter Vliesstoff sein, welcher Träger-
und Schmelzklebefasern enthält. Die Träger- und Schmelzklebefasern
können sich von beliebigen thermoplastischen fadenbildenden
Polymeren ableiten. Derartige schmelzbinderverfestigte Spinnvliese sind
beispielsweise in
EP-A-0,446,822 und
EP-A-0,590,629 beschrieben.
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Neben
Endlosfilamenten (Spunbondverfahren) können die textilen
Flächen auch aus Stapelfasern oder Gemischen aus Stapelfasern
und Endlosfilamenten aufgebaut sein. Die Einzeltiter der Stapelfasern
im Vlies betragen zwischen 1 und 16 dtex, vorzugsweise 2 bis 10
dtex. Die Stapellänge beträgt 1 bis 100 mm, vorzugsweise
2 bis 50 mm, besonders bevorzugt 2 bis 30 mm. Das textile Flächengebilde kann
auch aus Fasern unterschiedlicher Materialien aufgebaut sein, um
besondere Eigenschaften erzielen zu können.
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Die
die Vliesstoffe aufbauenden Filamente und/oder Stapelfasern können
einen praktisch runden Querschnitt besitzen oder auch andere Formen aufweisen,
wie hantel-, nierenförmige, dreieckige bzw. tri- oder multilobale
Querschnitte. Es sind auch Hohlfasern und Bi- oder Mehrkomponentenfasern einsetzbar.
Ferner lässt sich die Schmelzklebefaser auch in Form von
Bi- oder Mehrkomponentenfasern einsetzen.
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Die
das textile Flächengebilde bildenden Fasern können
durch übliche Zusätze modifiziert sein, beispielsweise
durch Antistatika, wie Ruß.
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Das
Flächengewicht des textilen Flächengebildes aus
Fasern aus synthetischen Polymeren beträgt zwischen 10
und 500 g/m2, vorzugsweise 20 und 250 g/m2 Die textilen Flächengebilde können ohne
chemischen Binder hergestellt werden. Um die erforderlichen Festigkeiten
zur Weiterverarbeitung der Flächengebilde zu erzielen,
können auch thermoplastische Binderpolymere eingebracht
und/oder bekannte Vernadelungsmethoden Verwendung finden. Neben
der Möglichkeit einer mechanischen Verfestigung, z. B.
durch Kalandrierung oder Vernadelung, sei hier insbesondere auch
die hydrodynamische Vernadelung erwähnt.
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Bevorzugt
werden die textilen Flächengebilde jedoch mit einem chemischen
Binder vorverfestigt. Die eingesetzten Binder stammen bevorzugt
aus der Gruppe der zum B-stage Binder kompatiblen Bindersysteme.
Der Binderanteil beträgt maximal 25 Gew.-%.
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Das
gemäß b) eingesetzte textile Flächengebilde
wurde mittels eines so genannten B-Stage Binder ausgerüstet
bzw. verfestigt.
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Als
B-stage Binder werden Binder bzw. Bindersysteme verstanden, die
schrittweise, d. h. nur teilweise verfestigt bzw. gehärtet
werden können und noch eine Endverfestigung, beispielsweise
durch thermische Nachbehandlung, erfahren können.
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Geeignete
B-Stage Binder bzw. Bindersysteme sind in
US-A-5,837,620 ,
US-A-6,303,207 und
US-A-6,331,339 eingehend
beschrieben. Die dort offenbarten B-Stage Binder können
auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt
die Menge an endverfestigtem B-Stage Binder und chemischen Binder
zusammen min. 30 Gew.-%, insbesondere min. 35 Gew.-%, besonders
bevorzugt min. 40 Gew.-%, wobei die Gewichtsangabe auch ggf. im
Bindersystem vorhanden Hilfsmittel, wie z. B. Füller und/oder
Stabilisatoren, umfasst und sich auf das Gesamtgewicht des textilen Flächengebildes
bezieht.
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Bei
B-Stage Bindern bzw. B-Stage-fähigen Bindern handelt es
sich vorzugsweise um Binder auf Basis von Furfurylalkohol-Formaldehyd,
Phenol-Formaldehyd, Melamin-Formaldehyd, Harnstoff-Formaldehyd und
deren Gemische. Vorzugsweise handelt es sich um wässrige
Systeme. Weitere bevorzugte Bindersysteme sind Formaldehyd-freie Binder.
B-Stage Binder zeichnen sich dadurch aus, dass sie einer zwei- oder
mehr-stufigen Härtung unterworfen werden können,
d. h. nach der ersten Härtung bzw. den ersten Härtungen
noch eine ausreichende Binderwirkung aufweisen um diese für
die weitere Verarbeitung nutzen zu können.
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Üblicherweise
werden derartige Binder nach Zusatz eines Katalysators bei Temperaturen
von ca. 175°C (ca. 350 F) endverfestigt.
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Zur
Bildung des B-Stages werden derartige Binder, ggf. nach Zusatz eines
Katalysators, gehärtet. Der Härtungs-Katalysator-Anteil
beträgt bis zu 10 Gew.-%, vorzugsweise jedoch 0,05 bis
7 Gew.-% (bezogen auf den Gesamtbindergehalt). Als Härtungs-Katalysator
sind beispielsweise Ammoniumnitrat, sowie organische, aromatische
Säuren, z. B. Maleinsäure und p-Toluolsulfonsäure
geeignet, da dieser den B-Stage Zustand schneller erreichen lässt. Neben
Ammoniumnitrat, Maleinsäure und p-Toluolsulfonsäure
sind alle Materialien als Härtungs-Katalysator geeignet,
welche eine vergleichbare saure Funktion aufweisen. Je nach Prozessführung
und Weiterverarbeitung kann auf die Zugabe eines Katalysators jedoch
auch gänzlich verzichtet werden.
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Zum
Erreichen des B-Stages kann das mit dem Binder imprägnierte
textile Flächengebilde unter Temperatureinfluss getrocknet
werden, ohne eine Komplettaushärtung des Binders zu bewirken.
Die erforderlichen Prozessparameter sind vom gewählten
Bindersystem abhängig.
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Die
erfindungsgemäß eingesetzten B-Stage-fähigen
Binder erlauben eine variable Prozessführung.
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Bei
einer bevorzugten Prozessführung dient die erste Stufe
der Verfestigung des B-Stage-fähigen Binders zur Stabilisierung
des textilen Flächengebildes bei dessen Herstellung, falls
dieses nicht anderweitig vorverfestigt ist, z. B. durch andere chemische Binder.
Anschließend wird das mit dem B-Stage Binder vorverfestigte
textile Flächengebilde auf dem Träger fixiert,
z. B. durch Verpressung/Laminierung, und der Verbund aus Träger
und textilem Flächengebilde erhalten. Bei der vorstehenden
Fixierung wird der B-Stage Binder endverfestigt, wobei auch eine
ggf. gewünschte Strukturierung, z. B. durch strukturierte Pressbleche
oder Walzen, erzeugt und fixiert wird.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Prozessführung wird das textile
Flächengebilde bei der Herstellung der erfindungsgemäßen
Schalung bzw. Schaltafeln bereits anderweitig vorverfestigt eingesetzt,
z. B. durch andere chemische Binder. Somit dient die erste Stufe
der Verfestigung des B-Stage-fähigen Binders zur Befestigung
bzw. der Fixierung des textilen Flächengebildes am Träger.
Nachfolgend kann eine gewünschte Strukturierung, z. B.
durch strukturierte Pressbleche oder Walzen, oder aber besonders
glatte Oberfläche, z. B. durch besonders glatte Pressbleche
oder Walzen, erzeugt werden.
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Darüber
hinaus ist es in einer weiteren bevorzugten Prozessvariante auch
möglich, das mit dem B-Stage Binder vorverfestigte textile
Flächengebilde direkt bei der Herstellung des Holzwerkstoffes auf
Diesen aufzubringen und zu verpressen. Gleichzeitig oder nachfolgend
durch einen separaten Schritt kann eine gewünschte Strukturierung,
z. B. durch strukturierte Pressbleche oder Walzen, oder aber besonders
glatte Oberfläche, z. B. durch besonders glatte Pressbleche
oder Walzen, erzeugt werden.
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Mittels
der vorliegenden Erfindung kann die Stabilität der Betonschalung,
insbesondere bei Verwendung von Holzwerkstoff-Trägern,
weiter erhöht werden, wodurch kompaktere und auch leichtere Schaltafeln
zugänglich sind, was deren Handhabung deutlich erleichtert.
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Die
untere sowie auch die obere Temperaturgrenze kann durch Wahl der
Dauer bzw. durch Zusatz oder Vermeidung von größeren
oder stärker sauren Härtungs-Katalysator bzw.
ggf. durch Einsatz von Stabilisatoren beeinflusst werden.
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Die
zweite Stufe der Verfestigung des Binders im B-Stage Zustand dient
somit der Fixierung des textilen Flächengebildes am Träger
oder, insofern das textile Flächengebilde mittels anderer
Methoden vorverfestigt ist und die Fixierung des textilen Flächengebildes
am Träger mittels der ersten Stufe der Verfestigung des
Binders vorgenommen wurde, zur Erzeugung und Fixierung von drei-dimensionale Strukturen,
die an der Oberfläche des Verbundes aus Träger
und textilem Flächegebilde erzeugt wurden, oder aber besondere
Glättungen, die an der Oberfläche des Verbundes
aus Träger und textilem Flächegebilde an der dem
Beton zugewandten Seite der Betonschalung erzeugt wurden, zu fixieren.
Hierzu kann die Oberfläche mittels beheizter Formen bzw.
beheizten Press-/Walz-Werkzeugen, z. B. strukturierten Pressblechen
oder strukturierten Presswalzen, bearbeitet werden, so dass die
in den Formen und Werkzeugen vorhandenen Strukturen auf das textile
Flächengebilde übertragen werden und nach Abkühlung bzw.
Endverfestigung des Binders permanent vorhanden sind Insofern der
Träger aus einem Holzwerkstoff gebildet wird, kann auch
das Halbzeug aus Träger und textilem Flächengebilde
gemeinsam – wie vorstehend beschrieben – bearbeitet
werden. In diesem Fall wird das textile Flächengebilde
in die obere Schicht des Trägers eingepresst und zusätzlich
mit dieser bzw. diesem verbunden, so dass eine hervorragende Festigkeit
bei gleichzeitig niedrigem Gewicht erreicht werden kann.
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Die
Laminierung bzw. zweite Stufe der Verfestigung erfolgt unter Einwirkung
von Druck und Wärme in einer solchen Weise, dass der vorhandene B-Stage
Binder weitestgehend endverfestigt wird. Die Laminierung kann mittels
diskontinuierlichem oder kontinuierlichem Presses oder durch Walzen,
z. B. Kalander, erfolgen. Je nach verwendetem B-stage Binder werden
die Parameter Druck, Temperatur und Verweilzeit individuell gewählt.
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Insofern
eine extrem glatte Oberfläche der Betonschalung erreicht
werden soll, kann die zweite Stufe der Verfestigung auch zur weiteren
Glättung und Fixierung der Oberfläche der Schalung
genutzt werden.
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Das
Aufbringen des B-Stage-fähigen Binders auf das textile
Flächengebilde kann mit Hilfe aller bekannten Methoden
erfolgen. Neben Durchtränken und Einpressen kann der Binder
auch mittels Beschichten oder Schaumauftragung aufgebracht werden.
Bei der Schaumauftragung wird mit Hilfe eines Schäumungsmittels
in einem Schaummixer ein Binderschaum erzeugt, der durch geeignete
Beschichtungsaggregate auf das Vlies aufgebracht wird.
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Der
B-Stage-fähige Binder kann weitere Hilfsmittel, wie z.
B. Füller und/oder Stabilisatoren, umfassen. Bei den Füllstoffen
spielen insbesondere Materialien zur Erhöhung der Abrieb-
und Kratzfestigkeit ein Rolle. Für die Oberflächenvergütung
zur Verbesserung der Abrasion und Härte werden vorzugsweise
Partikel aus SiC und/oder SiO2, Korund (AL2O3) oder ähnliche
Materialien eingesetzt, wobei Körngrößen
von unter 1 mm verwendet werden, wodurch eine sehr harte Oberfläche
erzeugt werden kann. Der Anteil dieser Füllstoffe kann
bis zu 40 Gew.-% betragen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die
Betonschalung an der Oberfläche des textilen Flächengebildes
bzw. dem Verbund aus Träger und textilem Flächengebilde
eine drei-dimensionale Struktur aus.
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Die
Strukturen können regelmäßig oder unregelmäßig
ausgebildet sein. Besonders bevorzugt sind regelmäßige
Strukturen, insbesondere regelmäßige und symmetrische,
insbesondere sich wiederholende Strukturen, wie Rillen, Rauten und
noppenförmige Strukturen oder auch selbstreinigende Strukturen.
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Die
drei-dimensionale Strukturen haben vorzugsweise eine Verbindung
zueinander, so dass hierdurch eine Drainage möglich ist.
Es ist besonders bevorzugt, wenn die drei-dimensionale Strukturen
eine Vorzugsrichtung aufweisen, die ein Abfließen des Wassers
aus dem Beton begünstigen. Hierbei hat sich gezeigt, dass
rillenförmige Strukturen, die eine im Wesentlichen Vertikale
bzw. Senkrechte Vorzugsrichtung aufweisen, besonders gut geeignet
sind. Diese rillenförmigen Strukturen haben eine Vertiefung
bzw. Erhöhung von bis zu 3 mm, insbesondere von bis zu
1 mm. Die Breite der Strukturen beträgt bis zu 3 mm, insbesondere
bis zu 1 mm.
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Noppen-förmige
Strukturen werden insbesondere zur Verbesserung der Rutschfestigkeit
von Betonflächen benötigt.
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Neben
diesen Strukturen sind auch weitere dekorative Strukturen möglich.
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In
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die erfindungsgemäße
Betonschalung noch ein weiteres, zusätzliches textiles
Flächengebilde, vorzugsweise ein Vlies oder Spinnvlies,
mit einer besonderen Oberflächengüte und Porosität
aufweisen, die einen Einsatz als Schalung zur Herstellung von Luncker-freien
Betonoberflächen ermöglicht. Insbesondere Betonoberflächen
die einer besonderen Belastung widerstehen müssen, z. B.
Oberflächen von Staumauern, sowie Überlauf- und
Entlastungsrinnen von Wasserkraftwerken, oder Wasseraufbereitung
bzw. Abwasserreinigungs-Anlagen, Betonrohre zur Durchleitung von
Flüssigkeiten, müssen eine ausreichende Haltbarkeit
aufweisen. Durch eine entsprechende Oberflächengüte
des Betons ist dieser für den vorstehenden Zweck besonders
gut geeignet.
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Das
zusätzliche textile Flächengebilde weist eine
Porengröße (Querschnitt) von 10 bis 80 μm,
vorzugsweise 10 bis 60 μm, bestimmt mittels eines Coulter
Porometers in Porofil, auf.
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Das
zusätzliche textile Flächengebilde weist eine
Luftdurchlässigkeit von bis zu 250 l/m2s
bei 200 Pa (bestimmt gemäß DIN 53887)
und eine Wasserdichtheit von 40 bis 300 mm Wassersäule
(bestimmt gemäß DIN 53886) Insofern
das zusätzliche textile Flächengebilde nicht fest
bzw. flächig mit dem Verbund aus Träger und textilem
Flächengebilde verbunden ist, kann dieses auch über
Verbund aus Träger und textilem Flächengebilde
gespannt werden. Hierzu ist es von Vorteil, wenn das zusätzliche
textile Flächengebilde eine Höchstzugkraft von
mindestens 400 N, vorzugsweise 400 bis 600 N (in Längsrichtung)
und mindestens 300 N, vorzugsweise 300 bis 500 N (in Querrichtung),
gemessen an einem 5 cm breiten Streifen gemessen gemäß DIN
EN 290733, aufweist.
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Das
zusätzliche textile Flächengebilde kann darüber
hinaus noch Verstärkung aus Fasern, Fäden, oder
Filamenten besitzen. Bevorzugt werden als Verstärkungsfäden
Multifilamente oder Rovings auf Basis von Glas, Polyester, Kohlenstoff
oder Metall, eingesetzt. Bevorzugt bestehen die Verstärkungen aus
einer parallelen Fadenschar oder einem Gelege.
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Zur
Verbesserung der Drainagewirkung kann zwischen zusätzlichen
textilen Flächengebilde und dem Verbund aus Träger
und textilem Flächengebilde zusätzlich ein Abstandshalter
eingebaut werden. Geeignete Abstandshalter sind Gitter, Netze, Lochbleche
etc, die ein Abfließen des Wassers aus dem Beton ermöglichen.
Die Abstandshalter sollten vorteilhafterweise Öffnungen
bzw. freie Flächen von wenigstens 0,25 cm2 (Einzelfläche)
aufweisen.
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Insofern
das erfindungsgemäß eingesetzte textile Flächengebilde
keine ausreichende Wasser- bzw. Feuchtigkeits-Sperrwirkung zum Träger
hin aufweist, kann zwischen dem Träger und dem textile Flächengebilde
noch eine zusätzliche Sperrschicht ausgebildet sein. Die
Sperrschicht kann auch in Form einer zusätzlichen Ausrüstung
auf dem Träger aufgebracht sein, insbesondere auf der dem
textilen Flächegebilde zugewandten Seite des Trägers.
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Die
Sperrschicht verhindert das Quellen des Trägers, insofern
der Träger – für sich alleine genommen – keine
ausreichende Beständigkeit gegen Wasser und/oder Feuchtigkeit
besitzt. Die Beständigkeit des Trägers ist u.
a. davon abhängig welcher Binder in der Herstellung des
Trägers eingesetzt wurde.
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Die
Sperrschicht bewirkt, dass die dem Beton zugewandte Seite bzw. Oberfläche
der erfindungsgemäßen Schalung, umfassend das
textile Flächengebilde und die Sperrschicht, eine ausreichende
Wasser- bzw. Feuchtigkeits-Sperrwirkung zum Träger hin
aufweist.
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Die
Sperrschicht kann beispielsweise durch Einbau einer entsprechenden
Polymerfolie, Beflockung mit thermoplastischen Polymermaterialien oder
Aufbringen von hydrophoben Materialien, auf die dem textilen Flächengebilde
hingewandte Seite des Trägers, erhalten bzw. aufgebracht
werden.
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Als
Sperrschicht werden vorzugsweise Folien verwendet. Vorzugsweise
werden Folien aus B-stage-fähigen Materialien verwendet.
B-stage-fähige Materialien sind vorzugsweise Furfurylalkohol-Formaldehyd,
Phenol-Formaldehyd, Melamin-Formaldehyd, Harnstoff-Formaldehyd und
deren Gemische. Folien auf Basis von Formaldehyd-freier Materialien
sind ebenfalls bevorzugt.
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Bei
dem gemäß c) eingesetzten Funktionsmaterial handelt
es sich vorzugsweise um Materialien, die die Ausschalung erleichtern
und in der Betontechnologie bzw. Schalungstechnologie üblich sind.
Als Beispiele für derartige Funktionsmaterialien bzw. Hilfsstoffe
seinen hier Trennmittel, Hydrophobierungsmittel, Schalöle
genannt, wobei diese Aufzählung nicht abschließend
ist.
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Mit
Hilfe der erfindungsgemäßen Schalung können
insbesondere hochwertige Betonoberflächen realisiert werden,
Hierbei handelt es sich insbesondere um Sichtbeton- oder Strukturbeton-Oberflächen,
bzw. deren Schalformen. Darüber hinaus können
mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schalung auch Nanostrukturierte
Betonoberflächen erzeugt werden, die bedingt durch den
Selbstreinigungseffekt besondere Eigenschaften haben. Hierzu muss
lediglich die komplementäre Struktur in der Oberfläche
der erfindungsgemäßen Schalung vorhanden sein.
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Weiterer
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
einer Schalung zur Herstellung einer Betonform (Variante I):
- a) Zuführen eines Trägers,
- b) Flächiges Aufbringen eines textilen Flächengebildes
auf mindestens einer Oberfläche des Trägers, wobei
das textile Flächengebilde mindestens einen Binder im B-Stage
Zustand aufweist,
- c) Laminieren des gemäß Schritt b) erhaltenen Aufbaus
unter Einwirkung von Druck und Wärme, so dass der im B-stage
vorliegenden Binder endverfestigt wird und
- d) gegebenenfalls Aufbringen mindestens eines Funktionsmaterials
und Trocknung.
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Insofern
die erfindungsgemäße Beton-Schalung eine strukturierte
oder geglättete Oberfläche aufweisen soll, kann
die Strukturierung bzw. Glättung der Oberfläche
während Schritt c) erfolgen.
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Insofern
in Schritt e) das Funktionsmaterial aufgebracht werden soll, erfolgt
dies mittels bekannter Beschichtungs-, Druck-, Spray- oder Lackier-Technologien.
Die Trocknung erfolgt in Abhängigkeit von dem gewählten
System. Das Aufbringen des Funktionsmaterials kann auch vor Ort,
d. h. während bzw. nach dem Aufbau der Betonform, vor dem
Einfüllen des Betons geschehen.
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In
einer Variante des vorstehenden Verfahrens (Variante III) wird in
Schritt a) der Träger erst gebildet bzw. während
der Herstellung des Träger bereits das textile Flächengebilde
flächig aufgebracht.
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Die
Verpressung des gebildeten Trägers erfolgt zusammen mit
dem ausgerüsteten textilen Flächengebilde, wobei
das textile Flächengebilde in die Press- bzw. Trocknungsvorrichtung
für den Träger entsprechend eingebracht wird.
Die Herstellung des Verbundes aus Träger und textilem Flächengebilde kann
kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Insbesondere bei
der Herstellung von tiefen Strukturen, ist es von Vorteil das textile
Flächengebilde bereits bei der Bildung des Holzwerkstoff-Trägers
zuzuführen und zu Verpressen. Hierdurch lassen sich insbesondere
die besagten drei-dimensionalen Strukturen gut erzeugen.
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Weiterer
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur
Herstellung einer Schalung zur Herstellung einer Betonform (Variante III):
- a) Bildung eines Trägers,
- b) Flächiges Aufbringen eines textilen Flächengebildes
auf mindestens einer Oberfläche des Trägers, wobei
das textile Flächengebilde mindestens einen Binder im B-Stage
Zustand aufweist, wobei die Zuführung auch bereits während
der Bildung des Trägers erfolgen kann,
- c) Laminieren, ggf. unter gleichzeitigem Strukturieren bzw.
Glättung der Oberfläche, des gemäß Schritt
b) erhaltenen Aufbaus unter Einwirkung von Druck und Wärme,
so dass der im B-stage vorliegenden Binder endverfestigt wird, und
- d) gegebenenfalls Aufbringen mindestens eines Funktionsmaterials
und Trocknung.
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In
einer Variante des vorstehenden Verfahren (Variante II) wird das
gemäß Schritt b) zugeführte textile Flächengebilde
bereits anderweitig vorverfestigt eingesetzt, z. B. durch andere
chemische Binder. Das textile Flächengebilde wird mit einem
zusätzlichen B-Stage-fähigen Binder versehen und
mit dem Träger verbunden, wobei die erste Stufe der Verfestigung
des B-Stage-fähigen Binders zur Befestigung bzw. zur Fixierung
des textilen Flächengebildes am Träger führt.
Nachfolgend kann eine gewünschte Strukturierung, z. B.
durch strukturierte Pressbleche oder Walzen, oder aber besonders
glatte Oberfläche, z. B. durch besonders glatte Pressbleche
oder Walzen, erzeugt und fixiert wird. Bei der vorstehenden Fixierung
wird der B-Stage Binder endverfestigt.
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Weitere
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur
Herstellung einer Schalung zur Herstellung einer Betonform (Variante II):
- a) Zuführen eines Trägers,
- b) Flächiges Aufbringen eines textilen Flächengebildes
auf mindestens einer Oberfläche des Trägers, wobei
das textile Flächengebilde mittels eines nicht B-Stage-fähigem
Binder oder Bindersystems vorverfestigt ist, und das textile Flächengebilde
zusätzlich mindestens einen B-Stage-fähigen Binder
aufweist,
- c) Laminieren des gemäß Schritt b) erhaltenen Aufbaus
unter Einwirkung von Druck und Wärme, so dass der im B-stage-fähige
Binder zumindest teilweise verfestigt wird,
- d) Strukturierung bzw. Glättung der Oberfläche des
gemäß Schritt c) erhaltenen Aufbaus und Fixierung
durch Endverfestigung des im B-Stage vorliegenden Binders,
- e) gegebenenfalls Aufbringen mindestens eines Funktionsmaterials
und Trocknung.
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Als
Träger, textiles Flächengebilde, B-stage Binder
und Funktionsmaterial sind die zuvor genannten Materialien geeignet.
Die im Rahmen der erfindungsgemäßen Schalung offenbarten
bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für
dessen Herstellung.
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Insofern
eine zusätzliche Sperrschicht zwischen Träger
und dem textilen Flächengebilde erforderlich ist, kann
diese bereits als Ausrüstung auf dem gemäß Schritt
a) zugeführten Träger vorliegen, oder aber in
einem zusätzlichen Schritt zwischen Schritt a) und b) eingebaut
werden. Die Sperrschicht kann sowohl in Form einer eigenständigen
Schicht oder als Beschichtung auf dem Träger vorliegen.
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Insofern
ein zusätzliches textiles Flächengebilde erforderlich
sein sollte, wird diese vor Ort, d. h. während bzw. nach
dem Aufbau der Betonform und vor dem Einfüllen des Betons,
eingebaut.
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Weiterer
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Schalungsform für
Beton, welche aus der erfindungsgemäßen Schalung
hergestellt wird oder diese zumindest teilweise enthält.
Die erfindungsgemäße Schalung kann auch in Form
von Schaltafeln ausgeboten werden, die ebenfalls Gegenstand der
vorliegenden Erfindung sind.
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Zusätzlich
umfasst die vorliegende Erfindung auch die Verwendung der erfindungsgemäßen
Schalung, Schaltafeln und Schalungsformen zur Herstellung von Betonformkörpern
und zur Herstellung von Betonoberflächen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 4730805 [0005]
- - US 4856754 [0006]
- - EP 0429752 A [0007]
- - EP 0446822 A [0036]
- - EP 0590629 A [0036]
- - US 5837620 A [0044]
- - US 6303207 A [0044]
- - US 6331339 A [0044]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - DIN 53887 [0068]
- - DIN 53886 [0068]
- - DIN EN 290733 [0068]