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Schalung und Verfahren zum Ausschalen von Baukörpern
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Die Erfindung betrifft eine Schalung insbesondere zur Innenausschalung,
zum Formen von Baukörpern aus erstarrenden Baumaterialien, wie Gasbeton oder dergleichen.
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Derartige Schalungen bilden im Betonbau die Form, in die frischer
Beton eingebracht wird. Als Materialien für Schalungen werden bei den bekannten
Verfahren Bretter, insbesondere Sperrholz- und Kunstfaserplatten, sowie Schaltafeln
und Stahlbleche, also auf jeden Fall starre Elemente, verwendet.
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Die herkömmlichen Schalungen und Schalungsverfahren besitzen den Nachteil,
daß lediglich eine begrenzte Raumgestaltungs- und Formgebungsmöglichkeit gegeben
ist, während beispielsweise die Herstellung von komplizierten Kugel- oder Tonnengewolben
und vielschichtigen Grundstrukturen sowie von eiförmigen Innenräumen und vorspringenden
Flächen sehr schwieria und oft sogar überhaupt nicht möglich ist.
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Dariiber hinaus sind die Herstellungskosten komplizierter Schalungen
aus Holz, Stahl und Kunststoff sehr hoch.
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Auch die Herstellungskosten von Bauteilen bzw. Baukörpern bei Verwendung
von Formteilen oder Betonfertigteilen sind, obwohl sie gegendber der herksmmlichen
Schalung an der Baustelle etwas billiger sind, dennoch recht hoch, da ein großer
Investitionsaufwand ür die Betonfertioteilfabrik notwendig ist und außerdem die
Kosten für den Transport der Betonfertigteile von der Fabrik zur Baustelle außerordentlich
hoch sind.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schalung zu schaffen,
mittels der neue architektonische Möglichkeiten vor allem im Innenbereich eines
Baukörpers gegeben sind, wobei die Kosten wesentlich reduziert und insbesondere
die Schalungen wiederholt zu verwenden sein sollen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Schalung der eingangs
genannten Art gelöst durch mindestens eine aus flexiblem Folienmaterial bestehende
Formhülle, welche mindestens eine Öffnung aufweist, durch die ein druckbeaufschlagtes
Medium zum Aufblähen der Formhülle eingeführt werden kann. Darüber hinaus liegt
der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ausschalen
von Baukörpern mittels der erfindungsgemäßen Schalung zu schaffen.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Ausschalen von Baukörpern ist
gekennzeichnet durch Entfalten der zur Baustelle verbrachten Formhülle und Verankern
auf der Grundfläche des herzustellenden Innenraums; Füllen der Formhülle mit einem
unter Druck stehenden Füll-Medium; Füllen des Zwischenraums zwischen Innenschalung
und Außenschalung mit zu erstarrendem Baumaterial; Abbinden des eingegossenen Baumaterials
unter Erstarren; und Entfernen des in der Formhülle befindlichen Füll-Mediums.
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Erfindungsgemäß wird also die zusammengefaltete Formhülle aus elastischem
Folienmaterial zur Baustelle des geplanten Baukörpers transportiert. Dort wird sie
auf der Grundfläche des geplanten Innenraums mit ihrer Grundfläche entfaltet und
mit im Boden eingelassenen Befestigungseinrichtungen verbunden. Die Öffnungen des
Formkörpers werden in Richtung der zum späteren Innenraum des Baukörpers hin vorgesehenen
Zugangsmöglichkeiten, zum Beispiel Türen oder Fenster, gelegt. Schließlich wird
der Innenraum des Formkörpers durch ein druckbeaufschlagtes Medium gefüllt, so daß
sich der Formkörper entfaltet und aufbläht und seine vorgesehene Form erreicht.
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Entsprechend oder aber auch in herkömmlicher Weise kann die Außenschalung
hergestellt werden. Schließlich wird der Zwischenraum zwischen Innenschalung und
Außenschalung mit dem vorgesehenen flüssigen Baumaterial gefüllt, das sodann abbindet.
Nach Abbinden und damit Erstarren des eingefüllten Baumaterials wird das druckbeaufschlagte
Fiill-Medium der Schalung entfernt. Derart wird die Schalung
als
verlorene Schalung angesehen und dient ausschließlich zur Auskleidung der künstlichen
Innenhohlräume mit Folienmaterial, z.B. bei Klimaschächten zur Erzielung wasserundurchlässiger
und glatter, strömungsgünstiger Oberflächen. Aber auch Speicher, wie Wassertanks
oder Öltanks, schließlich Zu- und Ableitunaen zu den Wassertanks oder Ein- oder
Auslaßstellen können derart ausgekleidet werden.
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Dabei dient die verlorene Schalung als Schlauchverbindung, deren dünne,
druckempfindliche Wandstärke durch daß allseitsumschließende, gegossene und erstarrte
Baumaterial verstärkt wird, wodurch es einen Rohreffekt mit nicht umrissener Außenwand
erhält.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet
sich aus durch Entfalten der zur Baustelle verbrachten Formhülle und Verankern auf
der Grundfläche des herzustellenden Baukörperteils durch Verfüllen des Inneren der
Formhülle mittels erstarrender Baustoffe; und Abbinden des eingegossenen Baumaterials
unter Erstarren. Die Schalung wird bei dieser Ausführungsform also vom erstarrten
Baukörper abgelöst und durch eine seiner Öffnungen entfernt. Die erfindungsgemäße
Schalung kann dann zur Herstellung eines weiteren Baukörpers verwendet werden.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schalung zeichnen
sich dadurch aus, daß das Folienmaterial zwar flexibel, aber nicht plastisch verformbar
ist und daß insbesondere die nach außen gerichteten Flächen der Formhülle wasserabstoßend
sind.
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Eine weitere bevorzugte Aus führungs form der vorliegenden Erfindung
zeichnet sich dadurch aus, daß die Formhülle
aus entsprechend der
gewünschten Formgebung des Baukörpers dichtend miteinander verbundenen einzelnen
Folienstücken gebildet ist, wobei die einzelnen Folienstücke miteinander verschweißt
oder verklebt sind. Eine äußerst bevorzugte Ausgestaltung ist gekennzeichnet durch
zur Versteifung der Formhülle dienende Unterteilung in einzelne kleinere Druckkörper,
wobei insbesondere die Druckkörper an weniger zu belastenden Seiten steifer ausgebildet
und in eine Vielzahl einzelner Luftkammern unterteilt sind, wie es an sich bei bekannten
brettartigen Luftmatratzen entsprechend der Fall ist. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung
ist vorgesehen, daß parallele Reihen einzelner Luftkammern übereinander kreuzweise
angeordnet sind.
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Hierdurch wird den Druckrichtungen des unter Druck stehenden Schalkörpers
in zwei unterschiedlichen Richtungen eine Ausdehnungsmöglichkeit gegeben und Ausdehnungen
der entstehenden aufgeblasenen Wand des Schalkörpers werden sicher angeschlossen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schalung
zeichnen sich aus durch innenseitige Armierung, wobei insbesondere die Innenarmierung
als Platten aus biegesteifem Material besteht oder zur Versteifung Versteifungsrippen
vorgesehen sind. Äußerst bevorzugt ist, daß die Armierung zur Gewährleistung einer
gewissen Flexibilität lamellenartig angebracht sind. Diese Ausgestaltungen sind
insbesondere bei größeren, druckbelastungsfreien Seiten vorteilhaft, indem zur weiteren
Versteifung Platten und Rippen aus festem Material innenseitig lamellenartig angebracht
werden, so daß derart die Flexibilität des Formkörpers weitgehend erhalten bleibt.
Eine derartige Formteilwandgestaltung kann auch bei einer Bodenfläche angewendet
werden, falls beabsichtigt ist, den gesamten
Hohlkörper einschließlich
der Bodenfläche des Baukörpers in einem Schalungsvorgang herzustellen. Ein weiterer
Vorteil der armierten Formteilausbildung ist darin zu sehen, daß die ungefüllte
Formhülle in der armierten Formteilwand eingerollt und derart leichter und geschützter
transportiert werden kann.
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In vorteilhafter Ausgestaltung kann weiterhin vorgesehen sein, daß
an einer einzelnen Raum-Formhülle kleinere Formteile zur Bildung von Fenstern und
Türen angebracht sind, so daß sich beispielsweise eine standardisierte Formhülle
durch Ansetzen weiterer auf speziell gefertigter Formhülle entsprechend den jeweiligen
Wünschen des Bauherrn verändern läßt.
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Auch kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, daß mehrere Formhüllen-Teile
zur Formung aneinandergrenzender Räume oder dergleichen miteinander verbunden sind,
wobei insbesondere die einzelnen Formhüllen mittels eines dauerelastischen Klebers
oder eines Kitts wieder voneinander entfernbar miteinander verbunden sind. Derart
können zum Beispiel größere Räume oder Übergänge von größere auf kleinere Räume
dadurch geschaffen werden, daß an ein größeres Formteil an der gwünschten Stelle
kleinere Formteile angeschlossen werden und so beispielsweise den Übergang von einer
Halle zu einem Flur, einem Treppenhaus oder einem Nebenzimmer bilden. Ebenfalls
können durch diese Ausgestaltung verschiedene Geschoßhöhen oder Deckengestaltungen
erreicht werden, indem an entsprechenden Stellen besondere Formteile, beispielsweise
Kuppel- oder Tonnengewölbe, angesetzt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind Befestigungseinrichtungen
rasterartig auf der Außenfläche der Formhülle
angeordnet, so daß
entsprechend der rastermäßigen Aufteilung von Befestigungspunkten auf der Außenfläche
des Hauptformteils ein anderes Formteil mittels Knebel oder ähnlichem angesetzt
wird.
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Eine äußerst bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schalung
sieht vor, daß mindestens die Außenfläche der Formhülle stark strukturiert ist.
Derart ergibt sich die Möglichkeit, durch Gestaltung der Oberfläche der Innenwände
und Decken des Baukörpers mittels Strukturgebung der Außenfläche der Formteile beliebige
Muster und Strukturen zu erzeugen. Durch diese Oberflächenaestaltung kann beispielsweise
erreicht werden, daß sogenannte Stuckarbeiten in einem Guß mit der Baukörpererstellung
vorgenommen werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart ist vorgesehen, daß innerhalb
des zwischen den Schalwänden zu gießenden Gewerkes Unterteilungen durch offene oder
geschlossene unter Druck befindlichen Schalkörper vorgesehen sind, in deren einzelne
Hohlräume andersartige Baumaterialien eingegeben werden.
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Beispielsweise kann so das Bauwerk derart ausgestaltet werden, daß
einzelne, schmale Bereiche als verstärkende Bauteile ausgebildet und mit Beton höherer
Dichte, wie normaler Ortbeton, Stahlbeton, ausgegossen werden, während die abgetrennten
übrigen Wandbereiche mit Porenbeton ausgegossen werden. In bevorzugter Weise ist
vorgesehen, daß während des Abbindens zu dessen Optimierung die Formhülle innenseitig
klimatisiert wird, wobei insbesondere das Innere der Formhülle geheizt wird, was
beispielsweise dadurch geschieht, daß Warmwasser oder
aber Dampf
unter Druck zwischen einem Wärmeerzueger und dem Hohlraum der Formhülle zirkuliert.
Die wasserdichte Einschalung des vergossenen Baumaterials, zusammen mit der Isolierfähigkeit
des gefüllten Formteils bedingt nämlich, daß das Baumaterial dem direkten Einfluß
witterungsbedingter Außeneinwirkung entzogen wird. Diese Isolierung des Baumaterials
führt dazu, daß empfindliche Baustoffe auch unter extremen Witterungsbedingungen
zur Anwendung gelangen können,ohne daß es besonderer aufwendiger Maßnahmen bedarf.
Beispielsweise kann Beton auch bei Temperaturen weit unter dem Gefrierpunkt oder
bei extrem hohen Bußentemperaturen, beispielsweise in der ;füsts,und bei Sonneneinstrahlung
verarbeitet werden.
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Zur Beeinflussung des Abbindeprozesses im Baumaterial, insbesondere
zur Optimierung des Verschalungsvorganges, werden gemäß der bevorzugten Ausgestaltung
die Formkörper beheizt oder gegebenenfalls auch gekühlt.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet
sich dadurch aus, daß der vergossene Beton einem Unterdruck ausgesetzt wird. Durch
den Unterdruck wird der gegossene Beton verdichtet, um ein schnelles und gleichmäßiges
Abbinden zu erzielen, was auch bei senkrechten Gewerken möglich ist.
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Eine äußerst bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Ausschalung von Baukörpern sieht vor, daß bei Formteilen aus hitzebeständigem,
dampfdurchlässigem Folienmaterial zur Hartung von Gasbeton über etwa 10 Stunden
hin Heißdampf von ca. 2000C durch die dampfdurchlässige Folie der Formhülle zum
Härten und Trocknen in den Gasbeton eingepreßt wird. Derart kann bei der Verwendung
von Gasbeton aus Baumaterial der Härteprozeß, der bei fabrikmäßiger Fertigung von
Gasbetonelementen
in Autoklaven mit einer Einwirkung von unter
etwa 10 bar stehendem Dampf vorgenommen wird, in entsprechend präparierten Formhül
len durchgeführt werden.
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Diese speziellen Formhüllen besitzen eine hitzebeständige Außenhaut,
die zusätzlich dampfdurchlässig ist, also eine gewisse poröse Beschaffenheit aufweist.
Der abgebundene Gasbeton wird bei dieser Ausführungsform durch in die Formhülle
eingeblasenen Heißdampf von etwa 2000C, der durch die Poren der Folie des Formkörpers
in die Poren des Gasbetons eindringt, in etwa 10 Stunden durchgehärtet und getrocknet.
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Zusammenfassend bietet also die vorliegende Erfindung neue architektonische
Möglichkeiten, indem insbesondere abgerundete Bauformen vorallem im Innenbereich
verwendet werden können. Bei Verwendung von Gasbeton ergibt sich durch das geringe
Artgewicht des Gasbetons die Möglichkeit, Formschalhüllen mit geringen Innendrücken
zu verwenden, was die Möglichkeit niedriger maximaler Belastungswerte des Folienmaterials
der Formschalhüllen erlaubt.
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Weitere Vorteile ergeben sich hinsichtlich der Statik der Baukörper,
da die in einem Stück gegossenen Baukörper aus Gasbeton eine durchgehende Führung
der Belastungslinien erlauben, die insbesondere auch in ihrem Verlauf durch Verstärkung
des Materials, wie beispielsweise Knotenbildung und Rippen unterstützt werden können.
Bei Herstellung gerundeter Baukörper ergibt sich die Möglichkeit der Reduzierung
von Armierungen, da solche gerundeten Baukörper, die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellt werden, eine eigene Tragfähigkeit besitzen.
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Das Verfahren zum Aus schalen kann insbesondere vorteilhafterweise
auch zum Ausschalen schwerzugänglicher Innenhohlräume verwendet werden, wie zum
Beispiel Luftschächten von Klimaanlagen, die dann in das Mauerwerk integriert werden
können und nicht aus gesondertem Material herzustellen sind oder Installationsschächten
für Versorgungsleitungen.
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Auch ist ein Verfahren zum Verschalen von Baukörpern, insbesondere
zur Außenverschalung aus erstarrenden Baumaterialien, wie Gasbeton oder dgl., gekennzeichnet
durch Entfalten der zur Baustelle verbrachten Formhülle und Verankern auf der Grundfläche
des herzustellenden Baukörperteils; durch Verfüllen des Inneren der Formhülle mittels
Erstarren der Baustoffe; und Abbinden des eingegossenen Baumaterials unter Erstarren
vorgesehen. Hierbei können auch wasserlösliche Füllstoffe, wie zum Beispiel Lehm
oder Ton, als Baumaterial dienen, die nach ihrem Abbinden genügend statische Festigkeit
aufweisen, durch die Oberfläche des Schalkörpermaterials jedoch vor Feuchtigkeit
geschützt sind und dadurch ihre statischen Eigenschaften nicht durch Einwirkung
von Feùchtigkeit,wie Regen, verlieren.
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Diese Ausgestaltung ermöglicht es, in den ärmsten Gebieten der Bevölkerung
die Möglichkeit zum Hausbau zu geben im do-it-yourself-Verfahren. Hierbei können
die Laienarbeitskräfte die von ihnen erworbenen oder ihnen überlassenen Folienkörper
der vollständig vorgeplanten Baukörper mit den ihnen zur Verfügung stehenden Erdstoffen,
wie meistens Lehm und unter Zugabe von Wasser verfüllen.
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Dabei könne auch Hohlräume eingegossen werden, die einfache Sanitärvorrichtungen
darstellen.
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Weitere vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus
den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Schalung im einzelnen erläutert ist.
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Die einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schalung im aufgefalteten Zustand, wobei einzelne Teile weggebrochen sind.
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Die erfindungsgemäße Schalung 10 zum Formen von Baukörpern besteht
im wesentlichen aus einer inneren Formhülle 13 aus flexiblem, aber nicht plastisch
verformbarem PVC-Folienmaterial. Die Außenseite 14 der Formhülle 12 ist glatt und
in keiner Weise rauh. Einzelne Folienstücke 16 der Formhülle 12 sind an den Kanten
18 der Formhülle 12, die-entstehen, wenn die Formhülle 12 in ihrem auseinandergefalteten,
unter Druck stehenden Zustand ist, miteinander dichtend verschweißt.
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An einer Öffnung bei 20 führt aus der inneren Formhülle 12 durch die
Innenwand 22 eines äußeren Schalungsteils 24 - das hier als herkömmliches Schalungsteil
dargestellt ist, aber auch ebenfalls ein Formhüllen-Schalungsteil sein könnte -
ein Schlauch 26 zur Zuführung der die Formhülle 12 aufblähenden Druckflüssigkeit.
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Die eigentliche innere Formhülle 12 ist an zwei Stellen mit Elementen
für Durchbrüche der mittels Verschalung herzustellenden Wand versehen. Diese Elemente
sind einmal ein Formteil 28 für ein bogenförmiges Fenster, wobei das Formteil 28
mittels eines dauerelastischen Klebers an der Formhülle 12 befestigt ist. Ein weiteres
Formteil 30, das ebenso wie das Formteil 28 an der Formhülle 12 befestigt ist, dient
zur Bildung einer Tür im herzustellenden Baukörper.
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Wie aus dem rechten Teil der Figur ersichtlich ist, ist das Innere
der Formhülle 12 durch einzelne Druckkörper 32 zur Versteifung der Formhülle 12
unterteilt. Die Druckkörper sind mittels Ouerstegen 34 in der Art einer Brett-Luftmatratze
in einzelne Kammern unterteilt. Weiterhin ist die Formhülle mit einer aus Platten
38 bestehenden innenseitigen Armierung verstärkt.
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Die erfindungsgemäße Schalung 10 wird so eingesetzt, daß die Schalung
10, nämlich insbesondere die Formhülle 12, im zusammengefalteten Zustand, zum Errichtungsort
des Baukörpers oder Gebäudes gebracht wird. Dort wird die Formhülle 12 auf der Grundfläche
des Gebäudes 40 auseinandergefaltet und mit Verankerungselementen 42 an der Grundfläche
verankert. Sodann wird durch den Schlauch 26 mittels einer Überdruckumpe (nicht
gezeigt) Wasser in die Formhülle 12 eingepumpt, so daß diese sich aufbläht.
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Schließlich werden die Formteile 28, 30 für freizulassende Fenster
und Türen an der Formhülle 12 angebracht und zum Schluß eine Außenschalung um die
innere Schalung der Formhülle 12 gelegt. Die Außenschalung kann herkömmlicher Art
sein oder aber aus einzelnen miteinander verbundenen Formhüllen in der Art der Formhülle
12 bestehen.
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Schließlich wird in den Zwischenraum zwischen innerer Formhülle 12
und Außenschalungsteilen 24 Gasbeton oder ein anderes erstarrungsfähiges Baumaterial
eingefüllt.
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Das in die Formhülle 12 hineingepumpte Wasser wird mit erhöhter Temperatur,
bis zu 2000C, eingepumpt, so daß der Erstarrungsvorgang des Gasbetons beschleunigt
wird.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den
Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in
beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen
Ausführungsformen wesentlich sein.