DE3116004A1 - Verblockendes mauerwerk und hierfuer verwendbare mauersteine - Google Patents

Description

Verblockendes Mauerwerk und hierfür verwendbare Mauersteine

Die Erfindung betrifft Mauer- oder Ziegelsteine, die so ausgebildet sind, daß sie sich mit den in einem Mauerwerk verwendeten Mauersteinen gegenseitig verblocken.

Mauer- oder Blockverbände, die aus herkömmlichen "ungeriegelten" (no panel) Mauersteinen oder solchen mit Verbundstellen, d.h. mit einer oder mehreren Einkerbungen auf ihren an die angrenzenden Steine anstoßenden Flächen, gebildet sind, erhalten ihre Festigkeit von dem Muster, nach welchem die Steine verlegt sind sowie nach der Beschaffenheit des Klebe- oder Bindemittels, d.h. des Mörtels, das zum Verbinden der einzelnen Steine miteinander verwendet wird. Es gibt eine große Vielfalt von Mörtelsorten und Mustern, die zum Variieren der Festigkeitseigenschaften und äußerlichen Gestaltung derartiger Mauerwerke angewandt werden können.

Herkömmliches Mauerwerk besitzt eine große Druckfestigkeit, wenn es in senkrechter und längslaufender Richtung großen Drücken ausgesetzt wird, und zwar auch dann, wenn die Steine ohne die Verwendung von Mörtel verlegt sind. Jedoch weisen ein derartiges Mauerwerk geringe Festigkeit einerseits gegenüber Biegungsmomenten in der horizontalen Ebene und andererseits gegenüber der Zugfestigkeit in der vertikalen und horizontalen Richtung auf. Der Widerstand gegenüber Scherkräften in allen parallel zur horizontalen Ebene verlaufenden Richtungen beschränkt sich auf solche

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Reibkräfte, die aufgrund der normalerweise durch das Gewicht des Mauerwerks bedingten Druckkräfte auftreten. Somit weisen herkömmliche ohne Mörtel gefertigte Mauerwerke im wesentlichen eine Festigkeit nur gegenüber Druck auf.

In vielen Anwendungsbereichen ist ein Mauerwerk oder Gemäuer mit hoher Druckfestigkeit völlig ausreichend. Es werden jeoche in anderen Fällen Gemäuer/Zugkräften und/oder Biegungsmomenten ausgesetzt, so daß sich das Gefüge aus Mauersteinen dann als nicht geeignet erweist, da es zu Bruchstellen und Verformungen kommt.

Ein Anwendungsbereich, in dem Mauerwerke sowohl Druckfestigkeit als auch Festigkeit gegenüber Zug und Biegungsmomenten aufweisen müssen, stellt der Bau von kreis-, zylinder- oder kegelförmigen Ofen- oder Schornsteinausmauerungen dar. Ein Temperaturabfall durch die Dicke derartiger Ausmauerungen, hindurch zwei verschiedene Wirkungen:

1. Ein Biegungsmoment im Grundriß, aufgrund der Tatsache, daß die Form oder Gestalt im Grundriß unveränderlich ist. Hierbei ist/wird die Innenfläche der Ausmauerung einer höheren Temperatur ausgesetzt als die Außenfläche, wobei diese heiße Fläche der Ausmauerung daran gehindert ist sich frei auszudehnen, und auch die Krümmung sich im Vergleich zu einer geraden Stange nicht verändern kann, die ihrerseits frei beweglich ist, indem sie sich bei Erhitzen der einen Seite krümmt und sich von der heißen Seite wegbewegt. Demzufolge weit eine Schornsteinausmauerung unter gleichförmigen heißen internen Bedingungen ein Biegungsmoment konstanter Größe um den

Umfang auf. Unter ungleichförmigen Bedingungen zeigt das Biegungsmoment peripherische Größenschwankungen.

2. Das gemauerte Gefüge ist zusätzlich direkten Zugkräften in Umfangsrichtung ausgesetzt. Diese Kräfte treten in einem Bereich in der Nähe des oberen Ausmauerungsabschnitts auf. ^ie Zugkräfte addieren sich zu einem beträchtlichen Ausmaß zu den Beanspruchungen hinzu, denen das gemauerte Gefüge seitens des Biegungsmoments ausgesetzt ist, was oft zu einer Rißbildung in diesem Ausmauerungsabschnitt führt, die normalerweise am freien oberen Ende einsetzt, wo die Gesamtbelastungen am größten sind.

Es gibt eine Anzahl von bekannten Ausgestaltungen von Mauersteinen, die sich mit benachbarten Mauersteinen im Verband verblocken. Diesbezügliche Ausgestaltungen sind in den GB-PS 489 373, 530 465, 577 327, 622 834, 727 188, 741 658 und 1 431 766 beschrieben. Während bestimmte Arten dieser bekannten Mauersteingefüge gute Festigkeitseigenschaften gegenüber Zug-, Druck- und Biegungskräften aufweisen, zeigen sie jedoch im allgemeinen den einen oder anderen der folgenden Nachteile:

(i) die Mauersteine weisen eine komplizierte Formgebung auf, so daß die Herstellung erschwert wird,

(ii) es werden zwei oder mehr verschiedene Mauersteinarten zum Herstellen des Gefüges benötigt,

(iii) die auf den Mauersteinen angebrachten Vorsprünge sind zerbrechlich, was zu einer großen Anzahl von Bruchstellen während des Transports, der Aufstapelung und/oder bei der Benutzung führt, und

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(iv) das Zusammenfügen kann kompliziert oder unpraktisch sein, wenn z.B. bestimmte Mauersteine horizontal in eine Wand eingeschoben werden müssen.

Demzufolge besteht ein Bedarf an Mauersteinen mit einem robusten Aufbau, die leicht anwendbar sind, um eine Mauer oder dgl. mit hohen Festigkeitswerten gegenüber Zug-, Druck- und Biegungskräften zu errichten*

Es ist somit Aufgabe der Erfindung einen Mauerstein zu schaffen, der zum Errichten von Mauern, Wänden oder dgl. geeignet ist, wobei dieser Stein zumindest eine Fläche aufweist, die an jedem Ende erhobene Abschnitte besitzt, die eine mittige Ausnehmung umgrenzen, welche sich quer über die gesamte Steinbreite in rechtem Winkel zu einer Steinkante erstreckt, wobei die Seiten der Ausnehmung im wesentlichen senkrecht zu dieser Steinfläche liegen, die Ausnehmung und erhobenen Abschnitte so bemessen sind, daß bei einer Stellung der Steine mit den Enden zu einander bei zuoberst liegenden erhobenen Abschnitten ein Stein mit den erhobenen Abschnitten nach unten weisend gesetzt werden kann, so daß dessen mittige Ausnehmung die beiden benachbarten erhobenen Abschnitte der beiden benachbarten Steine aufnimmt, wodurch die Steine ineinander greifen oder verblockt werden, und wobei der Rauminhalt der Ausnehmung im wesentlichen vollständig von den erhobenen Abschnitten unter Freihaltung einer dünnen Mörtel- oder Bindemittelverbindungsstelle ausgefüllt wird.

Durch die Erfindung werden Mauersteine geschaffen, die zu einem gemauerten Gefüge derart zusammengesetzt werden können, daß bei einem Verblocken benachbarter Steine die verblockenden Mauersteine auch dann große Festigkeit

gegenüber den Zug- und Biegungskräften haben, wenn die Steine ohne Verwendung einer bindenden Masse gesetzt werden.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen die beiden erhobenen Abschnitte identische Abmessungen auf. Der Stein kann auch erhobene Abschnitte und eine mittige Ausnehmung auf zwei gegenüberliegenden Steinflächen aufweisen.

Die Seiten der Ausnehmung stehen im wesentlichen senkrecht zur Fläche des Steins sowie in rechtem Winkel zu einer Kante des Steins, um das Zusammenfügen einer Mauer oder Wand zu erleichtern, hohe Festigkeitswerte zu gewähren und eine leichte Herstellung zu gewährlei-sten. Falls die Seiten der Ausnehmung schwalbenschwanzartig ausgebildet sind, ist es erforderlich, zumindest einige der Steine beim Zusammenbau des Gefüges horizontal einzusetzen. Bei in entgegengesetzter Richtung geneigten Seiten der Ausnehmung besteht die Neigung, daß sich die Steine im Gefüge heben, wenn sie den Zug- und Biegungskräften ausgesetzt sind. Diese Kräfte könnten zu einem Schaden oder Bruch des Mauerwerks führen, und zwar insbesondere in der Nähe des oberen Teils seines Aufbaus.

Die Ausnehmung und erhobenen Abschnitte sind so bemessen, daß bei Gebrauch zwei benachbarte erhobene Abschnitte im wesentlichen den Sauminhalt der Ausnehmung ausfüllen. Hierbei wird ein kleiner Zwischenraum berücksichtigt, in den die Bindemasse wie Mörtel eingegeben werden kann, wobei derartige Bindestellen vorzugsweise eine Dicke in der Größenordnung von 3 rau aufweisen, wenn die Steine mit einem Silikat- oder Harzmörtel verwendet werden.

Die Steine nach, der Erfindung können gerade Seiten aufweisen oder für gekrümmten oder zylinderförmigen Aufbauarten z.B. für den Bau von Schornsteinen, bogenförmig geformt sein.

Die Erfindung wird anhand der nächstfolgenden Beschreibung mehrerer in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert. Hierbei zeigen:

Figur 1 eine Darstellung eines Mauersteins nach der Erfindung,

Figur 2 eine Zusammenfügung von Steinen der in Fig. 1 dargestellten Art,

Figur 3 eine Darstellung der in dem Gefüge der Fig. 2 unter Biegungsmomenten erzeugten Kräfte und

Figur 4- bis 6 weitere Ausgestaltungen der Mauersteine nach der Erfindung.

Nach Figur 1 ist ein Stein nach der Erfindung dargestellt, der zwei erhobene Abschnitte 6 aufweist, die eine mittige Ausnehmung 8 umgrenzen, welche sich vollständig quer über die Breite des Steins erstreckt. Die Abmessungen der erhobenen Abschnitte der Ausnehmungen sind derart, daß die Steine nach Fig. 2 zusammengefügt werden können, wobei sie mit der mittigen Ausnehmung 8 die beiden benachbarten erhobenen Abschnitte der angrenzenden Steine in einer benachbarten Lage aufnehmen und diese erhobenen Teile im wesentlichen die Ausnehmung ausfüllen.

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Der Stein kann zusätzlich noch zwei erhobene Abschnitte 6' sowie eine mittige Ausnehmung 8' (dargestellt in gestrichelter Linie) auf der gegenüberliegenden Steinfläche aufweisen.

Es ist leicht der Fig. 2 zu entnehmen, daß die Zugkräfte durch derartige verblockte Steine hindurch übertragen werden kann, d.h. die Zugkräfte P können von einem Ende zum anderen derartiger gemauerter Gefüge übertragen werden. Die Druckkräfte Q, deren Größe P entspricht, werden genau so wie Scherkräfte auf den Seiten a-a- auftreten.

Die Figur 3 zeigt im Prinzip die Biegungskräfte in den parallel zur Hauptebene der Fugen liegenden Ebenen. Mit den an den Enden eines dargestellten Teilgefüges aufgetragenen Momenten M treten Druckkräfte GD auf, die ihrerseits in den angezeigten Ebenen a-a Scherkräfte auftreten lassen. Während es nicht leicht möglich ist, die genaue Verteilung und Intensität der verschiedenen Belastungen zu berechnen, so ist dennoch leicht zu erkennen, daß die nach der Darstellung im Prinzip angezeigten Belastungen das Gefüge im Gleichgewicht gehalten werden.

Es ist nicht nötig, daß die mittige Ausnehmung eine große Fiefe besitzt, da dies zu einer Schwächung des Steins führen würde, was seinerseits eine größere Gefährdung durch Bruch während des Transports und der Handhabung zur Folge hätte. Tiefenabmessungen in der Größenordnung von 10 mm haben sich als zufriedenstellend herausgestellt.

Figur 4- ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Ansatz oder Vorsprung 10 in der mittigen Ausnehmung

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angeordnet ist. Dieser Ansatz kann bisweilen in Anpassung an die Herstellungsverfahren an einer Kante des dargestellten Steine angeordnet sein, er kann jedoch auch an beliebiger Stelle in der Ausnehmung ausgebildet sein. Entsprechend sind die Endausnehmungen 12 in den erhobenen Abschnitten vorgesehen. Die Figur 5 zeigt gemauerte Gefüge, die aus derartigen sich verblockenden Steinen gebildet sind und in dem der Ansatz 10 eines Steins in einer Ausnehmung 14- aufgenommen ist, die sich aus den benachbarten Ausnehmungen 12 der aneinanderstoßenden Steine zusammensetzt. Durch das Vorhandensein dieses Ansatzes 10 wird der Stein daran gehindert, sich in einer senkrecht zu zu setzenden Mauer verlaufenden Richtung gegenüber den Steinen in einer benachbarten Mauersteinlage zu verschieben. Diese Ausgestelungsform ist insbesondere vorteilhaft für den Bau von kreis- oder zylinderförmigen Schornsteinausmauerungen unter Verwendung von Mörtel von verhältnismäßig niedriger Viskosität.

Die Figur 6 zeigt eine weitere abgeänderte Form des Steins der Figur 4-, Ein Ende des Steins ist mit einem Ansatz oder Vorsprung 16 und das andere Ende mit einer passenden Ausnehmung 18 versehen, wodurch der Ansatz 16 eines Steins bei Zusammenbringen der Enden von zwei Steinen in der Ausnehmung 18 des anderen aufgenommen wird. Der Ansatz, und die Ausnehmung können bisweilen zweckmäßig in Anpassung an bestimmte Herstellungsverfahren in der Nähe einer Seite des Steins ausgebildet sein, aie können jedoch auch an einer beliebigen Stelle am Ende liegen, was für den Fall von Nut- und Federverbindung günstig ist.

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Die in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Steine können leicht durch Pressformen hergestellt werden; der Stein nach Fig. 1 kann aber auch leicht durch Strangpressen geschaffen werden. Beim Stein nach Fig. 4- können die Ausnehmungen 12 durch .einen Überhang oder durch Formen gebildet werden, der einen Teil des Formendeckels bildet, wobei die x-y Ebene das Oberteil der Form bildet. Der Stein der Fig. 6 kann auf ähnliche Art hergestellt werden. Benachbarte Seitenflächen der verschiedenen Ansätze sollten vorzugsweise orthogonal ausgebildet sein, da dies eine Erleichterung beim Formen und Herstellen der Steine erbringt .

Während die Steine der Figuren 3 bis 6 aus Gründen besserer Übersichtlichkeit nur mit Ansätzen und Ausnehmungen auf eine Hauptfläche dargestellt wurden, ist es dennoch selbstverständlich daß die gleiche Ausgestaltung der Ausnehmungen und Ansätze auch auf der gegenüberliegenden Steinfläche vorgenommen werden kann, wodurch ein gemauertes Gefüge zusammengebaut werden kann, bei dem die Steine in allen benachbarten Steinlagen verblockt sind.

Es können vielerlei Abänderungen, Umstellungen und Austauschungen an der beschriebenen Erfindung vorgenommen werden, wobei in einigen Fällen manche Merkmale der Erfindung zur Anwendung kommen, ohne dabei eine entsprechende Benutzung der anderen Merkmale zu beginnen. Demgemäß sind die Ansprüche weiträumig gefaßt und stehen im Einklang mit dem Gedanken und dem Rahmen der Erfindung.

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Claims (10)

Patentansprüche

1. Zum Errichten von Mauern oder dgl. geeignete Mauersteine mit zumindest einer Fläche, die an jedem Ende erhobene Abschnitte aufweist,dadurch gekennzeichnet, daß diese Abschnitte (6) einen sich quer über die gesamte Breite des Steins in rechtem Winkel zu einer Steinkante erstreckende mittige Ausnehmung (8) umgrenzt, wobei die Seiten der Ausnehmung (8) im wesentlichen senkrecht zu dieser Steinfläche liegen, die Ausnehmung und erhobenen Abschnitte so bemessen sind, daß bei einer Stellung der Steine mit den Enden zueinander bei zuoberst liegenden erhobenen Abschnitten ein Stein mit den erhobenen Abschnitten nach unten weisend gesetzt werden kann, so daß dessen mittige Ausnehmung die beiden benachbarten erhobenen Abschnitte der beiden benachbarten Steine aufnimmt, wodurch die Steine

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ineinander greifen oder verblockt werden, und der Rauminhalt der Ausnehmung im wesentlichen vollständig von den erhobenen Abschnitten unter Freihaltung einer dünnen Mörtel- oder Bindemitte!verbindungsstelle ausgefüllt wird.

2. Mauerstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erhobenen Abschnitte (6,6') und eine mittige Ausnehmung (8,8') sich auf zwei gegenüberliegenden Steinflächen befinden.

3. Mauerstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennz e ichnet, daß die erhobenen Abschnitte gleich groß bemessen sind.

4-, Mauerstein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mittige Ausnehmung mit einem Ansatz (10) versehen ist und die erhobenen Abschnitte mit auslaufenden Ausnehmungen (12) an den Enden des Mauersteins versehen sind, wobei diese Ausnehmungen und der Ansatz derart gestaltet sind, daß bei Verblocken der Mauersteine der Ansatz in der von den beiden benachbarten auslaufenden Ausnehmungen gebildeten Ausnehmung aufgenommen wird.

5. Mauerstein nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz und die auslaufenden Ausnehmungen (12) in der Nähe einer Kante des Mauersteins angeordnet sind.

315. Mauerstein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende ein Ansatz (16) und am anderen eine entsprechende Ausnehmung (18) vorgesehen sind, so daß die Mauersteine mit ihren Enden aneinanderstoßend gesetzt werden können, wobei der auslaufende Ansatz eines Steins in der Ausnehmung eines benachbarten Steins aufgenommen wird.

7. Mauerstein nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß der auslaufende Ansatz und die Ausnehmung in der Nähe einer Seite des Mauersteins «ingeordnet sind.

8. Mauerstein nach einem der vorhergehenden Ansprüche

4- bis 7i dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze mit ihren benachbarten Seitenflächen orthogonal ausgebildet sind.

9. Mauerstein nach Anspruch 1, gekennzeichnet nach der Beschreibung und den Figuren 1 bis

10. Aus einer Reihe von verblockten Mauersteinen gebildeten Mauergefüge nach den vorhergehenden Ansprüchen.