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Bezeichnung: Pflasterstein aus hochver-
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dichtetem Beton und Verfahren zu dessen Herstellung
Pflasterstein
aus hochverdichtetem Beton und Verfahren zu dessen Herstellung Die Erfindung betrifft
einen Pflasterstein aus hochverdichtetem, mit rieselfähigem Natursteinmaterial gefüllten
Beton in Quaderform, dessen Seitenflächen und Bodenfläche durch Ausformen entstandene
Flächen sind und dessen Oberfläche eine durch Spaltung erzeugte Bruchfläche ist,
die entlang ihrer Ränder bossiert ist zu einer geraden Kante, die mit einer ansteigenden
Schräge in die Rauhigkeit der Oberfläche übergeht, und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 8222585 ist ein solcher Pflasterstein
bekannt, der quer zur Spannungssymmetrieebene gespalten ist. Dadurch ergeben sich
unerwünscht starke Unregelmäßigkeiten der Bruchfläbhe, die entweder nachbearbeitet
werden müssen oder zu Ausschuß führen, es sei denn man trifft ganz besondere Sorgfalt
beim Ansetzen der Meißel. Solche Unregelmäßigkeiten der Bruchfläche können konkav
vorspringende Bruchflächen oder konvex eingezogene Bruchflächen sein. Konkav vorspringende
Bruchflächen sind bei Wandverkleidungen unter Umständen wünschenswert, aber dann
ist das Gegenstück eines solchen Spaltsteines mit einer konvexen Bruchfläche ausgestaltet,
und die ist weniger geeignet. Für Pflastersteine sind sowohl konkave Vorwölbungen
als auch stark konvexe Aushöhlungen in der Bruchfläche unerwünscht, weil sie eine
unerwünscht rauhe Pflasteroberfläche ergeben.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Pflasterstein und das Herstellungsverfahren
der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß auf einfache Weise starke Unregelmäßigkeiten
in der Rauhigkeit der Bruchfläche vermieden werden können.
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Der Pflasterstein ist dadurch gekennzeichnet, daß die eine Seitenfläche
eine Stempelfläche ist, deren an die anderen Seitenflächen und die Bodenfläche angrenzende
Ränder Grate auBweisen, daß die der Stempelfläche gegenüberliegende Seitenfläche
eine Plattenfläche ist, deren an die anderen Seitenflächen und die Bodenfläche angrenzende
Ränder Grate aufweisen, und daß die Kanten zwischen den übrigen beiden Seitenflächen
einerseits und der Bodenfläche andererseits abgerundet und gratfrei sind, und das
erfinderische Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein quaderförmiger, hochverdichteter
Betonrohling durch Ausformen unter Hochdruckeinwirkung hergestellt wird mit mindestens
einer Spannungssymmetrieebene, die mit einer geometrischen Mittelebene zusammenfällt,
und daß der Betonrohling ausgehärtet und in zwei Teile gespalten wird entlang dieser
Spannungssyimnetrieeb ene.
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Beim Ausformen wird eine Betonportion in eine oben offene Form eingefüllt,
gerüttelt und von einem von oben angesetzten Stempel in die Form gepreßt. Dabei
bilden sich im Inneren des Betonrohlings Zonen unterschiedlicher Spannung durch
unterschiedliche Verdichtung oder durch unterschiedlichen Wassergehalt oder andere
Einflüße. Diese Zonen erstrecken sich im wesentlichen horizontal und sind übereinander
geschichtet. Im fertig ausgenärteten Betonrohling bildet sich dadurch ein Spannungsprofil,
das spiegelsymmetrisch ist zu einer sogenannten Spannungssymmetrieebene.
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Diese Spannungssymmetriebene fällt mit einer geometrischen Symmetrieebene
zusammen und erstreckt sich bezogen auf die Form vertikal, also senkrecht zur Stempelfläche
und auch senkrecht zur Plattenfläche des fertigen Betonrohlings. Wenn man den Betonrohling
quer zu dieser Spannungssymmetrieebene spaltet, dann
bilden sich
durch die unterschiedlichen Spannungen beidseitig der bpalt£ldche unerwünschte besonders
starke Rauhigkeiten.
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Wenn man dagegen den Rohling entlang der Spannungssymmetrieebene spaltet,
stehen sich entlang der Spaltebene auf beiden Seiten gleich stark unter Spannung
stehende und damit auch gleich feste Betonareale gegenüber und die Spaltfläche wird
gleichmäßiger mit einer erwünschten nicht zu starken Rauhigkeit.
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Für Pflastersteine ist eine gleicnmdßige Steinhöhe wünschenswert,
damit man einfach eine gleichmäßige Pflasterfläche erzielen kann. Wenn nun durch
ungleichen Wassergehalt der Betonmischung oder aus anderen Gründen die Betonfüllungen
der Formen auf unterschiedliche Höhe zusammengepreßt werden, dann entstehen unterschiedlich
hohe Betonrohlinge. Wenn diese nun nach dem eingangs dargelegten Stand der Technik
gespalten werden, also parallel zur Plattenfläche und Stempelfläche, dann werden
auch die dadurch entstehenden Spaltsteine unterschiedlich hoch. Wenn man dagegen
entlang der Spannungssymmetrieebene, also senkrecht zur Stempelfläche und zur Plattenfläche
spaltet, dann sind die dadurch entstehenden Spaltsteine dennoch immer gleich hoch,
weil sich die Höhenunterschiede des Betonrohlings dann nur in der Breite der entstehenden
Spaltsteine auswirken und das beim Verlegen unwichtiger ist, bietet die Erfindung
in diesem Zusammenhang einen weiteren Vorteil.
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Das Spalten entlang der Spannungssymmetrieebene drückt sich im fertigen
Stein, abgesehen von der gleichmäßigeren Bruchfläche, durch die Gestaltung der Seitenflächen
aus. Wenn sich nämlich die Spaltfläche in der Spannungssymmetrieebene erstreckt,
dann erstreckt sie sich in derjenigen Seitenfläche, die im Betonrohling durch den
Stempel geformt wurde und die deshalb Stempelfläche genannt wird, bis zu der gegenüberliegenden
durch die Bodenplatte der Form gebildeten Seitenfläche, die deshalb Plattenfläche
genannt wird. Die Spaltfläche, die sich entlang der Spannungssymmetrieebene erstreckt,
teilt dabei die Stempelfläche und die Plattenfläche in der Mitte, so daß in jedem
Pflasterstein eine an die Oberfläche angrenzende Seitenfläche
durch
die Stempelfläche und die dieser gegenüberliegende Seitenfläche, die ebenfalls an
die Oberfläche angrenzt, durch die Plattenfläche gebildet wird. Diese beiden Flächen,
die Stempelfläche und die Plattenfläche, haben entlang ihrer Ränder Grate, weil
der Stempel und die Platte jeweils ein loses Formteil sind. Diese Grate befinden
sich auch am fertigen Pflasterstein.
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Wenn, wie vorzugsweise der Fall, der Stempel formschlüssig in das
Innere der Form paßt und die Form beim Aus formen auf der Platte steht, dann ergeben
sich Grate der Stempelfläche, die Verlängerungen der angrenzenden Seitenflächen
beziehungsweise der Bodenfläche sind, und Grate der Plattenfläche, die Verlängerungen
der Plattenfläche sind.
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Bevorzugte Abmessungen und Ausgestaltungen der Pflastersteine, die
sich besonders gut zum Verlegen eignen, sind Gegenstand der Ansprüche 3 bis 5.
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Ein Verfahren, das auf einfache Weise zu der gewünschten Spaltung
in der Spannungssymmetrieebene führt und auch einfach automatisch für Großserienherstellung
anwendbar ist, ist Gegenstand des Anspruchs 7.
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Als Natursteinmaterial zum Füllen des Betons kommt unter anderem in
Betracht: Granit, Basalt, Porphyr, Syenit, Diorit, Syenit-Diorit-Mischung, Nephelin,
Nephelin-Syenit-Mischung, Gabbros, Ganggestein, Liparit, Quarzporphyr-Liparit-Mischung,
Orthophyr, Trachyt, Orthophyr-Trachyt-Mischung, Porphyrit, Andesit, Porphyrit-Andesit-Mischung,
Melaphyr, Diabase und Basalt-Melaphyr-Diabasen-Mischung. Diese Natursteinmaterialien
werden in rieselfähigem, beziehungsweise granuliertem Zustand der Ausgangsmischung
für den Beton beigemischt.
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Bevorzugte Außenabmessungen des fertigen Pflastersteins, nämlich Oberflächenlänge
mal Oberflächenbreite mal Tiefe sind in Zentimetern: 6,0 x 6,0 x 6,0; 10,0 x 8,0
x 8,0 und 12,5 x 10,0 x 8,0.
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Die Erfindung wird nun anhand einiger Beispiele näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigt: Figur 1 eine Form zum Ausformen eines Betonrohlings,
Figur 2 einen aus der Form gemäß Figur 1 ausgeformten Betonrohling, Figur 3 einen
durch Spalten des Betonrohlings nach Figur 2 entstandenen Pflasterstein perspektivisch,
Figur 4 den Schnitt IV aus Figur 3, Figur 5 in der Ansicht V aus Figur 3 eine Ecke
der bossierten Oberfläche in stark vergrößertem Maßstab, und Figur 6 den Ausschnitt
Vl aus Figur 4 vergrößert.
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Gemäß Figur 1 ist mit 50 eine flache, horizontal angeordnete Platte
bezeichnet, auf die ein Formzylinder 51 aufgesetzt ist. Der Formzylinder ist ein
oben und unten offenes Rohrstück. Der untere Rand 52 des Formzylinders ist glatt
und eben und paßt dichtend auf die Platte 50. Der Formzylinder 51 hat auf seiner
ganzen Höhe gleichen rechteckigen Innenquerschnitt 53 mit abgerundeten Ecken, zum
Beispiel der Ecke 54 Mit 55 ist ein von oben ansetzbarer Preßstempel bezeichnet,
der formschlüssig in den Innenraum 56 des Formzylinders 51 paßt und eine flache
Stempelfläche 57 hat, mit der er beim Ansetzen planparallel zur Platte 50 gehalten
wird.
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Zum Ausformen eines Betonrohlings wird der Innenraum 56 mit fließfähiger
Betonmischung gefüllt, die Füllung wird entlang des oberen Randes 58 des Formzylinders
51 glattgestrichen, dann wird mit dem Preßstempel 55 in Pfeilrichtung 60 die Betonfüllung
im Innenraum des Formzylinders zusammengepreßt. Die Pfeilrichtung 60 fällt mit der
Zylinderachse 73 des Formzylinders zusammen. Die Platte 50 kann beim Füllen oder
Verdichten gerüttelt werden.
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Nachdem der Betonrohling hinreichende Formstabilität gewonnen hat,
wird er durch weiteres Vorschieben des Preßstempels 55 in Pfeilrichtung 60 aus dem
Formzylinder nach unten ausgeschoben, wobei der Formzylinder von der Platte 50 abgehoben
wird. Der
gebildete Betonrohling 61 steht nun, wie aus Figur 2
ersichtlich, auf der Platte 50 und wird, nachdem er fertig ausgehärtet ist, in zwei
gleichgroße Teile gespalten. Die Spaltung erfolgt entlang der durch die strichpunktierten
Linien angedeuteten Spannungssymmetriebene 62. Diese Spannungssymmetrieebene erstreckt
sich in Richtung der Einwirkung des Preßstempels 55 gemäß Pfeil 6b entlang einer
geometrischen Mittelebene.
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Die Spannungssymmetrieebene teilt die durch den Preßstempel gebildete
Stempelfläche 5 und die durch die Platte 50 gebildete Plattenfläche 7. Entlang sämtlicher
Ränder der Stempelfläche 5 erstrecken sich Grate 65, 66, die, bezogen auf Figur
2, nach oben weisen, also in Verlängerung der angrenzenden Seitenflächen 6, 8 und
9, bedingt durch die Tatsache, daß der Preßstempel.55 beim Pressen formschlüssig
aber mit einem geringen, unvermeidlichen Spalt in das Innere des Formzylinders 51
eingeführt wurde. Entlang sämtlicher Kanten der Plattenfläche 7 erstrecken sich
Grate 71, 72, die sich in Verlängerung der Plattenfläche erstrecken, bedingt durch
den unvermeidlichen schmalen Spalt zwischen der Platten 50 und dem unteren Rand
52 des aufgesetzten Formzylinders.
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Die beiden durch Spalten des Betonrohlings 61 entstandenen Spaltsteine
sind etwa gleichgroß und quaderförmig. Ihre durch die Spaltflächen gebildeten Oberflächen
sind rauhe Bruchflächen, die dann zunächst entlang zweier einander gegenüberliegender
Ränder 21, 23 bossiert und dann entlang der beiden übrigen Ränder 22, 24 dieser
Bruchfläche bossiert werden.
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Der fertig bossierte in Figur 2 rechts gezeichnete Spaltstein ist
in Figur 3 dargestellt und mit 1 bezeichnet. Die Abmessungen für die Oberflächenlänge
gemäß Doppelpfeil 2, die Oberflächenbreite gemäß Doppelpfeil 3 und die Tiefe gemäß
Doppelpfeil 4 ergeben sich aus der weiter unten angeführten Tabelle.
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Die Seitenflächen 5, 6, 7, 8 und die Bodenfläche 9 sind Flächen, die
durch Ausformen an glatten, ebenen Flächen entstanden sind und die senkrecht aufeinanderstehen.
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Der Grat 65 erstreckt sich entlang der Ränder zwischen der Stempelfläche
5 einerseits und den Seitenflächen 6, 9 und 8 andererseits. Der Grat 71 erstreckt
sich entlang der Ränder zwischen der Plattenfläche 7 einerseits und den Seitenflächen
6, 9 und 8 andererseits. Der Grat 65 erstreckt sich in Verlängerung der Seitenflächen
6, 9 und 8. Der Grat 71 erstreckt sich in Verlängerung der Plattenfläche 7. Die
Grate sind in den Figuren 2, 3, 4 und 6 eingezeichnet, aber der Übersicht halber
stark vergröbert. Tatsächlich sind diese Grate nur Bruchteile eines Millimeters
hoch und auch nur Bruchteile eines Millimeters stark, so daß sie im fertigen Pflasterstein
nicht stören.
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Die Kanten 35, 36 zwischen der Bodenfläche 9 des Pflastersteins 1
einerseits und den Seitenflächen 6 und 7 sind abgerundet, bedingt durch die abgerundeten
Ecken 54 des Formzylinders. Die Bodenfläche 9 des Pflastersteins 1 ist identisch
mit der Seitenfläche 9 des Betonrohlings.
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Die höchsten Punkte der Rauhigkeit 28 der Oberfläche 10, zum Beispiel
die Punkte 12, 13, liegen nur wenige Millimeter gemäß Doppelpfeil 14 über einer
sich planparallel zur Bodenfläche 9 erstreckenden Mittelebene 1 5. Die tiefsten
Punkte der Rauhigkeit 28, zum Beispiel die nicht sichtbaren und nur gestrichelt
eingezeichneten Punkte 16 und 17 liegen um wenige Millimeter gemäß Doppelpfeil 18
unterhalb der Mittelebene 15. Die Rauhigkeit 28 erstreckt sich zwischen der oberen
Grenze 25 und der unteren Grenze 26 über eine durch den Doppelpfeil 29 angezeigte
Tiefe. Die Bossierung entlang der Ränder 21, 22, 23, 24 erfolgt auf einer gemeinsamen
Bossierebene 30, die sich planparallel zur Mittelebene 15 etwa auf der Höhe der
unteren Grenze 26 erstreckt, die in der Zeichnung mit dieser zusammenfällt. Durch
die Bossierung entstehen entlang der vier Ränder gerade Kanten, die mit jeweils
einer ansteigenden Schräge 27, 32, 33, 34 in die Rauhigkeit 28 übergehen. Der Schrägenwinkel
ist mit 31 bezeichnet und für alle Schrägen gleich groß bemessen. Die Schrägen entstehen
durch das beim Bossieren gespaltene Material.
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Diejenigen Körner, die 1 mm groß und größer sind und in die gebrochene
Oberfläche 10 hineinragen, sind, wie für die Körner 19 und 20 und weitere in Figur
5 angedeutet, angebrochen, so daß man in der Draufsicht in Figur 5 auf die Bruchfläche
dieser Körner sieht.
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In der nachfolgenden Tabelle sind Abmessungen und Angaben über den
Aufbau des Ausführungsbeispiels nach Figur 3 bis 6 in der ersten Spalte und in den
nachfolgenden Spalten die entsprechenden Angaben für abgeänderte Ausführungsbeispiele
angegeben.
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TABELLE
| nach Abänderung |
| Beispiel Fig. 3-6 n 2 e r u n g |
| Fig. 3-6 , 2 |
| Äußere Abmessungen |
| in mm: |
| gemäß Doppelpfeil 2 115 172 210 |
| gemäß Doppelpfeil 3 115 115 105 |
| gemäß Doppelpfeil 4 80 80 80 |
| Abmessungen der |
| Rauhigkeit in mm: |
| gemäß Doppelpfeil 14 4,5 5,5 3,5 |
| gemäß DoppelpEeil 18 4,5 5,5 3,5 |
| gemäß DoppelpEeil 29 9,0 11,0 7,0 |
| Winkel 31 in Grad 15-20 35-45 25-35 |
| Zusammensetzung von |
| 100 Gewichtsteilen |
| Beton |
| Zement, Anzahl der Teile 25 25 25 |
| Sand, Anzahl der Teile 30 55 30 |
| Körnung des Sandes |
| in mm 0,4-1,2 0,2-1,6 0,4-1,2 |
| Natursteinkörner, |
| Anzahl der Teile 35 80 35 |
| Körnung der Natur- |
| steinkörner in mm 1,3-8,0 1,5-7,0 1,3-8,0 |
| Art der Natur- |
| steinkörner Granit Basalt Porphyr |
Fortsetzung der TABELLE
| Beispiel A b ä n d e r u n g |
| 3 1 4 5 |
| Äußere Abmessungen |
| in mm: |
| gemäß Doppelpfeil 2 60 300 500 |
| gemäß Doppelpfeil 3 60 150 200 |
| gemäß Doppelpfeil 4 60 110 150 |
| Abmessungen der |
| Rauhigkeit in mm: |
| gemäß Doppelpfeil 14 6,0 7,0 1,0 |
| gemäß Doppelpfeil 18 6,0 7,0 1,0 |
| gemäß Doppelpfeil 29 12 ,0 14,0 2,0 |
| Winkel 31 in Grad 25-30 30-35 1 28-33 |
| Zusammensetzung von |
| 100 Gewichtsteilen |
| Beton |
| Zement, Anzahl der Teile 25 25 25 |
| Sand, Anzahl der Teile 30 55 30 |
| Körnung des Sandes |
| in mm 0,4-1,2 0,2-1,6 0,4-1,2 |
| Natursteinkörner, |
| Anzahl der Teile 35 80 35 |
| Körnung der Natur- |
| steinkörner in mm 1,3-8,0 1,5-7,0 1,3-8,0 |
| Art der Natur- |
| steinkörner Granit Basalt Porphyr |
Fortsetzung der TABELLE
| Beispiel 1Abänderung |
| 6 7 |
| Äußere Abmessungen |
| in mm: |
| gemäß Doppelpfeil 2 100 125 |
| gemäß Doppelpfeil 3 80 100 |
| gemäß Doppeipfeil 4 80 80 |
| Abmessungen der |
| Rauhigkeit in mm: |
| gemäß Doppelpfeil 14 4,5 4,5 |
| gemäß Doppelpfeil 18 4,5 4,5 |
| gemäß Doppelpfeil 29 9,0 9,0 |
| Winkel 31 in Grad 15-20 15-20 |
| Zusammensetzung von |
| 100 Gewichtsteilen |
| Beton |
| Zement, Anzahl der Teile 25 25 |
| Sand, Anzahl der Teile 30 30 |
| Körnung des Sandes |
| in mm 0,4-1,2 0,4-1,2 |
| Natursteinkörner, |
| Anzahl der Teile 35 35 |
| Körnung der Natur- |
| steinkörner in mm 1,3-8,0 1,3-8,0 |
| Art der Natur- |
| steinkörner Granit Granit |
- Leerseite -