DE3515959C2

DE3515959C2 -

Info

Publication number: DE3515959C2
Application number: DE3515959A
Authority: DE
Inventors: Hans-Claus Dr. 7000 Stuttgart De Menzel; Karlheinz 5653 Leichlingen De Schumacher
Original assignee: Hans-Claus Dr. 7000 Stuttgart De Menzel; Karlheinz 5653 Leichlingen De Schumacher
Current assignee: MENZEL, HANS-CLAUS, DR., 70619 STUTTGART, DE ROELT
Priority date: 1985-04-30
Filing date: 1985-04-30
Publication date: 1987-09-03
Also published as: DE3515959A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kunst- und Werkstein nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus Beton hergestellte Kunst- und Werksteine sind bekannt. Diese Betonsteine können jedoch wegen ihres trist-grauen Aussehens nicht in beliebiger Weise in Freiräumen, d. h. in der Umgebung von Wohnhäusern und im Bereich von Wohnsiedlungen verwendet werden. Kunst- und Werksteine für Freiräume müssen andere Bedingungen als Bauelemente aus Beton erfüllen, die für Bauwerke, wie überdachte Bauten und Großbauten verwendet werden. Derartige Bauten sind gut gegen Witterungseinflüsse isoliert. Darüber hinaus treten die bekannten Betonsteine bei solchen Bauten nicht störend in Erscheinung.

An Werk- und Kunststeine, die in Freiräumen verwendet werden, werden in zunehmender Weise hohe ästhetische Anforderungen gestellt. Insbesondere wird die Forderung erhoben, daß derartige Kunst- und Werksteine das naturhafte Aussehen eines gewachsenen Steines aufweisen. Dies führt zu außerordentlich hohen Anforderungen an die Oberflächenstruktur derartiger Kunst- und Werksteine. Weiterhin sollen derartige Kunst- und Werksteine so wirtschaftlich wie möglich hergestellt werden. Ferner sollen derartige, zementgebundene Kunst- und Werksteine noch physikalischen und mechanischen Mindestanforderungen genügen. Beispielsweise sind Bauelemente für den Freiraum laufend dem Einfluß von Oberflächenwasser und Feuchtigkeit ausgesetzt. Durch mechanische Einwirkungen, Temperaturspannungen, Wärmebewegungen im abbindenden Beton und durch Schwund bei Strahlarmierung können ferner unerwünschte Risse auftreten. Insbesondere ist eine ausreichende mechanische Festigkeit und Belastbarkeit erforderlich.

Im "Handbuch der Betonsteinindustrie" 1962 Seite 38 ist Trachyt als Zuschlagstoff für Betonwerksteine tauglich erwähnt.

Diese bisher verwendeten Kunst- und Werksteine, die aus mit zementgebundenem Naturgestein und Baustahlarmierungen bestehen, können nicht in zufriedenstellender Weise alle ökonomischen, ästhetischen und mechanisch- physikalischen Anforderungen erfüllen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen portlandzementgebundenen Kunst- und Werkstein zu schaffen, dessen Einsatzmöglichkeiten im Freiraum durch Schaffung neuer optischer und damit ästhetischer Eigenschaften bei gleichzeitig zufriedenstellendem mechanischen und physikalischen Verhalten erhöht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Kunst- und Werkstein gelöst, der aus

15-20 Gew.-% Portlandzement
12-52 Gew.-% Trachyt
73-28 Gew.-% Zuschlagstoff

besteht.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß durch die Verwendung von Trachyt als obligatorischer Bestandteil in unterschiedlichen Mengenverhältnisbereichen zusammen mit einem oder mehreren Zuschlagstoffen die Möglichkeit geschaffen wird, neue optisch-ästhetische mit zufriedenstellenden physikalisch-mechanischen Bedingungen gleichzeitig zu erfüllen. Durch Einstellung des Mengenanteils an Trachyt und Wahl eines entsprechenden Zuschlagstoffes können Farbgebung und Oberflächenstrukturen derart gestaltet werden, daß eine optimale Anpassung an das Aussehen natürlich gewachsener Steine erreicht ist. Der Zusatz eines Pigmentes als Färbemittel erfolgt hauptsächlich, um den Zementgrauschleier fortzunehmen.

Insbesondere hat sich bei einem derartigen Kunst- und Werkstein eine gute Verarbeitbarkeit beim Stocken und Scharnieren ergeben.

Es hat sich gezeigt, daß Trachyte der folgenden Zusammensetzung für einen derartigen Kunst- und Werkstein besonders gut geeignet sind:

60-75% SiO₂
10-20% Al₂O₃
1- 6% Fe₂O₃
Rest: übliche Bestandteile, insbesondere FeO, MnO, CaO₂, MgO, K₂O, Na₂O, H₂O.

Es hat sich als besondes vorteilhaft erwiesen, einen Trachyt zu verwenden, der in dem Buch Schumann "Einführung in die Gesteinswelt" 5. Auflage Göttingen 1975 auf Seite 63 letzter Absatz als Leuzitnephelinthephrit bezeichnet wird und aus Niedermendigen am Laacher See in der Eifel stammt. Dieser Trachyt wird auch als "Mühlsteintrachyt" bezeichnet.

Das verwendete Trachytgestein weist insbesondere eine Korngröße bis zu etwa 2 mm auf.

Bei der besonders vorteilhaften Ausführungsform weist der Kunst- und Werkstein neben dem Trachyt als Zuschlagstoff dolomitischen Kalk oder Dolomitgestein auf. Derartige Dolomitgesteine werden geologisch auch als Diploporendolomit, Plattendolomit und Grenzdolomit bezeichnet. Dieses Dolomitgestein kann eine Korngröße von etwa 2 mm bis zu etwa 8 mm haben. Trachyt und Dolomitgestein weisen eigene unterschiedliche Gesetzmäßigkeiten auf, die, miteinander kombiniert, ein neuartiges naturähnliches Werksteinmaterial ergeben. Der Kunst- und Werkstein mit dieser Zusammensetzung weist eine Selbstheilungswirkung durch Hydrationsprozesse auf, die zur Bildung von Calciumsilicatkristallen führen. Die Kristalle verzahnen sich miteinander und verschließen Risse. Insbesondere weist dieser Werkstein selbsthydraulische Kräfte auf. Dolomitischer Kalkstein fördert die Kristallisation durch Wasser, das der Trachyt wegen seiner Porosität zuführt und verteilt. Dies ist von besonderem Vorteil bei Kunst- und Werksteinen, die für Freiraumelemente, wie Wasserbecken, Pflanzgefäße usw. verwendet werden. Wenn der Kunst- und Werkstein nach Erhärten durch Stocken aufgeschlagen wird, ergibt der Trachyt den Hintergrundeffekt und setzt sehr warme Farbtöne frei. Diese Farbe ist eine neutrale und nicht stark dominierende Farbe und kann daher bei vielen Projekten eingesetzt werden.

Ds verwendete Dolomitgestein zeigt beim Stocken einen besonderen Effekt. Wo beim Anschlagen die Körner nicht voll, d. h. nicht in der Mitte des Kornes getroffen werden, entstehen weiße Punkte (Kalk). An den Stellen, an denen nur Ecken und Spitzen der Körner angeschlagen werden, entstehen jedoch Farbschattierungen von leicht braun bis hinüber zu grau. Eine Farbsteuerung erfolgt durch das Dolomitgestein zum Helleren hin und durch den Trachyt zum Dunkleren hin.

Die Hydration wird durch die Kapillarwirkung des Trachytes noch unterstützt. Bei dem erfindungsgemäßen Werk- und Kunststein liegt eine ideale Paarung der großen Offenporigkeit des Trachytes mit der hohen Kristallisationsgeschwindigkeit des verwendeten Dolomitgesteins vor.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Trachytgehalt des Werk- und Kunststeins im Bereich von 24 bis 32 Gew.-% liegt und wenn Dolomitgestein im Bereich von 56 bis 48 Gew.-% verwendet wird.

Bei einem Kunst- und Werkstein, der aus 28 Gew.-% Trachyt und 52 Gew.-% Dolomitgestein besteht, entsteht eine dem Naturgestein sehr nahe kommende Farbe und Oberflächenstruktur. Dieser Stein weist einen leicht braunen Grund auf.

Mit Vorteil werden grau-braune und dunkelgrau bis schwarze Kunst- und Werksteine geschaffen, wenn diese neben 28 bis 52 Gew.-% Trachyt noch 52 bis 28 Gew.-% grauen Kalksplitt enthalten. Weist dieser Stein 52 Gew.-% Trachyt und 28 Gew.-% grauen Kalksplitt auf, so hat dieser eine grau-bräunliche Färbung bei gut gestaltbarer Oberflächenstruktur. Bei einem Gehalt von 52 Gew.-% Trachyt und 28 Gew.-% grauem Kalksplitt wird die Farbe des Steines dunkelgrau-schwarz und der Stein weist rötliche Einsprenkelungen auf.

Trachyt mit rotem Sandstein, rotem Porphyr und rotem Klinkersplitt gemischt, ergibt Kunst- und Werksteine, die ein sanftes Rot, ein dunkles Rot oder ein leuchtendes Rot aufweisen.

Mit Muschelkalk gemischt, ergibt Trachyt einen Werk- und Kunststein, der das Aussehen eines gelben Sandsteines hat.

Selbstverständlich ist es bei Bedarf möglich, einen Kunst- und Werkstein herzustellen, der eine Mischung aller oder auch nur geringer der vorgenannten Zuschlagstoffe im gleichen oder unterschiedlichen Mengenverhältnis enthält. Auf diese Weise kann das Aussehen und die physikalisch-mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Kunst- und Werksteins in weiten Grenzen variiert werden.

Die erhöhte Zähigkeit, die der Trachyt dem Werk- und Kunststein verleiht, führt zu einer besseren Oberflächenmodellierung, besonders an Kanten und Ecken. Es entstehen bei der Herstellung weniger abgebrochene Ecken und sauber gestockte Längskanten.

Durch Zugabe von Eisen- und Chromoxiden mit Eisen und Chrom in verschiedenen Oxidationsstufen können dem erfindungsgemäßen Kunst- und Werkstein weitere Farbgebungen von Hellrot über Dunkel- bis Braunrot und Grün verliehen werden. Es besteht kaum eine Grenze bei der Auswahl bzw. der Festlegung einer gewünschten Farbnuance.

Beispiele für stock- und scharierbare Kunst- und Werksteine.

Claims

1. Kunst- und Werkstein, bestehend aus Portlandzement und Trachyt und Zuschlagstoffen und gegebenenfalls Pigmenten, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus 15-20% Portlandzement
12-52% Trachyt
73-28% Zuschlagstoffbesteht.

2. Kunst- und Werkstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trachyt einen Gehalt von 60-75% SiO₂ (Siliziumoxid)
10-20% Al₂O₃
1- 6% Fe₂O₃ (Eisenoxid)
Rest: übliche Bestandteile, insbesondere FeO, MnO, CaO, MgO, K₂O, Na₂O, H₂Oaufweist.

3. Kunst- und Werkstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trachyt ein Leuzitnephelinthephrit (Mühlsteintrachyt) mit Hauptgemengeteile an Augit, Leuzit, Nephelin, Kalknatronfeldspat, Hauyn ist.

4. Kunst- und Werkstein nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trachyt eine Korngröße bis zu 2 mm aufweist.

5. Kunst- und Werkstein nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus 24-32 Gew.-% Trachyt und 56-48 Gew.-% Dolomitgestein einer Körnung von 2 bis 8 mm und Portlandzement besteht.

6. Kunst- und Werkstein nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus 16-32 Gew.-% Trachyt und als Zuschlagstoff 64-48% rotem Sandstein, rotem Porphyr, rotem Klinkersplitt, Granitsplitt, Basaltsplit und Portlandzement besteht.

7. Kunst- und Werkstein nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß diser aus 12-16% Trachyt und als Zuschlagstoff 68-64 Gew.-% Muschelkalk und Portlandzement besteht.

8. Kunst- und Werkstein nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus 28-52 Gew.-% Trachyt und als Zuschlagstoff 52-28 Gew.-% grauen Kalksplitt und Portlandzement besteht.

9. Kunst- und Werkstein nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß dieser glasfaserverstärkt ist.