DE69001541T4

DE69001541T4 - Schaltung für gemusterten Beton.

Info

Publication number: DE69001541T4
Application number: DE69001541T
Authority: DE
Inventors: Franco Luigi Serafini
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1989-11-20
Filing date: 1990-06-25
Publication date: 1995-08-10
Anticipated expiration: 2010-06-26
Also published as: DE69001541T2; ES2041081T3; DK0429752T3; ATE88944T1; US5135692A; EP0429752A1; EP0429752B1; HK151096A; DE69001541D1

Description

Die Erfindung betrifft Betonschalungen, die gemusterte oder sehr glatte Oberflächen ergeben, und ein Verfahren zur Herstellung einer Betonschalung zur Herstellung einer gemusterten Betonoberfläche.
US-A-4,730,805 offenbart eine Schalung zur Betonherstellung, die eine Halterung und wenigstens zwei Gewebelagen über der Halterung verwendet. Die Halterung kann Stollen (Erhebungen) aufweisen, um das Gewebe auf Abstand von der Halterung zu halten, und die Gewebelagen und die Stollen unterstützen die Ableitung von Wasser während des Erhärtens des Betons. Die Halterung kann Drainageöffnungen zum Entfernen von Überschußwasser und Luft haben. Das Gewebe ist an die Halterung gebunden und ist steif und unbeweglich gegenüber der Halterung.
US-A-4,856,754 offenbart eine Betonschalung mit einem Doppel-Gewebe auf einer Halterungsplatte mit Öffnungen zur Wasserabführung. Ein Gewebe ist an der Platte befestigt und das andere Gewebe ist an das erste angenäht.
Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen 1, 8 und 9 beansprucht wird, löst die Aufgabe, eine Betonschalung zur Herstellung von Beton mit einer Oberfläche hoher Güte zu schaffen.
Die Betonschalung gemäß Anspruch 1 ist insbesondere zur Herstellung von Beton mit einer gemusterten Oberfläche geeignet und hat ein Gitter mit untereinander verbundenen Abstandselementen, die Leerräume in dein Gitter bilden und von denen wenigstens ein Teil an der Halterung abgestützt ist. Die Betonschalung nach Anspruch 9 ist insbesondere zur Herstellung von Beton mit einer sehr glatten Oberfläche geeignet und weist entweder ein Gitter mit sehr kleinen Leerräume auf oder das Gitter ist weggelassen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Schalung, teilweise im Schnitt, mit Gitter und poröser Bahn;
Fig. 2 einen Schnitt der Schalung von Fig. 1 und
Fig. 3 einen Schnitt einer Schalung mit der porösen Bahn unter gleichförmiger Spannung über dem Gitter.
Beton, der unter Verwendung einer Betonschalung gegossen wird, nimmt die Oberfläche der Schalung an. Der nasse Beton wird in oder gegen die Betonschalung gegossen und nach dem Aushärten und dem Entfernen der Schalung ist die frisch freigelegte Betonoberfläche ein Umkehrabdruck der Innenfläche der Schalung. Im Fall von Holz-Schalungen nimmt der Beton das Aussehen von Holzmaserung an und im Fall von Schalungen mit zusammengefügten Schalungselementen zeigt der Beton jede Fuge, die nicht überdeckt worden ist.
Häufig wird einer Betonmischung Luft hinzugefügt und oft wird mehr Wasser hinzugefügt als für die Hydration notwendig ist. Solche Luft und solches Wasser dienen dazu, die Mischung fließfähig zu machen und die Handhabung und das Gießen zu erleichtern. Wenn das Wasser nicht abgeleitet wird, so ergibt sich ein Beton mit einer geschwächten Oberfläche, und wenn die Luft nicht entfernt ist, ergeben sich in der Oberfläche Poren in einer Größe von 0,1 bis 3 cm, die eine unebene Oberfläche zurücklassen, die gegenüber der Auswirkung von Schmutz und Erosion durch Gefrier- Schmelz-Zyklen von Wasser offen ist.
Oft wünscht man eine glatte Betonoberfläche ohne Schönheitsfehler und oft wünscht man noch eher eine gemusterte Oberfläche mit einem gewissen ästhetischen Reiz. Endbearbeitungs- oder Glättungsvorgänge an der Betonoberfläche sind schwierig und teuer und das Mustern erfordert viel Zeit und Mühe. Es hat sich nun gezeigt, daß glatte und gemusterte Betonoberflächen ohne Endbehandlungsverfahren erzielt werden können. Darüberhinaus hat sich gezeigt, daß solche glatten und gemusterten Oberflächen verbesserte Eigenschaften gegenüber Betonoberflächen nach dem Stand der Technik haben.
Die Erfindung führt zu Beton mit einer Oberfläche mit Mustern, die durch konvexe Stellen oder erhabene Flächen gebildet wird. In einer speziellen Ausführungsform führt sie zu Beton mit einer vollständig glatten Oberfläche. Die Erfindung umfaßt eine Betonschalung, die eine Halterung, ein Gitter und ein poröses Gewebe verwendet.
Gemäß Fig. 1 weist die Betonschalung 10 eine Halterung 11 auf, die aus jedem Material hergestellt werden kann, das traditionell als Material für Betonschalungen verwendet wird. Die Schalung 11 muß eine ausreichende Festigkeit haben, um das Gewicht des nassen Betons vor dem Erhärten zu tragen. Die Halterung kann aus Holz oder sie kann aus Metall oder Kunststoff bestehen. Für Beton mit einer gemusterten Oberfläche sollte sie relativ glatt sein, wobei die Glätte nicht kritisch ist.
Das Gitter 12 kann aus jedem nicht zusammendrückbaren Material sein, z.B. einem Metallsieb oder Kunststoffnetz. Das Gitter kann Leerräume von jeder regulären oder unregelmäßigen Form oder Größe haben, die durch die untereinander verbundenen Abstandselemente 14 und 15 gebildet werden. Jede Form - rund, quadratisch, dreieckig oder unregelmäßig - kann verwendet werden, und es wird bevorzugt, daß die Fläche der Leerräume größer als etwa 0,25 cm² und kleiner als etwa 2500 cm² ist. Unterschiedliche Leerraumgrößen können bei einer bestimmten Anwendung für jeden gewünschten Zweck verwendet werden. Die Fläche der Leerräume kann groß genug sein, damit für die Bahn 13 die Möglichkeit besteht, von dem nassen Beton durch die Leerräume gedrückt zu werden, um die Halterung 11 zu berühren, oder die Leerräume können so klein sein und die Bahn 13 kann so straff gezogen sein, daß die Bahn durch den Druck der Betonmischung nicht genügend verformt wird, um die Oberfläche der Halterung 11 zu erreichen. Das Gitter 12 soll eine Dicke von 0,2 bis 50 mm haben. Die Grenzwerte der Dicke sind eine Frage der Einfachheit und Praktikabilität. Die Dicke sollte groß genug sein, um ein Abfließen von Wasser und Luft von dem nassen Betonkörper zuzulassen, und sollte nicht so dick sein, daß ein übermäßiger Abstand zwischen der Halterung und der porösen Bahn 13 entsteht, die an dem Gitter 12 anliegt. Das Gitter 12 kann in der Weise hergestellt werden, daß die miteinander verbundenen Abstandselemente 14 und 15 entweder in der gleichen Ebene oder aufeinander liegen, wobei sie verwoben oder nicht verwoben sein können. Vorzugsweise besteht das Gitter aus untereinander verbundenen Abstandselementen, bei denen die sich kreuzenden Elemente verwoben sind, so daß die sich kreuzenden Elemente an den Überschneidungspunkten übereinander liegen.
Die poröse Bahn 13 kann gewebt oder ein Nonwoven sein und kann aus natürlichem oder synthetischem Material bestehen. Das bevorzugte Material ist eine thermogebundene Polyolefinbahn mit einem Flächengewicht von 20 bis 600 g/m². Poren in der Bahn sollten eine Größe von wenigstens 10 Mikrometer und höchstens etwa 300 Mikrometer haben, d.h. eine solche Größe haben, daß der Durchtritt von Wasser und Luft ermöglicht wird, der Durchtritt von im wesentlichen allen Feststoffteilen in einer Betonmischung jedoch verhindert wird. Vorzugsweise hat die Bahn eine Porengröße von etwa 15 bis 200 Mikrometer im Durchmesser. Die Bahn kann von jeder passenden Dicke sein, sie muß jedoch ausreichend sein, um den hohen Drücken zu widerstehen, die von dem nassen Beton auf sie ausgeübt werden. Vorzugsweise hat die Bahn eine Dicke von wenigstens 0,5 mm.
Gemäß Fig. 2 wird die Betonschalung 10 durch Befestigen des Gitters 12 an der Halterung 11, die so eingerichtet worden ist, daß sie die gewünschte Form des endgültigen Betonkörpers hat, und dann durch Legen der porösen Bahn 13 auf das Gitter hergestellt. Das Gitter 12 braucht nicht eng an der Halterung 11 befestigt zu sein, es muß jedoch ausreichend befestigt sein, um sicherzustellen, daß es während der Verwendung der Schalung an Ort und Stelle bleibt. In ähnlicher Weise braucht die poröse Bahn 13 nicht eng an dem Gitter 12 befestigt zu sein; es genügt, wenn sie lediglich anliegt. Für Schalungen, bei denen der gewünschte Betonkörper eine gemusterte Oberfläche hat, kann die Bahn 13 wirkungsvoll mit Klammern oder kleinen Nägeln, die periodisch in relativ großen Abständen am Rand oder auf der Rückseite der Schalung angebracht sind, angelegt werden. Es hat sich gezeigt, daß die Bahn nicht zu eng an dem Gitter befestigt sein soll. Mit dem Wort "anliegen" soll zum Ausdruck gebracht werden, daß die Bahn 13 gegen das Gitter 12 angeordnet ist, daß jedoch die Oberfläche des einen nicht an die Oberfläche des anderen gebunden sein soll.
Da die poröse Bahn 13 an dem Gitter 12 anliegt, und beide an der Halterung 11, und der Beton in die Schalung gegossen wird, drückt der Beton die poröse Bahn 13 in die Öffnungen oder Leerräume in dem Gitter 12 und gegen die Halterung 11, wodurch Eindrückungen 16 längs Kanälen 17 verursacht werden. Als Ergebnis des Eindrückens in die Bahn 13 zur Erzeugung der Vertiefungen 16 bildet der Beton eine konvexe Stelle für jede Vertiefung 16. Wenn das Gitter in solcher Weise hergestellt ist, daß die Vertiefungen ein Muster irgendeiner Art bilden, regelmäßig oder unregelmäßig, so bildet der Beton ein dazu passendes Muster von konvexen Stellen. Wasser und Luft treten durch die poröse Bahn 13 hindurch, in Kanäle 17 und aus dem Beton.
Als eine besondere Ausführungsform, die im Detail in Fig. 3 dargestellt ist, kann eine vollständig glatte Betonoberfläche hergestellt werden, wenn die poröse Bahn 13 mit gleichbleibender, gleichförmiger Kraft gehalten wird, so daß sie gleichmäßig über das Gitter 12 gespannt wird. Die Herstellung einer vollständig glatten Betonoberfläche ist schwierig, da es schwierig ist, die Bahn 13 ohne Falten während des Eingießens des Betons zu halten. Dies deshalb, weil die Halterung 11 und die Bahn 13 infolge von Temperaturänderungen oder Feuchtigkeit schrumpfen oder sich ausdehnen können. Es hat sich gezeigt, daß eine geringe Schrumpfung oder Ausdehnung von z.B. 1/2 % entweder in der Halterung oder der Bahn ausreichen, um in der Bahn Falten zu erzeugen und infolgedessen Unregelmäßigkeiten in der Betonoberfläche. Bei der Herstellung gemusterter Betonoberflächen gemäß der Erfindung werden die Auswirkungen von Schrumpfung und Ausdehnung in den Vertiefungen aufgenommen. Wenn jedoch vollständig glatte Betonoberflächen gewünscht werden, so muß das Gitter so klein sein, daß sich keine Vertiefungen bilden. D. h. für vollständig glatte Betonoberflächen soll das Gitter untereinander verbundene Abstandselemente haben, die Öffnungen oder Leerräume von weniger als 0,25 cm² bilden. Eine gleichbleibende und gleichförmige Kraft wird auf die Bahn 13 ausgeübt, indem mittels Greifern 19 elastische oder nachgiebige Elemente 18 mit den Rändern der Bahn 13 verbunden werden. Die Elemente 18 können Federn sein oder sie können aus Kautschuk oder einem anderen Elastomer hergestellt sein. Die Elemente 18 sind über Abstandsstücke 20 geführt und an einer Verankerung 21 befestigt. Natürlich ist jede Anordnung von Bauelementen geeignet, die zu einer auf die Bahn 13 ausgeübten Spannung führt. Eine Vielzahl von Elementen 18 kann an der Bahn 13 befestigt werden, wodurch eine gleichbleibende, gleichförmige Spannung innerhalb der gesamten Ausdehnung der Bahn sichergestellt wird. Es hat sich gezeigt, daß eine Spannung von 0,2 bis 3,0 kg/laufender Zentimeter Länge für die Durchführung der Erfindung geeignet ist. Dies ist so zu verstehen, daß die Spannung in jeder Weise angelegt werden kann, die zu dem gewünschten Ergebnis führt.
Wenn eine vollständig glatte Halterung 11 verwendet wird, besteht keine Notwendigkeit für ein Gitter bei der Herstellung von Beton mit einer vollständig glatten Oberfläche, solange die Bahn 13 mit gleichförmiger Spannung, wie oben beschrieben, über die Halterung gespannt wird.
Als zusätzlicher Vorteil kann die erfindungsgemäße Schalung nach dem Gießen des Betons früher auseinandergenommen werden als Schalungen nach dem Stand der Technik. Eine Nachbehandlung des Betons unter Verwendung der erfindungsgemäßen Schalung kann in der Weise durchgeführt werden, daß die Halterung und das Gitter nach nur einem oder zwei Tagen entfernt werden und die Bahn auf dem Beton gelassen wird, um ein vorzeitiges Austrocknen zu verhindern. Tatsächlich kann die Bahn mit Wasser besprüht werden, um die Nachbehandlung zu verstärken.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Als ein Versuch wurde eine Holzschalung unter Verwendung von kleinen Holzstücken für eine Platte von 2 auf 2,5 m hergestellt. Eine Betonplatte, die unter Verwendung dieser Schalung hergestellt wurde, hatte ein unebenes Aussehen der Oberfläche, die die Fasern und die Fugen des Holzes wiedergab. Die Betonoberfläche schloß kleine Hohlräume ein, die durch Luftblasen erzeugt wurden, die nicht aus der Schalung entweichen konnten. Außerdem mußte die Schalung vor der nachfolgenden Verwendung repariert, gereinigt und mit Trennöl besprüht werden.
Als Ausführung der vorliegenden Erfindung wurde dieselbe Form als die Halterung verwendet und wurde ein Gitter mit Leerräumen von 15 x 15 cm durch kleine Nägel an der Halterung befestigt. Eine poröse Bahn wurde mittels der elastischen Elemente über das Gitter gelegt, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Die Spannung auf die Bahn betrug etwa 0,05 kg/laufender Zentimeter. Die poröse Bahn war eine thermogebundene Polypropylenfolie mit einem Flächengewicht von etwa 290 g/m², wie sie unter der Handelsbezeichnung "Typar" von Du Pont de Nemours S.A., Luxemburg, vertrieben wird.
Der mittels der erfindungsgemäßen Schalung hergestellte Beton zeigte eine gleichförmig dunkle Farbe und keine Oberflächenporosität. Beton, der unter Verwendung nur der Holzschalung und ohne die Vorteile dieser Erfindung hergestellt wurde, zeigte eine ungleichförmige, hellere Farbe und leicht erkennbare Poren oder Oberflächenhohlräume, die in der Größe von 1 bis 15 mm oder mehr reichten. Die Oberfläche des Beton, der unter Verwendung der erfindungsgemäßen Schalung hergestellt wurde, hatte eine um 30 % höhere Härte als die Oberfläche des Betons, der mit der Holzform hergestellt wurde. Die Oberflächenhärte wurde mittels eines Schmidt-Hammer-Prüfgeräts gemessen.
Die Oberfläche des Betons, bei dem die erfindungsgemäße Form verwendet wurde, zeigte ein regelmäßiges Muster von leichten Buckeln derselben Größe wie die Leerräume des Gitters.
Betonwände, die in der gleichen Weise, mit der gleichen Form und mit der gleichen porösen Bahn, jedoch mit Gittern, die Leerräume von 9 x 9, 5 x 5 und 2 x 2 cm hatten, hergestellt wurden, ergaben Beton derselben hohen Güte und mit Oberflächen derselben hohen Qualität, wie sie in dem oben beschriebenen Versuch hergestellt wurde.
Wenn die gleiche Holzschalung mit einem Gitter von 5 x 5 cm und einer thermogebundenen Polypropylenbahn eines Flächengewichts von 136 g/m² verwendet wurde, so wurde Beton der gleichen hohen Qualität mit der gleichen Oberfläche hoher Qualität mit der Ausnahme hergestellt, daß die Vertiefungen der Bahn ausgeprägter waren, was zur ausgeprägteren Buckeln, (konvexen Stellen) in der Oberfläche des Betons führte.
Ein Gitter mit Leerräumen von 5 x 5 mm wurde in der oben beschriebenen Schalung verwendet, wobei die Bahn ein Flächengewicht von 136 g/m² hatte und eine Spannung von 1 kg/laufenden Zentimeter angelegt wurde, wie in Fig. 3 gezeigt. Die Leerräume in dem Gitter waren klein genug und die Spannung war kontinuierlich und gleichförmig und hoch genug, damit die Oberfläche des erhaltenen Betons fast vollständig glatt war, wobei das Muster des Gitters lediglich kaum erkennbar war.
In einem weiteren Versuch wurde eine Bahn mit einem Flächengewicht von 290 g/m² verwendet und an einer flachen, glatten Sperrholzschalung ohne irgendein Gitter befestigt, wobei jedoch eine Spannung von 1,5 kg/laufenden Zentimeter in beiden Richtungen angelegt wurde.
Der erhaltene Beton war absolut eben, frei von Faltenmarkierungen und von der gleichen Qualität wie oben beschrieben.
Ein weiterer Versuch wurde durchgeführt unter Verwendung derselben Bedingungen wie in dem obigen Versuch, wobei jedoch auf der Oberfläche der Bahn, die an dem Beton anliegen sollte, ein übertragbarer Aufdruck aufgebracht wurde, wobei eine Druckfarbe auf der Basis von Glycolethern und Alkoholen verwendet wurde. Die Druckfarbe löste sich in dem Beton auf und der Aufdruck wurde von der Bahn auf den Beton zu der gleichen Zeit übertragen, zu der der Beton hergestellt wurde. Dieser Versuch zeigt die Herstellung von vollständig brauchbaren dekorativen Betontafeln, die in einem einzigen Schritt hergestellt wurden, anstatt der Herstellungen der Tafel, der Endbearbeitung des Betons und dann dessen Anstreichen.

Claims

1. Betonschalung (10) zur Herstellung einer gemusterten Oberfläche, mit

einer Halterung (11);

einem Gitter (12) mit untereinander verbundenen Abstandselementen (14,15), die Leerräume in dem Gitter (12) bilden und von denen sich wenigstens ein Teil an der Halterung (11) abstützt;

einer porösen Bahn (13), die an dem Gitter (12) anliegt und durch das Gitter (12) von der Halterung (11) getrennt wird;

dadurch gekennzeichnet,

daß die Leerräume des Gitters (12) einzelne Flächen von wenigstens 0,25 cm² aufweisen, um die gemusterte Betonoberfläche zu erzeugen;

daß die poröse Bahn (13) an dem Gitter (12) anliegt, jedoch nicht daran befestigt ist und

daß Bahnstreckeinrichtungen (18 bis 21) vorgesehen sind, um die poröse Bahn (13) kontinuierlich und gleichförmig über das Gitter (12) während des Betonherstellungsvorganges zu strecken.

2. Betonschalung nach Anspruch 1, wobei die Leerräume des Gitters (12) einzelne Flächen von weniger als 2500 cm² haben.

3. Betonschalung nach Anspruch 1, wobei das Gitter eine Dicke von 0,2 bis 15 Millimeter hat.

4. Betonschalung nach Anspruch 1, wobei die poröse Bahn (13) ein Vliesstoff ist.

5. Betonschalung nach Anspruch 4, wobei die Vliesstoffbahn (13) Poren einer Größe hat, die den Durchtritt von Wasser und Luft ermöglichen, jedoch den Durchtritt von im wesentlichen allen Feststoffteilchen in einer Betonmischung verhindern.

6. Betonschalung nach Anspruch 4, wobei die Vliesstoffbahn (13) Poren mit einem Durchschnittsdurchmesser von 15 bis 200 Mikrometer hat.

7. Betonschalung nach Anspruch 4, wobei die Vliesstoffbahn (13) thermogebundenes Polyolefin ist.

8. Verfahren zur Herstellung einer Betonschalung (10) zur Verwendung bei der Herstellung einer gemusterten Betonoberfläche, indem

eine Halterung (11) eingerichtet wird, die die gewünschte Form eines herzustellenden Beton-Gegenstandes hat;

ein Gitter (12) an der Halterung (10) befestigt wird, wobei das Gitter (12) untereinander verbundene Abstandselemente (14,15) aufweist, die Leerräume in dem Gitter (12) bilden und von denen sich wenigstens ein Teil gegen die Halterung (11) abstützt;

eine poröse Bahn (13) bei dem Gitter (12) vorgesehen wird;

dadurch gekennzeichnet,

daß die Leerräume einzelne Flächen von wenigstens 0,25 cm² haben, um die gemusterte Betonoberfläche zu erzeugen;

daß die poröse Bahn an dem Gitter (12) anliegt, jedoch nicht daran befestigt ist und

daß die poröse Bahn (13) während des Betonherstellungsvorgangs kontinuierlich und gleichförmig über das Gitter (12) gestreckt wird.

9. Betonschalung (10) zur Herstellung von Beton mit einer glatten Oberfläche, mit

einer Halterung (11), die eine glatte Oberfläche hat, und

einer porösen Bahn (13) an der glatten Oberfläche der Halterung (11),

gekennzeichnet

dadurch, daß die poröse Bahn (13) an der Halterung (11) anliegt, jedoch nicht an ihr befestigt ist und

durch Bahnstreckeinrichtungen (18 bis 21), durch die die poröse Bahn (13) während des Betonherstellungsvorgangs kontinuierlich mit einer gleichförmigen Spannung von 0,2 bis 3 kg/Längen-Zentimeter über die Halterung (11) gestreckt wird.

10. Betonschalung nach Anspruch 9,

wobei ein Gitter (12) zwischen der Halterung (11) und der porösen Bahn (13) angeordnet ist und wobei das Gitter (12) untereinander verbundene Abstandselemente (14,15) aufweist, die Leerräume in dem Gitter (12) mit einzelnen Flächen von weniger als 0,25 cm² bilden.