EP0528753B1

EP0528753B1 - Mauerziegel mit verbesserter Wärmedämmung

Info

Publication number: EP0528753B1
Application number: EP92810543A
Authority: EP
Inventors: Ernst Schumacher; Arnold Reinhard
Original assignee: Schumacher & Co
Current assignee: Schumacher & Co
Priority date: 1991-08-02
Filing date: 1992-07-17
Publication date: 1997-09-03
Anticipated expiration: 2012-07-17
Also published as: DE59208847D1; EP0528753A1; CH683856A5; ATE157727T1

Description

Die Erfindung betrifft einen Mauerziegel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie die Verwendung solcher Mauerziegel zur Erstellung von Mauerwerk.
Ein allgemeines Erfordernis bei der Erstellung von Mauerwerk geht dahin, möglichst grosse Mauersteine, sogenannte Blocksteine zu verwenden, um dadurch den Arbeitsaufwand beim Errichten des Mauerwerks zu verkleinern. Blocksteine besitzen zudem den weiteren Vorteil, dass sie eine geringere Anzahl von Mörtelfugen erfordern als kleine Mauersteine, wodurch die Wärmedämmung des Mauerwerkes verbessert wird. Dieser Tendenz sind allerdings gewisse Grenzen gesetzt, einerseits durch das Gewicht der zu versetzenden Blocksteine, welches den Körperkräften des ausführenden Maurers angepasst sein muss, und anderseits durch die Notwendigkeit, auch kompliziertere Strukturen mit Ecken, Abstufungen und Stürzen in rationeller Weise, d.h. ohne Verwendung verschiedener Formate von Mauersteinen, ausführen zu können.
Ein weiteres Erfordernis bei der Erstellung solchen Mauerwerks ist eine gute Wärmedämmfähigkeit der Mauersteine. Gegenüber anderen Materialien wie zum Beispiel Naturstein oder Beton besitzen Mauersteine bzw. Mauerziegel aus gebranntem Ton mit und ohne Zuschläge an sich schon eine relativ schlechte Wärmeleitfähigkeit und ergeben eine gute Wärmedämmung. Es ist auch seit längerer Zeit bekannt und üblich, diese Wärmedämmung durch Einbau von Hohlräumen noch weiter zu verbessern und gleichzeitig das Gewicht der Mauerziegel zu verkleinern. Aus Gründen der Druckfestigkeit und der rationellen Herstellung bevorzugt man dabei Mauerziegel, die vollständig von Hohlräumen durchsetzt sind und daher auch vollständig durchgehende Stege besitzen.
Die Druckfestigkeit eines von vertikalen Hohlräumen durchsetzten Mauerziegels ist in Längsrichtung der Hohlräume am höchsten. Da die Druckbeanspruchung eines Mauerwerks im Normalfall in vertikaler Richtung weitaus am grössten ist, ist es deshalb logisch, die Mauersteine so auszubilden bzw. zu orientieren, dass die durchgehenden Hohlräume in vertikaler Richtung liegen. Solche Mauersteine werden als Hochlochsteine bezeichnet.
In den Richtungen quer zur zu den durchgehenden Hohlräumen und Stegen ist die Druckfestigkeit der Mauersteine aus leicht ersichtlichen Gründen vermindert. Erhöht ist dafür in diesen Richtungen die Wärmedämmfähigkeit der Mauersteine. Die Wärmeleitung in einem gelochten Mauerziegel erfolgt weitgehend über die zwischen den Hohlräumen liegende Stege; die zwischen den Stegen liegenden Hohlräumen wirken dabei im wesentlichen als Wärmesperre oder Isolation.
Die Druckfestigkeit eines Hohllochsteins in Richtung der durchgehenden Hohlräume richtet sich im wesentlichen nach der Gesamtquerschnittsfläche der zwischen den Hohlräumen befindlichen Stege und ist damit proportional zur Rohdichte des Mauersteins. Dagegen hängt die Wärmedämmfähigkeit zwischen den Stirnseiten nicht nur von der Querschnittsfläche der Stege ab, sondern auch von der gesamten Weglänge, die längs der Stege für die Wärmeleitung massgebend ist. Bei vorgegebener Druckfestigkeit und damit gegebenen Volumenanteil des gesamten Hohlraumes ist es deshalb möglich, durch eine geeignete Formgebung und Anordnung der Hohlräume und der diese trennenden Stege eine besonders grosse Weglänge und damit eine entsprechend gute Wärmedämmung zu erreichen.
Mauersteine, bei welchen durch eine besondere Formgebung und Anordnung von vertikal durchgehenden Hohlräumen die Wärmeleitung längs eines Zickzackweges erfolgt, sind bekannt, beispielsweise aus DE-22 39 969-A, DE-25 32 030-A, DE-26 40 064-A, DE-27 14 840-A, DE-29 04 129 A, DE-911 539-C und CH-424 170-A. Keine dieser Vorveröffentlichungen beschreibt jedoch einen grossformatigen Blockstein mit guten Wärmedämmungseigenschaften.
Insbesondere in der DE-27 14 840-A ist ein Mauerziegel beschrieben, der in vertikaler Richtung von Hohlräumen durchsetzt ist, von denen jeder im Querschnitt die Form von zwei mit ihren Deckseiten aneinanderstossenden Trapezen aufweist. Die Hohlräume sind so angeordnet, dass Trapeze in Reihen liegen, wobei in jeder Reihe jeweils die Grundseiten benachbarter Trapeze, durch einen Steg getrennt, nebeneinanderliegen. Benachbarte Reihen sind um die Trapezhöhe gegeneinander versetzt. Die Stege dieses Mauerziegels sind aber sehr schmal, so dass seine Druckfestigkeit so klein ist, dass die Verwendung dieses Mauersteins für die meisten Mauerwerke nicht in Betracht kommt.
Die Aufgabe der Erfindung wird somit darin gesehen, ausgehend von einem Stand der Technik gemäss der DE-27 14 840-A einen Mauerziegel der eingangs genannten Art vorzuschlagen, der zusätzlich zu einer hohen Wärmedämmfähigkeit eine verhältnismässig hohe Druckfestigkeit besitzt und der so ausgebildet ist, dass er durch herstellungsmässig geringfügige Abwandlungen seiner Grundform an verschiedene Zwecke anpassbar ist, ohne dass dadurch seine Druckfestigkeit, seine Festigkeit im allgemeinen und seine Wärmedämmfähigkeit beeinträchtigt würden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemässen Mauerziegels werden durch die Patentansprüche 2 - 5 definiert.
Die Verwendung von Mauerziegeln nach den Patentansprüchen 1 bzw. 5 wird in den Patentansprüchen 6 bzw. 7 vorgeschlagen.
Der neue Mauerziegel weist somit Stege auf, die im Querschnitt der mittleren Breite der Hohlräume entsprechen (d.h. der geringsten Breite des Hohlraums), so dass bei guter Wärmedämmfähigkeit seine Druckfestigkeit erheblich ist; infolge des Verhältnisses zwischen den Stegen und den Hohlräumen, das mindestens annähernd im Bereich von 1 : 1 liegt, ist der Mauerziegel durch geringfügige, herstellungsmässig problemlose Abwandlungen seiner Grundform an spezielle Bedürfnisse anpassbar, wobei seine Druckfestigkeit und seine Wärmedämmfähigkeit erhalten bleiben.
Eine solche Abwandlung besteht beispielsweise darin, dass einer oder mehrere der Hohlräume, die an eine der Stossflächen angrenzen und deren Querschnitt daher durch nur ein Trapez gebildet ist, mit Ausnahme eines vertikalen Kanals mit Material des Mauerziegels gefüllt sind. Kanäle dieser Art sind im allgemeinen zur Anbringung von Passvorrichtungen bzw. Führungen während der Errichtung des Mauerwerks und/oder zur Aufnahme von Leitungen notwendig. An sich könnte die Füllung nachträglich eingebracht werden; es ist aber bedeutend einfacher, sie integral mit dem Mauerziegels herzustellen. Die Anordnung der Füllung hätte ohne Gegenmassnahme eine Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit und damit eine Verschlechterung der Wärmedämmfähigkeit zur Folge; damit dieser Nachteil nicht auftritt, wird als Gegenmassnahme vorgesehen, in Fortsetzung jeder Reihe, in welcher sich ein Kanal befindet, eine nutenartige, den Mauerziegel vertikal durchsetzende Einbuchtung vorzusehen, welche von der Stossfläche nach innen ragt und etwa die Breite der Trapezdeckseite aufweist. Dadurch reduziert sich das vorhandene Material um ein Volumen, das nahezu dem durch die Füllung zusätzlich vorhandenen Volumen entspricht, und man erhält trotz der Füllung einen Zickzackweg für die Wärmeleitung. Die Herstellung des Kanals bzw. der Füllung sowie der Einbuchtung ist nur möglich, weil die Stege und die Hohlräume des Mauerziegels im Querschnitt etwa die gleichen Abmessungen aufweisen, so dass durch die Füllung keine abrupten Wandstärkendifferenzen verursacht werden, welche herstellungsmässig und festigkeitsmässig sehr ungünstig wirken.
Bei der Errichtung von Mauerwerk aus den erfindungsgemässen Mauerziegeln ist es vorteilhaft, wenn diese an mindestens einer ihrer Stossflächen eine vorzugsweise mittige, den Mauerziegel vertikal durchsetzende Mörteltasche aufweisen.
Im allgemeinen ist das aus den Mauerziegeln zu errichtende Mauerwerk nicht glatt, sondern es müssen auch ein- und ausspringende Eckbereiche, Anschlagstellen, Stürze und dergleichen herstellbar sein. Zu diesem Zweck eignet sich eine besondere Weiterbildung des erfindungsgemässen Mauerziegels mit flächigen Sollbruchstellen, längs welchen der Mauerziegel in einfacher Weise in einen ersten Teilmauerziegel in Quaderform und in einen zweiten Teilmauerziegel in L-Form zerteilbar ist. Die Sollbruchstellen verlaufen längs zweiter senkrecht zueinander stehender Vertikalebenen und erstrecken sich von der vertikalen Mittelachse des Mauerziegels zu einer der Stirn- bzw. einer der Stossflächen. Der erste Teilmauerziegel enthält einen der vertikalen Kantenbereich des ursprünglichen Mauerziegels, während der zweite Teilmauerziegel die restlichen drei Kantenbereiche des ursprünglichen Mauerziegels enthält. Es sei darauf hingewiesen, dass die Zerteilung des Mauerziegels in Teilmauerziegel auf einfache Art, beispielsweise durch einen Hammerschlag, nur möglich ist, weil die Wandstärken der Stege, nicht allzu gering und im wesentlichen konstant sind. Eine Abwandlung des ursprünglichen Mauerziegels in einen einfachen Mauerziegel ist daher nur möglich, weil erfindungsgemäss die Wandstärken der Stege etwa konstant sind und in der Grössenordnung der Breiten der Hohlräume liegen.
Die Sollbruchstellen sind so angeordnet, dass der erste, quaderförmige Teilmauerziegel eine Länge und eine Breite aufweist, die gleich der halben Länge bzw. der halben Breite des ursprünglichen Mauerziegels sind.
Der erfindungsgemässe Mauerziegel findet Verwendung zur Errichtung von einfachem, glattem Mauerwerk.
Die Teilmauerziegel nach der Erfindung werden, zusammen mit den erfindungsgemässen Mauerziegeln, zur Herstellung von komplizierteren Mauerwerk mit Ecken, Anschlagflächen, Stürzen und Absätzen verwendet.
Im weiteren wird die Erfindung anhand eines Beispiels und mit Bezug auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigt

Fig. 1: zwei Mauerziegel in einem Horizontalschnitt, je teilweise dargestellt, wobei aus der unteren Hälfte der Fig. 1 ein erster, einfacher Mauerziegel und aus der oberen Hälfte der Fig. 1 ein zweiter, Sollbruchstellen aufweisender Mauerziegel ersichtlich ist.

Zur besseren Verständlichkeit der Beschreibung sei festgehalten, dass unter der Grundseite des Trapezes die längere seiner parallelen Seiten, unter der Deckseite die kürzere seiner parallelen Seiten und unter seiner Höhe der Abstand seiner parallelen Seiten verstanden wird.
Der in Fig. 1 dargestellte Mauerziegel wird von vier vertikalen Randstegen begrenzt. Er besitzt zwei vertikale Stirnflächen A, B, welche zur Bildung der Innen- und der Aussenflächen eines Mauerwerkes bestimmt sind, ferner zwei Stossflächen C, D, welche zur Bildung von Stossverbindungen mit benachbarten, im Mauerwerk auf gleicher Höhe angeordneten weiteren Mauerziegeln bestimmt sind, sowie - parallel zur Zeichnungsebene verlaufend -, eine horizontale Bodenfläche und eine horizontale Deckfläche, zur Bildung von Mörtelfugen mit darunter bzw. darauf angeordneten Mauerziegeln. Der Mauerziegel weist eine Anzahl von ihn vertikal durchsetzenden, prismatischen Hohlräumen 1, 1A, 1C auf. Jeder Hohlraum 1, jedoch nicht die an die Stirn- und Stossflächen A - D grenzenden Hohlräume 1A, 1C, weist einen länglichen Querschnitt auf, welcher sich aus zwei Trapezen zusammensetzt, deren Deckseiten zusammenfallen. Die parallel zu den Deckseiten gerichteten Grundseiten der Trapeze grenzen an Stege, welche die Hohlräume 1 voneinander trennen. Die Hohlräume 1, 1A, 1C bilden Reihen, die parallel zu den Stirnflächen A, B des Mauerziegels verlaufen. Benachbarte Reihen sind um die Höhe eines Trapezes, d.h. um die halbe Länge der Hohlräume 1, gegeneinander versetzt..
Wie schon erwähnt, sind die an die Stirnflächen A, B angrenzenden Hohlräume 1A und die an die Stossflächen C, D angrenzenden Hohlräume 1C anders ausgebildet als die bisher beschriebenen Hohlräume 1. Die Hohlräume 1A sind durch die Stirnflächen A, B bildende Randstege geradlinig begrenzt. Von den Hohlräumen 1C besteht jeder zweite nicht aus zwei sondern nur aus einem Trapez, wobei deren Deckseite an die.die Stossflächen C, D bildenden Randstege angrenzen.
Die Wandstärke der die Hohlräume 1, 1A, 1B trennenden Stege ist gleich der mittleren Breite der prismatischen Hohlräume 1 und etwas geringer als die Wandstärke der vier Randstege.
Von den der Stossfläche D benachbarten Hohlräumen 1C, deren Querschnitt aus nur einem Trapez besteht, enthalten sechs Hohlräume eine Füllung aus demselben Material wie der Mauerziegel, die integral mit dem Mauerziegel geformt wurde, und die nur einen etwa quadratischen Kanal 3 freilässt. In Fortsetzung der Reihen mit den Kanälen 3 weist der die Stossfläche D bildende Randsteg nutenförmige, in den Mauerziegel einspringende und ihn vertikal durchsetzende Einbuchtungen 6 auf.
An den Stirnflächen A, B und an einem Teil der Stossfläche C sind Rillen 4 angebracht, die dem besseren Haften von später aufzubringenden Putz dienen.
In Fig. 1 sind auch zwei senkrecht zueinander stehende Vertikalebenen E, F erkennbar, längs welchen sich Mittelstege erstrecken, deren Wandstärken etwa den Wandstärken der Randstege entsprechen. Längs der Vertikalebenen E, F, welche die Stirn- bzw. die Stossflächen B bzw. C halbieren, sind in den Mittelstegen zylindrisch ausgebildete Hohlräume 7 angeordnet, die den Mauerziegel vertikal durchsetzen und Sollbruchstellen bilden, längs welcher sich der Mauerziegel in zwei Teilmauerziegel zertrennen lässt. Der erste bei der Zertrennung entstehende Teilmauerziegel enthält einen Eckbereich des ursprünglichen Mauerziegels und weist Quaderform auf; der zweite dabei entstehende Teilmauerziegel enthält drei Eckbereiche des ursprünglichen Mauerziegels, weist L-Form auf und ist im wesentlichen dreimal so gross wie der erste Teilziegel. Die Teilmauerziegel eignen sich zur Herstellung von Ecken, Anschlagflächen und Stürzen.
Im Randsteg der Stossfläche C ist ferner eine Mörteltaschen 2 vorgesehen, welche dazu bestimmt ist, nach dem 'knirschenden' Stossen des Mauerziegels mit Mörtel aufgefüllt zu werden.
Ein üblicher Mauerziegel mit den Abmessungen 25,4 x 38,8 x 24 (je in Zentimetern) und mit einer Hohlraumanordnung gemäss Fig. 1, welcher zur Erzeugung von feinen Poren aus einer Lehmmischung unter Zusatz von Holzmehl gebrannt wurde, besitzt eine Masse von 19,464 Kilogramm. Die anderweitig bestimmte Dichte des porösen Tonscherbens beträgt 1,578 Kilogramm pro Kubikdezimeter. Der Anteil an Hohlräumen berechnet sich damit zu 47,97 % des gesamten Volumens. Die Druckfestigkeit des Mauerziegels zwischen Bodenund Deckfläche in vertikaler Richtung wurde zu 20 Newton pro Quadratmillimeter bestimmt. Die Messung der Wärmedämmung ergab für den Mauerziegel allein einen K-Wert von 0,43 Watt pro Qadratmeter und K; für ein Mauerwerk mit 2,5 Zentimetern Aussenputz und 1,5 Zentimetern Innenputz betrug der K-Wert 0,397. Diese Werte vergleichen sich vorteilhaft mit entsprechenden Werten für die Druckfestigkeit von 20 Newton pro Quadratmillimeter und einem K-Wert von 0,7 für einen herkömmlichen Modulstein entsprechender Dimensionen mit gleichem Hohlraumanteil jedoch mit üblicher Lochung.

Claims

Mauerziegel in Quaderform aus gebranntem Ton,
mit zwei einander gegenüberliegenden, vertikalen Stirnflächen (A,B), welche zur Bildung der Aussenflächen einer Mauer bestimmt sind, zwei einander gegenüberliegenden vertikalen Stossflächen (C,D), welche zur Herstellung von Stossverbindungen mit benachbarten Mauerziegeln bestimmt sind, sowie mit zwei einander gegenüberliegenden, horizontalen Flächen, welche die Bodenfläche und die Deckfläche bilden und zur Bildung von Lagerfugen bestimmt sind,
wobei
der Mauerziegel in vertikaler Richtung von einer Vielzahl durch Stege getrennter durchgehender, prismatischer Hohlräume (1,1A,1C) durchsetzt ist, von welchen jeder nicht an eine Stirnfläche (A,B) oder Stossfläche (C,D) angrenzende Hohlraum (1) im Horizontalschnitt die Form zweier mit ihren Deckseiten aneinandergrenzenden Trapeze besitzt, und welche Hohlräume (1) mit aneinandergrenzenden, durch Stege getrennten Grundseiten ihrer Trapeze in zu den Stirnflächen parallelen Reihen angeordnet sind,
und wobei
benachbarte Reihen jeweils um die Höhe der Trapeze gegeneinander versetzt sind, während die an die Stirnflächen (A,B) angrenzenden Hohlräume (1A) auf der den Stirnflächen (A,B) zugewandten Seiten geradlinig begrenzt sind und von den an die Stossflächen (C,D) angrenzenden Hohlräume (1C) jeder zweite einen nur einem Trapez entsprechenden Querschnitt besitzen,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Hohlräume in dem auf der Boden- und Deckfläche zutage tretenden Querschnitt in Form länglicher Schlitze, mit einer von beiden Enden zur Mitte hin um die Hälfte abnehmenden Breite erscheinen,

- dass die die Hohlräume trennenden Stege (1,1A,1C) eine im wesentlichen konstante, der geringsten Breite des Hohlraums (1) entsprechende Wandstärke aufweisen, so dass das gesamte Volumen der Hohlräume (1,1A,1C) 40 - 50 % des Volumens des Mauerziegels beträgt und

- dass anderseits der Mauerziegel in zwei Ebenen (E,F), die sich in seiner vertikalen Mittelachse schneiden und je auf einer Stirn- und Seitenfläche, diese halbierend, senkrecht stehen, mit vorgeformten Soll-Bruchstellen (7) ausgestattet ist, die bewirken, dass durch einen Hammerschlag ein Viertel des Ziegels längs dieser beiden vertikalen Ebenen abgetrennt werden kann, wodurch zwei ungleich grosse, separat verwendbare Teilstücke entstehen.
Mauerziegel nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einige der mit den Deckseiten des Trapezes an eine der Stossflächen (D) angrenzenden Hohlräume (1C) mit Ausnahme eines mindestens annähernd quadratischen Kanals (3) eine Füllung aus gebrannten Ton enthalten.
Mauerziegel nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fortsetzung jeder einen Kanal (3) enthaltenden Reihe von der Stossfläche (D) ausgehende, den Mauerziegel vertikal durchsetzende nutenartige Einbuchtungen (6) in die Füllungen ragen, deren Breite der Deckseite der Trapeze entspricht.
Mauerziegel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer der Stossflächen (C) eine mittige, den Mauerstein vertikal durchsetzende Mörteltasche (2) vorgesehen ist.
Mauerziegel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mauerziegel längs den Vertikalebenen (E,F) in einen den genannten Kantenbereich enthaltenden ersten Teilmauerziegel in Quaderform und in einen die restlichen Kantenbereiche enthaltenden zweiten Teilmauerziegel in L-Form teilbar ist.
Mauerziegel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege längs der Aussenflächen (A,B,C,D) und der Trennebenen (E,F) verstärkt sind.
Mauerziegel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stirnflächen (A,B) und an einem Teil der Stossfläche (C) Rillen (4) angebracht sind.
Mauerziegel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass er zur Erzeugung von feinen Poren aus einer Lehmmischung unter Zusatz von Holzmehl gebrannt wurde.
Verwendung des Mauerziegels nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Erstellung von einem einschichtigen, wärmedämmenden Mauerwerk.
Verwendung des Mauerziegels nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Erstellung von Eck- und Endbereichen von einem einschichtigen, wärmedämmmenden Mauerwerk.