EP2236670A2 - Water-permeable paving stone and method for its production - Google Patents
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- EP2236670A2 EP2236670A2 EP10155971A EP10155971A EP2236670A2 EP 2236670 A2 EP2236670 A2 EP 2236670A2 EP 10155971 A EP10155971 A EP 10155971A EP 10155971 A EP10155971 A EP 10155971A EP 2236670 A2 EP2236670 A2 EP 2236670A2
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Definitions
- the invention relates to a water-permeable paving stone with an upper layer of porous concrete, comprising grains and a binder, wherein there are pores between the grains, the pores are interconnected and continuous, and a lower layer of dense concrete, in the vertical, continuous channels are formed, which have an upper mouth and a lower outlet.
- Such a paving stone is out EP 471978 B1 known. He is essentially cuboid, in particular, he has a flat top and a flat, parallel to the top bottom.
- the cross section of the channels of the lower layer, seen in a plane parallel to the xy plane, is larger, in particular at least twice as large as the cross section of the pores in a sectional plane parallel thereto through the upper layer.
- Such water-permeable paving stones should fulfill as far as possible all tasks that also meet normal paving stones, which are made of only one layer of concrete. Reference is made to EN-1338 and EN-1339.
- the problem of the water-permeable paving stone is that due to the porosity there is less strength. This is disadvantageous. What is desired is a paving stone which, in spite of the water permeability, has a strength which is also met by a normal concrete block, in particular according to the standards specified above.
- a problem of the water-permeable paving stones occurs in frost, when cavities of the paving stones are still filled with water. As you know, water expands when it freezes. This leads to a bursting and destruction of the stone. Care must therefore be taken to ensure that, in frost-prone installations, no water can accumulate in the stone itself. Water can accumulate, for example, as a result of blockage occurring within the stone or because water drainage, ie drainage, is not sufficient below the stone.
- the water-permeable paving stone is preferably cuboid. In particular, it has a flat top and bottom. He is still at least two-ply.
- the upper layer is significantly thinner, seen in the z-direction, than the lower layer, it has at most 1/3, preferably at most 1/5 and in particular at most 1/7 and less thickness than the lower layer.
- the lower layer is responsible for the strength of the entire paving stone. It is made of a concrete, as is usually used for such, single-ply paving stones, reference is made to the standards mentioned. Although the lower layer is mechanically weakened by the channels, this is irrelevant and can be compensated for by improved quality of the concrete of the lower layer.
- the concrete of the lower layer is preferably compacted.
- the lower layer may also have a reinforcement.
- the upper layer has the task to absorb superficially accumulating water over the entire top of the stone and passed through as quickly as possible to avoid that water can accumulate locally on the top and in the upper layer, the lower layer has funnel surfaces at its upper limit , These provide a sufficient, continuous slope, so that water can drain away quickly.
- the deepest point of the funnel surfaces is the mouth of a channel of the lower layer. Once the mouth is reached, the water flows down quickly through the relatively large channels.
- the abrupt transition in the region of the mouth between the material of the upper layer and the channel of the lower layer has now been found in the previously known paving stone. All water that is to get into the channels must flow through that part of the upper layer that is just above the mouth.
- the invention now proposes, in an improvement, that in the upper layer there is a cavity which directly adjoins the mouth and extends upwards. He is, for example, dome-shaped.
- the area through which the water must flow in order to get into one of the channels compared to the prior art significantly increased. This in turn leads to a better drainage of water.
- At least one layer of 5 mm thickness is located above an uppermost point of such a cavity.
- the cavity itself has a height of, for example, 2 to 10 mm in the z-direction.
- the upper layer is produced without fines, it has grains with at least 0.25 mm dimensions and no smaller components of the surcharge.
- the pores of the upper layer are contiguous, in particular they go through from the top to the cavity.
- the funnel surfaces drain the water quickly, they offer a slope everywhere. Their angle is adapted to achieve a rapid discharge of the water, even with slightly oblique arrangement of the paving stone in a laid surface.
- the funnel surfaces prevent local accumulation of water and prevent frost damage.
- the diameter of the channels is preferably between 10 and 15 mm. They are preferably conical. They extend from the mouth down to the outlet.
- the surface of the channels and / or the angle at which the channels extend downwardly are selected so that the angle of self-locking between the concrete and ice is exceeded. This has the consequence that when freezing a plug located in the channel of ice is pressed down, but not blow it up. So the plug may lift the paving stone, but the cobblestone is not destroyed by him.
- the surface of the channels is preferably smooth.
- the paving stone If the paving stone is laid, then there is a sufficiently permeable layer below it, for example a gravel layer.
- the water drainage must be so large that in the paving stone itself no water stops.
- the splitting force of the water-permeable paving stone according to the invention is about 3 N / mm 2 .
- a normal stone has values of about 3.6 N / mm 2 . If one chooses solid material such as granite, basalt or porphyry for the grains, then one also achieves values for the water-permeable paving stone, as they are achieved for the normal stone. The tests have shown that the break line passes through the grains but holds the binder. It thus depends essentially on the strength of the grains.
- two channels are not in a plane that is parallel to a narrow surface of the paving stone.
- the channels lie in planes defined by their center lines, these planes have a cut surface with the paving stone.
- This cut surface has a surface area.
- the surface area of this cut surface should be larger than the surface area of a narrow surface.
- the channels are staggered. This ensures that a fault line runs parallel to a narrow surface through at most one channel.
- the fracture surfaces in which there are at least 2 channels have a larger surface area than the narrow surface, so that a break parallel to the narrow surface requires less energy than a break through two channels.
- the lower layer is first prepared.
- normal concrete is given in a corresponding form.
- the funnel surfaces are either at the bottom of the mold or at the top. After making this lower layer, the funnel surfaces are smooth.
- the upper layer is now added, their grains combine with the upper surface of the lower layer. The addition of the upper layer takes place at a time at which the lower layer has not yet cured, preferably the curing has not yet begun.
- the bottom layer can be made in a standard block making machine currently used for the production of impermeable paving stones. Here normal filling systems can be used.
- the mold has either towering punches that leave the channels open or the bottom layer is first made continuously, without releasing the channels and these are subsequently formed before the material hardens, for example, they are drilled.
- the lower layer is compacted using the usual methods such as pressure, shaking or the like.
- the paving stone consists of two layers 20, 22, as shown in the figures, but it may also have three or more layers. In each case, it has a lower layer 20. It occupies at least 70%, preferably at least 80% to 90% of the volume of the paving stone. It is made of a normal compacted concrete commonly known for its good quality. In particular, a concrete is used, as it is known from the standards and as it is currently used for paving stones. Advantageously, the concrete is reinforced, as will be discussed later.
- an upper layer 22 is firmly connected.
- This upper layer 22 is made of cement, water and a supplement, which has no fines.
- the supplement is grainy.
- the granulation band is between 0.25 mm and 7 mm, in particular between 0.5 and 3 mm. This releases pores between the grains.
- the pores are interconnected. Porous passages are provided from an upper surface 24 of the paving stone to an intermediate surface 42, in which intermediate surface 42 the lower layer 20 and the upper layer 22 touch. It is important that the upper layer 22 be porous and durable in use also remains porous.
- the lower layer 20 is provided with vertical, continuous channels 26-30. These have a slightly conical shape 62, so are truncated cones. They have a round cross section. Other cross sections are possible. It's important, that the cross-section of the intermediate surface 42 to a bottom 32 of the paving stone steadily expanded. In other words, a molded part 64, which in the manufacture of the lower layer 20 keeps the space for a channel 26 free, must be removed downwards, in the negative z-direction.
- the conical shape 62 prevents dirt from settling and blockages.
- the conical shape 62 is also advantageously designed in such a way that freezing water in a channel 26 is pressed down somewhat by the increase in volume occurring during freezing.
- the forces occurring during freezing have a sufficiently large component down, in the negative z-direction.
- the angle of self-locking between ice and the concrete surface is smaller than the angle of inclination of the extension, in particular in the conical shape 62.
- the inner surface of the channels 26 to 30 is sufficiently smooth so that there can be no positive connection between ice and concrete.
- the channels 26-30 mean a weakening of the lower layer 20 and thus of the paving stone.
- the channels 26 to 30 offset from each other.
- the channels 26 and 28 lie in a plane 34.
- This plane 34 encloses with an end face, ie an outer surface of the paving stone running parallel to the yz plane, an angle ⁇ 15 °.
- the sectional area of this plane 34 with the paving stone has a surface area which is greater than the surface area of the end face 36. If the plane 34 were parallel to the yz plane, a break of the paving stone along such a plane could be preferred.
- the strength of the paving stone is increased.
- the channels 36 to 30 extend from an upper mouth 38 to a lower spout 40.
- the upper mouth 38 of all channels 26-30 lies in a plane parallel to the xy plane and is also located in the intermediate surface 42. Above This intermediate surface 42, the channels 26 to 30 continued through a cavity 44 upwards.
- the cavity 44 is located in the upper layer 22. It connects to the upper mouth 38 and is, for example dome-shaped. He has a top point 46. Above this top point 46 is still at least one layer of the top layer 22 of 5 mm thickness, preferably more.
- the height of the cavity 44 measured in the z-direction is at least 2, preferably at least 5 mm and can reach up to about 10 mm.
- the thickness of the upper layer 22 is between 7 and 25 mm, preferably about 15 mm.
- each one of the upper orifices 38 is a funnel, it has a funnel surface 48 and is bounded by a funnel edge. From the edge of the funnel 50 to the mouth 38, the funnel surface 48 drops steadily, so there is an incline everywhere for the discharge of water.
- the funnel edges 50 of adjacent funnels are linearly adjacent to each other, they are immediately adjacent to each other. In the embodiment shown, the funnel edges 50 are all in an upper plane 54 that is parallel to the xy plane. Partly fall the funnel edges 50 with the side surfaces of the paving stone together. All bevels are inward, there is no outward slope of a funnel area. Thus, the entire incident on the top 24 of the paving stone water is passed through the channels 26 - 30. A lateral overflow should not take place.
- the paving stone can have any external dimensions.
- the top 24 is parallel to the x-y plane, the same applies to the bottom 32.
- the side surfaces can be made arbitrarily, preferably the paving stone is cuboid.
- the funnel surfaces 48 have an angle of inclination with respect to an x-y plane which is greater than 3 °, in particular greater than 5 °, preferably greater than 7 °, and may for example also go up to 15 °.
- the funnel surfaces 48 are formed so that each channel 26 to 30 has approximately the same feed surface.
- the funnel edges 50 can be straight, as in the example shown, but they can also have any other shape.
- the topsheet 22 is made of two individual layers, thereby forming a lower, second layer of grains which are coarser than the grains of the overlying first layer.
- the coarser grains should have the highest possible own strength. They are intimately related to the lower layer 20. It is thus created a sufficiently large area for the discharge of water in the region of the intermediate surface 42.
- the channels 26 to 30 can be formed in that corresponding mold parts 64 are provided in the mold 62 for the production of the paving stone. These moldings 64 can be used as moving parts (see Fig. 9 ), they can allow movement in the z-direction.
- the channels 26 to 30 can also be introduced later, for example, by drilling or cutting out before curing of the concrete, eg before the application of the upper layer 22nd
- the normal method for the production of non-water-permeable paving stones can be used as a starting method.
- normal concrete slurry 52 is introduced into the mold 62 and distributed in it. The added amount is exactly measured.
- the lower layer 20 is started.
- the lower layer 20 is oriented so that the later interface 42 is at the top, see Fig. 6 , But it can also be down, then the mold 62 has a corresponding profiling in its bottom, which is adapted to the funnel surfaces 48 and is essentially a negative image to Fig. 4 , If the later intermediate surface 42 above, a punch 60 is used, which then has a shape corresponding to the funnel surfaces 48 instead of the bottom.
- the punch 60 is pressed into the concrete slurry 52 and causes a shaping of the upper surface of the lower layer 20, as it is later also in the interior of the finished paving stone, and a compression.
- the mold parts 64 are preferably not only designed to mold a channel 26 to 30, but also the overlying cavity 44. They therefore protrude beyond the upper surface of the lower layer 20.
- the punch 60 has recesses for them, which receive the upper portions of the punch 60 (see Fig. 7 ), or the molded parts 64 can around the Measure, which makes up the height of the cavity 44, are elastically pressed down as soon as the punch 60 rests (see Fig. 9 ). With application of the punch 70 at the same time a shaking or compaction takes place via other steps, for example, higher-frequency shaking.
- the punch 60 is removed, the mold parts 64 are above the upper surface of the lower layer 20 upwards. Now, the upper layer 22 is applied and evenly distributed in the mold 62, so that a flat top 24 is achieved.
- the mold 62 may be made of any material, preferably plastic molds.
- FIG. 9 shows an alternative for the mold 62.
- the moldings 64 are now movable in the z-direction.
- the mold 62 has a through hole in its bottom.
- the mold parts 64 are no longer, as in the previous embodiment, firmly connected to the bottom of the mold 62, but movable relative to this floor. They also run longer, they always protrude, even in the normal position, the FIG. 9 shows, below the ground.
- the normal position is the position in which the mold parts 64 are located in the previous embodiment.
- a spring 66 which biases the molding 64 in the illustrated normal position, wherein it is pressed against a stop.
- concrete slurry 52 is filled for the lower layer 20.
- the illustrated normal position is secured downwardly by a slider 68 which engages in a notch of the molding 64 or alternatively under the bottom 32 of this molding 64.
- This slider 68 is biased by a slider spring 66 in the position shown. He is guided in a guided tour.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen wasserdurchlässigen Pflasterstein mit einer oberen Lage aus porösem Beton, die Körner und ein Bindemittel aufweist, wobei zwischen den Körnern Poren vorliegen, die Poren miteinander verbunden und durchgängig sind, und einer unteren Lage aus dichtem Beton, in der vertikale, durchgehende Kanäle ausgebildet sind, die eine obere Mündung und einen unteren Auslauf haben.The invention relates to a water-permeable paving stone with an upper layer of porous concrete, comprising grains and a binder, wherein there are pores between the grains, the pores are interconnected and continuous, and a lower layer of dense concrete, in the vertical, continuous channels are formed, which have an upper mouth and a lower outlet.
Ein derartiger Pflasterstein ist aus
Zum weiteren Stand der Technik wird auf die
Derartige wasserdurchlässige Pflastersteine sollen möglichst alle Aufgaben erfüllen, die auch normale Pflastersteine erfüllen, welche nur aus einer Lage Beton hergestellt sind. Verwiesen wird auf EN-1338 und EN-1339. Das Problem des wasserdurchlässigen Pflastersteins liegt darin, dass aufgrund der Porosität eine geringere Festigkeit vorliegt. Dies ist nachteilig. Gewünscht wird ein Pflasterstein, der trotz der Wasserdurchlässigkeit eine Festigkeit aufweist, wie sie auch ein normaler Betonstein erfüllt, insbesondere nach den oben angegebenen Normen erfüllt.Such water-permeable paving stones should fulfill as far as possible all tasks that also meet normal paving stones, which are made of only one layer of concrete. Reference is made to EN-1338 and EN-1339. The problem of the water-permeable paving stone is that due to the porosity there is less strength. This is disadvantageous. What is desired is a paving stone which, in spite of the water permeability, has a strength which is also met by a normal concrete block, in particular according to the standards specified above.
Ein Problem der wasserdurchlässigen Pflastersteine tritt bei Frost auf, wenn Hohlräume der Pflastersteine noch mit Wasser gefüllt sind. Bekanntlich dehnt sich Wasser aus, wenn es gefriert. Dies führt zu einem Aufplatzen und Zerstören des Steins. Es muss daher sorgfältig darauf geachtet werden, dass in frostgefährdeten Verlegungen sichergestellt ist, dass sich im Stein selbst kein Wasser ansammeln kann. Wasser kann sich z.B. dadurch ansammeln, dass innerhalb des Steins eine Verstopfung auftritt oder die Wasserabfuhr, also Drainage, unterhalb des Steins nicht ausreichend ist.A problem of the water-permeable paving stones occurs in frost, when cavities of the paving stones are still filled with water. As you know, water expands when it freezes. This leads to a bursting and destruction of the stone. Care must therefore be taken to ensure that, in frost-prone installations, no water can accumulate in the stone itself. Water can accumulate, for example, as a result of blockage occurring within the stone or because water drainage, ie drainage, is not sufficient below the stone.
Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, den wasserdurchlässigen Pflasterstein der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass er eine bessere Wasserableitung aufweist und das Risiko von Frostschäden vermindert ist.This is where the invention begins. It has set itself the task of further developing the water-permeable paving stone of the type mentioned in that it has a better water drainage and the risk of frost damage is reduced.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem wasserdurchlässigen Pflasterstein der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die untere Lage um jede Mündung herum eine Trichterfläche aufweist, die durch einen Trichterrand begrenzt ist, dass die Trichterfläche vom Trichterrand zur Mündung hin kontinuierlich abfällt, und dass die Trichterränder benachbarter Mündungen unmittelbar aneinander grenzen.This object is achieved on the basis of the water-permeable paving stone of the type mentioned above in that the lower layer around each mouth has around a funnel, which is bounded by a funnel edge, that the funnel surface from the funnel edge towards the mouth continuously decreases, and that the funnel edges adjacent Close mouths directly to each other.
Der wasserdurchlässige Pflasterstein ist vorzugsweise quaderförmig. Insbesondere hat er eine ebene Oberseite und Unterseite. Nach wie vor ist er mindestens zweilagig. Die obere Lage ist deutlich dünner, in z-Richtung gesehen, als die untere Lage, sie hat höchstens 1/3, vorzugsweise höchstens 1/5 und insbesondere höchstens 1/7 und weniger Dicke als die untere Lage. Die untere Lage ist für die Festigkeit des gesamten Pflastersteins zuständig. Sie ist aus einem Beton gefertigt, wie auch üblicherweise für derartige, einlagige Pflastersteine verwendet wird, hierzu wird auf die genannten Normen verwiesen. Durch die Kanäle wird die untere Lage zwar mechanisch geschwächt, dies ist aber unerheblich und kann durch verbesserte Qualität des Betons der unteren Lage wieder ausgeglichen werden. Der Beton der unteren Lage ist vorzugsweise verdichtet. Die untere Lage kann auch eine Armierung aufweisen.The water-permeable paving stone is preferably cuboid. In particular, it has a flat top and bottom. He is still at least two-ply. The upper layer is significantly thinner, seen in the z-direction, than the lower layer, it has at most 1/3, preferably at most 1/5 and in particular at most 1/7 and less thickness than the lower layer. The lower layer is responsible for the strength of the entire paving stone. It is made of a concrete, as is usually used for such, single-ply paving stones, reference is made to the standards mentioned. Although the lower layer is mechanically weakened by the channels, this is irrelevant and can be compensated for by improved quality of the concrete of the lower layer. The concrete of the lower layer is preferably compacted. The lower layer may also have a reinforcement.
Die obere Lage hat die Aufgabe, oberflächlich anfallendes Wasser über die gesamte Oberseite des Steines aufzunehmen und möglichst rasch durchzuleiten, um zu vermeiden, dass sich Wasser auf der Oberseite und in der oberen Lage lokal ansammeln kann, hat die untere Lage an ihrer oberen Begrenzung Trichterflächen. Diese bieten eine ausreichende, durchgängige Schräge, damit Wasser rasch abfließen kann. Die tiefste Stelle der Trichterflächen ist die Mündung eines Kanals der unteren Lage. Ist erst einmal die Mündung erreicht, fließt das Wasser durch die relativ großen Kanäle rasch nach unten ab.The upper layer has the task to absorb superficially accumulating water over the entire top of the stone and passed through as quickly as possible to avoid that water can accumulate locally on the top and in the upper layer, the lower layer has funnel surfaces at its upper limit , These provide a sufficient, continuous slope, so that water can drain away quickly. The deepest point of the funnel surfaces is the mouth of a channel of the lower layer. Once the mouth is reached, the water flows down quickly through the relatively large channels.
Als Problem hat sich nun bei dem vorbekannten Pflasterstein der abrupte Übergang im Bereich der Mündung zwischen dem Material der oberen Lage und dem Kanal der unteren Lage erwiesen. Alles Wasser, das in die Kanäle hineingelangen soll, muss durch denjenigen Teil der oberen Lage fließen, der sich unmittelbar oberhalb der Mündung befindet. Die Erfindung schlägt nun in einer Verbesserung vor, dass sich in der oberen Lage ein Hohlraum befindet, der unmittelbar an die Mündung anschließt und sich nach oben erstreckt. Er ist beispielsweise kalottenförmig ausgebildet. Dadurch wird die Fläche, durch die das Wasser hindurchströmen muss, um in einen der Kanäle zu gelangen, gegenüber dem Stand der Technik deutlich vergrößert. Dies wiederum führt dazu, dass eine bessere Wasserableitung erfolgt.As a problem, the abrupt transition in the region of the mouth between the material of the upper layer and the channel of the lower layer has now been found in the previously known paving stone. All water that is to get into the channels must flow through that part of the upper layer that is just above the mouth. The invention now proposes, in an improvement, that in the upper layer there is a cavity which directly adjoins the mouth and extends upwards. He is, for example, dome-shaped. As a result, the area through which the water must flow in order to get into one of the channels, compared to the prior art significantly increased. This in turn leads to a better drainage of water.
Um die Festigkeit des Pflastersteins nicht zu gefährden, befindet sich mindestens eine Schicht von 5 mm Dicke oberhalb eines obersten Punktes eines derartigen Hohlraums. Der Hohlraum selbst hat in z-Richtung eine Höhe von beispielsweise 2 bis 10 mm.In order not to jeopardize the strength of the paving stone, at least one layer of 5 mm thickness is located above an uppermost point of such a cavity. The cavity itself has a height of, for example, 2 to 10 mm in the z-direction.
Die obere Lage wird ohne Feinanteil hergestellt, sie hat Körner mit mindestens 0,25 mm Abmessungen und keine kleineren Bestandteile des Zuschlags. Die Poren der oberen Lage sind zusammenhängend, insbesondere gehen sie von der Oberseite bis hin zum Hohlraum durch. Die Trichterflächen führen das Wasser rasch ab, sie bieten überall ein Gefälle. Ihr Winkel ist angepasst, um eine rasche Abführung des Wassers zu erreichen, dies auch bei leicht schräger Anordnung des Pflastersteins in einer verlegten Fläche. Durch die Trichterflächen werden lokale Ansammlungen von Wasser vermieden und wird entsprechenden Frostschäden vorgebeugt.The upper layer is produced without fines, it has grains with at least 0.25 mm dimensions and no smaller components of the surcharge. The pores of the upper layer are contiguous, in particular they go through from the top to the cavity. The funnel surfaces drain the water quickly, they offer a slope everywhere. Their angle is adapted to achieve a rapid discharge of the water, even with slightly oblique arrangement of the paving stone in a laid surface. The funnel surfaces prevent local accumulation of water and prevent frost damage.
Der Durchmesser der Kanäle liegt vorzugsweise zwischen 10 und 15 mm. Sie sind vorzugsweise konisch. Sie erweitern sich von der Mündung nach unten zum Auslauf hin.The diameter of the channels is preferably between 10 and 15 mm. They are preferably conical. They extend from the mouth down to the outlet.
In einer vorzugsweisen Ausbildung ist die Oberfläche der Kanäle und/oder der Winkel, mit dem sich die Kanäle nach unten hin erweitern, so gewählt, dass der Winkel der Selbsthemmung zwischen dem Beton und Eis überschritten ist. Dies hat zur Folge, dass beim Gefrieren ein im Kanal befindlicher Pfropfen an Eis nach unten gedrückt wird, ihn aber nicht sprengt. Der Pfropfen hebt also möglicherweise den Pflasterstein an, der Pflasterstein wird aber durch ihn nicht zerstört. Die Oberfläche der Kanäle ist vorzugsweise glatt.In a preferred embodiment, the surface of the channels and / or the angle at which the channels extend downwardly are selected so that the angle of self-locking between the concrete and ice is exceeded. This has the consequence that when freezing a plug located in the channel of ice is pressed down, but not blow it up. So the plug may lift the paving stone, but the cobblestone is not destroyed by him. The surface of the channels is preferably smooth.
Ist der Pflasterstein verlegt, so befindet sich unter ihm eine ausreichend wasserdurchlässige Schicht, beispielsweise eine Schotterschicht. Die Wasserabführung muss so groß sein, dass im Pflasterstein selbst kein Wasser stehen bleibt.If the paving stone is laid, then there is a sufficiently permeable layer below it, for example a gravel layer. The water drainage must be so large that in the paving stone itself no water stops.
Der Vorteil wasserdurchlässiger Pflastersteine liegt darin, dass verlegte Flächen nicht mehr, wie bei normalen, wasserundurchlässigen Pflastersteinen üblich, versiegelt werden, vielmehr das Wasser unterhalb des Steins in den Boden einsickern kann.The advantage of water-permeable paving stones is that laid surfaces are no longer sealed, as is the case with normal, impermeable paving stones, but rather the water can seep into the soil underneath the stone.
In Versuchen hat sich herausgestellt, dass die Spaltkraft des erfindungsgemäßen wasserdurchlässigen Pflastersteins bei etwa 3 N/mm2 liegt. Ein Normalstein hat Werte von etwa 3,6 N/ mm2. Wählt man für die Körner festes Material wie Granit, Basalt oder Porphyr, so erreicht man auch für den wasserdurchlässigen Pflasterstein Werte, wie sie für den Normalstein erreicht werden. Die Versuche haben gezeigt, dass die Bruchlinie durch die Körner hindurchgeht, aber das Bindemittel hält. Es kommt somit im Wesentlichen auf die Festigkeit der Körner an.In tests, it has been found that the splitting force of the water-permeable paving stone according to the invention is about 3 N / mm 2 . A normal stone has values of about 3.6 N / mm 2 . If one chooses solid material such as granite, basalt or porphyry for the grains, then one also achieves values for the water-permeable paving stone, as they are achieved for the normal stone. The tests have shown that the break line passes through the grains but holds the binder. It thus depends essentially on the strength of the grains.
Vorzugsweise liegen zwei Kanäle nicht in einer Ebene, die parallel zu einer Schmalfläche des Pflastersteins ist. Die Kanäle liegen in Ebenen, welche durch ihre Mittellinien definiert sind, diese Ebenen haben eine Schnittfläche mit dem Pflasterstein. Diese Schnittfläche hat einen Flächeninhalt. Der Flächeninhalt dieser Schnittfläche soll größer sein als der Flächeninhalt einer Schmalfläche. Anders ausgedrückt sind die Kanäle versetzt angeordnet. Dadurch ist sichergestellt, dass eine Bruchlinie parallel zu einer Schmalfläche durch höchstens einen Kanal hindurchläuft. Die Bruchflächen, in denen mindestens 2 Kanäle liegen, haben einen größeren Flächeninhalt als die Schmalfläche, so dass ein Bruch parallel zur Schmalfläche weniger Energie benötigt als ein Bruch durch zwei Kanäle.Preferably, two channels are not in a plane that is parallel to a narrow surface of the paving stone. The channels lie in planes defined by their center lines, these planes have a cut surface with the paving stone. This cut surface has a surface area. The surface area of this cut surface should be larger than the surface area of a narrow surface. In other words, the channels are staggered. This ensures that a fault line runs parallel to a narrow surface through at most one channel. The fracture surfaces in which there are at least 2 channels have a larger surface area than the narrow surface, so that a break parallel to the narrow surface requires less energy than a break through two channels.
Für die Herstellung der wasserdurchlässigen Pflastersteine werden mehrere Verfahren vorgeschlagen. Bei der Herstellung ist darauf zu achten, dass die obere Lage innig verbunden ist mit der unteren Lage. Die obere Lage stellt eine gewisse Verschleißschicht da. Die Poren sind ausreichend groß, damit übliche Verschmutzungen passieren können und sich keine Pfützen auf der Oberseite verbleiben. Vorzugsweise sind die Poren so gebildet, dass die engste Stelle an der Oberseite ist. Dadurch bleibt zu großer Schmutz oberhalb der Oberseite liegen und Schmutz, der passiert hat, kann sich nirgendwo im Stein festklemmen.For the production of water-permeable paving stones several methods are proposed. During production, make sure that the upper layer is intimately connected to the lower layer. The upper layer represents a certain wear layer there. The pores are sufficiently large so that usual soiling can happen and no puddles remain on the top. Preferably, the pores are formed so that the narrowest point is at the top. As a result, there is too much dirt above the top and dirt that has passed can not get stuck anywhere in the stone.
Vorzugsweise wird zunächst die untere Lage hergestellt. Hierzu wird normaler Beton in eine entsprechende Form gegeben. Dabei befinden sich die Trichterflächen entweder unten in der Form oder oben. Nach der Herstellung dieser unteren Lage sind die Trichterflächen glatt. Die obere Lage wird nun hinzugegeben, dabei verbinden sich ihre Körner mit der oberen Fläche der unteren Lage. Die Zugabe der oberen Lage erfolgt zu einem Zeitpunkt, an dem die untere Lage noch nicht ausgehärtet ist, vorzugsweise das Aushärten noch nicht begonnen hat.Preferably, the lower layer is first prepared. For this purpose, normal concrete is given in a corresponding form. The funnel surfaces are either at the bottom of the mold or at the top. After making this lower layer, the funnel surfaces are smooth. The upper layer is now added, their grains combine with the upper surface of the lower layer. The addition of the upper layer takes place at a time at which the lower layer has not yet cured, preferably the curing has not yet begun.
Die untere Lage kann in einer normalen Steinformmaschine hergestellt werden, wie sie derzeit für die Produktion von wasserundurchlässigen Pflastersteinen verwendet wird. Hier können normale Füllsysteme eingesetzt werden. Die Form hat entweder hochragende Stempel, die die Kanäle freilassen oder die untere Lage wird zunächst durchgehend, ohne Freilassen der Kanäle hergestellt und diese werden nachträglich ausgebildet, bevor das Material aushärtet, beispielsweise werden sie gebohrt.The bottom layer can be made in a standard block making machine currently used for the production of impermeable paving stones. Here normal filling systems can be used. The mold has either towering punches that leave the channels open or the bottom layer is first made continuously, without releasing the channels and these are subsequently formed before the material hardens, for example, they are drilled.
Die untere Lage wird verdichtet, hierzu werden die üblichen Verfahren angewendet, beispielsweise Druck, Rütteln oder dergleichen.The lower layer is compacted using the usual methods such as pressure, shaking or the like.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Folgenden näher erläutert werden:
In dieser Zeichnung zeigen:
- Fig. 1:
- eine Draufsicht auf die Oberseite eines Pflastersteins,
- Fig. 2:
- eine Untersicht des Pflastersteins,
- Fig. 3:
- einen Schnitt entlang der Schnittlinie III-III in
Figur 1 , - Fig. 4:
- eine Draufsicht auf die Oberfläche einer unteren Lage, eine obere Lage ist nicht dargestellt,
- Fig. 5:
- ein Schnittbild durch eine Form für die Herstellung des Pflaster- steins, jedoch eines Pflastersteins ähnlich demjenigen nach den Fi- guren 1 bis 4, die Schnittlinie entspricht der Schnittlinie I-I in
Figur 2 , - Fig. 6:
- die Form nach
Figur 5 , jedoch nunmehr gefüllt mit Betonbrei für die Herstellung der unteren Lage, - Fig. 7:
- die gefüllte Form gemäß
Fig. 6 , jedoch ist nunmehr ein Stempel in die Oberfläche des Betonbreis eingedrückt und findet eine Form- gebung statt, - Fig. 8:
- die Form gemäß
Figur 7 , jedoch ist nunmehr der Stempel entfernt und ist eine obere Lage in die Form eingebracht worden, und - Fig. 9:
- ein Schnittbild entsprechend
Figur 5 für eine andere Ausbildung der Form, nunmehr ist der Stempel beweglich.
In this drawing show:
- Fig. 1:
- a top view of the top of a paving stone,
- Fig. 2:
- a bottom view of the paving stone,
- 3:
- a section along the section line III-III in
FIG. 1 . - 4:
- a top view of the surface of a lower layer, an upper layer is not shown,
- Fig. 5:
- a sectional view through a mold for the production of the paving stone, but a paving stone similar to that according to the figures 1 to 4, the section line corresponds to the section line II in
FIG. 2 . - Fig. 6:
- the shape after
FIG. 5 but now filled with concrete slurry for the production of the lower layer, - Fig. 7:
- the filled form according to
Fig. 6 , but now a stamp has been pressed into the surface of the concrete slurry and a shaping takes place, - Fig. 8:
- the form according to
FIG. 7 However, now the punch is removed and an upper layer has been introduced into the mold, and - Fig. 9:
- a sectional view accordingly
FIG. 5 for another embodiment of the mold, now the stamp is movable.
In der Regel besteht der Pflasterstein aus zwei Lagen 20, 22, wie dies in den Figuren gezeigt ist, er kann aber auch drei oder mehr Lagen aufweisen. Dabei hat er in jedem Fall eine untere Lage 20. Sie nimmt mindestens 70%, vorzugsweise mindestens 80% bis 90% des Volumens des Pflastersteins ein. Sie ist hergestellt aus einem normalen, verdichteten Beton, wie er allgemein für seine gute Qualität bekannt ist. Insbesondere wird ein Beton verwendet, wie er aus den Normen bekannt ist und wie er derzeit für Pflastersteine bereits verwendet wird. Vorteilhafterweise ist der Beton armiert, worauf später noch eingegangen wird.As a rule, the paving stone consists of two
Mit der unteren Lage 20 ist eine obere Lage 22 fest verbunden. Diese obere Lage 22 ist aus Zement, Wasser und einen Zuschlag hergestellt, der keinen Feinanteil aufweist. Der Zuschlag ist körnig. Das Körnungsband liegt zwischen 0,25 mm und 7 mm, insbesondere zwischen 0,5 und 3 mm. Dadurch werden zwischen den Körnern Poren freigelassen. Die Poren sind untereinander verbunden. Es werden poröse Durchlässe von einer Oberseite 24 des Pflastersteins hin zu einer Zwischenfläche 42 geschaffen, in dieser Zwischenfläche 42 berühren sich die untere Lage 20 und die obere Lage 22. Es ist wichtig, dass die obere Lage 22 porös ist und in Gebrauch auch auf Dauer auch porös bleibt.With the
Die untere Lage 20 ist mit vertikalen, durchgehenden Kanälen 26 - 30 versehen. Diese haben eine leicht konische Form 62, sind also Kegelstümpfe. Sie haben einen runden Querschnitt. Andere Querschnitte sind möglich. Wichtig ist, dass sich der Querschnitt von der Zwischenfläche 42 zu einer Unterseite 32 des Pflastersteins hin stetig erweitert. Anders ausgedrückt muss ein Formteil 64, das bei der Herstellung der unteren Lage 20 den Raum für einen Kanal 26 freihält, nach unten, in negativer z-Richtung entfernt werden. Durch die konische Form 62 wird vermieden, dass sich Schmutz festsetzen und es zu Verstopfungen kommen kann. Die konische Form 62 ist zudem vorteilhafterweise so ausgeführt, dass gefrierendes, in einem Kanal 26 befindliches Wasser durch die beim Gefrieren stattfindende Volumenvergrößerung etwas nach unten gedrückt wird. Die beim Gefrieren auftretenden Kräfte haben eine ausreichend große Komponente nach unten, in negativer z-Richtung. Der Winkel der Selbsthemmung zwischen Eis und der Betonoberfläche ist kleiner als der Neigungswinkel der Erweiterung, insbesondere bei der konischen Form 62. Die innere Oberfläche der Kanäle 26 bis 30 ist ausreichend glatt, damit sich dort kein Formschluss zwischen Eis und Beton einstellen kann.The
Die Kanäle 26-30 bedeuten eine Schwächung der unteren Lage 20 und damit des Pflastersteins. Wie
Die Kanäle 36 bis 30 erstrecken sich von einer oberen Mündung 38 zu einem unteren Auslauf 40. Die obere Mündung 38 aller Kanäle 26 - 30 liegt in einer Ebene, die parallel ist zur x-y-Ebene, sie befindet sich zudem in der Zwischenfläche 42. Oberhalb dieser Zwischenfläche 42 werden die Kanäle 26 bis 30 durch einen Hohlraum 44 nach oben fortgesetzt. Der Hohlraum 44 befindet sich in der oberen Lage 22. Er schließt an die obere Mündung 38 an und ist beispielsweise kuppelförmig. Er hat einen obersten Punkt 46. Oberhalb dieses obersten Punktes 46 befindet sich noch mindestens eine Schicht der oberen Lage 22 von 5 mm Dicke, vorzugsweise mehr. Die Höhe des Hohlraums 44 in z-Richtung gemessen beträgt mindestens 2, vorzugsweise mindestens 5 mm und kann bis etwa 10 mm reichen. Es sind ein bis zehn Kanäle 26 bis 30 pro 100 cm2 vorgesehen. Die Dicke der oberen Lage 22 liegt zwischen 7 und 25 mm, vorzugsweise bei etwa 15 mm.The
Im Folgenden wird auf die Zwischenfläche 42 eingegangen. In dieser liegen die oberen Mündungen 38 der Kanäle, in den
Es wird angestrebt, dass der Pflasterstein immer trocken ist. Es soll vermieden werden, dass sich Moos und andere Pflanzen im Stein ansiedeln können und die Poren verstopfen können.It is intended that the paving stone is always dry. It should be avoided that moss and other plants can settle in the stone and clog the pores.
Der Pflasterstein kann beliebige Außenabmessungen haben. Vorzugsweise ist die Oberseite 24 parallel zur x-y-Ebene, gleiches gilt für die Unterseite 32. Die Seitenflächen können beliebig ausgeführt sein, vorzugsweise ist der Pflasterstein quaderförmig.The paving stone can have any external dimensions. Preferably, the top 24 is parallel to the x-y plane, the same applies to the bottom 32. The side surfaces can be made arbitrarily, preferably the paving stone is cuboid.
Die Trichterflächen 48 haben einen Neigungswinkel gegenüber einer x-y-Ebene, der größer als 3°, insbesondere größer als 5°, vorzugsweise größer als 7° ist und beispielsweise auch bis zu 15° gehen kann. Die Trichterflächen 48 sind so ausgebildet, dass jeder Kanal 26 bis 30 etwa die gleiche Einzugsfläche hat. Die Trichterränder 50 können gradlinig, wie im gezeigten Beispiel, verlaufen, sie können aber auch beliebige andere Form haben.The funnel surfaces 48 have an angle of inclination with respect to an x-y plane which is greater than 3 °, in particular greater than 5 °, preferably greater than 7 °, and may for example also go up to 15 °. The funnel surfaces 48 are formed so that each
Um eine innige Verbindung zwischen beiden Lagen 20, 22 zu erhalten, ist es vorteilhaft, im Bereich der Zwischenfläche 42 zusätzlich Zement einzustreuen, bevor nach Herstellung der einen Lage 20 die andere Lage 22 aufgebracht wird. Dadurch wird eine höhere Betonqualität im Bereich der Zwischenfläche 42 erreicht. Vorzugsweise ist die obere Lage 22 aus zwei einzelnen Schichten hergestellt, dabei wird eine untere, zweite Schicht aus Körnern gefertigt als die gröber sind als die Körner der darüber liegenden ersten Schicht. Die gröberen Körner sollen eine möglichst hohe eigene Festigkeit aufweisen. Sie sind innig mit der unteren Lage 20 im Zusammenhang. Es wird so eine ausreichend große Fläche für das Ableiten von Wasser im Bereich der Zwischenfläche 42 geschaffen.In order to obtain an intimate connection between the two
Bei der Herstellung wird eine Form 62 verwendet, es wird vorzugsweise zunächst die untere Lage 20 gefertigt. Die Kanäle 26 bis 30 können dadurch ausgebildet werden, dass in der Form 62 zur Herstellung des Pflastersteins entsprechende Formteile 64 vorgesehen sind. Diese Formteile 64 können als bewegliche Teile (siehe
Für die Herstellung kann das normale Verfahren zur Herstellung nicht wasserdurchlässiger Pflastersteine als Ausgangsverfahren genutzt werden. Wie bei dem bekannten Verfahren wird normaler Betonbrei 52 in die Form 62 eingebracht und in ihr verteilt. Die zugegebene Menge ist exakt abgemessen. Vorzugsweise wird mit der unteren Lage 20 begonnen. Vorzugsweise ist die untere Lage 20 so orientiert, dass die spätere Zwischenfläche 42 oben ist, siehe
Anschließend wird der Stempel 60 entfernt, die Formteile 64 stehen über die obere Fläche der unteren Lage 20 nach oben hinaus. Es wird nun die obere Lage 22 aufgebracht und gleichmäßig in der Form 62 verteilt, so dass eine ebene Oberseite 24 erzielt wird.Subsequently, the punch 60 is removed, the
Die Form 62 kann aus beliebigem Material hergestellt sein, bevorzugt werden Formen aus Kunststoff.The
Unterhalb des Formteils befindet sich eine Feder 66, die das Formteil 64 in die dargestellte Normalposition vorbelastet, wobei es gegen einen Anschlag gedrückt ist. In diesem Zustand wird Betonbrei 52 für die untere Lage 20 eingefüllt. Die dargestellte Normalposition ist nach unten gesichert durch einen Schieber 68, der in eine Kerbe des Formteils 64 oder alternativ unter die Unterseite 32 dieses Formteils 64 greift. Dieser Schieber 68 ist durch eine Schieberfeder 66 in die dargestellte Position vorbelastet. Er ist in einer Führung geführt.Below the molding is a
Nachdem der Betonbrei 52 in die Form 62 gemäß
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