DE10305056A1 - Verfahren zur technischen Herstellung von Betonwaren mit nachgebildeten Naturstein- oder sonstigen ästhetisch gestalteten Oberflächen - Google Patents

Abstract

Das Verfahren soll es ermöglichen, natürliche Gesteinsoberflächen nachzugestalten bzw. edle künstliche Gesteinsoberflächen reproduzierbar, ohne aufwendige Oberflächennachbearbeitungen, zu fertigen. DOLLAR A Dies wird dadurch realisiert, dass dem homogen vermischten Zuschlag und Zement in einer Mischeinrichtung Wasser zugegeben und gleichmäßig untergemischt wird und dass aus der so hergestellten Grundmatrix mittels der am Ende des Mischvorganges zugegebenen Sichtkörnung ein Beton mit einer von der Grundmatrix nicht verklebten Sichtkörnung erreicht wird, der nach dem bekannten Stand der Technik weiter verarbeitet werden kann und das Endprodukt zur Sichtbarmachung der Sichtkörnung an der Oberfläche keinem weiteren Bearbeitungsprozess unterzogen werden muss. DOLLAR A Das Verfahren ist zur Herstellung von Betonwaren verwendbar.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur zeit- und kostengünstigen sowie energieeffizienten und umweltschonenden Fertigung von ein- oder zweischichtigen Betonwaren, die auf ihrer Sichtseite eine reproduzierbare, ästhetisch künstliche oder eine exakt nachgebildete Natursteinoberfläche aufweisen.
• Das Imitieren von hochwertigen Natursteinoberflächen und das Abbilden von künstlichen Oberflächen auf Betonwaren ist im Stand der Technik bekannt.
• Bekannten Verfahren ist gemein, dass diese Betonwaren ein- oder zweischichtig in Formen gefertigt werden. Hierbei werden die Formen z.B. mittels eines über sie gezogenen Füllrahmens mit einer Kernbetonmischung aus Sand, Zement, Splitt, Wasser und gegebenenfalls geringer wertigen Zuschlagstoffen gefüllt und mittels eines Rüttlers eingerüttelt, so dass sich diese Kernbetonmischung in den Formen vorverdichtet absetzt. Danach wird mit einem weiteren Füllrahmen die Vorsatzbetonschicht auf die Kernbetonschicht aufgebracht und durch Rütteln und Pressen mit der Kernbetonschicht verbunden und der Formling verdichtet.
• Ebenfalls ist bekannt, dass das Einbringen dieser Schichten auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen bzw. bei der einschichtigen Fertigung von Betonwaren auf den Kernbeton verzichtet werden kann.
• Im Anschluss an diese grundsätzlichen Herstellungsschritte beschreibt der Stand der Technik eine Vielzahl von Verfahren, wie die Oberfläche des Sichtbeton nachzubearbeiten bzw. zu veredeln ist, um den gewünschten optischen Effekt zu erzielen.
• So beschreibt die DE-PS 198 08 484 ein Verfahren zur Herstellung von künstlichen Pflastersteinen, die das Aussehen von natürlichen Kalkstein haben sollen. Hierbei wird dem Vorsatzbeton eine Mehrzahl von in der Tönung harmonisierenden Farb-Zuschlagstoffe zugesetzt. Kalksplitt, der weiterhin zugegeben werden kann, soll hierbei den natürlichen Oberflächeneffekt oder -charakter der fertigen Oberfläche verstärken.
• Nach dem Einfüllen, Rütteln und Verpressen des Vorsatzbetons auf den in der Form befindlichen Kernbeton erfolgt ein trockenes Abbürsten der Oberfläche der Vorsatzbetonschicht. Hierbei wird die Relativbewegung der zu bearbeitenden Pflastersteinoberfläche zu den angreifenden Bürstenelementen so gewählt, dass der Bürstenangriff und damit der Materialabtrag von der Oberfläche völlig willkürlich und regellos innerhalb eines gewissen voreinstellbaren Abtragbereichs ist. Durch das Bürsten soll darüber hinaus eine zusätzliche Durchmischung oder eine Art Marmorisierungseffekt der einzelnen Farbzusatzstoffe im Miniaturbereich, sowie ein teilweises Herausarbeiten der sich in der Vorsatzbetonschicht befindlichen Kalksplitt-Partikel erfolgen und somit eine Sichtoberfläche des fertigen Steines geschaffen werden, welche dem angestrebten Natursteineffekt sehr nahe kommen soll.
• Die DE-OS 30 40 876 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von künstlichen Pflastersteinen, die ebenfalls einen zweischichtigen Aufbau besitzen. Hierbei wird auf die Kernbetonschicht eine Vorsatzbetonschicht mit einem magmatischen Gesteinsgranulat aufgebracht.
• Die nach dem bekannten Verfahren gefertigten Formlinge werden mittels einer Fördereinrichtung zum austrocknen bzw. abbinden zwischengelagert. Nach einer Abbindzeit von ca. 24 bis 48 Stunden und mehr werden diese einer Sand- oder Metallgranulatstrahlvorrichtung zugeführt. Hierbei durchlaufen die Formlinge völlig gleichmäßig und langsam die Strahlvorrichtung, wobei ihre Oberfläche dem Sandstrahleinfluss ausgesetzt wird.
• Mit dem beschrieben Verfahren soll es möglich sein, Pflastersteine herzustellen, deren Sichtfläche der Oberfläche der aus Naturstein hergestellten Pflastersteine weitgehend entspricht.
• Die im Stand der Technik beschriebenen Verfahren besitzen den Nachteil, dass die Formlinge zur Erzielung des gewünschten Oberflächeneffektes, einem zweiten Verarbeitungs- und Veredlungsprozess zugeführt werden müssen. Dieser Prozess, bei dem der frische oder gehärtete Zementschlamm weggewaschen, -gebürstet oder -gesandstrahlt wird, ist sehr zeit- und kostenintensiv, benötigt sehr hohe Investitionen für die Wasch-, Bürst- bzw. Sandstrahlanlagen, ist je nach Trocknungsart sehr energieintensiv oder benötigt eine sehr hohe Zwischenlagerkapazität und beinhaltet hohe Kosten für das Recyceln des Waschwassers bzw. Metallgranulats.
• Des weiteren ist die identische Nachbildung einer natürlichen Gesteinsoberfläche z.B. der eines Granits oder die exakte Reproduktion von ästhetisch, künstlichen Oberflächen wegen des sich bildenden und nachträglich makroskopisch zu entfernenden Betonschlammes nicht gegeben.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs bezeichnenden Art zu entwickeln, mit dem man zeit- und kostengünstig natürliche Gesteinsoberflächen oder ästhetisch künstliche Oberflächen exakt auf Betonwaren bereits während des rüttelnden Verpressens der Formlinge herstellen und somit auf einen weiteren Veredlungsprozess verzichtet werden kann.
• Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass bei dem Mischen der Grundmatrix eine vollständige Umhüllung des Zuschlages mit Zementleim gewährleistet ist.
• Das Untermischen der Sichtkörnung am Ende des Mischvorganges gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung der Sichtkörnung im Vorsatzbeton und verhindert aber zugleich ein Verkleben der Sichtkornoberfläche mit der Grundmatrix.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden näher beschrieben.
• Für die Herstellung von Betonwaren mit einer aus einer Sichtkörnung bestehenden befahrbaren- bzw. Sichtoberfläche werden die Formen, wie bekannt, zunächst mit einer Kernbetonmischung, bestehend aus Zuschlag, Zement, Splitt, Wasser und gegebenenfalls geringer wertigen Zuschlagstoffen gefüllt. Mittels eines Rüttlers wird dieser Kernbeton eingerüttelt, so dass sich dieser in der Form vorverdichtet absetzt.
• Das abgerüttelte freie Volumen der Form wird anschließend mit einem Vorsatzbeton, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, aufgefüllt.
• Gemäß dem erfinderischen Verfahren wird die Grundmatrix des Vorsatzbetons nach betontechnischen Gesichtspunkten gemischt. Hierbei wird zuerst der Zuschlag dem Mischprozess zugeführt. Nach der Zugabe des Zementes in die Mischeinrichtung ist die Mischdauer so zu wählen, dass eine vollständige Umhüllung des Zuschlages mit Zement gewährleistet ist.
• Chemische Farben werden bei der Nachbildung von Natursteinoberflächen weitestgehend nicht eingesetzt. Je nach Farbe des Endproduktes werden verschiedene Zuschläge und Zemente verwendet.
• Bei kundenbezogenen farblichen Sonderanforderungen ist jedoch die Zugabe von Farbpigmenten erforderlich. Auch der Zeitpunkt der Zugabe dieser Pigmente ist hierbei, wie bekannt, von der gewünschten Einfärbung der Grundmatrix, z.B. mit einer homogenen oder marmorierten Farbgestaltung, abhängig.
• Nach dem homogenen Vermischen des Zuschlages und des Zementes wird diesen Komponenten, je nach der zu erzielenden Sichtfläche, Wasser zu einem genau festgelegten Wasserzementwert zugegeben und untergemischt.
• Die für die jeweilige Oberflächen markante Marmorierung wird durch die Zugabe einer speziellen Körnung in der Grundmatrix erreicht. Es werden natürliche Gesteinskörnungen mit jeweils genau festgelegter Siebung in genau festgelegten Mengen eingesetzt. Je nach dem gewünschten Farbbild können dies Granite in unterschiedlichen Farben, Basalte, Porphyre, Quarze usw. sein, welche nach betontechnologischen Gesichtspunkten den Anforderungen von Zuschlägen für Beton mit besonderen Eigenschaften, wie Frost- und Tausalzbeständigkeit, gerecht werden.
• Diese, die für die Oberfläche des Vorsatzbetons jeweilige markante Körnung, wird der Grundmatrix nachträglich zugegeben und untergemischt.
• Mit der für die jeweilige Oberfläche bzw. der jeweiligen Rezeptur genau festgelegten Mischdauer wird eine gleichmäßige Verteilung der Sichtkörnung in dem Vorsatzbeton erreicht, wobei ein Verkleben der Körnungsoberfläche mit der Grundmatrix vermieden wird. Da die Mischintensität und Mischgeschwindigkeit die Länge des Mischprozesses bestimmen, ist die Untermischzeit für die jeweilige Mischeinrichtung zu bestimmen und festzulegen.
• Dieser so hergestellte Vorsatzbeton wird danach dem weiteren Fertigungsprozess zugeführt.
• Nach dem Aufbringen des Vorsatzbetons auf die in der Form vorverdichtete Betonschicht, werden beide Schichten durch Rütteln und Pressen miteinander verbunden und der so gefertigte Formling verdichtet.
• Die in die Grundmatrix des Vorsatzbetons nachträglich zugemischte aber nicht verklebte und für das Erscheinungsbild des Endproduktes markante Körnung, wird im Inneren des Versatzbetons über den Verdichtungsprozess vollständig mit der Grundmatrix umhüllt, das heißt, der Zementleim kann sich an der nachträglich zugegebenen Körnung, ähnlich wie bei einem üblichen Mischprozess anhaften und diese umhüllen.
• Bei der einsetzenden Hydration (Summe aller Reaktionen, die im Zement-Wasser-Gemisch ablaufen und mit der Zeit zum Aussteifen, Erstarren und Erhärten führen), bei welcher sich die Zementkörner zu kristalline Gebilde umformen und verbunden mit einer Volumenvergrößerung sich miteinander vernetzen, werden die nachträglich zugegebenen Sichtkörnungen bei der Festigkeitsentwicklung des Vorsatzbetons mit einbezogen.
• Die Sichtkörnung des Betons an der Sichtfläche des Endproduktes geht mit der Fläche, mit der sie mit der Grundmatrix in Verbindung steht, über den Verdichtungsprozess mit der Grundmatrix eine dauerhafte Bindung ein.
• Die Fläche der Körnung, welche mit der Grundmatrix nicht in Verbindung steht und beim Mischprozess nicht verklebt wurde, stellt sich so in ihrem ursprünglichen Erscheinungsbild an der Oberfläche des Endproduktes dar.
• Ein nachträgliches Entfernen der Grundmatrix an der Sichtfläche der für die jeweilige Oberfläche markanten Körnung ist somit nicht mehr notwendig.

Claims (2)

1. Verfahren zur technischen Herstellung von Betonwaren mit nachgebildeten Naturstein- oder sonstigen ästhetisch gestalteten Oberflächen, bestehend aus einer Grundmatrix (Zuschlag, Zement, Wasser) und einer Sichtkörnung, dadurch gekennzeichnet, dass dem homogen vermischten Zuschlag und Zement in einer Mischeinrichtung Wasser zugegeben und gleichmäßig untergemischt wird und dass aus der so hergestellten Grundmatrix mittels der am Ende des Mischvorganges zugegeben Sichtkörnung ein Beton mit einer von der Grundmatrix nicht verklebten Sichtkörnung erreicht wird, der nach dem bekannten Stand der Technik weiter verarbeitet werden kann, dass die Sichtbarmachung der Sichtkörnung an der Oberfläche nicht wie bei den herkömmlichen Verfahren mit einer Freistellung und Erhöhung über die umgebende Betonfläche verbunden ist und dass die an der Oberfläche sichtbargemachte Sichtkörnung nicht durch Druck, Schlag und sonstige äußere Einwirkungen ihr natürliches Aussehen verlieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Endprodukt zur Sichtbarmachung der Sichtkörnung an der Oberfläche keinen weiteren Bearbeitungsprozess unterzogen werden muss.