DE19504782C2 - Process and moldings for the production of artificial rock formations - Google Patents
Process and moldings for the production of artificial rock formationsInfo
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Description
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern für künstliche Felsformationen in Form von Oberflächennachbildungen einer bestimmten Gesteinsart mittels einer Form und einer hydraulisch erhärtenden Masse, wobei die Form mit der hydraulisch erhärtenden Masse, welcher Fasern zugefügt werden, in der nötigen Stärke ausgefüllt wird, in den Formkörper Verankerungslöcher eingeformt und/oder Metallaschen oder Befestigungsteile aus Metall zur Befestigung an einer Stützkonstruktion eingebettet oder angeklebt werden, und der Formkörper nach dem Erhärten entformt und der Verwendungsstelle zugeführt wird, sowie auf einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formkörper.The invention relates to a process for the production of moldings for artificial rock formations in the form of a surface replica certain type of rock using a mold and a hydraulically hardening Mass, the form with the hydraulically hardening mass, which fibers be added, filled in the necessary strength, in the molded body Anchoring holes formed and / or metal ashes or fasteners embedded in metal for attachment to a support structure or are glued, and the molded body is demolded after hardening and the Usage site is fed, as well as on an after Moldings produced according to the method of the invention.
Bei dem Versuch, für die Gartenanlagen ihrer Schlösser künstliche Grotten und Eremitenklausen zu schaffen, haben die Fürsten des Barock und Rokoko unzählige Mosaiksteinchen an ihre Gartenbauwerke zementieren lassen. Sie sind jedoch dabei der Illusion einer echten Felsformation ebenso weit entfernt geblieben wie bspw. der Vorerfinder einer Verbundbauplatte für Außenwände, der diese in dem deutschen Gebrauchsmuster 19 89 376 hat schützen lassen. Denn nach diesem vorbekannten Verfahren wurde auf den Boden einer rechtwinkligen Plattenform eine Schicht von Mosaik- oder Kieselsteinchen oder Split eingefüllt, sodann wurde die Form mit dünnflüssigem Porenbeton ausgefüllt, so daß nach dem Aushärten eine Verbundbauplatte ähnlich dem allseits bekannten Waschbeton entstand. Eine echte Felsformation kann damit keinesfalls nachempfunden werden, da hierfür jegliche Vorlage fehlt.Trying to make artificial grottos and gardens for their castles The baroque and rococo princes had to create hermit clauses Have countless mosaic stones cemented to your garden structures. she are just as far removed from the illusion of a real rock formation remained like e.g. the inventor of a composite building board for exterior walls, who had them protected in German utility model 19 89 376. Because according to this previously known method, a rectangular plate shape a layer of mosaic or pebbles or Filled in split, then the form was poured with thin aerated concrete filled in so that after curing a composite building board similar to that well-known washed concrete was created. A real rock formation can do that should never be reproduced as there is no template for this.
Auch das deutsche Gebrauchsmuster 17 70 801 sowie die deutschen Offenlegungsschriften 37 12 480 sowie 39 28 969 betreffen künstliche Steine, die zwar eine leicht profilierte Oberfläche aufweisen, in ihren Grundabmessungen jedoch quaderförmig oder kubisch gestaltet sind. Während das Gebrauchsmuster primär auf die Herstellung von Mauersteinen gerichtet ist, sollen gemäß den aus den obigen Offenlegungsschriften bekannten Verfahren Pflastersteine hergestellt werden. Hierzu wird in eine entsprechende, quaderförmige oder kubische Form zunächst eine die Oberflächengestalt wiedergebende Matrize eingelegt, sodann wird eine Betonmasse eingefüllt und festgerüttelt.Also the German utility model 17 70 801 and the German Publications 37 12 480 and 39 28 969 relate to artificial stones, which have a slightly profiled surface, in their Basic dimensions, however, are cuboid or cubic. While the utility model is primarily aimed at the manufacture of masonry is, according to those known from the above published documents Process paving stones are made. This is done in a Corresponding, cuboid or cubic shape first a Inserting a surface-reproducing die, then a Poured in concrete mass and shaken firmly.
Weiterhin ist es aus der JP 6-114 811 (A) bekannt, zur Herstellung eines künstlichen Felsbrockens zunächst eine Form aus einem weichen Material in der Gestalt eines natürlichen Felsens auf ein weiches Untergrundmaterial aufzusetzen und zunächst mit einem faserverstärkten Mörtel derart auszusprühen, daß nach dem Erhärten eine schalenartige Form entsteht, die sodann mit einem Beton ausgegossen wird. Sobald dieser erhärtet ist, kann der künstliche Felsbrocken in gestürztem Zustand, so daß seine ebene Oberfläche nun auf dem Boden aufliegt, in einem Garten ausgelegt werden.Furthermore, it is known from JP 6-114 811 (A) for the production of a artificial rock first a shape made of a soft material in the shape of a natural rock on a soft surface material to put on and first with a fiber-reinforced mortar spray out that after hardening a shell-like shape is formed, the then poured out with a concrete. As soon as this has hardened, the artificial boulders in a fallen state so that its flat surface now lies on the floor, laid out in a garden.
Die vorbekannten Verfahren sind völlig ungeeignet zur Herstellung von Felsformationen: Die Verbundbauplatte gemäß dem deutschen Gebrauchsmuster 19 89 376 hat eine ebene Gestalt, deren einzige Struktur durch die eingebetteten Mosaiksteinchen gebildet ist. Die Kunststeine gemäß den weiteren, deutschen Entgegenhaltungen weisen zwar eine natursteinähnlich profilierte Oberfläche auf, ihre Stabilität ist jedoch äußerst gering, so daß diese Technik auf massive Gegenstände beschränkt ist und größere Felsformationen sich auf diesem Weg nicht herstellen lassen, da diese viel zu schwer und unhandlich wären. Dasselbe gilt auch für den künstlichen Felsbrocken gemäß der japanischen Druckschrift, da hier der in die Form eingespritzte Mörtel trotz seiner Faserverstärkung ohne das vollständige Ausgießen mit Beton keine ausreichende mechanische Stabilität erhält. Die vorbekannten Verfahren leiden demnach allesamt an dem Nachteil, daß es nicht möglich ist, völlig natürliche und dennoch leichte Felsformationen mit größeren Abmessungen herzustellen.The previously known methods are completely unsuitable for the production of Rock formations: The composite building board according to the German Utility model 19 89 376 has a flat shape, the only structure is formed by the embedded mosaic stones. The artificial stones according to the other German documents indicate one natural stone-like profiled surface, but its stability is extreme low, so that this technique is limited to solid objects and Larger rock formations cannot be created in this way, as these would be far too heavy and unwieldy. The same applies to the artificial one Boulders according to the Japanese publication, because here the shape injected mortar despite its fiber reinforcement without the complete Pouring with concrete does not receive sufficient mechanical stability. The Previously known methods all suffer from the disadvantage that it is not possible to use completely natural yet light rock formations manufacture larger dimensions.
Hier gibt auch die europäische Offenlegungsschrift 0 311 145 keinen weiteren Anhaltspunkt für eine Problemlösung. Diese Druckschrift ist auf das Herstellen einseitig offener Gefäße aus Zementmörtel gerichtet, wobei eine Hohlform um ihre Symmetrieachse rotiert und von ihrer Innenseite her mit einem durch Glasfasern bewehrten Zement ausgespritzt wird. Wie aus der obigen, japanischen Entgegenhaltung hervorgeht, ist die Stabilität von mit Fasern verstärktem Mörtel für den erfindungsgemäßen Zweck nicht ausreichend.European laid-open specification 0 311 145 does not disclose any further here Clue for a problem solution. This document is on manufacturing one-sided open vessels made of cement mortar, with a hollow shape around their axis of symmetry rotates and from the inside with one Reinforced glass fiber is sprayed out. As from the above, Japanese citation is the stability of using fibers reinforced mortar is not sufficient for the purpose according to the invention.
Aus den Nachteilen des vorbekannten Stands der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern für künstliche Felsformationen in Form von Oberflächennachbildungen einer bestimmten Gesteinsart mittels einer Form und einer hydraulisch erhärtenden Masse zu schaffen, wobei die Formkörper möglichst leicht sein sollen, um bequem von dem Herstellungsort zum Verwendungsort transportiert werden zu können, ohne daß hierdurch ihre Stabilität eingeschränkt werden soll.This results from the disadvantages of the prior art Problem initiating the invention, a process for the production of moldings for artificial rock formations in the form of a surface replica certain type of rock using a mold and a hydraulically hardening To create mass, wherein the molded body should be as light as possible to can be easily transported from the place of manufacture to the place of use can, without thereby limiting their stability.
Zur Lösung dieses Problems sieht die Erfindung vor, daß ein gattungsgemäßes Verfahren dadurch weitergebildet wird, daß eine flexible Form von einer natürlichen Felsformation abgeformt wird, daß als hydraulische Masse ein zementgebundener Feinbeton verwendet wird mit einem Größtkorn der Zuschlagsstoffe unter 4 mm, einem Zuschlagsstoff-Gemisch aus Grob-, Mittel- und Feinquarzsand mit einem hohen Feinteilgehalt, daß als Fasern Glasfasern mit einem hohen Alkaliwiderstand und einem Durchmesser von mindestens 10 µm verwendet werden, und daß der Formkörper eine wandartige Beschaffenheit mit einer Stärke von 8 bis 20 mm erhält.To solve this problem, the invention provides that a generic Process is further developed in that a flexible form of a Natural rock formation is molded as a hydraulic mass cement-bound fine concrete is used with a largest grain Aggregates under 4 mm, an aggregate mixture of coarse, medium and fine quartz sand with a high fines content, that as fibers glass fibers with a high alkali resistance and a diameter of at least 10 µm are used, and that the molded body is wall-like Preserves texture with a thickness of 8 to 20 mm.
Die Erfindung besteht darin, daß ohne Zusatz von künstlichen Stoffen, nur unter Beigabe von natürlichen Bindemitteln und Zuschlagsstoffen, Kunststeine entstehen, die in der Oberflächenstruktur dem natürlichen Vorkommen gleichgestellt sind. Insbesondere die erfindungsgemäßen Kunstfelsen lassen sich von ihren Originalen aus der Natur hinsichtlich Form, Struktur und Farbe nicht mehr unterscheiden. Dadurch ist eine Möglichkeit geschaffen, den steten Abbau von Felspartien in der Natur zu vermeiden, so daß das natürliche Gleichgewicht, insbesondere bestehende Biotope und deren Flora und Fauna nicht gestört werden. Die Natur wird gemäß der Erfindung in einer Weise nachgebildet, die der Betrachter nicht mehr vom Original unterscheiden kann. The invention is that without the addition of artificial substances, only with the addition of natural binders and additives, artificial stones arise in the surface structure of the natural occurrence are equal. In particular, let the artificial rocks according to the invention different from their originals from nature in terms of shape, structure and color no longer differentiate. This creates an opportunity for the constant To avoid degradation of rock areas in nature, so that the natural Balance, especially existing biotopes and their flora and fauna not be disturbed. The nature becomes according to the invention in a way reproduced that the viewer can no longer distinguish from the original.
Dies gelingt sogar bei stark verwitterten Felspartien von bspw. Muschelkalkformationen oder Schiefergestein, die aufgrund ihrer schmalen, oft nur locker zusammengehaltenen Gesteinsriemchen nach einem Abbau nicht wieder in ihrem ursprünglichen Erscheinungsbild aufgebaut werden könnten. Von besonderem Vorteil ist es, daß vorwiegend äußerst dekorative Naturschönheiten in einem umweltschonenden Verfahren abgeformt werden können und somit einer Vervielfältigung zugänglich sind, ohne daß ein nachhaltiger Eingriff in die Natur erfolgt. Darüber hinaus ist es sogar möglich, durch die problemlose Vervielfältigung der vormals abgenommenen Formen auf kostensparende Weise die Natur nachzubauen und somit einen Beitrag zur Renaturierung von durch Baumaßnahmen wie Straßen, Schiffahrtskanäle, sonstige Hochbaumaßnahmen sowie durch bergbauliche Maßnahmen entstellter Regionen zu leisten. Dabei kann zusätzlich der Effekt genutzt werden, daß die erfindungsgemäßen Wände im Rahmen des Schallschutzes weitere Möglichkeiten zur Lärmreduzierung eröffnen. Infolge der Verwendung von nicht brennbaren Materialien bilden die erfindungsgemäßen Felsformationen einen aktiven Brandschutz und eignen sich somit besonders für den Einsatz im Dekorationsbereich. Der Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Kunstfelsen ist überhaupt nicht eingegrenzt, da sämtliche verwendeten Materialien schadstofffrei sind und daher überall Verwendung finden können. Die erfindungsgemäßen Produkte können wieder vollständig rückgebaut und ohne großen Aufwand zerkleinert und als Komponente einem Schotter oder Beton als Zuschlagsstoff zugefügt werden, so daß ein umweltverträgliches Recycling gegeben ist.This is even possible with heavily weathered rock areas from e.g. Shell limestone formations or slate rock, due to their narrow, often only loosely held together stone straps after mining could be rebuilt in their original appearance. It is particularly advantageous that it is predominantly extremely decorative Natural beauties are molded in an environmentally friendly process can and thus be accessible for reproduction without a sustainable intervention in nature takes place. In addition, it is even possible through the problem-free reproduction of the previously removed forms to recreate nature in a cost-saving way and thus contribute to Renaturation of construction measures such as roads, shipping canals, other building construction measures as well as mining measures disfigured regions. The effect can also be used be that the walls of the invention in the context of sound insulation open up further possibilities for noise reduction. As a result of use of non-combustible materials form the invention Rock formations provide active fire protection and are therefore particularly suitable for use in the decoration area. The area of application of the artificial rock according to the invention is not limited at all, since all The materials used are free of harmful substances and are therefore used everywhere can find. The products according to the invention can again be complete dismantled and crushed with little effort and as a component one Gravel or concrete are added as an aggregate, so that a environmentally friendly recycling is given.
Durch Verwendung eines Feinbetons mit optimiertem Kornaufbau, d. h., einer Mischung aus Zement und Zuschlägen, insbesondere Sand mit einem Größtkorn unter 4 mm und einem kontinuierlichen Korngrößenspektrum bis herab zu Feinquarzsand und einem sehr hohen Feinteilgehalt wird auch ohne Rütteln eine hohe Verfestigung der Betonmatrix erreicht. Die Festigkeit wird weiterhin durch Verwendung von Glasfasern mit einem hohen Alkaliwiderstand und einem Durchmesser von mindestens 10 µm verbessert, da dieselben sich zusammen mit dem Feinquarzsand in die Zwischenräume zwischen den grobkörnigeren Zuschlagsstoffen einlagern und noch verbleibende Zwischenräume sodann durch die Zementmasse vollständig geschlossen werden können. Hierdurch ist es möglich, auf den Vorgang des Rüttelns zu verzichten, so daß sich auch Formen mit völlig unterschiedlichem Oberflächenverlauf in einen Beton-Formkörper abbilden lassen, der eine wandartige Beschaffenheit mit einer Stärke von 8 bis 20 mm aufweist. Durch diese relativ geringe Dicke kann das Gewicht eines erfindungsgemäßen Formkörpers trotz dessen hoher, mechanischer Stabilität gegenüber den bisher bekannten Kunststeinen deutlich gesenkt werden, so daß auch große Flächen felsähnlich gestaltet werden können, ohne daß hierbei schwere und dabei kaum transportfähige Blöcke entstehen. Die Erfindung profitiert hierbei davon, daß weder bei der Verarbeitung noch bei der Entsorgung von Glasfaserbeton Schadstoffe freigesetzt werden. Da Glasfasern mit einem Durchmesser von weniger als 10 µm ausgesondert werden, kann von dem fertigen Formkörper keine Gefahr für die Gesundheit von Personen ausgehen. Denn es hat sich erwiesen, daß erst Fasern mit einem Durchmesser von weniger als 3 µm für die Gesundheit kritisch sind, weil sie sich als Schwebstoffe in der Luft halten können. Der Alkaliwiderstand der verwendeten Glasfasern wird einerseits durch die Glaszusammensetzung, bspw. durch einen Anteil an Zirkonoxyd, und durch die Schlichte (= Beschichtung) erreicht. Eine derartige Glasfaser ist mit der Zementmatrix verträglich und kann daher während des Verarbeitungsprozesses von der Zementmatrix ummantelt werden. Da eine Glasfaser durch übliche mechanische Bearbeitung des Betons wie Sägen, Bohren, Brechen und Schleifen nicht in dünnere Fasern gespaltet wird, ist auch während der Verarbeitung keine Gefahr für die Gesundheit von Personen gegeben.By using fine concrete with an optimized grain structure, i. i.e. one Mixture of cement and aggregates, especially sand with a Largest grain under 4 mm and a continuous grain size range up to down to fine quartz sand and a very high fine particle content is also without Shaking a high solidification of the concrete matrix is achieved. The firmness will further by using glass fibers with a high alkali resistance and a diameter of at least 10 µm because they are the same together with the fine quartz sand in the spaces between the store coarser aggregates and any remaining ones Gaps are then completely closed by the cement paste can be. This makes it possible to approach the shaking process waive, so that there are also forms with completely different Have the surface profile shown in a concrete molding, the one wall-like texture with a thickness of 8 to 20 mm. By this relatively small thickness can be the weight of an inventive Shaped body despite its high mechanical stability compared to the previous known artificial stones are significantly reduced, so that large areas can be designed like a rock, without being heavy and thereby hardly transportable blocks are created. The invention benefits from that neither in the processing nor in the disposal of fiberglass concrete Pollutants are released. Because glass fibers with a diameter of less than 10 µm can be separated from the finished molded article no health hazard to people. Because it has proved that only fibers with a diameter of less than 3 microns for health are critical because they remain in the air as suspended matter can. The alkali resistance of the glass fibers used is on the one hand the glass composition, for example by a proportion of zirconium oxide, and by reached the size (= coating). Such a glass fiber is with the Cement matrix compatible and can therefore be used during the processing process to be encased by the cement matrix. Because a glass fiber by usual mechanical processing of the concrete such as sawing, drilling, breaking and Grinding is not split into thinner fibers, even during the Processing given no health hazard.
Als Vorbilder für nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abgeformte Felsformationen eignen sich insbesondere Eruptiv- und/oder Sedimentgesteine wie bspw. Sandstein, Porphyr, Basalt, Keuper, Lava oder sonstige, natürliche Gesteins- oder Erdformationen.As models for those molded using the method according to the invention Rock formations are particularly suitable for igneous and / or sedimentary rocks such as sandstone, porphyry, basalt, Keuper, lava or other natural Rock or earth formations.
Zur Erzielung eines besonders natürlichen Eindrucks kann in die Form zunächst Natursand und/oder Natursplit eingestreut werden. To achieve a particularly natural impression, you can use the shape natural sand and / or natural split are sprinkled in first.
Die Oberflächenstrukturen können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl durch flexible Strukturwalzen als auch durch Abdruck-Matrizen aus elastischem Material erzeugt werden.The surface structures can according to the inventive method both by flexible structural rollers and by impression matrices elastic material are generated.
Die Fertigung der dünnwandigen, montierbaren Bauteile erfolgt vorzugsweise im Gieß- oder Spritzverfahren. Vorwiegend werden die Bauteile in Formen hergestellt, wobei es in Sonderfällen jedoch auch möglich ist, mit einer Matrix vorbereitete und/oder im Dünnbettverfahren beschichtete Glasfasermatten mit hohem Alkaliwiderstand in Formen einzulegen oder frei zu formen.The thin-walled, mountable components are preferably manufactured by casting or spraying. The components are predominantly in molds manufactured, but in special cases it is also possible with a matrix prepared and / or coated with the thin-bed glass fiber mats to insert high alkali resistance in molds or to shape them freely.
Da für die gleichbleibende Festigkeit der erfindungsgemäßen Formkörper die Einhaltung der gewünschten Wandstärke von großer Bedeutung ist, sieht die Erfindung hierfür eine elektronische Steuerung der Körperstärke vor.Since for the constant strength of the molded body according to the invention Compliance with the desired wall thickness is of great importance Invention for this an electronic control of body strength before.
Indem als Bindemittel ein Traßzement verwendet wird, kann der pH-Wert reduziert werden, um eine Verbindung mit Wasserbauteilen und/oder einen Einsatz in Flora- und Faunabereichen zu ermöglichen.By using a road cement as a binder, the pH can be adjusted can be reduced to a connection with hydraulic components and / or a To enable use in flora and fauna areas.
Um eine weitere Reduzierung des Eigengewichts der erfindungsgemäßen Formkörper zu erreichen, kann der Beton mit polymeren Zusatzstoffen modifiziert werden.To further reduce the dead weight of the invention To achieve shaped bodies, the concrete can be made with polymeric additives be modified.
Die Verwendung von Betonfarben wie bspw. Eisenoxid- und/oder Chromoxid- Pigmenten erlaubt eine besonders natürliche Farbgebung, wobei entstehende Ausblühungen sogar erwünscht sind und nicht unterdrückt werden sollten.The use of concrete paints such as iron oxide and / or chromium oxide Pigments allow a particularly natural coloring, with resulting ones Efflorescence is even desirable and should not be suppressed.
Weitere Fasern, wie bspw. Mineralfasern, Kohlenstoffasern, organische Fasern und/oder Metallfasern können hinzugefügt werden, wobei insbesondere Stahlfasern einerseits die Biegezugfestigkeit erhöhen und andererseits Ausfärbungen in Form von Rostflecken erzeugen, was eine naturgetreue Nachbildung von erzhaltigen Gesteinen ermöglicht. Other fibers, such as mineral fibers, carbon fibers, organic fibers and / or metal fibers can be added, in particular Steel fibers increase the bending tensile strength on the one hand and on the other hand Discolorations in the form of rust spots create what a lifelike Imitation of ore-containing rocks possible.
Während in die Betonmatrix eingebettete Glasfasermatten die Festigkeit des Endprodukts erhöhen, kann ein Metallgeflecht auch als Trägerkonstruktion für die Formgebung während des Herstellungsverfahrens verwendet werden.While fiberglass mats embedded in the concrete matrix increase the strength of the Metal product can also be used as a support structure for the shape used during the manufacturing process.
Die fertigen Glasfaserbeton-Formkörper müssen über einen ausreichenden Zeitraum aushärten und können sodann sowohl im Innen- wie auch im Außenbereich eingebaut werden. Hierbei ist zu beachten, daß für diese verschiedenen Anwendungsbereiche unterschiedliche Anforderungen gelten und sich das Material auch unterschiedlich verhält. Sofern die Formkörper stärkeren Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, sollte für entsprechende Dehnungsfugen ausreichende Vorsorge getroffen werden.The finished glass fiber concrete moldings must have an adequate Cure period and can then be used both indoors and outdoors Be installed outdoors. It should be noted that for this Different requirements apply to different areas of application and the material behaves differently. Unless the molded body exposed to greater temperature fluctuations should be appropriate Expansion joints take adequate precautions.
Die erfindungsgemäßen Formkörper sind untereinander kombinierbar und können als Ganzes oder als Bruchteil mittels einer entsprechenden Matrix verbunden bzw. zu größeren Einheiten zusammengefaßt werden. Hierbei erfolgt die Verbindung durch eine Verspannung der an den Teilenden herausstehenden Fasern.The moldings according to the invention can be combined with one another and can be made as a whole or as a fraction using an appropriate matrix connected or combined into larger units. Here the connection is made by bracing the ends of the parts protruding fibers.
Einbauart und hierbei verwendete Befestigungsmittel der erfindungsgemäßen Formkörper bestimmen sich nach den vorgegebenen Randbedingungen, insbesondere der am Befestigungsort vorhandenen Unterkonstruktion. Bevorzugt werden die Formkörperteile an einer Stützkonstruktion wie einer bestehenden Wand oder einem Metallgerüst angeschraubt.Installation type and fasteners used here of the invention Shaped bodies are determined according to the specified boundary conditions, especially the substructure at the place of attachment. The molded body parts on a support structure such as one are preferred screwed onto an existing wall or a metal frame.
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