DE20202065U1

DE20202065U1 - Betonwerkstein

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Publication number: DE20202065U1
Application number: DE20202065U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-02-12
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2012-02-13
Also published as: DE10305998A1

Description

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Schröter & Haverkanfip * '*** Patentanwälte

European Patent and Trademark Attorneys

Dipl.-Ing. (FH) Heinz Karl

Kantstr. 17
D-92637 Weiden
Deutschland

Betonwerkstein

Die Erfindung betrifft einen Betonwerkstein, umfassend eine Trägerschicht aus Unterbeton und eine mit der Unterbetonschicht verbundene Vorsatzplatte, etwa einer Natursteinfliese oder -platte, deren Oberseite die Nutzfläche des Betonwerksteins bildet.

Betonwerksteine sind plattenförmige Bauelemente und bestehen aus einer unteren Trägerschicht - einer Unterbetonschicht - und einer Vorsatzplatte. Die Oberseite der Vorsatzplatte bildet die Nutzfläche des Betonwerksteins. Als Vorsatzplatten werden unter anderem Natursteinplatten eingesetzt, die mit der Unterbetonschicht durch einen Haftvermittler - einen Kleber - verbunden sind. Hintergrund des Einsatzes derartiger Betonwerksteine ist, belastbare Platten, beispielsweise Bodenplatten auszubilden, ohne dabei die gesamte Bodenplatte aus Naturstein fertigen zu müssen. Dadurch werden nicht nur die Natursteinressourcen geschont, sondern insbesondere sind derartige Betonwerksteine kostengünstiger als das Pendant, welches vollständig aus Naturstein hergestellt ist.

Die zum Herstellen eines solchen Betonwerksteins als Haftvermittler eingesetzten Kleber sind als Zementmörtel aufgebaut und/oder bestehen aus einer Epoxydharzbasis. Die als Haftvermittler eingesetzten Kleber bilden zwischen der als Platte ausgebildeten Vorsatzschicht und dem Unterbeton

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eine Klebeschicht aus, die neben ihrer Eigenschaft, die Unterbetonschicht mit der Vorsatzplatte zu verbinden, ebenfalls die Eigenschaft einer Sperrbzw. Abdichtungsschicht zu eigen hat. Die Sperreigenschaften der Haftvermittler beziehen sich auf einen Wasser- und/oder Luftdurchtritt und somit einen Wasser- und/oder Luftaustausch zwischen der Vorsatzplatte und der Unterbetonschicht. Durch diesen mangelnden Austausch können Frostschäden entstehen, wodurch die ohnehin nur bedingt befriedigende Haftzugfestigkeit, mit der die Vorsatzplatte an der Unterbetonschicht befestigt ist, reduziert wird. Gleichermaßen wird ein Diffundieren von gelösten &iacgr;&ogr; Salzen aus dem Untergrund zur Oberfläche durch die Sperrschicht verhindert und führt unmittelbar unter dieser zu einer Salzkonzentration. Beim Auskristallisieren kann der entstehende Kristallisationsdruck die Haftung zwischen der Unterbetonschicht und der Haftvermittlerschicht reduzieren oder zerstören. Dies ist unerwünscht.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten gattungsgemäßen Betonwerkstein dergestalt weiterzubilden, daß die zu dem oben genannten vorbekannten Stand der Technik aufgezeigten Nachteile reduziert, wenn nicht gar gänzlich vermieden sind.

Diese Aufgabe wird zum einen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorsatzplatte durch die abbindenden Eigenschaften des zur Erstellung der Unterbetonschicht eingesetzten Frischbetons bei seiner Aushärtung mit der Unterbetonschicht verbunden ist und dem zum Erstellen des Unterbetons eingesetzten Frischbeton ein die Haftfähigkeit erhöhendes Additiv oder Additivgemisch beigemengt ist.

Ferner wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorsatzplatte durch die abbindenden Eigenschaften des zur Erstellung der Unterbetonschicht eingesetzten Frischbetons bei seiner Aushärtung mit der Unterbetonschicht verbunden ist und die an die Vorsatzplatte grenzende Oberfläche des Frischbetons einen verglichen mit einem Normalbeton reduzierten Porenanteil aufweist.

Gemäß diesen Vorschlägen sind erstmals Betonwerksteine bereitgestellt, bei denen zum Verbinden einer beispielsweise aus Naturstein bestehenden Vorsatzplatte mit der Unterbetonschicht keine Haftvermittlerschicht

zwischen der Vorsatzplatte und der Unterbetonschicht vorgesehen ist. Daher ist die Gefahr einer Beeinträchtigung des Betonwerksteins durch Frostschäden infolge eines Wasserstaus oder durch Kristallisationsschäden infolge von Salzlösungskonzentrationen, die zu einer Ablösung der Vorsatzplatte führen können, ausgeschlossen, Bei dem Gegenstand der beanspruchten Betonwerksteine grenzt die Vorsatzplatte unmittelbar an den als Träger eingesetzten Unterbeton und ist mit diesem unter Ausnutzung der dem Frischbeton beim Abbinden eigenen Bindungskräften verbunden. Zur Erzielung eines Verbundes zwischen der Vorsatzplatte und

&iacgr;&ogr; dem Unterbeton ist entsprechend der erstgenannten Lösung vorgesehen, den Frischbeton mit einem die Haftfähigkeit des abbindenden Betons erhöhenden Additiv oder Additivgemisch anzureichern. Dieses Additiv kann als Emulsion oder in pulvriger Form dem Frischbeton beigemengt werden. Bei dieser Ausgestaltung wird der Frischbeton selbst als Klebemittel eingesetzt. Durch das in dem Frischbeton enthaltene Additiv mit seinen besonders guten Haft- bzw. Klebeeigenschaften sind die sich ausbildenden Haftbrücken zwischen dem Unterbeton und der Vorsatzplatte deutlich höheren Haftzugbelastungen aussetzbar, ohne dass sich die Vorsatzplatte von der Unterbetonschicht löst. Somit wird bei dieser Ausgestaltung grundsätzlich der Frischbeton selbst als Kleber ausgebildet und eingesetzt.

Gemäß der zweitgenannten Lösung ist der Unterbeton dergestalt eingestellt, daß zumindest an der Oberfläche der Unterbetonschicht, an der die Vorsatzplatte anhaftet der Porenflächenanteil gegenüber einem "Normalbeton" reduziert ist. In der Regel wird man jedoch aus herstellungstechnischen Gründen den Unterbeton insgesamt mit einem reduzierten Porenanteil ausstatten, wodurch naturgemäß ebenfalls der Porenflächenanteil an der Kontaktfläche zwischen dem Unterbeton und der Vorsatzplatte reduziert und nur sehr gering ist. Durch Reduzierung des Porenflächenanteils, beispielsweise durch Reduzieren der Porengröße oder durch eine möglichst weitgehende Vermeidung einer Ausbildung von Poren, ist die Kontaktfläche und somit die eine Haftung herbeiführende Fläche zwischen der Unterbetonschicht und der Vorsatzplatte soweit vergrößerbar, daß die Vorsatzplatte mit der nach Aushärten des Frischbetons gebildeten Unterbetonschicht mit der notwendigen Haftzugfestigkeit verbunden ist. Eine Reduzierung des Porenflächenanteils im Bereich der Kontaktfläche läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß ein sehr

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feinkömiger Zuschlagsstoff, beispielsweise Keramik dem Frischbeton beigemengt wird, um als Zwickelfüller zu fungieren. Die Feinkörnigkeit dieses Zuschlagsstoffes ist um ein vielfaches kleiner als die Korngröße des eingesetzten Sandanteils. Zur Erzielung des gewünschten Zweckes kann dem Frischbeton auch ein Betonverflüssiger als Additiv beigemengt werden. Bei Einsatz eines solchen Verflüssigers kann der Wasseranteil zum Anmachen des Frischbetons reduziert werden, so daß insgesamt ein dichterer und auch mit einem geringeren Porenanteil versehener Beton als Unterbetonschicht erstellt werden kann. Zur Erzielung des gewünschten Zweckes kann der eingesetzte Frischbeton durch Zugabe eines entsprechenden Additivs oder Additivgemisches auch als selbstverdichtender Frischbeton ausgebildet sein, bei dem im Frischbeton enthaltene Luftblasen von selbst entweichen.

Ein solcher Betonwerkstein läßt sich in besonders zweckmäßiger Ausgestaltung auch durch unterschiedliche Kombinationen der oben genannten Einzelmaßnahmen erreichen. So kann die Unterbetonschicht eines solchen Betonwerksteins neben einem die Haftfähigkeit erhöhenden Additiv auch selbstverdichtend und/oder mit einem Betonverflüssiger und/oder mit einem Zwickel füllenden Zuschlagsstoff ausgestattet sein.

Die Herstellung eines solchen Betonwerksteins ist auf einfache Weise durch Gießen des als Frischbeton vorliegenden Unterbetons auf die Rückseite einer in eine Form eingelegten Vorsatzplatte möglich. Dabei ist es grundsätzlich nicht erforderlich, den Frischbeton mechanisch durch Rüttler oder Rütteltische zu bearbeiten. Im Einzelfall kann dies jedoch erfolgen, um beim Abbinden bestimmte Vorgänge zu unterstützen, wie beispielsweise das Entweichen von Luftblasen.

Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:

Fig. 1: Einen schematisierten Querschnitt durch einen Betonwerkstein und

Fig. 2: Einen schematisierten Querschnitt durch einen Betonwerkstein aus dem vorbekannten Stand der Technik.

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Ein Betonwerkstein 1 besteht aus einer Unterbetonschicht 2, auf der oberseitig eine als Vorsatzplatte dienende Natursteinplatte 3 angeordnet ist. Die Natursteinplatte 3 ist mit der Unterbetonschicht 2 durch Abbinden des als Frischbeton eingesetzten Betons zum Ausbilden der Unterbetonschicht 2 verbunden. Zum Erzielen der gewünschten Haftzugfestigkeiten in der Verbindung zwischen der Natursteinplatte 3 und der Unterbetonschicht 2 ist dem zum Erstellen der Unterbetonschicht 2 vorgesehenen Frischbeton ein die Haftfähigkeit des Betons erhöhendes Additiv beigemengt worden. Dieses Additiv ist als Emulsion oder in pulvriger Form in

&iacgr;&ogr; den Frischbeton eingebracht und in diesem verteilt worden, so dass dieses Additiv dispergiert in dem Frischbeton enthalten ist. Aus diesem Grunde befinden sich an der Kontaktfläche 4 zwischen der Unterbetonschicht 2 und der Natursteinplatte 3 über die gesamte Fläche verteilt derartige Additivpartikel, die mit der Unterseite der Natursteinplatte eine KIebeverbindung eingegangen sind. Ferner ist dem zur Erstellung der Unterbetonschicht 2 eingesetzten Frischbeton ein Additiv beigemengt worden, damit der Frischbeton selbstverdichtende Eigenschaften aufweist und in dem Frischbeton enthaltene Luftblasen ohne einen Einsatz mechanischer Rüttler oder Rütteltische entweichen. Ferner ist dem Frischbeton ein Betonverflüssigungsadditiv beigemengt worden, so dass der Frischbeton zum Ausbilden der Unterbetonschicht 2 nur mit einer sehr geringen Wassermenge angemacht werden musste. Die beiden letztgenannten Maßnahmen, die auch unabhängig voneinander vorgenommen werden können, dienen zum Reduzieren des Porenvolumens, so dass der volumenmäßige Porenanteil in der Unterbetonschicht 2 gegenüber einem "Normaibeton" ohne derartige Additive erheblich herabgesetzt ist. Aus diesem Grunde ist auch der Porenanteil an der Kontaktfläche 4 nur sehr gering, so dass im wesentlichen die gesamte Fläche der Kontaktfläche 4 mit der Unterseite der Natursteinplatte 3 chemisch verbunden ist.

Der Betonwerkstein 1 ist somit dadurch charakterisiert, dass die Vorsatzplatte 3 unmittelbar mit der Unterbetonschicht 2 verbunden ist, insbesondere ohne einen flächig aufgetragenen Haftvermittler - wie beim vorbekannten Stand der Technik (vgl. Figur 2) - einzusetzen. Aus diesem Grunde ist ein Wasser- und/oder Luftaustausch zwischen den Poren der Natursteinplatte 3 und den Poren der Unterbetonschicht 2 grundsätzlich möglich, wodurch ein Wasserstau und eine Gefahr von Frostschäden und eine Salzlösungskonzentration und eine Gefahr von Kristallisationsschä-

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den, die zu einem Abplatzen der Natursteinplatte 3 ganz oder teilweise führen könnten, vermieden sind.

Bei dem in Figur 2 gezeigten Betonwerkstein entsprechend dem vorbekannten Stand der Technik ist zwischen der Natursteinplatte und der Unterbetonschicht ein Haftvermittler eingesetzt, der gleichfalls eine sperrende Eigenschaft aufweist. Diese Haftvermittlerschicht wirkt abdichtend, so dass in den Poren der Natursteinplatte 3 eindringende Feuchtigkeit nicht abfließen kann und aus diesem Grunde bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt durch Frostsprengung die Natursteinplatte 3 zerstört werden könnte. Gleichermaßen kann das Diffundieren von gelösten Salzen aus dem Untergrund zu einer Salzkonzentration unter dieser Sperrschicht führen, so dass der beim Auskristallisieren entstehende Kristallisationsdruck die Haftung zwischen der Unterbetonschicht und der Haftvermittlerschicht reduzieren oder zerstören kann.

Aus der Beschreibung des erfindungsgemäßen Betonwerksteins wird deutlich, dass dieser nicht nur mit einfachen Mitteln herstellbar ist, sondern dass mit diesem ebenfalls die Gefahr eines Eintretens von Frost- oder Kristallisationsschäden soweit wie möglich vermieden sind. Überdies sind durch die beschriebenen Maßnahmen Haftzugfestigkeiten erzielbar, die die Haftzugfestigkeiten von herkömmlich eingesetzten Haftvermittlern übersteigen. Auch herstellungstechnisch ist ein erfindungsgemäßer Betonwerkstein leichter herstellbar, da die Verfahrensschritte des Hersteilens der Verklebung und des Auftragens des Haftvermittlers vermieden sind. Als Vorsatzplatte kann für den beschriebenen Betonwerkstein letztendlich jede Platte oder Fliese eingesetzt werden, gleichgültig ob es sich dabei um eine Natursteinplatte oder -fliese oder um eine künstlich hergestellte Platte oder Fliese handelt. Daher gilt als Betonwerkstein im Rahmen dieser Ausführungen jedes plattenförmige Bauelement, welches eine Unterbetonschicht mit den beschriebenen Eigenschaften und eine mit der Unterbetonschicht verbundene Vorsatzplatte umfasst, wobei die Vorsatzplatte, für den Fall, dass es sich bei dieser um eine Kunststeinplatte handelt, deren Unter- bzw. Rückseite mit der Unterbetonschicht verbunden ist.

-7-Bezugszeichenliste

1 Betonwerkstein

2 Unterbetonschicht

3 Natursteinplatte

4 Kontaktfläche

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Claims

1. Betonwerkstein, umfassend eine Trägerschicht aus Unterbeton und einer mit der Unterbetonschicht (2) verbundene Vorsatzplatte (3), etwa einer Natursteinfliese oder -platte, deren Oberseite die Nutzfläche des Betonwerksteins (1) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsatzplatte (3) durch die abbindenden Eigenschaften des zur Erstellung der Unterbetonschicht eingesetzten Frischbetons bei seiner Aushärtung mit der Unterbetonschicht (2) verbunden ist und dem zum Erstellen der Unterbetonschicht (2) eingesetzten Frischbeton ein die Haftfähigkeit erhöhendes Additiv oder Additivgemisch beigemengt ist.

2. Betonwerkstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Haftfähigkeit erhöhende Additiv oder Additivgemisch als Emulsion oder in pulvriger Form dem Frischbeton zum Erstellen der Unterbetonschicht (2) beigemengt ist.

3. Betonwerkstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Vorsatzplatte (3) grenzende Oberfläche des Unterbetonschicht (2) einen verglichen mit einem Normalbeton reduzierten Porenanteil aufweist.

4. Betonwerkstein, umfassend eine Trägerschicht aus Unterbeton und einer mit der Unterbetonschicht (2) verbundenen Vorsatzplatte (3), etwa aus Naturstein, deren Oberseite die Nutzfläche des Betonwerksteins (1) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsatzplatte (3) durch die abbindenden Eigenschaften des zur Erstellung der Unterbetonschicht (2) eingesetzten Frischbetons bei seiner Aushärtung mit der Unterbetonschicht (2) verbunden ist und die an die Vorsatzplatte (3) grenzende Oberfläche des Frischbetons einen verglichen mit einem Normalbeton reduzierten Porenanteil aufweist.

5. Betonwerkstein nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Porenreduzierung der Frischbeton zum Erstellen des Unterbetonschicht (2) einen Betonverflüssiger als Additiv oder Additivgemisch enthält.

6. Betonwerkstein nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Porenreduzierung der Frischbeton zum Erstellen der Unterbetonschicht (2) ein zwickelfüllendes Additiv oder ein Additivgemisch enthält, dessen Korngröße um ein Vielfaches kleiner ist als die Größe des eingesetzten Zements.

7. Betonwerkstein nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße des eingesetzten zwickelfüllenden Additivs oder des Additivgemisches etwa 100-mal kleiner ist als die Korngröße des eingesetzten Sands.

8. Betonwerkstein nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Porenreduzierung der Frischbeton zum Erstellen der Unterbetonschicht (2) ein zum Selbstverdichten des Betons dienendes Additiv oder ein Additivgemisch enthält.

9. Betonwerkstein nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsatzplatte eine Natursteinplatte (3) oder -fliese, eine Keramikplatte oder -fliese, eine Feinsteinzeugplatte oder -fliese oder eine Kunststeinplatte oder -fliese ist.