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Schalungsstein mit zusätzlicher Isolierschicht und
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Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft einen Schalungsstein
mit einer zusätzlichen Isolierschicht und ein Verfahren zur Herstellung des Schalungssteins,
bei dem die Isolierschicht an der Innenseite wenigstens einer Wand angeordnet ist.
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Schalungssteine, die für die sogenannte Mantelbeton-Bauweise verwendet
werden, sind bekannt. Diese Schalungssteine besitzen zwei parallele Wände, zwischen
denen sich ein Hohlraum befindet, der durch Querstege zwischen den Wänden in mehrere
untereinander in Verbindung stehende Kammern unterteilt sein kann. Schalungssteine
gibt es aus verschiedenen Stoffen, die eine unterschiedliche Isolierwirkung haben.
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Schalungssteine aus olzspanbeton beispielsweise besitzen von sich
aus bereits eine recht gute, Schalungssteine aus Leicht- oder Schwerbeton nur eine
geringfügige Isolierwirkung. Es ist bekannt, die Isolierwirkung von Schalungssteinen
dadurch zu erhöhen bzw. erst zu schaffen, daß zusätzliche Isolierschichten vorgesehen
werden. Zu diesem Zweck werden auf Format geschnittene Isolierplatten in die Schalungssteine
oder auch in Betonhohlblocksteine eingebracht. Dieses Verfahren ist jedoch mit verschiedenen
Problemen behaftet.
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So ist es zumeinen erforderlich, daß die Steine, in die die Isolierplatten
eingeschoben werden sollen, an den Enden ge-
schlossen sind, da
andernfalls die Gefahr besteht, daß die Isolierplatte wieder herausfällt. Es ist
daher praktisch kaum möglich, im Fall eingelegterlsolierplatten Zwischenlängen und
Paßmaße herzustellen, da in diesem Fall die von Haus aus geschlossenen Enden der
Schalungssteine geöffnet werden und die Isolierplatte herausfällt Außerdem besteht
die Möglichkeit, daß die Isolierplatte bei nicht ausreichend fester Anlage an eine
Wand des Schalungssteins nach dem Einbringen des Füllbeton in diesem liegt und nicht
nur das Betongefüge stört und damit die Tragfähigkeit des Betonkerns beeinträchtigt,
sondern auch ihre Isolierwirkung einbüße.
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Wegen der nicht auszuschließenden Fertigungstoleranzen läßt sich dieser
Nachteil auch nicht dadurch vermeiden, daß die Isolierplatte an der Wand des Schalungssteins
verklebt wird, ohne daß zumindest gleichzeitig in Kauf genommen werden muß, daß
sich die Isolierplatte nicht über die ganze Länge der Außenwand erstreckt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schalungsstein mit einer zusätzlichen
Isolierschicht, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, bei dem sichergestellt
ist, daß die Isolierschicht fest an einer Wand des Schalungssteins anliegt und auch
im Fall offener Enden des Schalungssteins nicht herausfallen oder verrutschen kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Isolierschicht
eine Schaumstoffschicht ist, die innerhalb des Schalungssteins aufgeschäumt und
gleichmäßig und innig mit dessen Wand verbunden ist.
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Durch das direkte Anschäumen der Isolierschicht an die Wand des Schalungssteins
entsteht eine gleichmäßige und feste Verbindung, die sich beispielsweise auch dann
nicht löst, wenn aus dem Schalungsstein Zwischenlängen oder Paßmaße hergestellt
werden. Außerdem wird stets eine optimale Isolierwirkung sichergestellt, da es auRgeschlossen
ist, daß die Isolierschicht im Füllbeton liegt, d.h. also beidseitig von Füllbeton
umgeben ist. Damit ist zugleich eine Beeinträchti-
gung der Tragfähigkeit
des Betonkerns auch nicht mehr möglich.
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Die Schaumstoffschicht besteht vorzugsweise aus einem feinporigen
Hartschaum mit hoher Wärmedämmung, vorzugsweise aus Polyurethan. Aus wärmetechnischen
Gründen ist es besonders günstig, diese Isolierschicht an der Innenseite der Außenwand
des Schalungssteins aufzuschäumen. Eine besonders hohe Wärmedämmung wird erzielt,
wenn die erfindungsgemäße Isolierschicht bei einem Schalungsstein verwendet wird,
der aus Holzfasern als Grundmaterial, vorzugsweise aus Holspanbeton besteht. In
diesem Fall ist es günstig, wenn das Innere des Schalungssteins durch mehrere quer
zur Außen- und Innenwand verlaufende, sich wenigstens über einen Teil der Schalungssteinhöhe
erstreckende und mit den Wänden einstückige Stege in mehrere Kammern unterteilt
ist und die Isolierschicht nur im Bereich zwischen den Stegen aufgeschäumt ist.
Zum einen ist im Bereich dieser Stege eine zusätzliche Isolierschicht weniger wichtig
als im größeren Bereich zwischen den Stegen, wo sich der eigentliche Betonkern befindet,
und zum anderen dienen die Stege der Dampfdiffusion, die im Fall einer Unterbrechung
der Stege durch die Isolierschicht ;gstört würde. ~~ Das Verfahren zur Herstellung
eines solchen Schalungssteins besitzt vorzugsweise die folgenden Schritte: a) Einführen
eines Kerns in den Hohlraum bzw. Einführen von Kernen in die Hohlräume des Schalungssteins,
so daß neben einer, vorzugsweise der äußeren Wand ein der gewünschten Isolierschichtstärke
entsprechender Raum frei bleibt, b) Einfüllen eines einen Schaumstoff bildenden
Materials, das sich am Boden des freien Raums absetzt, dann vom Boden her nach oben
aufschäumt und sich dabei gleichmäßig und innig mit der Schalungssteinwand verbindet,
c) Entfernen des Kerns bzw. der Kerne, nachdem sich der Schaumstoff verfestigt hat,
und
d) Nachputzen des Schalungssteins.
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Die Kerne, die beispielsweise als Stahlplatten ausgebildet sein können,
werden mittels einer geeigneten Vorrichtung in die Schalungssteine eingeführt und
sind so bemessen, daß im Bereich zwischen den Stegen zwischen der Innenseite der
Außenwand des Schalungssteins und der gegenüberliegenden Kernwand ein Spalt bestehen
bleibt, in dem der Schaum aufsteigen kann, um dabei etwas in die Wand des Schalungssteins
einzubringen. Indem dieser Spalt oben und unten im wesentlichen, aber nicht völlig
geschlossen wird, kann man erreichen, daß.
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bei dem Aufschäumvorgang kein allzu hoher Druck entsteht, und der
Schaumstoff zur Erzielung einer festen Verbindung mit der Schalungssteinwand ausreichend
in diese eindringt, andererseits jedoch seitlich nicht so weit in die Stege eindringt,
daß die Dampfdiffusion durch diese Stege beeinträchtigt wird. Die Kerne sind mit
einer Trennpaste behandelt, die verhindert, daß sich der Schaumstoff auch mit den
Kernen verbindet und die Isolierschicht beim Herausziehen der Kerne beschädigt wird.
Vorzugsweise sind die Kerne während des Aufschäumvorgangs erwärmt. Dies führt zur
Bildung einer festen Haut der Isolierschicht.
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Ziel der Wärmedämmung ist es, das Temperaturamplitudenverhältnis günstig
zu gestalten; d.h. der ideale Wärmeschutz wird dann erreicht, wenn die von der Außenwand
nach innen wandernde Temperaturwelle stark gedämpft wird, der Verhältniswert der
Innenamplitude zur Außenamplitude also möglichst niedrig wird. Dabei soll eine Optimierung
von Wärmedämmung und Wärmespeicherung erreicht werden. Zu diesem Zweck müssen Wandbaustoffe
mit einer niedrigen Wärmedurchgangszahl k mit einer großen Masse verbunden werden,
was allgemein einen Widerspruch beinhaltet. Beim Mantelbetonsystem, insbesondere
unter Verwendung von Holzspanmaterial, und speziell beim erfindungsgemäßen Schalungsstein
ist es jedoch möglich, auch bei einer Wandstärke von 24 cm eine Wärmedurchganyszahl
unter 0,5 zu erreichen und dabei aber ein Temperaturamplitudenverhältnis durch die
Masse des Betons zu erhalten, welches als ausgesprochen günstig betrachtet werden
kann.
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Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand
der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 perspektivisch einen
Schalungsstein aus Holzspanbeton, dessen Hohlraum mittels Stegen in mehrere Kammern
unterteilt ist und der an der Innenseite seiner Außenwand in erfindungsgemäßer Weise
mit einer Isolierschicht versehen ist, Fig. 2 eine Schnittansicht eines erfindungsgemänen
Schalungssteins entsprechend der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Schnittansicht
des Schalungssteine entsprechend der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 eine vergrößerte
Schnittansicht entsrechend Fig. 2 zur Erläuterung einer speziellen Ausführungsform
der Kerne.
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Fig. 1 zeigt einen abgesehen von der zusätzlichen Isolierschicht üblichen
Schalungsstein, der aus Holzspanbeton, Leichtbeton, Schwerbeton oder dergleichen
bestehen kann. Der Schalungsstein besitzt eine Außenwend 1 und eine Innenwand 2.
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Die Schalungssteine werden so zu einer Mauer zusammengesetzt, daß
ihre Außenwände 1 die Außenwand der Mauer bilden. Zwischen den Wänden 1 und 2 des
Schalungssteins befindet sich ein Hohlraum 3, der durch Stege 4 in mehrere Kammern
3a bis 3f unterteilt ist. Die Stege 4 sind nach oben entlang einer Kettenlinie begrenzt
und daher an den Seiten höher als in der Mitte. Wenn von diesen Schalungssteinen
mehrere neben-und übereinander gesetzt werden und anschließend mit Füllbeton aufgefüllt
werden, dann bildet sich ein Gitterwerk aus Beton, das die Lasten der Mauer aufnimmt
und gleichmäßig verteilt. Dieses Gitterwerk besteht aus den senkrechten Säulen,
die
senkrecht durch die Kammern 3a bis 3f verlaufen und die durch waagerechte Riegel
miteinander verbunden sind, die dadurch entstehen, daß sich die Stege 4 nicht über
die ganze Höhe der Wände 1 und 2 erstrecken.
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Der beschriebene Schalungsstein besitzt erfindungsgemäß an der Innenseite
seiner Außenwand 1 zwischen den Stegen 4 Isolierschichten 5 aus Schaumstoff.
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Fig. 2 zeigt eine der Linie II-II in Fig. 1 entsprechende Schnittansicht
zweier nebeneinanderliegender Schalungssteine.
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Zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Herstellung
der Isolierschichten 5 ist in die eine Kammer des Hohlraums des Schalungssteins
ein Kern 6 eingezeichnet. Zur Herstellung der Isolierschichten 5 werden Kerne 6
in alle Hohlraumkammern 3a' (des zweiten Schalungssteins) und 3a bis 3f eingeführt,
so daß zwischen der Innenseite der Außenwand 1 und der gegenüberliegenden Fläche
der Kerne 6 im Bereich zwischen den Stegen 4 Spalte frei bleiben, die in ihrer Dicke
der Dicke der eingezeichneten Isolierschichten 5 entsprechen. In Fig. 2 ist der
Kern 6 so dargestellt, daß seine der Außenwand 1 gegenüberliegenden senkrechten
Kanten mit den Kanten 4a der Stege 4 an der Oberseite des Schalungssteins zusammenfallen,
so daß die als Form für die Isolierschichten 5 gebildeten Spalte seitlich geschlossen
sind.
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Selbstverständlich kann die Kernform auch anders sein, so daß sich
dickere Isolierschichten 5 ergeben, die sich unter Umständen auch seitlich bis über
die Stege 4 erstrecken können.
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Dies ist in den Fig. 2 und 3 durch die gestrichelten Linien 7 angedeutet.
Da die Kerne in diesem Fall zumindest auf einem Teil ihrer Höhe breiter als der
Abstand zwischen zwei Stegen 4 wären, müßten sie natürlich von oben, anstatt von
unten in den Schalungsstein eingeführt werden.
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-Nachdem die Kerne 6 in den Schalungsstein eingebracht wurden, wird
in die verbleibenden Spalte oder Räume zwischen den Ker-
nen und
der Innenseite der Außenwand 1 des Schalungssteins das schaumbildende Material eingefüllt,
das sich dann am im wesentlichen geschlossenen Boden dieser Spalte absetzt. Dabei
werden in an sich bekannter Weise zunächst zwei Materialkomponenten zusammengemischt
und dann gemeinsam eingefüllt. Das Materialgemisch reagiert dann am Boden der Spalte,
so daß Schaum in den Spalten nach oben steigt. Durch die Wahl der verwendeten Materialien
und durch die Größe der Öffnung der Spalte nach oben und/oder unten wird dafür gesorgt,
daß während des Aufschäumvorgangs kein zu hoher Druck entsteht. Der entstehende
Druck soll andererseits ausreichen, daß der Schaumstoff so weit in die - poröse
- Außenwand 1 eindringt, daß stich eine gleichmäßige und feste Verbindung zwischen
dem Schaumstoff und dieser Außenwand ergibt. Dieses Eindringen darf jedoch nicht
so tief sein, daß die Dampfdiffusion durch die Stege 4 von den Isolierschichten
behindert wird. D.h.
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die Eindringtiefe darf nur ein Bruchteil der Stegdicke betragen. Auf
diese Weise entsteht eine fest mit der Außenwand des Schalungssteins verbundene
und unmittelbar bis zu den seitlichen Stegen 4 reichende Isolierschicht 5 in jeder
der Kammern des Hohlraums 3 des Schalungssteins.
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Nachdem sich der Schaumstoff zu den Isolierschichten 5 verfestigt
hat, werden die Kerne 6 entfernt. Damit der Schaumstoff nicht an den Kernen 6 haften
bleibt und die Isolierschicht beim Herausziehen der Kerne beschädigt wird, sind
die Kerne mit einem Trennmittel behandet. Nach dem Herausziehen der Kerne 6 wird
der Schaungsstein nachgeputzt, d.h.
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der über den unteren und oberen Rand herausgetretene Schaumstoff wird
abgeschnitten, so daß die Isolierschicht 5, wie aus den Fig. 1 und 3 erkennbar,
mit der Oberkante bzw. der Unterkante des Schalungssteins abschließt.
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Die Kerne 6 sind vorzugsweise angewärmt. Dies hat zur Folge, daß sich
an der den Kernen zugewandten Seite der Isolier-
schicht 5 eine
feste Haut bildet und die Dichte der Isolierschicht zur Außenwand 1 des Schalungssteins
hin abnimmt. Die feste Haut ist gegenüber dem später einzubringenden Füllbeton widerstandsfähiger.
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Selbstverständlich ist es grundsätzlich auch möglich, in der erfindungsgemäßen
Weise an den Innenseiten beider Wände des Schalungssteins eine Isolierschicht 5
aus Schaumstoff anzuschäumen, wenn dies in besonderen Fällen gewünscht sein sollte,
etwa weil dann beim Einsetzen des Schalungssteins nicht zwischen Außen-und Innenwand
unterschieden werden müßte.
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Desgleichen ist es abweichend von den Darstellungen in den Figuren
nicht unbedingt erforderlich, daß der Kern bzw. die Kerne 6 die ganze Breite der
Hohlraumkammern 3a bis 3f bzw.
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3a' ausfüllen und an der Innenwand 2 anlicgen.
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Fig. 4 zeigt eine der Fig. 2 entsprechende Teilschnittansicht der
Außenwand 1 und der Stege 4 eines in erfindungsgemäß er Weise mit einer zusätzlichen
Isolierschicht zu versehenden Schalungssteins. Die Schalungssteine 6 sind in diesem
Fall seitlich mit einer Art Schneidkanten 8 versehen, die beim Einbringen der Kerne
6 in den Schalungsstein seitlich in die Stege 4 eindringen und dadurch eine besonders
gute Abdichtung der Kerne bewirken und ein Austreten des sich entwickelnden Schaums
verhindern. Diese Ausführungsform der Kerne 6 eignet sich in erster Linie für Schalungssteine
aus Ilolzspanmaterial, das im Gegensatz zu Leicht- oder Schwerbeton das Eindringen
dieser Schneidkanten 8 beim Senkrechten Einführen der Kerne gestattet. Mit dieser
Maßnahme kann trotz nicht zu vermeidender Maßungenauigkeiten bei der Herstellung
der Schalungssteine stets eine gute Dichtung zwischen den Stegen 4 und den Kernen
6 erreicht werden. Fig. 4 läßt im übrigen noch die schon erwähnte andere Alternative
der Kerne 6 erkennen, die darin besteht, daß sich die Kerne nicht über die gesamte
Breite der Hohlraumkammern 3a bis 3c erstrecken.
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L e e r s e i t e