DE10160665A1

DE10160665A1 - Verbundelement, insbesondere für Fassadenverkleidungen,sowie Verfahren zur Herstellung des Verbundelementes

Info

Publication number: DE10160665A1
Application number: DE2001160665
Authority: DE
Inventors: Frank Recker
Original assignee: F R I NATURSTEINE GmbH
Current assignee: F R I NATURSTEINE GmbH
Priority date: 2001-12-11
Filing date: 2001-12-11
Publication date: 2003-06-26

Abstract

Es wird ein Verbundelement aus einer Steinplatte und einer Trägerplatte vorgesehen, wobei die mit der Steinplatte verbundene Trägerplatte aus einem Material gefertigt ist, das im Steinmaterial enthaltene Bestandteile enthält, und wobei die Bestandteile des Steinmaterials durch einen chemischen Prozess mit den Bestandteilen des Trägermaterials in Reaktion treten und auf diese Weise eine feste Verbindung herstellen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundelement mit einer Natursteinplatte, das insbesondere für Fassadenverkleidungen im Außen- und Innenbereich verwendet werden kann, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Verbundelementes.

Verbundelemente mit einer Natursteinplatte sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, wobei die Natursteinplatte jeweils auf eine Trägerplatte aufgeklebt wird, die beispielsweise aus einer Aluminium-Wabenplatte, einer Aluminium-Wellträgerplatte oder einer Glasfasermatte bestehen kann. Solche Verbundelemente haben ein relativ hohes Gewicht und sind nicht uneingeschränkt als Außenwandverkleidung zugelassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbundelement mit einer Natursteinplatte bei geringem Gewicht so auszubilden, dass es in allen Bereichen, insbesondere auch für Fassadenverkleidungen, eingesetzt werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale im Patentanspruch 1 erreicht. Dadurch, dass zur Herstellung der Verbindung zwischen der Steinplatte und der Trägerplatte eine chemische Reaktion zwischen Bestandteilen der beiden Elemente stattfindet, erhält man eine sehr feste Verbindung zwischen Steinplatte und Trägerplatte, wobei auch ein relativ leichtes Material wie z. B. Porenbeton verwendet werden kann, so dass sich ein Verbundelement von geringem Gewicht ergibt, das auch für Fassadenverkleidungen einsetzbar ist.

Vorzugsweise wird der Porenbeton in flüssigem Zustand auf die Steinplatte aufgebracht, worauf durch Aushärten eine feste Verbindung mit der Steinplatte erreicht wird.

Die Erfindung wird beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Verbundelement mit einer Ausnehmung für einen Anker, und
Fig. 2 schematisch zwei weitere Ausführungsformen eines Ankers für das Verbundelement.
Mit 1 ist eine Steinplatte bezeichnet, die aus hartem oder weichem Naturstein wie Granit, Gabbro oder Marmor, Kalkstein und dergleichen bestehen kann. Die Plattenstärke kann von 3 mm bis mehr als 40 mm betragen. Die Natursteinplatte ist vorzugsweise beidseitig gesägt.
Mit der Steinplatte 1 ist eine Trägerplatte 2 verbunden, die vorzugsweise aus Porenbeton ausgebildet ist. Diese Trägerplatte kann eine Stärke von 5 mm bis mehr als 120 mm haben, wobei das Raumgewicht des Porenbetons 300 bis mehr als 800 kg/m³ betragen kann. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel kann eine Trägerplatte aus Porenbeton mit einer Schichtstärke von 15 mm und einem Raumgewicht von ca. 450 kg/m³ auf eine Natursteinplatte 1 mit einer Schichtstärke von 10 mm und einem Raumgewicht von ca 2.750 kg/m³ aufgebracht werden.
Unter Porenbeton wird ein Leichtbeton mit poriger Struktur und Rohdichten von 0,35 bis 1,0 kg/dm³ verstanden, der auch als Gasbeton bezeichnet wird. Porenbeton enthält als Hauptbestandteil Quarz-haltigen Sand, Kalk, Zement und gegebenenfalls weitere Zuschlag- und/oder Zusatzstoffe sowie Aluminium-Pulver oder -Paste als porenbildenden Zusatz. Diese Bestandteile werden gemischt und gegebenenfalls vorher vermahlen, worauf sie mit Wasser angeteigt und in eine Form eingegossen werden. Nach Erstarren kann der Porenbeton in Autoklaven mit Sattdampf bei ca. 190°C. und etwa 12 bar in ca. 6 bis 12 Stunden ausgehärtet werden.
Mit 3 ist eine Ausnehmung in der Steinplatte 1 und der Trägerplatte 2 bezeichnet, in die ein Hinterschnittanker zur Befestigung des aus der Steinplatte 1 und der Trägerplatte 2 bestehenden Verbundelementes eingesetzt werden kann. Es können auch andere Ankerelemente verwendet werden, beispielsweise ein Sacklochanker oder Taschenanker.
Fig. 2 zeigt beispielsweise einen Anker 4, bei dem durch eine Schraube das innenliegende Ende des Ankers aufgeweitet wird (Keil-Anker). Mit 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Ankers bezeichnet, bei dem ein Spannring 6 am innenliegenden Ende des Ankers durch eine Schraube aufgeweitet wird (Fischer-Anker). Bei beiden Ankern ist bei 7 ein Sechskant wiedergegeben.
Die in Fig. 1 und Fig. 2 wiedergegebenen Anker erstrecken sich in die Steinplatte 1. Diese Ausführungsform wird bevorzugt, wenn das Material der Trägerplatte 2 relativ leicht und porös ist. Bei einer entsprechend festen Ausführungsform der Trägerplatte 2 kann sich der Anker auch nur in die Trägerplatte 2 erstrecken.
Die Trägerplatte 2 aus Porenbeton wird vorzugsweise mit der Steinplatte 1 dadurch verbunden, dass Porenbeton in flüssiger Form auf die Steinplatte aufgebracht wird und man den Porenbeton unter Wärmeeinwirkung aushärten läßt. Hierbei wird die Steinplatte 1 in eine Form gelegt und Porenbeton, der Quarz, Kalk, Zement, Diorit und Aluminiumpulver als Hauptbestandteile enthält, in flüssiger Form auf die Steinplatte aufgebracht. Nach einer gewissen Ansteifphase wird das Verbundelement bei ca. 200°C. und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 98% ausgehärtet.
Eine feste Verbindung zwischen der Steinplatte und dem Porenbeton kommt dadurch zustande, dass Calcium- und/oder Silicium-Bestandteile der beiden Elemente bei Wärmeeinwirkung miteinander eine chemische Verbindung eingehen und eigene Kristalle bzw. Moleküle aus den Bestandteilen beider Platten gebildet werden. Für die Herstellung der Verbindung wird vorzugsweise eine gesägte Oberfläche der Steinplatte verwendet.
Nach der Herstellung des Verbundelementes kann die Natursteinplatte kalibriert oder oberflächenvergütet werden. Die Oberfläche bzw. Sichtseite der Steinplatte kann z. B. poliert, geschliffen, sandgestrahlt oder geflammt werden. Die Rückseite der Trägerplatte kann ebenfalls kalibriert werden, um eine geringe Stärkentoleranz zu erhalten. Das fertige Verbundelement kann auf das erwünschte Maß zugeschnitten werden und es können Ankerlöcher eingebracht werden. Zur Verankerung wird vornehmlich eine Hinterschnitt-Technik verwendet. Es ist aber auch eine Dorn-Technik anwendbar.
Durch die Trägerplatte aus Porenbeton mit variablem Raumgewicht ist es möglich, eine leichte Naturstein-Fassadenplatte herzustellen, die nach deutschen und europäischen Normen in jeder Bauhöhe im Außenbereich eingesetzt werden kann. Bei einer Schichtstärke von beispielsweise 25 mm des Verbundelementes, wobei die Trägerplatte 15 mm und die Steinplatte 10 mm stark ist, ist das Verbundelement dünner als eine übliche Naturstein-Fassadenplatte, deren Stärke 30 mm beträgt.
Mit einem Gewicht von ca. 30 kg des Verbundelementes ist dieses wesentlich leichter als eine übliche Naturstein-Fassadenplatte, die ein Gewicht von 90 kg hat.
Das Verbundelement ist nicht brennbar und besteht aus mineralischem Material.
Es ist auch möglich, eine Trägerplatte 2 aus Porenbeton durch ein Klebemittel mit der Steinplatte 1 zu verbinden. Hierbei werden vorzugsweise mineralische Kleber verwendet oder Zwei-Komponenten-Kleber (z. B. Polyurethan- oder Epoxydharzkleber).
Nach einer abgewandelten Ausführungsform kann zwischen Steinplatte und Trägerplatte eine Haftbrücke und/oder Absperrschicht mittels eines Klebers, Primers oder dergleichen vorgesehen werden. Vor allem bei weichen, stark wasseraufnehmenden Materialien kann es notwendig sein, eine Haftbrücke und/oder Absperrung auf den Stein aufzubringen, bevor Porenbeton in flüssiger Form aufgebracht wird. Eine Haftbrücke ist von Vorteil, weil Weichgesteine mit einer diamantgesägten Oberfläche verhältnismäßig glatt sind. Die Absperrschicht zwischen Stein und Porenbeton dient dazu, um ein Ausblühen von Bestandteilen des Porenbetons an der Oberfläche des Steins zu vermeiden.
Beim Aufbringen einer Zwischenschicht auf das Steinmaterial kann das Material der Zwischenschicht in die Steinoberfläche eindringen, so dass die Oberfläche des Steinmaterials offen bleibt für eine chemische Verbindung mit Bestandteilen des Trägermaterials.
Aufgrund des geringen Gewichts des Verbundelementes ist ein weit größeres Plattenformat möglich als es bisher mit Naturstein üblich ist. Bei Innenwandverkleidung kann die Stärke des Natursteins weiter verringert werden, um ein noch leichteres Produkt zu erhalten. Sollten sehr geringe Bauhöhen gefordert werden, so kann das Raumgewicht des Porenbetons der Trägerplatte erhöht werden, um die Schichtstärke zu verringern. Durch Erhöhen des Raumgewichts des Porenbetons erhält man eine höhere Biegezugfestigkeit und eine höhere Druckstabilität des Trägers, so dass man bei geringerer Schichtstärke und höherem Raumgewicht vergleichbare Werte wie bei einer größeren Schichtstärke und geringerem Raumgewicht erhalten kann.
Anstelle von Porenbeton können auch andere Leichtbeton-Sorten mit vorzugsweise poriger Struktur, wie Schaumbeton oder Leichtbeton mit porigen Zuschlägen wie z. B. Bims, Blähglimmer, -ton, -perlit sowie Schaumkunststoffe als Material für die Trägerplatte verwendet werden, wobei dem Material der Trägerplatte Bestandteile wie Calcium und/oder Silicium beigemengt werden, die bei Wärmeeinwirkung mit den entsprechenden Bestandteilen des Steinmaterials in Reaktion treten und auf diese Weise eine feste Verbindung herstellen.
Anstelle eines porigen Trägermaterials kann auch ein dichtes Trägermaterial verwendet werden, wenn das Verbundelement beispielsweise als Bodenbelag verwendet wird. Auch in diesem Falle wird die Verbindung durch gemeinsame Molekülbildung zwischen den Bestandteilen des Steinmaterials und denen des Trägermaterials ausgebildet.
Die Verbindung des Verbundelementes mit dem Untergrund kann neben der Ankertechnik und einer Unterkonstruktion auch mittels üblichen Pulverklebern hergestellt werden.
Neben Fassadenverkleidungen im Außen- und Innenbereich kann ein Verbundelement der beschriebenen Art auch für Wandbekleidungen sowie Decken- und Bodenbekleidungen im Innen- und Außenbereich eingesetzt werden.
Anstelle von Naturstein kann auch ein Kunststein oder ein Agglomerat in Verbindung mit Porenbeton zur Ausgestaltung eines Verbundelementes verwendet werden.

Claims

1. Verbundelement aus einer Steinplatte (1) und einer Trägerplatte (2), wobei die mit der Steinplatte verbundene Trägerplatte (2) aus einem Material gefertigt ist, das im Steinmaterial enthaltene Bestandteile enthält, und wobei die Bestandteile des Steinmaterials durch einen chemischen Prozess mit den Bestandteilen des Trägermaterials in Reaktion treten und auf diese Weise eine feste Verbindung herstellen.

2. Verbundelement nach Anspruch 1, wobei die Trägerplatte (2) aus Porenbeton gefertigt ist.

3. Verbundelement nach Anspruch 2, wobei die Trägerplatte (2) durch Aushärten des Porenbetons aus dem flüssigen Zustand mit der Steinplatte verbunden ist.

4. Verbundelement nach Anspruch 2, wobei die aus Porenbeton gefertigte Trägerplatte durch ein Klebemittel mit der Steinplatte verbunden ist.

5. Verbundelement nach den vorhergehenden Ansprüchen 1, wobei die Steinplatte (1) aus hartem oder weichem Naturstein besteht.

6. Verbundelement nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei das Material der Trägerplatte (2) ein Raumgewicht von 300 bis mehr als 800 kg/m³ hat.

7. Verbundelement nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Trägerplatte (2) eine Schichtstärke von 5 mm bis mehr als 120 mm und die Steinplatte eine Schichtstärke von 3 mm bis mehr als 40 mm hat.

8. Verbundelement nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei zwischen Trägerplatte aus Porenbeton und Steinplatte eine Zwischenschicht vorgesehen ist, die als Haftbrücke und/oder zur Absperrung zwischen Porenbeton und Stein dient.

9. Verbundelement nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Steinplatte auf der Seite der Trägerplatte eine gesägte Oberfläche aufweist.

10. Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes aus einer Steinplatte (1) und einer Trägerplatte (2), wobei auf die von einer Gießform umgebene Steinplatte ein Bestandteile der Steinplatte wie Calcium und/oder Silicium enthaltendes Trägermaterial in flüssigem Zustand bis zu der erwünschten Schichtstärke der Trägerplatte aufgegossen wird, worauf man das Trägermaterial zur Herstellung einer Verbindung mit der Steinplatte unter Wärmeeinwirkung zur Ausbildung einer chemischen Reaktion zwischen den Bestandteilen des Steinmaterials und des Trägermaterials aushärten läßt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei flüssig aufgebrachter Porenbeton nach einer Ansteifphase bei ca. 200°C. ausgehärtet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Aushärtvorgang bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von ca. 98% ausgeführt wird.