DE69321222T2 - Verstärktes Produkt, bestehend aus Naturstein- oder Konglomerat-Platte - Google Patents

Description

• Die vorliegenden Erfindung betrifft neuartige Produkte, die aus Naturstein oder aus Konglomeraten aus Stein oder aus keramischem Material hergestellt sind, insbesondere in Form verstärkter Platten für Böden und Auskleidungen auf dem Bausektor.
• In der folgenden Beschreibung ist unter "Naturstein" Granit, Marmor, Porphyr oder ein Material zu verstehen, das für Böden und zum Auskleiden des Inneren und insbesondere des Äußeren von Gebäuden verwendet wird. Der Ausdruck "Konglomerat" bezeichnet andererseits Produkte, die aus Mischungen von Partikeln aus Stein oder keramischem Material und einem anorganischen oder organischen Bindemittel hergestellt sind, die unter Verwendung der im Stand der Technik bekannten Verfahren gehärtet werden.
• Im Falle der zuvor erwähnten Anwendungen, nämlich Böden und Auskleidungen, werden die zuvor erwähnten Materialien in der Form von dünnen Platten mit Abmessungen verwendet, die so groß wie möglich sind.
• Diese Platten verursachen einige Probleme und Nachteile mechanischer Natur, nämlich schwache Biegefestigkeit und Zerbrechlichkeit unter außergewöhnlichen Lasten.
• Diese Nachteile oder Mängel der fraglichen Platten sind bei bestimmten Anwendungen von kritischer Bedeutung.
• Im Falle von sogenannten Hängeböden, d. h. denjenigen Böden, bei denen ein Hohlraum zwischen der verstärkten Betonbasis und der Platte vorgesehen ist, um beispielsweise die Komponenten von elektrischen Installationen und Telefoninstallationen und das Rohrnetz von Heizsystemen unterzubringen (wie dies insbesondere häufig in Umgebungen auftritt, die für Büros und kommerzielle oder industrielle Verwendungen vorgesehen sind), bedeutet die schwache Biegefestigkeit, daß die Platten geringe Abmessungen aufweisen müssen.
• Im Falle von Innen- und Außengebäudeauskleidungen kann andererseits der schwache Widerstand gegen Lasten und außergewöhnliche Belastungen, wie dies im Falle von Erdbeben und Stürmen auftreten kann, und daher die Zerbrechlichkeit der Platten zum Abbrechen von Bruchstücken von den Platten selbst mit ernsthaften Gefahren für Menschen und Eigentum führen.
• In der Vergangenheit wurden Maßnahmen vorgeschlagen, um diese Probleme und Nachteile zu überwinden, aber alle vorgeschlagenen Lösungen erforderten ausschließlich Kunststoffe, Albit basierend auf Partikeln aus Steinmaterial, und bestanden im wesentlichen im Einbetten von Verstärkungselementen in den Kunststoff, auf die gleiche Art, wie wenn Betonprodukte verstärkt werden.
• Das belgische Patent BE-A-413.816 offenbart eine Einrichtung, um die Straßenoberfläche weniger rutschig zu machen, und unter besonderer Bezugnahme auf hölzerne Straßenoberflächen besteht diese in der Verwirklichung von Nuten in der Oberfläche, die mit einem Antirutschmaterial zu füllen sind.
• Es wird nicht mal entfernt eine Verstärkungseigenschaft vorgeschlagen, die die Straßenkonstruktion betrifft.
• Das britische Patent GB-A-455.470 offenbart Zierziegel oder Platten, wobei der Oberfläche, nämlich dem restlichen Sichtbaren nach dem Einbau, ein besonderer Zieraspekt durch Nuten gegeben wird, die dafür mit Pigment- und Bindemittel gefüllt werden.
• Es erscheint keine Erwähnung bezüglich irgendeiner Verstärkungswirkung.
• Diese Lösungen haben, wie auch immer, keine zufriedenstellenden Ergebnisse im Falle von Platten begrenzter Dicke bereitgestellt, wie zum Beispiel genau derjenigen, die für einen Bodenbelag vorgesehen sind, und sind insbesondere nicht bei Natursteinplatten anwendbar.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht genau darin, eine technisch gültige und industriell vorteilhafte Lösung für die zuvor erwähnten Probleme bereitzustellen, die insbesondere für Platten aus Naturstein verwendet werden kann, die für einen Bodenbelag und die Außenverkleidung von Gebäuden vorgesehen sind. Um dieses Ziel zu erreichen, sieht die vorliegende Erfindung ein plattenartiges Produkt aus Naturstein oder Konglomerat vor, das aus einer Platte 10 besteht, die im Gebrauch eine vordere Oberfläche 14 und eine hintere Oberfläche 22 aufweist, wobei die hintere Oberfläche 22 eine Vielzahl an Nuten 12 umfaßt, die jeweils eine ausreichende Tiefe aufweisen, um darin ein lineares Verstärkungselement 18 unterzubringen, aber so, um eine Restdicke über der vorderen Oberfläche 14 zurückzulassen, wobei das Verstärkungselement dauerhaft innerhalb der Nuten durch ein Bindematerial 20 verankert ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das Produkt aus einer Platte aus Naturstein, wie zum Beispiel Marmor, Porphyr oder Granit, in dessen hinterer Oberfläche, d. h. der Oberfläche, die nach dem Legen nicht in Sicht bleibt, ein Gitter von Nuten mit einer Tiefe ausgebildet ist, die vorzugsweise nicht geringer als die Hälfte der Dicke der Platte ist, und eine Vielzahl an Verstärkungselementen, die aus metallischen, organischen und anorganischen Fasern, metallischen oder synthetischen Strängen und metallischen oder synthetischen Rastern oder Netzwerk ausgewählt sind, ist in dem Gitter untergebracht, wobei eine Vielzahl an Verstärkungselementen in den Nuten durch ein Bindemittel verankert ist, das aus Kunstharzen und anorganischen Bindemitteln ausgewählt ist, das im wesentlichen keiner Schrumpfung nach dem Härten unterliegt.
• Bei einer weiteren Variation einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Ansätze zum Verankern des Produkts während des Legens mit der Vielzahl an Verstärkungselementen verbunden.
• Weitere Aspekte und Vorteile einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden ausführlichen Beschreibung deutlicher werden, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt. Es zeigen:
• Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Produkts nach der vorliegenden Erfindung in auseinandergezogener Darstellung vor seinem eigentlichen Zusammenbau;
• Fig. 2 eine hintere Draufsicht auf das gleiche Produkt in seinem kompletten Zustand;
• Fig. 3 einen Schnitt entlang der Ebene III-III nach Fig. 2;
• Fig. 4 eine Ansicht, ähnlich zu Fig. 3, einer Variation einer Ausführungsform von Nuten, die in der Platte aus Naturstein ausgebildet sind;
• Fig. 5 eine Ansicht, ähnlich zu Fig. 3, aber in einem größeren Maßstab, einer weiteren Variation einer Ausführungsform;
• Fig. 6 und 7 Ansichten, ähnlich zu Fig. 3, von weiteren Variationen einer Ausführungsform des Produkts gemäß der Erfindung.
• Unter Bezugsnahme zuallererst auf Fig. 1, zeigt diese eine Platte 10 aus Naturstein, die eine Vielzahl an Nuten 12 aufweist, die sich schneiden und ein regelmäßiges Gitter bilden.
• Es ist wichtig zu erwähnen, daß sich die Nuten 12 bis zu einer beträchtlichen Tiefe in die Dicke der Platte 10 erstrecken, wobei diese eine geringe Restdicke hinter der Oberfläche 14 zurücklassen, die normalerweise die Oberfläche ist, die vorgesehen ist, in Sicht zu bleiben oder die Außenfläche des Bodens oder der Wandauskleidung zu bilden. Das Verstärkungselement 16 sitzt in dem Nutengitter 12 und besteht in diesem Fall aus einem Gitterwerk aus Metallstäben oder Streifen 18 mit einer derartigen Breite und Tiefe, daß diese im Inneren der Nuten 12 untergebracht werden können.
• Es sollte beachtet werden, daß die Bildung der Nuten 12 in der Platte 10 keine Schwierigkeiten aufwirft, daß dies ein normaler Vorgang ist, der die Bearbeitung von Naturstein erfordert, für den ein geeignetes Schneidwerkzeug ausreichend ist.
• Aus Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, wie das Endprodukt aussieht, wobei Fig. 2 die Hinterseite 22 zeigt, nämlich die Seite, auf der die Nuten 12 vor der Aufnahme des Gitters 16 und des Bindematerials 20 ausgebildet sind.
• Was das Bindematerial betrifft, besteht dieses vorzugsweise aus einem Kunstharz, der sich selbst im Inneren der Nuten 12 festsetzen kann und mit dem Material verträglich ist, das das Verstärkungsgitter bildet.
• Wenn insbesondere das Gitter 16 aus Glasfaser hergestellt ist, kann das Kunstharz ein Polyesterharz sein, während wenn das Gitter aus dem als Kevlar bekannten Material besteht, das Kunstharz ein Polyesterharz oder Epoxyharz sein kann. In dem Fall, in dem das Gitter aus Stahlstreifen zusätzlich zu den zuvor erwähnten Kunstharzen besteht, ist es auch möglich und beabsichtigt, einen Zement zu verwenden, vorausgesetzt, daß dieser aus der sogenannten Antischrumpfungsart besteht, die nämlich eine sehr geringe Menge während des Setzens und Härtens schrumpft.
• Es ist wichtig, die Tatsache zu betonen, daß gemäß der vorliegenden Erfindung das plattenartige Produkt aus Naturstein, obwohl dieses die gleiche Dicke im Vergleich zu der Original-Natursteinplatte aufweist, die Biegefestigkeit um einem Betrag erhöht, der größer als die einfache Addition der mechanischen Festigkeiten der Originalplatte und des Verstärkungsmaterials ist. Außerdem ist es klar, daß im Falle von außergewöhnlichen Belastungen, wie zum Beispiel im Falle von Erdbeben, das Verstärkungsgitter 16 gemeinsam mit dem Bindemittel 20, die Abtrennung von Bruchstücken verhindert, die, insbesondere im Falle von Außenwandauskleidungen, eine ernsthafte Gefahr für Menschen und Eigentum darstellt.
• Fig. 4 zeigt eine Variation einer Ausführungsform, die sich von der nach Fig. 3 allein dadurch unterscheidet, daß die Nuten 24, die anfänglich in der hinteren Fläche 22 der Platte 10 ausgebildet werden, eher geneigt als rechtwinklig zu der Fläche selbst sind. Auf diese Weise verbessert dies ein Verankern der Streifen 18, die das Gitter 16 bilden, im Inneren der Nuten selbst.
• Unter Bezugnahme nun auf Fig. 5 ist deutlich zu sehen, daß in diesem Falle das Verstärkungselement aus einer Vielzahl an Strängen 26 besteht, die verflochten sein können, um einen Strick zu bilden. Die Stränge 26 können aus Kunststoff oder Stahl hergestellt sein, wobei die anderen Merkmale die gleichen bleiben, außer daß diese im Inneren der Nuten 12 angeordnet werden, ohne daß ein Gitter 16 zuerst ausgebildet wird.
• Die Ausführungsform nach Fig. 6 zeigt eine Variation der Lösung nach Fig. 3, bei der die Streifen 18 Ansätze 28 einer geeigneten Länge zum Verankern des resultierenden plattenartigen Produkts in einer Basis aufweisen, bestehend beispielsweise aus Zement oder einer Stützanordnung, während des Legens.
• Diese Ausführungsform nimmt insbesondere Bedeutung im Falle von Außenwandverkleidungen an, da diese weiter den Widerstand gegen Zertrümmerung und Abtrennung von Plattenstücken während außergewöhnlicher Belastungen verbessert.
• Die Ausführungsform nach Fig. 7 stellt eine Variation der in Fig. 6 gezeigten dar, da die Ansätze 28 mit diesen verbundene weitere Elemente 30 zum Verankern der Platte aufweisen, die vorzugsweise mit Schrumpfungsabhilfelöchern 32 versehen sind.
• Es ist wichtig zu betonen, daß das Gitter 16 die bevorzugte Ausführungsform darstellt und daß dieses gleich gut aus Metall, wobei dieses in diesem Fall mittels Schweißen hergestellt ist, oder aus Plastik hergestellt sein kann, wobei dieses in diesem Fall beispielsweise mittels Einspritzung oder Formarbeit hergestellt sein kann.
• Was die Bedingungen zum Erreichen eines Härtens des Bindemittels betrifft, das die Nuten füllt und die Verstärkungselemente in deren Innerem verankert, ist es offensichtlich, daß diese Bedingungen von der Natur des Bindemittels selbst abhängen. Die Natur des Materials, das die Platte bildet, erleichtert den Vorgang, da thermisches Härten auch ohne Beschädigen des Endprodukts möglich ist.
• Die Erfindung wurde in bezug auf einige bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, ohne daß die letzterwähnten als einschränkend zu betrachten sind, da weitere begriffliche und mechanisch äquivalente Modifikationen und Variationen möglich sind und vorstellbar sind, ohne deren Umfang zu begrenzen.
• Gleichermaßen möglich ist eine unregelmäßige Anordnung der Nuten, die die Verstärkungselemente enthalten, beispielsweise um die Festigkeit von bestimmten Abschnitten der Platte in Abhängigkeit spezieller Bedürfnisse und Anforderungen zu erhöhen.

Claims (14)

1. Plattenartiges Produkt aus Naturstein oder Konglomerat, bestehend aus einer Platte (10), die im Gebrauch eine vordere Oberfläche (14) und eine hintere Oberfläche (22) aufweist, wobei die hintere Oberfläche (22) eine Vielzahl an Nuten (12) enthält, die jeweils eine ausreichende Tiefe zum Unterbringen eines linearen Verstärkungselementes (18) darin aufweisen, aber derart, daß eine Restdicke hinter der vorderen Oberfläche (14) zurückgelassen ist, wobei das Verstärkungselement durch ein Bindematerial (20) dauerhaft innerhalb der Nuten befestigt ist.

2. Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10) aus einem Naturstein besteht, der aus Marmor, Porphyr und Granit ausgewählt ist.

3. Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl an Nuten (12) ein regelmäßiges Gitter (16) ausbildet.

4. Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lineare Verstärkungselement (18) aus Fasern, Stricken, Strängen oder einem Gitternetzwerk ausgewählt ist.

5. Produkt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das lineare Verstärkungselement (18) aus einem Material hergestellt ist, das aus Metallmaterialien oder anorganischen oder organischen Fasern ausgewählt ist.

6. Produkt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallmaterial Stahl ist.

7. Produkt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus Kohlenstoff oder Kevlar bestehen.

8. Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel (20) entweder aus organischen Bindemitteln, die mit Naturstein verankert sein können, oder Zement ausgewählt ist.

9. Produkt nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Bindemittel (20) aus Polyesterharzen und Epoxyharzen ausgewählt ist.

10. Produkt nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zement aus einer Antischrumpfungsart besteht.

11. Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe jeder Nut (12) nicht geringer als die Hälfte der Dicke der Platte (10) ist.

12. Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Nut (12) eine vorbestimmte Neigung in bezug auf die Außenfläche der Platte aufweist, in der die Nuten ausgebildet sind.

13. Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die linearen Verstärkungselemente (18) damit verbundene Ansätze (28) aufweisen, die von der Oberfläche der Platte (10) vorstehen, in der die Nuten (12) ausgebildet sind, wobei die Ansätze (28) eine vorbestimmte Höhe zum Befestigen des Produkts in einer Zementbasis oder an einer Stützanordnung vorstehen.

14. Produkt nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Ansätzen (28) plattenförmige Elemente (30) verbunden sind, die mit Löchern (32) zum Befestigen des Produkts in einem Verlegungsmörtel oder in einer Stützanordnung versehen sind.