Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Betonele ments mit einer mehrere Verblendungselemente aufweisenden Verblendung.

Derartige Betonelemente mit Verblendung sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die DE 2020 14 102 611 U1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Betonelements, bei dem auf der Grundfläche einer Schalung eine Sandschicht angeordnet wird. In die Sandschicht wer den Natursteine in frei wählbarer Verteilung mit Abstand zueinander eingelegt. Der in den Sand eingedrückte Bereich der Natursteine bildet später den Sichtbereich der Natursteine, mit dem diese aus der Vorderseite des gegossenen Betonkörpers mit geringfügig unterschiedlichem Über stand herausragen. Die in die Sandschicht eingedrückten Natursteine stehen über die Sand schicht nach oben unterschiedlich weit vor, so dass diese entsprechend unterschiedlich tief in das gegossene Betonelement eingebettet sind.

Darüber hinaus ist es bekannt, Betonelemente dekorativ zu gestalten, indem in die Scha lung eine Matrize aus dauerelastischem Material eingelegt wird, die dann mit Beton übergossen wird. Nach dem Abheben des ausgehärteten Betonelements weist dieses die negative Form der Matrize auf. Die Matrize kann dabei mit der Musterung für z.B. Klinker, Bruchstein, Putz, Orna mente, Reliefs oder Holzmaserungseffekten versehen sein. Ein solches Verfahren ist z.B. aus der DE 7 109 568 bekannt. Die DE 7 007 788 beschreibt ein Verfahren gemäß der DE 7 109568, wobei die Matrize anders gestaltet ist und auch eine vertikal stehende Schalung mit dekorativer Oberfläche ermöglicht.

Den oben beschriebenen Verfahren ist gemeinsam, dass die Ergebnisse nicht zufrieden stellend sind. Die aus der DE 7 007 788 und der DE 7 109 568 beschriebenen Verfahren verän dern lediglich die Oberflächenstruktur des Betons des Betonelements. Eine Verblendung aus Verblendungselementen ist dort nicht beschrieben. Das aus der DE 2020 14 102 611 U1 be schriebene Verfahren führt zu unbefriedigenden Ergebnissen aufgrund des verwendeten Sandes. Die erzeugten Oberflächen sind unregelmäßig und erfordern häufig Nachbearbeitung.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Betonelements der ein gangs genannten Art zu verbessern und die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Be tonelements der eingangs genannten Art, bei dem die Verblendungselemente zusammen mit ei ner viskosen Vergussmasse in einer Schale positioniert werden, und die Vergussmasse zumin dest abschnittsweise zwischen den Verblendungselementen angeordnet ist und die Verblen dungselemente die Vergussmasse überragen, und die Vergussmasse aushärtet und anschlie ßend die Verblendungselemente und die Vergussmasse in der Schalung mit flüssigem Beton übergossen werden, wobei die Verblendungselemente in den Beton hineinragen und nach dem Aushärten des Betons die Verblendungselemente mit diesem fest verbunden sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass Fugen, die zwischen den Verblen dungselementen entstehen, eine einheitliche Höhe aufweisen. Die viskose Vergussmasse ist im wesentlichen selbstnivellierend und ergibt dadurch eine einheitliche Höhe. Es hat sich gezeigt, dass sich damit sehr glatte Oberflächen des ausgehärteten Betons und somit sehr glatte Fugen zwischen den Verblendungselementen erzeugen lassen. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich für unterschiedlichste Arten von Verblendungselementen einsetzen. Die viskose Verguss masse kann in kleine Zwischenräume zwischen den Verblendungselementen eindringen und er laubt dadurch die Verwendung unregelmäßiger Formen ebenso wie regelmäßiger Formen der Verblendungselemente. Die Handhabung der Vergussmasse ist einfach und es genügt, an nur einer Stelle die Füllhöhe zu messen. Da die ausgehärtete Vergussmasse eine einheitlich glatte Oberfläche erzeugen kann, lassen sich Nacharbeiten und unregelmäßig hohe Fugen durch das erfindungsgemäße Verfahren vermeiden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann nach dem Aushärten des Betons die Vergussmasse entfernt werden. Nach dem Entfernen der Vergussmasse stehen die Verblen dungselemente gegenüber dem Beton vor und zwischen den Verblendungselementen entsteht die Fuge.

Von Vorteil kann es sein, wenn die Verblendungselemente in die viskose Gussmasse ein gesetzt werden. Dann kann zunächst die Gussmasse in die Schalung eingebracht werden und erst danach werden die Verblendungselemente darin positioniert. Die Verblendungselemente ste hen dabei über die Vergussmasse vor, um nach dem Verfüllen des Betons in diesen einbetoniert zu werden.

Bei einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens können zunächst die Verblendungs elemente in die Schalung eingelegt und anschließend die viskose Vergussmasse eingebracht werden. Bei dieser Vorgehensweise lässt sich die Verfüllungshöhe der Vergussmasse und somit die spätere Fugentiefe genauer einstellen.

Von Vorteil kann es zudem sein, wenn die Verblendungselemente zumindest abschnitts weise, bevorzugt vollständig voneinander beabstandet sind und sich zwischen den Verblen dungselementen die Vergussmasse befindet. Dadurch werden die Verblendungselemente rundum verfugt und haben einen sicheren Halt im Betonelement.

Von Vorteil kann es auch sein, wenn die Vergussmasse nach dem Aushärten des Betons an den Beton angrenzt. Die glatte ausgehärtete Vergussmasse erzeugt eine sehr glatte Oberflä che auf dem Beton. Alternativ kann auch ein Trennmittel vorgesehen werden, welches auf der Oberfläche der noch viskosen Vergussmasse schwimmt, oder aber welches nach dem Aushärten der Vergussmasse und vor dem Einfüllen des Betons auf die Betonelemente aufgebracht werden kann. Dadurch lässt sich die Vergussmasse gegebenenfalls leichter entfernen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird die Vergussmasse nach der Ent nahme des Betonelements aus der Schalung entfernt. Dadurch bleibt keine Vergussmasse in der Schalung zurück und die Schalung kann direkt für den nächsten Herstellungsvorgang eines Be tonelements eingesetzt werden. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Ent fernen der Vergussmasse durch einen Fluidstrahl, bevorzugt einen Wasserstrahl, entfernt wer den. Der Fluidstrahl kann zudem auch erhitzt sein. Auf diese Weise lässt sich die Vergussmasse schnell und einfach entfernen.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Trockenrohdichte des Betons in einem Be reich von 600 kg/m ³ bis 4000 kg/m ³ liegt, vorzugweise in einem Bereich zwischen 2000 kg/m ³ und 2600 kg/m ³ . Eine solche Dichte verhindert eine Beschädigung der ausgehärteten Vergussmasse und ermöglicht eine glatte Oberfläche der Fugen. Ebenfalls besteht die Möglichkeit, dass das Füllmaterial ein mineralischer oder synthetischer Schaum ist, der zusätzlich dämmende Eigen schaften aufweisen kann.

Weiterhin kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn als Vergussmasse eine vor dem Aus härten niederviskose Vergussmasse zum Einsatz kommt, die nach dem Aushärten fest ist, wobei die Viskosität bei 20°C in einem Bereich von 0.8 mPa-s bis 100.000 mPa-s liegt, und/oder die Shore A Härte nach dem Aushärten in einem Bereich zwischen 0 und 20 liegt, bevorzugt im niedrigen Bereich zwischen 0 und 5. Weiter kann es von Vorteil sein, wenn der Schmelzpunkt der Vergussmasse durch chemi sche Modifikation einstellbar zwischen 30 und 80 °C liegt. Insbesondere mit warmem oder hei ßem Wasser lässt sich dadurch die Vergussmasse nach dem Entnehmen des Betonelements aus der Schalung einfach und schnell entfernen. Dadurch ist es recyclebar und kann ggf. unter Zugabe von Geliermittel wieder der Fertigung zugeführt werden.

Als vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn die Vergussmasse Wasser als Lösungs mittel enthält, vorzugsweise sowohl im flüssigen, als auch im erhärteten Zustand hauptsächlich daraus besteht, sowie ein Geliermittel enthält. Dieses Material hat günstige Eigenschaften sowohl hinsichtlich der Viskosität und damit der Verarbeitung, als auch der Festigkeit nach dem Aushär ten der Vergussmasse und ist weder für Mensch, noch für die Umwelt giftig.

Als mögliche Vergussmasse kann bevorzugt Gelatine, Agar Agar oder Pektin zum Einsatz kommen. Alternativ können auch stärkehaltige Lösungen, insbesondere modifizierte Stärke oder Wachs, insbesondere Paraffinwachs, verwendet werden.

Das spezifische Gewicht der Vergussmasse kann daher in einem Bereich von 0,8 g/cm ³ bis 2 g/cm ³ liegen. Insbesondere im Zusammenspiel mit den Verblendungselementen kann das spe zifische Gewicht von Bedeutung sein. Bei vergleichsweise leichten Verblendungselementen be steht sonst die Gefahr, dass diese von der Vergussmasse verdrängt werden und aufschwimmen. Dadurch können sie nicht genau positioniert werden. Dabei kann es von Vorteil sein, wenn das spezifische Gewicht der Vergussmasse größer als das spezifische Gewicht der Verblendungs elemente ist, vorzugsweise mindestens doppelt so groß ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Verblendungselemente sicher in der Schalung liegen bleiben.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die Verblendungselemente Be standteile aus Glas, Ton, Porzellan aufweisen, vorzugsweise daraus bestehen. Die Verblen dungselemente sind vergleichsweise schwer und werden von der Vergussmasse nicht verdrängt.

Alternativ können die Verblendungselemente Bestandteile aus Kunststoff, vorzugsweise Duroplaste oder Thermoplaste, bevorzugt PVC, PA, PP, PS, PMMA aufweisen, vorzugsweise daraus bestehen. Alternativ können die Verblendungselemente metallische Bestandteile aufwei sen, vorzugsweise daraus bestehen. Weiterhin wird die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst durch ein Betonelement, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche, wobei die Verblendungselemente abschnitts weise in den Beton hineinragen und abschnittsweise gegenüber dem Beton vorstehen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand folgender Figuren erläutert.

Fig. 1 zeigt ein fertiges erfindungsgemäßes Betonelement;

Fig. 2 zeigt eine Schalung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Betonelements;

Fig. 3 zeigt die Schalung mit der viskosen Vergussmasse vor dem Aushärten;

Fig. 4 zeigt die Schalung mit der Vergussmasse und eingelegten Verblendungselemen ten;

Fig. 5 zeigt die Schalung mit eingefülltem Beton; und

Fig. 6 zeigt Beispiele der durch das erfindungsgemäße Verfahren geschaffenen Oberflä chen.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Betonelement 1 mit einer Verblendung 2, bestehend aus Verblendungselementen 3. Wie nachfolgend erläutert, werden die Verblendungselemente 3 der Verblendung 2 im Beton 4 des Betonelements 1 gehalten. Zwischen den einzelnen Verblen dungselementen 3 befindet sich jeweils eine Fuge 5, die gebildet wird durch den Beton des Be tonelements. Die Verblendungselemente 3 sind dazu voneinander beabstandet, so dass die Oberfläche des Betons gegenüber den Verblendungselementen 3 als Fuge 5 sichtbar ist.

Als Beton kommt ein Beton mit einer Dichte von 600 kg/m ³ bis 4000 kg/m ³ zum Einsatz. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei ein Beton mit einer Dichte von 2000 kg/m ³ bis 2600 kg/m ³ im flüssigen Zustand und einem Ausbreitmaß von F1 bis F6, aber auch ein Ausbreitmaß eines Selbstverdichtenden, bevorzugt ein Ausbreitmaß F6 oder eines selbstverdichtenden Betons, er wiesen.

Als Verblendungselemente können unterschiedliche Formen und Materialien zum Einsatz kommen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Verblendungselementen 3 um Klinker. Alternativen sind Verblendsteine, Kies zur Erzeugung von Waschbetonoberflächen, Naturstein, Bruchstein, poröse Steine, wie Tuffgestein oder Lavastein, Blähton oder auch Holz oder Metall. Tuffstein und Lavastein weisen als poröses Gestein neben dem ästhetischen Effekt auch z.B. schallreduzierende Eigenschaften auf. So können beispielsweise Lärmschutzwände mit der vorgestellten Technik effizient hergestellt werden. Alternativ sind auch Verblendungselemente aus Glas, Ton, Keramik oder Porzellan denk bar. Daher lässt sich z.B. eine Kacheloptik erzeugen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Klinker eine regelmäßige Form. Das heißt, die Fuge läuft um die jeweiligen Verblendungselemente herum. Unregelmäßige Formen oder Mi schungen aus unterschiedlichen Verblendelementen sind ebenso denkbar. Die Verblendungs elemente 3 treten jeweils nur auf einer Seite gegenüber dem Beton des Betonelements vor. Die Oberfläche der den Verblendungselementen abgewandten Rückseite des Betonelements ist be vorzugt glatt und die Verblendungselemente sind nicht sichtbar.

Um einen sicheren Halt der Verblendungselemente 3 im Beton 4 sicherzustellen, ist vor zugsweise vorgesehen, dass Verblendungselemente zu zumindest zwei Dritteln in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des Betons im Bereich der Fugen, in den Beton hineinragen. Dadurch lassen sie sich die Verblendungselemente fest im Beton verankern. Geringere Eindringtiefen der Verblendungselemente 3 sind denkbar, jedoch ist es wünschenswert, die bevorzugte Eindring tiefe zu erreichen, um einen festen Sitz der Verblendungselemente im Beton 4 sicherzustellen.

Nachfolgend wird das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Betonelements beschrieben.

Fig. 2 zeigt dazu eine Schalung 6 mit einer Schalungsfläche 7 und einer Schalungswan dung 8, welche die Schalungsfläche 7 umgibt. Innerhalb der Schalungswandung 8 und der Scha lungsfläche 7 entsteht ein Schalungsvolumen.

In einem nächsten Schritt wird eine gelierende Vergussmasse 9 in die Schalung 6 einge bracht und verteilt sich auf der Schalungsfläche 7 bis zur Schalungswandung 8. Da es sich um eine viskose Masse handelt, findet ein gleichmäßiges Verteilen der Vergussmasse auf der Scha lungsfläche bis zur Schalungswandung statt. In Fig. 3 ist die Vergussmasse durch geschwungene Linien symbolisiert.

In einem nachfolgenden Schritt, der in Fig. 4 dargestellt ist, werden die Verblendungsele mente 3 in bevorzugt regelmäßiger Anordnung in die Vergussmasse eingelegt. Sie stehen dabei in einer Richtung senkrecht zur Schalungsfläche 7 gegenüber der Vergussmasse 9 hervor. Die Vergussmasse umgibt dabei die Verblendungselemente. Je nach Menge der Vergussmasse ent steht eine Füllstandshöhe senkrecht zur Schalungsfläche 7. Die Füllstandshöhe ist dabei so be messen, dass die Verblendungselemente 3 in der Richtung senkrecht zur Schalungsfläche 7 zu ca. zwei Drittel gegenüber der Vergussmasse herausragen. Im vorliegenden Beispiel liegt diese Füllstandshöhe bei ca. 0,5 cm bis 5 cm, bevorzugt 0,5-1 cm.

Aufgrund des spezifischen Gewichts der Verblendungselemente 3, die bevorzugt etwa dem doppelten spezifischen Gewicht der viskosen Vergussmasse entspricht, liegen die Verblendungs elemente auf der Schalungsfläche 7 auf. Im vorliegenden Beispiel wird regelmäßig geformter quaderförmiger Klinker verwendet. Dieser lässt sich recht genau positionieren. Denkbar sind, wie bereits erwähnt, auch andere Formen und Materialien. Der Vorteil der Vergussmasse ist es dabei, dass die Vergussmasse sich gleichmäßig verteilt und eine gewünschte oder vorgegebene Füll standshöhe erreicht. Die Vergussmasse nivelliert sich selbst. Die Füllstandshöhe definiert letzt endlich die Tiefe der Fugen 5.

In einem nächsten Schritt, der in Fig. 5 dargestellt ist, härtet die Vergussmasse aus. Das Aushärten kann beschleunigt werden, etwa durch Einstellung der Umgebungstemperatur der ge lierenden Flüssigkeit oder geschieht allein durch die chemische Reaktion innerhalb einer vorge gebenen Zeit. Das Aushärten dauert in Abhängigkeit der Prozessparameter ca. 15 Minuten, je nach Zusammensetzung der Vergussmasse. Auf die ausgehärtete Vergussmasse wird, sofern notwendig ein Bewehrungsgitter aufgelegt und flüssiger Beton aufgebracht.

Fig. 5 zeigt den Verfahrensschritt, nachdem der flüssige Beton in die Schalung 6 einge bracht wurde und die Verblendungselemente 3 und die Vergussmasse überdeckt. Der Beton här tet nun in bekannter Weise aus. Anschließend kann das fertige Betonelement der Schalung ent nommen werden.

Nach dem Entnehmen befindet sich die feste Vergussmasse noch auf dem fertigen Beton element. Aufgrund seiner Eigenschaften ist es nun möglich, die Vergussmasse auf einfache Weise zu entfernen. Hier bietet sich ein Fluidstrahl, vorzugsweise ein Wasserstrahl, an. Bevor zugt kann hier ein Hochdruckreiniger zum Einsatz kommen. Je nach Eigenschaft der Verguss masse kann durch die Verwendung von warmem Wasser der Vorgang des Entfernens der Ver gussmasse beschleunigt werden.

Wenn die Vergussmasse entfernt ist, bleibt das fertige Betonelement aus Fig. 1 zurück.

Die Vergussmasse kann gegebenenfalls recycelt und neu verwendet werden.

Der durch den Einsatz der sich selbst nivellierenden Vergussmasse entsteht nach dem Aushärten eine gleichmäßige Oberfläche der Vergussmasse zwischen den Verblendungsele menten 3, wie in Fig. 4 dargestellt. Wenn jetzt der Beton darauf aufgebracht wird, nimmt er diese Form an. Nach dem Aushärten des Betons und dem Entfernen der Vergussmasse verbleibt eine Fuge, die sehr glatt und eben ist. Ein Nacharbeiten ist nicht mehr erforderlich.

Weiterhin lässt sich dieses Verfahren sehr einfach durchführen. Es erlaubt eine einfache und schnelle Produktion von Betonelementen mit Verblendung von hoher Qualität.

Als Vergussmasse eignet sich z.B. wässrige Gelatine, Agar Agar, Pektin und vergleichbare Geliermittel. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kam als Vergussmasse wässrige Gelatine zum Einsatz. Das spezifische Gewicht der gelierfähigen Masse liegt bevorzugt in einem Bereich von 0,8 bis 2,0 g/cm ³ , bevorzugt zwischen 1,0 und 1 ,2 g/cm ³ . Die Vergussmasse kann die folgenden Materialien enthalten Wasser und ein Geliermittel oder aber daraus bestehen.

Ergänzend kann die Vergussmasse gemäß Fig. 4 zusätzlich Pflegemittel für das zu ferti gende Wandelement enthalten, etwa ein Hydrophobierungsmittel, Verzögerer oder auch fär bende Bestandteile aufweisen, die den eingelegten Verblendsteinen und dem einzufüllenden Be ton oberflächig färben. Dies erleichtert die Nachbehalndlung der zu fertigenden Elemente. Eine Hydrophobierung als zusätzlicher Arbeitsschritt entfällt, ein abwaschen von ggf. doch unterlau fendem Beton, kann durch einen Verzögerer, der das Abbinden des Betons, der mit der Verguss masse in Kontakt kam, erleichtern. Als hydrophobierende Mittel eignet sich Silane, als den Ab bindeprozess verzögernde Substanzen eignen sich anorganische Phosphate oder Citrate, aber auch organische Substanzen, wie Hydroxycarbonsäuren, Ligninsulfate oder Saccharose.

Die Vergussmasse kann darüber hinaus mit Zuschlagstoffen versehen sein, um ge wünschte Oberflächeneffekte gegenüber dem Beton zu erzielen.

In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens können zunächst die Verblendungs elemente in die Schalung 6 eingelegt und entsprechend verteilt angeordnet werden. In einem weiteren Schritt wird dann die Vergussmasse eingebracht und bis zu einer gewünschten Füllhöhe eingefüllt. Aufgrund der Fließfähigkeit und der Viskosität der Vergussmasse wird sich die Ver gussmasse in der Schalung verteilen und alle Verblendungselemente in einer Weise umschlie ßen, wie dies auch bei der oben genannten ersten Ausführungsform der Fall ist. Die Verblen dungselemente stehen wiederum gegenüber der Oberfläche der Vergussmasse vor. Diese Vor gehensweise eignet sich insbesondere bei unregelmäßig geformten Verblendungselementen, deren Volumen schwer bestimmbar ist, wie z.B. Schüttgut und Bruchsteine. Die Füllhöhe der Vergussmasse kann dann genau eingestellt werden. Auch hier ist denkbar, zusätzlich ein Trenn- mittel auf die Vergussmasse aufzubringen. Das Trennmittel sollte natürlich nicht auf die Verblen dungselemente aufgebracht werden, um ein gutes Verbinden der Verblendungselemente mit dem Beton zu gewährleisten.

In Fig. 6 sind drei Betonelemente mit Oberflächen dargestellt, die entsprechend dem erfin dungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden. Auf der linken Seite ist eine Oberfläche des Be tonelements mit Klinker abgebildet. Rechts oben wurde grober Kies und rechts unten Bruchstein als Verblendungselemente eingesetzt.

Die vorstehenden Erläuterungen sind dabei nicht ausschließlich auf gerade Schalflächen beschränkt. Durch geeignete Prozessführung, können auch gewinkelte Oberflächen, etwa Trep pen mit Verblendelementen versehen werden.

Bezugszeichenliste

1 Betonelement

2 Verblendung

3 Verblendungselement

4 Beton

5 Fuge

6 Schalung

7 Schalungsfläche

8 Schalungswandung

9 Vergussmasse

10 Beton