Die Erfindung betrifft ein Schalungselement für Beton, insbesondere Schalungsplatte, mit wenigstens einer Schalungsfläche .

Schalungselemente verschiedenster Geometrien, insbesondere plattenförmige Schalungselemente, sind aus dem Beton- und Stahlbetonbau in den unterschiedlichsten Ausführungen seit Jahrzehnten bekannt. Zunehmend besteht auch bei geschalten Betonteilen der Bedarf, ihre Oberfläche ästhetisch ansprechend zu gestalten, um sie selbst auch als Gestaltungselement beispielsweise in einer Gebäudefassade einsetzen zu können. Um diesen ästhetischen Ansprüchen zu genügen, muss das Entfernen der Schalungselemente nach erfolgtem Abbinden des Frischbetons in der Weise erfolgen können, dass die Gefahr eines Abplatzens von Teilen der Betonfassade infolge eines lokalen Anhaftens an dem Schalungselement oder einer Verklammerung mit dem Schalungselement ausgeschlossen ist. Ferner darf auch das vielfach einzusetzende Schalungselement beim Abnehmen nicht beschädigt werden.

Aus der Praxis ist es daher bekannt, die Schalungsflächen der Schalungselemente vor dem Einsatz mit einem - in der Regel öligen - Trennmittel zu versehen, so dass ein problemloses Ablösen der Schalungselemente sichergestellt ist. Das Auftragen des Trennmittels erfordert jedoch einen aus Kostengründen in der Regel nicht akzeptablen zusätzlichen Zeitaufwand, da die Schalungselemente schon nach wenigen Einsätzen zum Zwecke des Reinigens und Neuauftragens des Trennmittels von der Baustelle zu einem hierauf spezialisierten Unternehmen und wieder zurück transportiert werden müssen.

Ferner treten bei trennmittelbeschichteten Schalungselementen durch ungenauen Auftrag des Trennmittels immer wieder Fehler auf, die eine zeitintensive Nacharbeit erfordern. Insbesondere bei größeren Bauvorhaben wird die Logistik auf der Baustelle durch den Reinigungs- und Vorbereitungsvorgang für das Schalungselement belastet. Zudem ist bei verschiedenen Anwendungen, beispielsweise bei der Herstellung von Trinkwasserspeichern aus Beton, die Verwendung von Schalungsöl als Trennmittel aus hygienischen Gründen ausgeschlossen .

Aus der Praxis sind Schalungsplatten bekannt, welche an ihren Schalungsflächen mit einer Melaminharzschicht als permanenter Trennschicht beschichtet sind. Hierbei tritt das Problem auf, dass die Melaminharzschicht zur Rissbildung neigt, so dass die Schicht nach wenigen Einsätzen des so beschichteten Schalungselementes durch den Frischbeton teilweise unterwandert wird, so dass sie in relativ kurzer Zeit zerstört wird.

Aus der Patentliteratur ist eine große Zahl von Schalungselementen mit verschiedenen Beschichtungen bekannt:

In der DE 93 00 109 Ul ist eine mehrschichtige

Schalungsplatte beschrieben, welche als äußerste Schalungsfläche eine Schicht aus einer Mischung aus Polyolefinharzen und Holz- bzw. Zellulosestoffen, insbesondere Holzmehl, aufweist. Diese wird als abriebfest beschrieben und zeichnet sich durch ein geringes Absorptionsvermögen von Wasser und Ölen aus, so dass ein leichtes Ablösen vom erhärteten Beton gewährleistet ist. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass das Äblöseverhalten heutigen Ansprüchen nicht mehr genügt.

In der AT 255 736 ist eine Schalungsplatte beschrieben, bei der die Schalungsfläche mit einer zweischichtigen

Kunstharzschicht belegt ist. Im Einzelnen werden die Poren der Schalungsfläche durch eine erste Kunstharzschicht gefüllt. Auf die Oberfläche dieser ersten Schicht wird eine Papierschicht aufgelegt, die ihrerseits dann durch eine weitere Kunstharzschicht bedeckt wird, so dass eine insgesamt glatte, wasserabweisende Oberfläche erhalten wird. Derartige Beschichtungen der Schalungsflächen haben sich in der Praxis jedoch nicht als hinreichend widerstandsfähig erwiesen.

Eine weitere kunststoffbeschichtete Schalungsplatte ist in der DE 199 32 335 Al beschrieben. Sie wird als besonders alterungs- und witterungsbeständig sowie als widerstandsfähig gegen Chemikalieneinwirkung und mechanische Belastungen beschrieben. Jedoch bietet sie keine Lösung, um dem Problem einer erschwerten Ablösbarkeit des Schalungselementes vom erhärteten Beton zu begegnen.

In der DE 102 56 361 B4 ist schließlich eine Schalungsplatte zum Herstellen von Beton- und Stahlbetontragwerken offenbart, bei der ein plattenförmiger Holzkern beidseits mit Schichten aus mit Holzmehl gefülltem Polypropylen (HMPP) belegt ist, wobei die HMPP-Schichten ihrerseits mit Polypropylen überzogen sind. Der gesamte Schichtaufbau ist in eine Rahmenkonstruktion eingesetzt, die der Schalungsplatte eine erhöhte Steifigkeit verleiht. Auch hier ist das Problem einer nicht optimalen Ablösbarkeit vom erhärteten Beton gegeben.

Ausgehend von dem vorstehend diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schalungselement für Beton anzugeben, das sich durch eine verbesserte Ablösbarkeit und Oberflächenqualität der abgeformten Betonoberfläche auch nach einer großen Zahl von Einsätzen des Schalungselementes auszeichnet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schalungselement für Beton, insbesondere eine Schalungsplatte, mit wenigstens einer Schalungsfläche dadurch gelöst, dass die wenigstens eine Schalungsfläche mit einer Folie beschichtet ist, wobei die Folie zumindest auf der der Schalungsfläche abgewandten Seite mit einer Deckschicht versehen ist, wobei die Deckschicht als eine Nanopartikel enthaltende Lackschicht ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäß zumindest auf der der Schalungsfläche abgewandten Seite der Folie vorgesehene, Nanopartikel enthaltende Lackschicht fungiert als eine permanente Trennschicht für die Schalungsfläche des Schalungselementes.

Durch die minimale innere Oberfläche der Lackschicht wird ein mechanisches Verkrallen des Betons in der Schicht wirksam verhindert, so dass eine optimale Ablösbarkeit der Betonoberfläche gewährleistet ist. Betonoberflächen, die mit erfindungsgemäßen Schalungselementen erzeugt wurden, bleiben ölfrei und somit haftfähig für aufzubringenden Mineralputz und Farbanstriche.

Weiterhin weist die Beschichtung infolge der in dem Lackbindemittel als elastischer Matrix fein verteilten Nanopartikel eine hervorragende Abrasionsbeständigkeit (Abriebfestigkeit und Kratzunempfindlichkeit ) auf, so dass die erfindungsgemäß beschichtete Schalungsfläche auch nach vielfacher Anwendung auch unter ungünstigsten Bedingungen hinsichtlich einer mechanischen Beanspruchung noch problemlos einsetzbar ist. Entsprechend kann so das Risiko einer Beschädigung der Beschichtung auch bei einer robusten Behandlung der beschichteten Platten auf Baustellen minimiert werden.

Ferner ermöglicht der Einsatz der Lackschicht mit den darin enthaltenen Nanopartikeln eine hohe Glattheit der Schalungsfläche, da in der Schalungsfläche vorhandene Poren durch die Kombination aus Folie mir darauf applizierter Lackschicht geschlossen werden. Entsprechend kann die daran abgeformte Betonoberfläche potenziell höchsten ästhetischen Ansprüchen genügen. In Untersuchungen der Anmelderin konnten mittlere Rauheiten von R _3' < 1 nm erreicht werden.

Dadurch, dass die Nanopartikel enthaltende Lackschicht nicht auf die Schalungsfläche des Schalungselementes direkt, sondern auf die Folie aufgebracht wird, wobei die Folie ihrerseits auf der Schalungsfläche angebracht, bevorzugt aufgeklebt, wird, kann der Beschichtungsvorgang deutlich einfacher und kostengünstiger durchgeführt werden als bei einer - prizipiell ebenso möglichen - direkten Beschichtung der Schalungsfläche mit dem Nanopartikel enthaltenden Lack. Beispielsweise ist die Beschichtung der Folie in einem Rolle- zu-Rolle-Verfahren möglich. Insgesamt können für die Beschichtung von Folien bestehende Produktionskapazitäten bei Beschichtungsunternehmen genutzt werden, was die Investitionskosten reduziert. Folien erleichtern ferner die Wiederaufbereitung von beschädigten Schalungsplatten.

Das Schalungselement seinerseits kann unterschiedlichste Geometrien aufweisen. Denkbar sind plattenförmige ebenso wie sphärische oder gewinkelte Geometrien. Ferner kann das

Schalungselement aus verschiedenen Werkstoffen gefertigt sein. Geeignet sind beispielsweise polymere Werkstoffe oder auch metallische Werkstoffe. Besonders weit verbreitet im Bereich der Betonverschalung sind Holzwerkstoffe, da sie kostengünstig verfügbar und mechanisch robust sind.

Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Schalungselement neben Beton auch für andere abformbare Materialien geeignet ist, insbesondere für solche mit hydraulischen Bindemitteln wie Gips, Kalk, Ton und weitere.

Ein besonders effizienter Einsatz der Nanopartikel enthaltenden Lackschicht ist dann gewährleistet, wenn die Folie einseitig auf der von der Schalungsfläche des Schalungselementes abgewandten Seite mit der Nanopartikel enthaltenden Lackschicht beschichtet wird.

Als Lacke können kommerziell verfügbare Lacksysteme eingesetzt werden. Als besonders geeignet erweisen sich Acrylharzlacke, insbesondere auf Basis von

Pentaerythrittriacrylat oder Pentaerythrittetracrylat . Speziell geeignet sind strahlungshärtbare Lacke, wie z.B. UV- härtbare Acrylharzlacke . Ebenfalls verwendbar sind weitere synthetische Lacksysteme, wie z.B. Alkydharze, die sich durch eine besondere Hydrophobie auszeichnen. Auch ist der Einsatz von natürlichen Harzen denkbar. Durch entsprechende Auswahl des Lacksystems wird eine sehr hohe Beständigkeit der Schalungsfläche gegen Chemikalien, wie verschiedene Lösungsmittel, Laugen, Säuren verschiedene Lebensmittel und Öle, in einem weiten pH-Bereich sowie eine UV- Langzeitstabilität erreicht.

Erfindungsgemäß enthält das Lacksystem Nanopartikel . Die Nanopartikel können durch eine Vielzahl von Stoffen (Metalle, Halbmetalle oder Metalloxide) gebildet werden. Besonders eignen sich solche Materialien, die auch mikroskopisch eine entsprechende Härte aufweisen, um der auf die Schalungsfläche aufgebrachten, die Nanopartikel enthaltenden Lackschicht die gewünschte makroskopische Abrasionsbeständigkeit zu verleihen. Besonders eignen sich Nanopartikel aus Halbmetalloxiden, insbesondere Siliziumdioxid (SiO ₂ ) •

Um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen, beträgt der Anteil der Nanopartikel in der aufgebrachten und ausgehärteten Lackschicht bevorzugt ca. 60 bis 75 Gewichts-%, besonders bevorzugt ca. 75 Gewichts-%.

Die Nanopartikel können einen mittleren Durchmesser von ca. 1 bis ca. 200 nm, insbesondere 10 bis 15 nm, bevorzugt 10 nm, aufweisen .

Der auf die Schalungsfläche aufzutragende Lack kann über einen Sol-Gel-Prozess erzeugt werden, wie aus dem Stand der Technik an sich bekannt. Er ist durch verschiedenste Lösungsmittel verdünnbar, so dass die gewünschten Verarbeitungseigenschaften präzise eingestellt werden können. Wird beispielsweise Ethanol als Lösungsmittel eingesetzt, so weist der verarbeitbare Lack bei einem Ethanol-Anteil von ca. 70 Gewichts-% einen Feststoffanteil (Lackbindemittel mit Nanopartikeln) von entsprechend ca. 30 Gewichts-%, eine Dichte von ca. 0,876 g/cm ³ und eine Viskosität 2,3 mPa-s auf.

Der Lösungsmittelanteil in der verarbeitbaren Lackschicht kann ca. 70 Gewichts-% bis ca. 90 Gewichts-% betragen.

Der in einen verarbeitbaren Zustand gebrachte Lack kann auf verschiedene Arten bevorzugt unmittelbar auf die Folie des Schalungselementes appliziert werden. Geeignete Auftragverfahren sind beispielsweise Sprühen, Rakeln, Drucken oder Walzen.

Dabei wird bevorzugt eine Trockenschichtdicke d < 10 μm, beispielsweise 7 - 8 μm, eingestellt, was mit den vorstehend genannten Techniken problemlos möglich ist. Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass es bei höheren Schichtdicken bei mechanischer Beanspruchung zu Äbplatzungen kommt. Weiter haben Untersuchungen der Anmelderin gezeigt, dass sich bei einer eingestellten Trockenschichtdicke von 5 μm dabei ein Lackverbrauch von 15 g/m ² ergibt.

Die bei dem erfindungsgemäßen Schalungselement zu Einsatz kommende Folie ist bevorzugt aus einem polymeren Werkstoff gefertigt. Dieser polymere Werkstoff ist bevorzugt ein Werkstoff der Gruppe Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyethylenterephthalat (PET), Acrylnitril-Butadien- Styrol-Copolymerisat (ABS) , Acrylester-Styrol-Acrylnitril (ASA), Polyvinylchlorid (PVC), Polyetheretherketon (PEEK), Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) . Bei Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) hat es sich als vorteilhaft erwiesen, vor der Beschichtung eine Oberflächenbehandlung durchzuführen, um eine primerlose Beschichtung zu gewährleisten, z.B. Fluoridierung, Corona-Entladung.

Die Dicke der Folie kann verschiedene Werte annehmen. Besonders bevorzugt wird eine Dicke < 1 mm. Hierdurch wird eine ausreichende Flexibilität der Folie bei gleichzeitig hinreichender mechanischer Widerstandsfähigkeit gewährleistet .

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Folie als selbstklebende Folie ausgebildet, wobei die eine Folienoberfläche mit der Lackschicht versehen ist und die andere Oberfläche mit einer Klebeschicht versehen ist, wobei die Folie auf die Schalungsfläche des Schalungselementes aufgeklebt ist. Durch Einsatz einer einseitig selbstklebenden Folie kann eine besonders einfache Anbringung der Folie an der Schalungsfläche des Schalungselementes erreicht werden, ohne dass der Einsatz eines zusätzlichen Klebemittels erforderlich wäre. Ferner kann das übliche Verfahren zur Aufbringung von Folien auf Spanplatten (Verpressen unter Temperatur und Druck) angewendet werden.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Schalungselementes für Beton, insbesondere einer Schalungsplatte, mit wenigstens einer

Schalungsfläche anzugeben, welches sich durch eine einfache Durchführbarkeit und geringe Kosten auszeichnet und welches die Herstellung von trennmittelfreien Schalungselementen mit hoher Oberflächenqualität und Standzeit sicherstellt.

Die Aufgabe wird mit einem Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 15 gelöst, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:

- zumindest einseitiges Beschichten der Folie mit der Nanopartikel enthaltenden Lackschicht und

— Aufbringen der beschichteten Folie auf die Schalungsfläche des Schalungselementes, wobei die Nanopartikel enthaltende Lackschicht auf der der Schalungsfläche abgewandten Seite der Folie angeordnet ist.

Das Verfahren ist mit geringem anlagentechnischen Aufwand realisierbar und mit hoher Prozesssicherheit durchführbar. Dabei wirkt sich aufwandsmindernd aus, dass die Folie für den Beschichtungsprozess nicht speziell vorbehandelt werden muss. Es versteht sich dabei, dass für die Beschichtung mit der Nanopartikel enthaltenden Lackschicht, wie bei einer

Lackbeschichtung üblich, eine im Wesentlichen saubere und fettfreie Oberfläche vorliegen muss.

Für die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schalungselemente gelten die vorstehend genannten Vorteile entsprechend.

Im Einzelnen ist es möglich, die Folie mit hoher Durchsatzleistung in einem Beschichtungswerk, beispielsweise im Rolle-zu-Rolle-Verfahren zu beschichten, wobei die Lackschicht mittels einer Schlitzdüse auf die Folienoberfläche aufgesprüht wird. Alternativ zum Sprühen kann die Beschichtung auch durch Rakeln, Drucken oder Walzen aufgebracht werden. Auch hier eignet sich das schnelle Rolle- zu-Rolle-Verfahren .

Die derart oder auf andere Weise auf die Folie aufgebrachte Lackschicht kann anschließend strahlungsgehärtet, insbesondere durch UV-Strahlung, werden.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann die Folie auf die Schalungsfläche des

Schalungselementes aufgeklebt werden, wobei die Folie als selbstklebende Folie ausgebildet ist und wobei die eine Folienoberfläche mit der Lackschicht versehen ist und die andere Oberfläche mit einer Klebeschicht versehen ist.

Dies ermöglicht eine besonders schnelle und sichere Befestigung der Folie auf der Schalungsfläche des Schalungselementes .

Praktisch lässt sich das Verfahren beispielsweise wie folgt durchführen :

Zunächst wird die Folie in einem Beschichtungswerk, bevorzugt in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren, mit der Nanopartikel enthaltenden Lackschicht beschichtet. Anschließend wird die derart beschichtete Folie platzsparend in Ballenform zum Hersteller der Schalungselemente transportiert, wo sie auf die Schalungsfläche der Schalungselemente aufgebracht, insbesondere aufgeklebt, wird. Anschließend werden die einsatzbereiten Schalungselemente an die Baustelle, wo sie für entsprechende Betonarbeiten vorgesehen sind, transportiert . Alternativ ist es möglich, zunächst die Folie an der Schalungsfläche eines Schalungselementes - beispielsweise beim Hersteller der Schalungselemente - zu befestigen und anschließend mit der die Nanopartikel enthaltenden

Lackschicht zu beschichten. Hier wird jedoch nicht der mit einer großtechnischen Folienbeschichtung in einem Beschichtungswerk verbundene Zeitvorteil ausgenutzt.

Es versteht sich, dass die Anbringung der Folie an der

Schalungsfläche ebenso wie die Beschichtung der Folie auch vor Ort auf einer Baustelle erfolgen kann.

Hierdurch wird deutlich, dass die Reihenfolge der durchzuführenden Verfahrensschritte prinzipiell nicht festgelegt ist.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines mit einer Nanopartikel enthaltenden Lackschicht zumindest teilweise beschichteten Körpers, insbesondere eines einseitig beschichteten plattenförmigen Körpers, als Schalungselement für Beton.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines mit einer Beschichtung zumindest teilweise beschichteten Körpers, insbesondere eines einseitig beschichteten plattenförmigen Körpers, als Schalungselement für Beton, wobei die Beschichtung eine Folie umfasst, wobei wie Folie auf der dem Körper abgewandten Seite mit einer Nanopartikel enthaltenden Lackschicht beschichtet ist. Die vorstehend genannten Vorteile gelten hier wiederum entsprechend.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Schalungselement 1 in seitlicher Teilschnittansicht, wobei aus Gründen der Anschaulichkeit keine maßstabsgetreue Darstellung gewählt wurde.

Die Schalungsplatte 1 ist vorliegend aus einem Holzwerkstoff gefertigt und plattenförmig ausgebildet. Ebenso kann die Schalungsplatte aus einem Kunststoff oder aus Metall gefertigt sein.

Die Schalungsplatte 1 umfasst eine Schalungsfläche Ia, welche vorliegend mit einer selbstklebenden Folie 2 beklebt ist. Die Klebeschicht ist mit 2a bezeichnet. Die Folie 2 besteht aus einem polymeren Kunststoff, beispielsweise Polycarbonat, und weist eine Dicke < 1 mm, vorliegend 0,5 mm, auf. Auf der der Schalungsfläche Ia der Schalungsplatte 1 angewandten Seite der Folie 2 ist die Folie 2 mit einer Nanopartikel enthaltenden Lackschicht 3 mit einer Trockenschichtdicke von < 10 μm beschichtet. Das Bindemittel der Lackschicht 3 ist vorliegend ein Acrylharz, insbesondere auf Basis von Pentaerythrittriacrylat oder Pentaerythrittetracrylat . Die

Nanopartikel werden vorliegend durch Siliziumdioxid-Partikel mit einem mittleren Durchmesser von ca. 10 nm gebildet. Dabei beträgt der Anteil der Nanopartikel in der Lackschicht 3 ca. 75 Gewichts-%.

Mit der dargestellten beschichteten Schalungsplatte 1 wird die Abformung einer ästhetisch hochwertigen Betonoberfläche ermöglicht. Ferner weist die mit dem Frischbeton in Kontakt stehende Lackschicht 3 eine hervorragende Abrasionsbeständigkeit auf, so dass die mit der Folie 2 beschichtete Schalungsplatte 1 auch nach vielfacher Anwendung auch unter ungünstigsten Bedingungen hinsichtlich einer mechanischen Beanspruchung noch problemlos einsetzbar ist.