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Verfahren zur Herstellung von Bauteilen, wie z. B. Trägern,
Balken, Stützen, aus einzelnen geformten Elementen mit
Hilfe von unter Druck eingespritztem Zementmörtel
Es ist bekannt, Bauteile, wie z. B. Träger, Balken oder Stützen aus mehreren miteinander verbundenen Hohlsteinen aus gebranntem Ton, in deren Wandungen sich durchgehende Kanäle für die Aufnahme von Eiseneinlagen befinden, in der Weise herzustellen, dass die Hohlsteine aneinandergelegt werden, worauf nach Einbringung der Eiseneinlagen in die in den Wänden vorgesehenen Kanäle das Ausfüllen der Kanäle mit zementmörtel angeschlossen wird, der unter Druck bis zur Füllung der Kanäle mit Zementmörtel eingefüllt wird.
Die Erfindung baut darauf auf und betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen, wie z. B.
Trägern, Balken, Stützen aus einzelnen geformten Elementen aus porösem Material, insbesondere gebranntem Ton, die aneinandergelegt und mit Eiseneinlagen versehen sind, die in durch eine Elementenreihe hindurchgehende Löcher einbetoniert werden und in die nach Bildung einer Elementenreihe Zementmörtel unter Druck eingespritzt wird. Die Erfindung besteht darin, dass der Druck nach Beendigung der Füllung der Löcher bis zur Sättigung der porösen Elemente mit aus dem Mörtel ausgepresstem Wasser aufrechterhalten wird. Der Druck wird hiebei längstens bis zum Beginn der Abbindung aufrechterhalten.
Bei der erfindungsgemässen Verwendung poröser Elemente, z. B. von Steinen aus gebranntem Ton, wirkt sich das Verfahren deshalb günstig aus, weil der poröse Ton das Bestreben hat, dem Zementmörtel das Wasser zu entziehen. Der hiedurch entstehende Leerraum wird durch die Aufrechterhaltung des Drukkes, unter dem der Mörtel eingespritzt worden ist, ausgefüllt. Es entsteht auf diese Weise ein sehr dichter und damit sehr fester Beton unter Vermeidung von Hohlräumen und Rissen. Bei der erfindungsgemä- ssen Verwendung poröser Steine kann daher der Zementmörtel wesentlich dünner angesetzt werden, als bei den üblichen Betonkonstruktionen, ohne dass die Festigkeit hierunter leidet.
Durch die Aufrechterhaltung des Druckes nach Füllung der Kanäle wird der Mörtel sehr fest gegen die Steinwand gedrückt und mit den feinen Partikeln in die Poren des Steines hineingedrückt, so dass sich ein besonders fester Verband zwischen Zementmörtel und Stein ergibt. An der Trennungsstelle zwischen Zementmörtel und Stein findet durch die Aufrechterhaltung des Druckes eine besonders starke Anreicherung von Zement statt. Die feinsten Partikel der Zementmörtelmischung dringen ziemlich tief in die Oberflächenporen des Steines ein und erhöhen die Verbundwirkung. Bei sehr langer Druckanwendung und der Verwendung von gebranntem Tonziegel wird das Zementmörtelwasser bei dem Hindurchdrücken durch die Steinwandung vollkommen von den Zementmörtelpartikeln befreit und tritt gefiltert an der Oberfläche des Tonziegels aus.
Der Spritzdruck wird so lange aufrechterhalten, bis der poröse Stein mit dem aus dem Zementmörtel ausgepressten Wasser gesättigt ist. Der Grad der Entwässerung des Zementmörtels und der damit in Zusammenhang stehenden Verdichtung des Betons richtet sich nach dem jeweiligen Bedürfnis und dem Grad der Porosität der verwendeten Bauelemente.
Um zu verhindern, dass der Zementmörtel bei der Druckanwendung aus den Stossfugen zwischen den
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Elementen herausgespritzt wird, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, wenigstens einen Teil des Kor- nes des Zementmörtels so zu bemessen, dass dessen grösster Querschnitt etwa gleich gross wie oder grösser als der Spalt zwischen den einzelnen Bauelementen ist. Auf diese Weise verschliessen die grösseren Kör- ner des Zementmörtels während des Spritzvorganges die Fuge zwischen den Bauelementen allmählich, so dass ein Herausspritzen des Mörtels aus den Fugen mit Sicherheit verhindert wird. Es ist hiebei zu berück- sichtigen, dass die Fugen keineswegs vollkommen mit Mörtel ausgefüllt werden müssen.
Für die Herstel- lung eines biegungssteifen und knickfesten Trägers ist es ausreichend, wenn die Fugen zwischen den ein- zelnen Elementen nur zu einem Teil, z. B. in der Nähe der eisenarmierten Löcher, mit Mörtel ausgefüllt werden.
Die Erfindung gestattet es, eine grössere Anzahl von Bauteilen, z. B. Trägern, gleichzeitig in einem einzigen Arbeitsgang mit Zementmörtel auszuspritzen. Dieses gleichzeitige Ausspritzen der eisenarmier- ten Kanäle wirkt sich vor allem bei der Herstellung von Decken oder Wänden aus, die als Fertigbauteile in der Fabrik produziert werden. Zu diesem Zwecke werden die Stirnflächen der Bauteile mit einer Abdeckplatte versehen, die in der gleichen Verteilung wie diese Stirnflächen Spritzlöcher enthält, die durch
Rohre oder Schläuche mit dem Vorratsbehälter in Verbindung stehen, aus dem der Zementmörtel unter Druck eingespritzt wird.
Zum Zwecke der Verbindung der einzelnen Bauteile untereinander werden vermittels der Abdeckplatte auch die Hohlräume in demselben Arbeitsgang ausgespritzt, die durch Abrundung der Kanten der Elemente beim Stapeln der Träger entstehen.
- Es können auch mehrere Schichten von nebeneinanderliegenden Trägern, die übereinander angeordnet sind, in einem einzigen Arbeitsgang durch entsprechend geformte Abdeckplatten unter Druck gespritzt werden. Hiebei werden in an sich bekannter Weise Folien zwischen die Schichten gelegt, die beim Ausspritzen der durch die Abrundungen der Kanten entstehenden Kanäle ein Übergreifen des Mörtels in die nächste Schicht verhindern.
In den'Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt den Teil eines Trägers, bestehend aus Hohlsteinen aus gebranntem Ton mit Löchern für die Aufnahme der in den eingespritzten Zementmörtel eingebetteten, vorgespannten Eisenarmierung und weiteren Hohlräumen zum Zwecke der Gewichtsverminderung, wobei diese Steine vollsymmetrisch, sowohl in ihrer äusseren Form, als auch hinsichtlich der Anbringung der Löcher und Hohlräume sind. Fig. 2 zeigt einen Stapel von nebeneinandergelegten Balken, deren Armierungskanäle gleichzeitig in einem Arbeitsgang mit den durch die Kantenabrundungen der einzelnen Steine entstandenen Kanälen ausgespritzt werden, wobei Folien zwischen die einzelnen Schichten eingelegt sind, und Fig. 3 zeigt eine sich am Träger selbst abstützende Spannvorrichtung.
1 bezeichnet die Elemente, aus denen die Bauteile aufgebaut werden, 2 die vorgespannten Eisendrähte, 3 die Abdruckplatten, die sich am Ziegel abstützen, 4 die Spanndrahtbefestigungen, 5 den hydraulischen Presszylinder, 6 die Spannplatte, 7 die Abdeckplatte zur Verteilung des Einspritzmörtels in die Kanäle, 8 den Injektionsstutzen, 9 die Hohlräume des Hohlsteines, 10 die Löcher zur Bildung der Armierungskanäle, 11 die Hohlräume zwischen den Armierungskanälen in den Wandungen des Hohlsteines, 12 den in die Kanäle eingespritzten Zementmörtel und 14 die durch die Abrundungen der Steinkanten entstehenden Kanäle.
Die Hohlsteine 1 mit den Hohlräumen 9, den Armierungslöchern 10 und den Hohlräumen 9 werden mit ihren Stirnseiten aneinandergelegt, in der Weise, dass durchgehende Kanäle für die Armierungsdrähte 2 entstehen. Diese werden nun in die Armierungskanäle eingefädelt und vorgespannt, wobei sich die Spannkraft durch die Abdruckplatten 3 auf den Träger 1 selbst abstützt. Hiedurch werden die einzelnen Elemente fest gegeneinandergepresst, so dass die zwischen ihnen verbleibenden Fugen ein Mindestmass erreichen. Es .schliesst sich nunmehr das Einspritzen des Zementmörtels aus einem Vorratsbehälter an, der nicht dargestellt ist. Zufolge des Druckes, der nach Füllung der Kanäle aufrechterhalten wird, wird der Zementmörtel teilweise in die Fugen zwischen den einzelnen Steinen, die hiedurch ganz oder teilweise mit Mörtel abgedeckt werden, hineingepresst.
Durch den Druck auf den Zementmörtel wird das darin enthaltene Wasser durch die Poren der porösen Steine gedrückt und lagert dort feine Zementpartikelchen ab. Diese bewirken eine besonders innige Verbindung zwischen dem im Kanal befindlichen Zementmörtel und dem porösen Tonstein. Der Bauteil ist jetzt fertig und kann nunmehr als Trägerbalken oder auch als Stütze verwendet werden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um Träger, die für den Deckenbau'einge- setzt werden sollen.
Bei der Deckenbildung werden mehrere Träger, die in der geschilderten Weise aus Elementen durch
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das Druckspritzverfahren hergestellt worden sind, nebeneinandergelegt, wobei die hiebei zwischenden Trägern entstehenden Fugen mit Mörtel ausgefüllt werden. Will man diese Fugen in derselben Weise ausspritzen wie die Armierungslöcher, dann müssen sie abgedeckt werden. Die Abdeckung mit Folien ergibt sich von selbst bei dem gleichzeitigen Ausspritzen von ganzen Stapeln übereinandergeschichteter Bauteile. Hier bilden die abgerundeten Kanten Kanäle 14, die durch zwischengelegte Folien 15 abgedeckt und dann gleichzeitig mit den Armierungslöchern unter Druck mit Zementmörtel ausgespritzt werden. Man kann auf diese Weise auch einzelne Träger herstellen, indem man die Kanäle, die durch die abgerundeten Ecken entstehen, nicht ausspritzt.
Die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Bauteile, wie z. B. Decken oder Wände, zeichnen sich durch sehr grosse Festigkeit bei verhältnismässig geringem Gewicht aus und eröffnen dem Stein aus gebranntem Ton ein neues Anwendungsgebiet, für das sich der gebrannte Tonstein besonders gut eignet, weil er nicht schwindet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Bauteilen, wie z. B. Trägern, Balken, Stützen aus einzelnen geformten Elementen aus porösem Material, insbesondere gebranntem Ton, die aneinandergelegt und mit Eiseneinlagen versehen sind, die in durch eine Elementenreihe hindurchgehende Löcher einbetoniert werden und in die nach Bildung einer Elementenreihe Zementmörtel unter Druck eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspritzdruck nach Beendigung der Füllung der Löcher (9) bis zur Sättigung der porösen Elemente (1) mit aus dem Mörtel ausgepresstem Wasser aufrechterhalten wird.
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Process for the production of components such. B. Carriers,
Beams, columns, made of individual shaped elements with
With the help of cement mortar injected under pressure
It is known that components such. B. girders, beams or supports made of several interconnected hollow bricks made of baked clay, in the walls of which there are continuous channels for the reception of iron inserts, to be produced in such a way that the hollow bricks are placed against each other, whereupon after the iron inserts have been introduced into the walls provided channels is connected to the filling of the channels with cement mortar, which is filled under pressure until the channels are filled with cement mortar.
The invention builds on and relates to a method for the production of components, such as. B.
Girders, beams, supports made of individual shaped elements made of porous material, in particular baked clay, which are placed next to one another and provided with iron inlays, which are concreted into holes passing through a row of elements and into which cement mortar is injected under pressure after a row of elements has been formed. The invention consists in that the pressure is maintained after completion of the filling of the holes until the saturation of the porous elements with water squeezed out of the mortar. The pressure is maintained until the beginning of the setting at the most.
When using porous elements according to the invention, e.g. B. of stones made of baked clay, the process has a favorable effect because the porous clay tries to remove the water from the cement mortar. The resulting empty space is filled by maintaining the pressure under which the mortar was injected. In this way, a very dense and therefore very strong concrete is created while avoiding cavities and cracks. With the use of porous stones according to the invention, the cement mortar can therefore be applied much thinner than with the usual concrete structures, without the strength suffering as a result.
By maintaining the pressure after the channels have been filled, the mortar is pressed very firmly against the stone wall and the fine particles are pressed into the pores of the stone, resulting in a particularly strong bond between cement mortar and stone. At the point of separation between cement mortar and stone, the maintenance of the pressure causes a particularly strong accumulation of cement. The finest particles of the cement mortar mixture penetrate quite deeply into the surface pores of the stone and increase the bonding effect. With very long pressure application and the use of fired clay bricks, the cement mortar water is completely freed from the cement mortar particles when it is pushed through the stone wall and is filtered out on the surface of the clay brick.
The spray pressure is maintained until the porous stone is saturated with the water squeezed out of the cement mortar. The degree of drainage of the cement mortar and the associated compaction of the concrete depends on the respective need and the degree of porosity of the construction elements used.
In order to prevent the cement mortar from getting out of the butt joints between the
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Elements is sprayed out, it is proposed according to the invention to dimension at least part of the grain of the cement mortar so that its largest cross section is approximately the same size as or larger than the gap between the individual components. In this way, the larger grains of cement mortar gradually close the joint between the structural elements during the spraying process, so that the mortar is definitely prevented from spraying out of the joints. It should be noted that the joints do not have to be completely filled with mortar.
For the production of a rigid and kink-resistant beam, it is sufficient if the joints between the individual elements are only partially, e.g. B. in the vicinity of the iron-reinforced holes to be filled with mortar.
The invention allows a larger number of components, such. B. carriers, to be sprayed with cement mortar at the same time in a single operation. This simultaneous spraying out of the iron-reinforced ducts is particularly effective in the manufacture of ceilings or walls, which are produced as prefabricated components in the factory. For this purpose, the end faces of the components are provided with a cover plate which, in the same distribution as these end faces, contains spray holes passing through
Pipes or hoses are in communication with the reservoir from which the cement mortar is injected under pressure.
For the purpose of connecting the individual components to one another, the cavities, which are created by rounding the edges of the elements when the carriers are stacked, are injected using the cover plate.
- It is also possible to inject several layers of supports lying next to one another, which are arranged one above the other, in a single operation through correspondingly shaped cover plates under pressure. In this case, films are placed between the layers in a manner known per se, which prevent the mortar from reaching over into the next layer when the channels created by the rounded edges are sprayed out.
An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings. Fig. 1 shows the part of a carrier consisting of hollow stones made of fired clay with holes for receiving the pre-stressed iron reinforcement embedded in the injected cement mortar and further cavities for the purpose of weight reduction, these stones being fully symmetrical, both in their external shape and regarding the placement of the holes and cavities. Fig. 2 shows a stack of juxtaposed beams, the reinforcement channels of which are injected simultaneously in one operation with the channels created by the rounded edges of the individual stones, with foils inserted between the individual layers, and Fig. 3 shows a clamping device that supports itself on the carrier .
1 denotes the elements from which the components are built, 2 the pre-tensioned iron wires, 3 the impression plates that are supported on the brick, 4 the tension wire fastenings, 5 the hydraulic press cylinder, 6 the tension plate, 7 the cover plate for distributing the injection mortar into the channels , 8 the injection nozzle, 9 the cavities in the hollow stone, 10 the holes to form the reinforcement channels, 11 the cavities between the reinforcement channels in the walls of the hollow stone, 12 the cement mortar injected into the channels and 14 the channels created by the rounded edges of the stone.
The hollow bricks 1 with the cavities 9, the reinforcement holes 10 and the cavities 9 are placed against one another with their end faces in such a way that continuous channels for the reinforcement wires 2 are created. These are then threaded into the reinforcement channels and pre-tensioned, the tension force being supported by the impression plates 3 on the carrier 1 itself. As a result, the individual elements are pressed firmly against each other so that the joints remaining between them reach a minimum. It now follows the injection of the cement mortar from a storage container, which is not shown. As a result of the pressure that is maintained after the channels have been filled, the cement mortar is partially pressed into the joints between the individual stones, which are thereby completely or partially covered with mortar.
The pressure on the cement mortar presses the water it contains through the pores of the porous stones and deposits fine cement particles there. These create a particularly close bond between the cement mortar in the sewer and the porous clay stone. The component is now finished and can now be used as a support beam or as a support.
In the exemplary embodiment shown, it is a question of supports which are to be used for ceiling construction.
When forming the ceiling, several girders are carried out in the manner described
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the pressure spraying process have been produced, placed side by side, the joints between the beams being filled with mortar. If you want to spray these joints in the same way as the reinforcement holes, then they must be covered. The covering with foils results automatically when whole stacks of components are sprayed out at the same time. Here the rounded edges form channels 14, which are covered by interposed foils 15 and then injected with cement mortar under pressure at the same time as the reinforcement holes. In this way, you can also produce individual supports by not injecting the channels created by the rounded corners.
The components produced by the method described, such as. B. ceilings or walls, are characterized by very high strength with relatively low weight and open up a new field of application for the stone made of baked clay, for which the baked clay stone is particularly well suited because it does not shrink.
PATENT CLAIMS:
1. Process for the production of components such. B. girders, beams, supports made of individual shaped elements made of porous material, in particular baked clay, which are placed against one another and provided with iron inlays, which are concreted in holes passing through a row of elements and into which cement mortar is injected under pressure after formation of a row of elements, thereby characterized in that the injection pressure is maintained after completion of the filling of the holes (9) until the saturation of the porous elements (1) with water squeezed out of the mortar.