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Bauteil, wie Träger, Platte, Decke, Wand od. dgl.
Normaler Beton besteht aus einem Gemenge von Zuschlagmaterial in Form von Kies, Schotter, Sand, Druckstein od. ähnl., von billigem Gestein abgeleiteten Füllmaterial mit Wasser und Zement. Die Festigkeitseigenschaften des Betons sind in bezug auf Widerstandsfähigkeit gegen Druck ausserordentlich hoch ; gegenwärtig sind etwa 1000 kg/cm2 Druckfestigkeit erreichbar. Dagegen ist die Zugfestigkeit sehr gering ; gegenwärtig sind nur etwa 100 kg/cm2 zu erzielen. Diese geringe Zugfestigkeit macht es erforderlich, zur Aufnahme der Zugkräfte Stahlstäbe zu verwenden, was zu der bekannten Stahlbetonbauweise führte.
Es sind mit Erfolg schon Versuche vorgenommen worden, das Bindemittel Zement durch ein anderes Bindemittel auf Kunststoffbasis zu ersetzen, mit dem Bestreben, durch Zusammenwirken von Füllmaterial mit diesem neuen Kunststoffbindemittel einen Baustoff mit hohen Zugfestigkeitseigenschaften zu schaffen. Gegenwärtig wurden bei so hergestellten "Kunststoff-Betonen" bereits Zugfestigkeiten von 300 kg/cm2 erzielt. Es ist nicht daran zu zweifeln, dass dieser Wert in nächster Zeit noch wesentlich erhöht werden wird. Ein solches Material auf Kunststoffbasis hat somit den Vorteil, etwa gleich hohe Zug-und Druckfestigkeiten zu erreichen. Damit fällt für dieses Material eines der Hauptprobleme des üblichen Stahlbetons fort, das bekanntlich darin besteht, dass Risse in der Zugzone auftreten.
Diese Risse haben ungünstige Folgen, wie etwa die Gefahr der Korrosion der Bewehrung.
Ebenso verringert sich die Widerstandsfähigkeit gegen Durchbiegungen beträchtlich.
Die auf Kunststoffbasis erhaltenen Bindemittel sind nun aber nicht Produkte billigen Gesteins, sondern von Grundstoffen, deren Erarbeitung wesentlich höhere Kosten verursacht. Ausserdem ist auch die Herstellung des Endproduktes aus den Grundstoffen bedeutend kostspieliger.
Auch die Weiterverarbeitung des Gemisches von Bindemittel und Füllstoffen ist bei Verwendung von Kunststoffbindemitteln erheblich teurer. Es ist somit zu erwarten, dass Konstruktionen auf Kunststoffbasis, welche an sich keiner Bewehrung bedürfen würden, wesentlich teurer bleiben als die üblichen Stahlbetonkonstruktionen.
Es ist anderseits auch schon bekannt, im Betonbau Schalungen aus Kunststoff zu verwenden, die mit Beton ausgegossen werden und als Verkleidungen oder Isolierungen am Betonkörper verbleiben.
Derartige Schalungen üben am fertigen Bau keine Tragfunktion aus.
Die Aufgabe der Erfindung geht nun dahin, im Betonbau Kunststoffteile nicht bloss zu
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übernehmen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Bauteil, wie Träger, Platte, Decke, Wand od. dgl., mit einer Kunststoff enthaltenden Schalung, in die Beton eingegossen ist, mit dem Kennzeichen, dass die Schalung durch einen mittragenden, gegebenenfalls bewehrten Teil aus Kunststoff mit hoher Zugfestigkeit oder aus mit solchem Kunststoff gebundenem Füllstof gebildet ist, der im wesentlichen in der Zugzone des Bauteiles liegt, wogegen der in diese Schalung eingegossene, gegebenenfalls bewehrte Beton in der Druckzone des Bauteiles liegt.
Nach der Erfindung wird also die Zugzone von Biegegliedern bzw. werden die Randzonen von
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Druckgliedern, die üblicherweise bei normalem Beton zur Aufnahme der Zugkräfte (die auch bei Druckgliedern im Fall der Knickung in den Randzonen auftreten) bewehrt werden müssen, durch Schichten höherer Zugfestigkeit beliebiger Formgebung aus Kunststoff oder kunststoffgebundenem Füllstoff gebildet, wobei diese Schichten ihrerseits wieder eine Bewehrung enthalten können.
Diese Schichten werden beispielsweise entsprechend den notwendigen Arbeitsgängen des jeweils verwendeten Kunststoffbindemittels vorfabriziert. Sie haben an sich, sei es mit eingelegter Bewehrung, sei es in unbewehrtem Zustand, selbst eine Tragfähigkeit, so dass diese Schichten besonderer Formgebung dazu verwendet werden können, die Schalungsform für den zusätzlich aufzubringenden Normalbeton zu bilden.
Die Formgebung ist dabei einerseits abhängig von der äusseren geometrischen Gestaltung des Bauwerkes, anderseits ist aber auch eine besondere Gestaltung auf der dem Ortbeton zugewendeten Oberfläche der Schicht erforderlich, um die beim Zusammenwirken der beiden Materialien entstehenden Schubkräfte in der Berührungszone übertragen zu können. Desgleichen ist in dieser Schicht, ähnlich wie beim bekannten Stahlbeton, eine besondere Formgebung der Bewehrungsstähle nötig, um die Schubkräfte aus dem Kunststoff bzw. kunststoffgebundenem Füllstoff in den Stahl einleiten zu können.
Diese Kombination von zwei bzw. drei 3aumaterialien wird so getroffen, dass der Hauptteil eines auf Druck und Biegung beanspruchten Bauteiles durch billigen Normalbeton gebildet wird, dem die Aufgabe der übernahme der Druckkräfte zukommt und der auch Zonen geringer Zugkräfte ausfüllen kann, wogegen die Aufgabe der übernahme hoher Zugkräfte und zugleich des Korrosionsschutzes für eventuelle Stahleinlagen dem teuren Kunststoffmaterial überlassen wird.
Diesem Kunststoffmaterial kann ferner die Aufgabe zugeteilt werden, die im endgültigen Bauwerk sichtbare Oberfläche zu bilden, wodurch die Anbringung spezieller Oberflächengestaltungen, etwa durch Putz, vermieden werden kann.
Beispielsweise im Fertigteilbau, der in allen Ländern an Interesse gewinnt, ist es möglich, die Aussenschale von Bauteilen, z. B. die Aussenschale von Wänden, Unterschichten von Decken, sichtbare Balkenteile usw., aus vorgefertigtem Kunststoffmaterial zu bilden.
Bei der Herstellung solcher Schalen ist es möglich, und wirtschaftlich vertretbar, diesen Teilen genaue Abmessungen, besondere Ebenheit oder verzierende Profilierungen ihrer Sichtflächen, Passformen für den Zusammenbau, usw., zu geben, so dass diese Teile geeignet sind, eine Zusammenbauschalung zu bilden, die später, entsprechend dem statischen Kraftverlauf, im schon erwähnten Sinn mit normalem Ortbeton ergänzt wird.
Die Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an drei Ausführungsbeispielen näher erklärt werden. Fig. 1 zeigt im Schnitt eine Balkendecke, Fig. 2 im Schnitt eine Wand mit auflagernder Decke und Fig. 3 im Schnitt eine besonders günstige Ausführungsform der Verbindung zwischen zwei Teilen aus Kunststoff oder kunststoffgebundenem Füllstoff.
In Fig. l bildet ein U-förmiger Trägerkörper-l-aus Kunststoff oder kunststoffgebundenem Füllstoff eine bleibende Schalung für den fertigen Bauteil und gleichzeitig auch die Untersichtverkleidung für den Träger sowie auch die erforderlichenfalls mit Bewehrungsstäbcn --5-- versehene Zugzone. Auf dem Körper--1--liegen Untersichtplatten-2--aus dem gleichen Baustoff auf, die erforderlichenfalls mit einer Bewehrung --6-- versehen sein können und zweckmässig Anschlagleisten--7--zur Sicherung gegen ein Verschieben aufweisen.
Die ganze Schalung aus den Teilen--1, 2- wird dann mit Ortbeton-3--, d. h. normalem Beton auf Zementbasis, ausgegossen, der nach dem Erhärten ein integraler Bestandteil des Verbundkörpers wird und insbesondere die Druckkräfte aufnimmt. Zur besseren übertragung der Schubkräfte zwischen den Teilen--1, 2-- aus Kunststoff oder kunststoffgebundenem Füllstoff und dem Ortbeton-3-- können die dem Beton zugekehrten Oberflächen der Teile-1, 2--, wie an sich bekannt, durch besondere Formgebung der Oberfläche, wie Aufrauhung, Vorsehung von Profilierungen, Warzen, Leisten u. dgl. formschlüssig gestaltet werden.
In Fig. 2 ist an Stelle des einen Betonkern aufweisenden Trägerkörpers-l--in Fig. l ein Wandelement mit Aussenschalen--la--aus Kunststoff oder kunststoffgebundenem Füllstoff dargestellt, die, wenn notwendig, mit Bewehrungen --5-- versehen sein können und zur besseren Kraftübertragung in den Ortbeton--3-hineinragende Leisten-4-aufweisen. Der Anschluss an die über dem Wandelement liegende Decke ist in gleicher Weise wie in Fig. l ausgeführt.
Fig. 3 stellt schliesslich den Anschluss einer aus Kunststoff bzw. kunststoffgebundenem Füllstoff bestehenden Aussenschale--la-eines Wandelementes an die Untersichtplattc --2- - eines Deckenelementes gleicher Art wie in Fig. 2 dar, wobei jedoch zur besonders günstigen Verbindung der beiden Teile--la, 2--- die Untersichtplatte-2-Leisten-7 und 7a-- aufweist, die eine Nut
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einschliessen, so dass die beiden Teile--la, 2-- unverschieblich miteinander verbunden sind nach Art von Feder und Nut.
Als Kunststoff oder Kunststoffbindemittel kommen vernetzte Polyesterharze, Phenolester, Polyolefine usw. in Betracht. Die Füllstoffe können organischer oder anorganischer Natur, z. B.
Glasfasern oder auch Zuschlagstoffe, ähnlich wie bei Normalbeton, sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Bauteil, wie Träger, Platte, Decke, Wand od. dgl., mit einer Kunststoff enthaltenden Schalung,
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mittragenden, gegebenenfalls bewehrten Teil (1 ; la ; 2) aus Kunststoff mit hoher Zugfestigkeit oder aus mit solchem Kunststoff gebundenem Füllstoff gebildet ist, der im wesentlichen in der Zugzone des Bauteiles liegt, wogegen der in diese Schalung eingegossene, gegebenenfalls bewehrte Beton (3) in der Druckzone des Bauteiles liegt.
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