AT396160B

AT396160B - Verfahren zur restaurierung eines hoelzernen konstruktionsteiles

Info

Publication number: AT396160B
Application number: AT0065987A
Authority: AT
Original assignee: Klapwijk Dick; Klapwijk Hamm Elsa Louise
Priority date: 1986-03-25
Filing date: 1987-03-19
Publication date: 1993-06-25
Also published as: FR2596443A1; GB2189833B; DE3709297A1; NL190245C; NL8600758A; DE3709297C2; ATA65987A; CH675444A5; NL190245B; FR2596443B1; GB2189833A; GB8706624D0; IT8719854A0; IT1202699B

Description

AT396160B

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Restaurierung eines hölzernen Konstruktionsteiles, dessen Tragfähigkeit durch Fäulnis oder eine andere Ursache nicht länger ausreichend ist, welches Verfahren besteht aus dem Anbringen von wenigstens einer Ausnehmung, die sich erstreckt von nicht-angegriffenem Holz bis zu einem Stützpunkt, wie ein»’ Mauerauflager oder dem nicht-angegriffenen Holz eines weiteren Konstruktionsteiles, dem in der Ausnehmung Anbringen ein» Bewehrung und dem weiteren Ausfällen d» Ausnehmung mit einem flüssigen Kunststoffmörtel, d» nach Aushärtung als mechanische Verbindung zwischen dem hölzernen Konstruktions-teil und dem Stützpunkt dient

Ein derartiges Restaurierungsverfahren ist aus der niederländischen Patentschrift 148.675 bekannt und ist insbesondere zum Restaurieren von Balken gemeint, von denen ein in einer Mau» aufgelagertes Ende durch Fäulnis oder eine and»e Ursache angegriffen ist. Die anzubringende Ausnehmung besteht aus einem langgedehnten Bohrloch, das den durch das verfaulte Balkenende entstandenen Hohlraum mit der Umgebung verbindet Das Bohrloch erstreckt sich dabei von dem Hohlraum durch das daran grenzende, vermaschte und angegriffene Holz und über einen beträchtlichen Bereich durch noch unbeschädigtes Holz. Die Bewehrung wird von außen h» durch den Bohrlochmund eingebracht und erstreckt sich über nahezu die ganze Bohrlochlänge bis in den Hohlraum, wonach durch den Bohrlochmund der flüssige Kunststoffmörtel eingespritzt wird bis der ganze Hohlraum und das Bohrloch ausgefüllt sind.

Die Weise, wie das Bohrloch angebracht wird, impliziert eine geneigte Richtung desselb»i in bezug auf die Längsrichtung des zu restaurierenden Balkens und dadurch auch eine schräg angebrachte Armierung. Dies hat den Nachteil, daß die von dies» schrägen Armierung aufzufangende Belastung eine Knickkraft ausübt was zu Bruch führen kann. Weit» zeigt es sich, daß die aufzufangenden Biegekräfte infolge d» schrägen Armierung die Gefahr der Spaltung des Balkens mit Sich bringen.

Fern» hat es sich in d» Praxis herausgestellt, daß meistens eine Schalung angebracht werden muß, die später wied» zu entfernen ist Insbesondere bei in der Mauer aufgelagerten Balken führt dies zu arbeitsintensiven und teuren Handlungen wegen der notwendigen Entfernung des Mauerwerks um die Aussparung in d» Mauer. Die Schalung darf erst entf»nt werden, nachdem der in flüssiger Form eingebrachte Kunststoff ausgehärtet ist, was meistens ein»t Tag dauert, wonach das weggebrochene Mauerwerk wiederhergestellt werden muß. Ein weiterer Nachteil dieser Methode ist die Anwendung beträchtlicher Mengen an verhältnismäßig teurem Kunststoff. Dies gilt um so mehr als man bedenkt, daß das Mauerwerk in der Mauer unregelmäßig sein kann und meistens teilweise offene Fugen enthält Der flüssige Kunststoff wird auch in diese zusätzlichen Räume eindringen, wodurch der Verbrauch noch größer wird und außerdem die Möglichkeit besteht, das ein in der Aussparung festgegossener Balken erhalten wird. Dies würde zu der in statischer Hinsicht betrachtet unerwünscht»! Situation eines eingeklemmten Balkens führen. Dies noch abgesehen davon, daß man nicht weiß, ob die offenen Fugen weiterlaufen und wohin eine derartige offene Fuge läuft, was beim Einspritzen von Kunststoff zu unangenehmen Überraschungen führen kann.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung eines Restaurierungsverfahrens der eingangs »wähnt»! Art in einer solchen Weise, daß die obengenannten Nachteile nicht mehr auftreten.

Dies wird gemäß der Erfindung erreicht durch das ganz mit einem aufschäumenden Kunststoff Vollspritzen wenigstens d» durch Fäulnis oder eine andere Ursache entstandenen Räume, bevor die Ausnehmung in Form einer offenen Nut angebracht wird, die sich auch durch den Kunststoffschaum erstreckt. Durch diese Maßnahmen wird der ganze Hohlraum und alle eventuellen Ausläufer desselben mit verhältnismäßig billig»n Kunststoffschaum ausgefüllt. Die danach angebrachte Ausnehmung in Form einer Nut hat auf diese Weise genau zu bestimmende Abmessungen, so daß auch die sodann einzubringende Menge Kunststoffmörtel genau bestimmt und optimalisiert werden kann. D» Kunststoffschaum dient so nicht nur als verhältnismäßig billiges Ausfüllmittel für den Hohlraum, sondern auch als v»lorene Schalung für den dann einzubringend»! Kunststoffmörtel, wodurch die anzuwendene Menge desselben, abhängig von den aufzufangenden Belastung»!, auf das optimale Minimum beschränkt werden kann, wobei gleichfalls die Restaurierung mit einem Minimum an Arbeiten »folg»! kann, und insbesondere keine Abbruch- und Wiederh»stellungsarbeiten durchzuführen sind.

Weiter eignet sich dieses Restaurierungsverfahren auch zum Ausbessem von Holzv»bindungen, d. h. von zwei aneinander angeschlossenen und gekuppelten hölz»nen Konstruktionsteilen. Eine angegriffene Verbindung kann dabei in wirksamer Weise wied»hergestellt werden durch eine Kunststoffplatte, deren Außenumfang teilweise durch eine Schaumschablone bestimmt wird.

Außerdem hat das erfindungsgemäße Verfahren auch ein allgemeineres Anwendungsgebiet, d. h. mit dem Verfahren kamen auch andere Zwecke und Effekte verwirklicht werden als mit dem obenbeschriebenen bekannten Verfahren.

So kann das Verfahren gemäß d» Erfindung auch zur Restauration von z. B. einem gebrochenen Balken ange-wendet werden, wobei gegebenenfalls entstandene Räume infolge weggebrochen» Teile oder entfernter Holzsplitter mit Kunststoffschaum ausgefüllt werden.

Zur Restaurierung eines Holzbalkens wird es gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, daß die Nut in Höhenrichtung des Balkens angebracht wird, und sich bis in direkt» Nähe der unteren Fläche des Balkens erstreckt. Dabei kann an eine Nut gedacht werden, die sich bis etwa 2 cm von der Unterfläche des Balkens erstreckt. An der Auflagerungsstelle in d» Mauer wird die Nut derart ausgebildet, daß die zu bildende Kunststoffplatte sich auf der dazu vorgesehenen Fläche in der Aussparung in der Mauer abstützen kann. -2-

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Do- hölzerne Konstruktionsteil läßt sich in seiner Totalität verstärken, wenn gemäß einer weiteren Ausführungsform da- Erfindung die Nut über die ganze Länge des hölzernen Konstruktionsteiles angebracht wird. In dieser Weise kann der ursprünglich hölzerne Konstruktionsteil, z. B. ein mit Verzierungen in Form von Schnitzereien oder Bemalungen versehener Holzbalken, trotz der durch Fäulnis oder auf eine andere Weise verlorengegangenen Tragfunktion, erhalten bleiben, was insbesondere im Restaurierungsbau ein großer Vorteil ist, u. a. auch, weil die ursprünglichen Umfangsabmessungen des hölzernen Konstruktionselements konstant bleiben.

Die Verankerung der Kunststoffplatte in das unbeschädigte Holz kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verbessert werden, wenn in Höhen- und/oder Längsrichtung der Nut mindestens eine Rille in dem nicht-angegriffenen Holz angebracht wird, wobei die Umfangsfläche jeder Rille sich bis außerhalb der Umfangsfläche der Nut erstreckt. Die zu bildende Kunststoffplatte ist dadurch mit seitlich vorstehenden Riffeln versehen, welche die Gefahr, daß die Kunststoffplatte sich von dem unbeschädigten Holz löst, nahezu ausschließt Riffeln in Höhenrichtung lassen sich äußerst einfach verwirklichen, wenn gemäß einer Vorzugsausführungsform der Erfindung die Rille aus einem Teil der Umfangsfläche einer Bohrung besteht Wenn dann gemäß einer weitmen Ausführungsform der Erfindung jede Bohrung einen Durchmesser aufweist, der größer als die Breite der Nut ist und eine Achse hat, die in der Mittelsenkrechtebene der Nut liegt, können die Bohrungen in vorteilhafter Weise als Führungen zum Anbringen der Nut dienen. Letzteres läßt sich auf einfache Weise durchführen, wenn die Nut mit einer Kettensäge oder -fräse angebracht wird.

Unter Verweisung auf in der Zeichnung wiedergegebene Ausführungsbeispiele wird die Restaurierungsweise gemäß der Erfindung jetzt näher besprochen und erläutert

Es zeigen:

Fig. 1 im Querschnitt ein gemäß dm* Erfindung restauriertes Balkenende, das in einer Mauer aufgelagert ist;

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie (Π-Π) in Fig. 1;

Fig. 3 in Seitenansicht eine gemäß dm1 Erfindung reparierte schematisch wiedergegebene Verbindung zwischen zwei hölzernen Konstruktionsteilen;

Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie (IV-IV) in Fig. 3; und

Fig. 5 eine Abwandlung der in Fig. 3 wiedergegebenen reparierten Verbindung.

In den Figuren 1 und 2 ist das rechte Ende eines Holzbalkens (1) wiedergegeben, welches Ende in einer Aussparung, deren Umrißlinie mit der Bezugsziffer (2) angegeben ist, in einer Mauer (3) aufgelagert ist Der ursprüngliche Umriß des Balkens (1) innerhalb der Aussparung ist mit der gestrichelten Linie (4) angegeben. Das Ende ist jedoch von Fäulnis angegriffen und bis zur Linie (5) zurückgebracht. Bis an diese letzte Linie ist das Balkenende völlig verfault. Das verbleibende Balkenende ist in dem mit der Bezugsziffer (6) angegebenen Bereich angegriffen, was bedeutet, daß der Bereich (6) nicht oder kaum zum Auffangen oder Weiterleiten von Belastungen beitragen kann, so daß die Tragfähigkeit des Balkens (1) in beträchtlichem Maße vermindert ist. Für die Wiederherstellung der Tragfähigkeit des Balkens (1) wurden der durch das verfaulte Balkenende entstandene Hohlraum und der immer vorhandene Hohlraum zwischen dem ursprünglichen Balkenende (4) und der Aussparung (2) sowie die davon ausgehenden Ausläufer, z. B. teilweise offen gebliebene Fugen, mit einem aufschäumenden Kunststoff (7), z. B. Polyurethanschaum, ausgefüllt. Das Einspritzen kann auf verschiedene Weise »folgen. Befinden sich in dem Balken (1) Fäulnisbereiche bis außerhalb der Mauerfläche, dann kann über diese Bereiche eingespritzt werden. Wenn eine solche Stelle nicht vorhanden ist, dann kann der Hohlraum dadurch zugänglich gemacht werden, daß in den Balken (1) oder die Mauer (3) ein Zugang gemacht wird.

Es wird bemerkt, daß in dem Ausführungsbeispiel der angegriffene Bereich (6) des Balkens (1) tatsächlich unberührt gelassen ist. Es ist selbstverständlich auch möglich, zum Einspritzen des Schaumes (7) das angegriffene Holz zu entfernen, wobei sogar daran gedacht werden kann, das Balkenende in dem nicht-angegriffenen Holz, z. B. direkt außerhalb der Mauerfläche abzusägen.

Nach dem Ausfüllen der Hohlräume mit dem aufschäumenden Kunststoff (7) wird zentral in dem Balken (1) und in dessen Höhenrichtung eine Nut (8) angebracht, die sich von dem nicht-angegriffenen Holz aus bis etwa in der Ebene, in der sich das ursprüngliche Ende (4) des Balkens (1) befand, erstreckt. Die Nut (8) erstreckt sich also genau umgrenzt von dem gesunden Holz aus durch gegebenenfalls vorhandenes angegriffendes Holz bis in den Kunststoffschaum (7). Das Anbringen der Nut (8) erfolgte von der Oberseite des Balkens (1) und wurde mit einer Kettensäge oder -fräße durchgeführt Die Nut erstreckt sich dabei bis in die Nähe der Unterfläche des Balkens (1). So kann z. B. an eine Nut mit einer Breite von etwa 4 cm gedacht werden, die sich bis etwa 2 cm oberhalb der Unterfläche des Balkens (1) erstreckt Innerhalb der Aussparung in der Mauer ist die Nut (8) derart ausgetieft daß die Bodenfläche der Nut eine kraftübertragende Funktion haben kann, d. h. die Bodenfläche wird durch die Auflagefläche der Aussparung und gegebenenfalls durch nicht-angegriffenes Holz des Balkens (1) gebildet

In Höhenrichtung der Nut (8) ist eine Bohrung angebracht, deren Achse in der Mittelsenkrechtebene der Nut (8) liegt und deren Durchmesser größer als die Breite der Nut ist. Die Bohrung kann sowohl vor wie nach dem Machen der Nut (8) angebracht sein. Wenn dies vorher stattgefunden hat, kann die Bohrung als Führungsmittel zum Anbringen der Nut (8) dienen. Nach Anbringen dieser Nut resultiert die Bohrung in bezug auf die Nut in zwei in das gesunde Holz ragende Rillen (9).

In der Nut (8) ist ein Armierungsstab (10) angeordnet, der aus z. B. Glasfasern, Stahl, Kunststoffasem u. dgl. hergestellt ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, mehrere Armierungsstäbe anzubringen oder ohne -3-

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Armierungsstab zu arbeiten.

Schließlich wird die Nut (8) mit einem flüssigen Kunststoffmörtel ausgefüllt, wobei an Expoxyhaiz gedacht werden kann, gegebenenfalls vermischt mit dazu geeigneten Materialien, wie z. B. Sand, Kies, Pigmente u. dgl. Nach Aushärten ist so eine armierte Platte (11) gebildet worden mit solchen mechanischen Eigenschaften, daß die Tragfähigkeit des Balkens (1) völlig wiederhergestellt ist Obwohl normalerweise zwischen dem unbeschädigten Holz und der Platte (11) eine genügende Heftung stattfindet, um die gewünschte Verankerung der Platte (11) in dem Balken (1) zu sichern, wird diese Verankerung weiter noch zusätzlich gefördert durch in die Rillen (9) geströmten und ausgehärteten Kunststoff, wodurch die Platte mit ein Ganzes mit ihr bildenden Riffeln versehen ist.

Es wird bemerkt, daß auch mehr als eine einzige Bohrung angebracht sein kann, wodurch eine dementsprechende zusätzliche Anzahl Riffeln entsteht Weiter ist es möglich, nach dem Anbringen der Nut (8) in deren Seitenwänden sich in Längsrichtung der Nut erstreckende, z. B. sich senkrecht zu der Bohrung erstreckende Rillen anzubringen, wodurch eine Platte mitauf ihrer Seite einem Netzwerk von vorstehenden Riffeln erhalten wird. An eine solche Lösung kann z. B. gedacht werden, wenn nur wenig Raum in dem gesunden Holz vorhanden ist, so daß man nur eine relativ kurze Nut machen kann. Dahingegen ist es auch möglich, die Nut (8) zu verlängern.

So könnte die Nut sich, wie mit strichpunktierten Linien (12) in den Figuren 1 und 2 angegeben ist, über die ganze Balkenlänge erstrecken, z. B. von der einen Aussparung bis in die andere. Dadurch wird ein in seiner Totalität verstärkter Balken erhalten. Diese Lösung kann gewählt werden, wenn z. B. in einem historischen Gebäude die ursprüngliche Balkenschicht beibehalten werden soll trotz einer Funktionsänderung des Gebäudes, wodurch die Balkenschicht eine größere Tragfähigkeit haben soll als ursprünglich vorgesehen wurde.

In den Figuren 3 und 4 ist ein Balken (20) wiedergegeben, der in einer nicht weiter dargestellten Weise mit einem Balken (21) verbunden ist. Die nicht dargestellte Verbindung kann jede mögliche Verbindungsform zwischen zwei hölzernen Konstruktionsteilen sein. An der Stelle der Verbindung sind die Balkenenden bis an die Linien (22) und (23) verfault, während die an die verbleibenden Bälkenenden grenzenden Bereiche (24) und (25) angegriffen sind. Gemäß der Erfindung sind die durch Fäulnis entstandenen Räume mit einem aufschäumenden Kunststoff (26) ausgefüllt. Um die Umrißlinie der Verbindung aufrechtzuerhalten wurde vor dem Einspritzen des aufschäumenden Kunststoffs (26) eine Verschalung angebracht, die danach wieder entfernt wird. Notwendig ist dies jedoch nicht, weil der Kunststoffschaum leicht bearbeitet werden kann, so daß der gewünschte Umriß hinterher einfach anzubringen ist

Sodann wurde eine Nut (27) angebracht, die sich von dem nicht-angegriffenen Holz des Balkens (20) aus bis in das nicht-angegriffene Holz des Balkens (21) erstreckt. An ihren Enden endet die Nut (27) jeweils in eine Bohrung, wodurch eine «weiterte und abgerundete Nutstimwand (28) bzw. (29) entsteht

In der Nut (27) ist ein Armierungsstab (30) angeordnet, wonach die Nut (27) mit einem flüssigen Kunststoffmörtel ausgefüllt worden ist, die nach Aushärtung eine Verbindungsplatte (31) mit an den Enden verdickten, abgerundeten Riffeln bildet, wodurch die Belastung auffangenden und übertragenden Eigenschaften der Verbindung ganz wiederhergestellt worden sind.

Bei der obenbeschriebenen Restaurierungsweise sind die angegriffenen Balkenenden (24) und (25) tatsächlich unberührt geblieben. Es ist selbstverständlich auch möglich, das angegriffene Holz zu entfernen bevor der aufschäumende Kunststoff (26) eingespritzt wird. Dabei kann man sogar vorgehen, wie in Fig. 5 wiedergegeben ist, wobei die Balken (20) und (21) z. B. mittels Sägeschnitte (32) und (33) durch noch nicht angegriffenes Holz gekürzt worden sind. Der so erhaltene Raum wird gegebenenfalls nach Umhüllung mit einem aufschäumenden Kunststoff (26) vollgespritzt, wonach, wie oben umschrieben eine gegebenenfalls armierte Platte (31) gebildet wird.

Das Restaurationsverfahren eignet sich nicht nur zur Restauration von durch Fäulnis angegriffenen hölzernen Konstruktionsteilen und Verbindungen. In dieser Weise, wie z. B. in Fig. 5 gezeigt wird, läßt sich auch ein gebrochener Balken wiederherstellen. Gemäß der in Fig. 5 wiedergegebenen Weise werden die gegebenenfalls zersplitterten und zerfaserten Bruchflächen durch das Wegsägen derselben entfernt Selbstverständlich ist es auch möglich, diese Teile nicht wegzusägen, wobei eine Situation erhalten wird, die mit der gemäß den Figuren 3 und 4 vergleichbar ist.

Das Brechen eines Balkens ist meistens die Folge einer zu hohen Belastung. Es wird wenig sinnvoll sein, den Balken nur zu reparieren, wenn dies«: wieder derselben Belastung ausgesetzt werden muß. In diesem Fall läßt sich die Erfindung daher besonders vorteilhaft anwenden; es ist ja mit dieser gleichfalls möglich, den Balken zu verstärken. Wie bei der Besprechung der Figuren 1 und 2 erwähnt worden ist, läßt sich dies dadurch verwirklichen, daß die Nut und so die zu bildende Platte verlängert wird. In Fig. 5 ist dies mit den strichpunktierten Linien (34) und (35) angegeben. Die Verlängerung der Platte kann sich bis über jeden gewünschten Bereich bis zu der gesamten Balkenlänge erstrecken. Auch die verlängerte Platte kann mit der gewünscht«! Armierung versehen werden und kann zur Erhöhung des Verankerungseffektes mit seitlichen Riffeln in Höhen- und Längsrichtung der Platte versehen werden.

Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung in bezug auf die oben umschriebenen und in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiele viele Änderungen und Abwandlungen möglich. Eine Anzahl derselben wurde oben schon besprochen. Weit« wird bemerkt, daß auch das Bilden von mehr als einer einzigen Platte in einem Balken möglich ist, abhängig von der Belastung und den Balkenabmessungen. Weit« sind in d« Höhen- -4-

Claims

AT396 160 B richtung der Nut angebrachte Rillen immer durch Anbringen von Bohrungen hergestellt, die außerdem symmetrisch in bezug auf die Nut angebracht sind. Selbstverständlich können auch anders geformte und/oder asymmetrisch angeordnete Rillen angebracht weiden, während die Anzahl derselben je zu bildende Platte variieren kann, wie das auch für die Längsrillen gilt. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Restaurierung eines hölzemen Konstruktionsteiles, dessen Tragfähigkeit durch Fäulnis oder eine andere Ursache nicht länger ausreichend ist, welches Verfahren besteht aus dem Anbringen von wenigstens einer Ausnehmung, die sich erstreckt von nicht-angegriffenem Holz bis zu einem Stützpunkt, wie einer Mauerauflager oder dem nicht-angegriffenen Holz eines weiteren Konstruktionsteiles, dem in der Ausnehmung Anbringen einer Bewehrung und dem weiteren Ausfüllen der Ausnehmung mit einem flüssigen Kunststoffmörtel, der nach Aushärtung als mechanische Verbindung zwischen dem hölzernen Konstruktionsteil und dem Stützpunkt dient, gekennzeichnet durch das ganz mit einem aufschäumenden Kunststoff Vollspritzen wenigstens der durch Fäulnis oder eine andere Ursache entstandenen Räume, bevor die Ausnehmung in Farm einer offenen Nut angebracht wird, die sich auch durch den Kunststoffschaum erstreckt
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zu restaurierende, hölzerne Konstruktionsteil aus einem Holzbalken besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut in Höhenrichtung des Balkens angebracht wird, und sich bis in direkter Nähe der unteren Fläche des Balkens erstreckt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut üb» die ganze Länge des hölzernen Konstruktionsteiles angebracht wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Höhen- und/oder Längsrichtung der Nut mindestens eine Rille in dem nicht-angegriffenen Holz angebracht wird, wobei die Umfangsfläche jeder Rille sich bis außerhalb der Umfangsfläche der Nut erstreckt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille aus einem Teil der Umfangsfläche ein»- Bohrung besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bohrung einen Durchmesser aufweist, der größer als die Breite der Nut ist und eine Achse hat, die in der Mittelsenkrechtebene der Nut liegt
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut mit einer Kettensäge oder -fräse angebracht wird. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -5-