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Die Erfindung betrifft ein Mantelbetonelement.
Mantelbetonelemente zur Errichtung von Betonwänden gehören im Bauwesen zum Stand der Technik. Die Art und Weise ihrer Verwendung ist üblicherweise wie folgt.
Schalungsplatten und zugehörige Abstandhalter werden einzeln an die Baustelle transportiert. Am bauseitigen Ort ihrer Verwendung werden die Schalungsplatten beabstandet zueinander aufgestellt und über die Abstandhalter konfektioniert.
Anschliessend wird der Freiraum zwischen den Schalungswänden mit Beton verfüllt. Bei Mantelbetonsystemen werden die Schalungswände nach Abbinden des Betons stehengelassen.
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Wenngleich sich das vorgenannte Konzept zur Errichtung von Betonwänden im allgemeinen bewährt hat, ist es dennoch mit einigen Nachteilen verbunden.
Insbesondere ist die bauseitige Errichtung eines Wand-Elementes mit zum Teil erheblichem Zeitaufwand auf der Baustelle verbunden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mantelbetonelement zur Verfügung zu stellen, das mit keinem der vorgenannten Nachteile verbunden ist.
Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass dieses Ziel durch ein werkseitig vorgefertigtes Mantelbetonelement erreicht werden kann. Dieses Element muss bauseitig nur noch aufgestellt werden und kann unmittelbar anschliessend mit Beton verfüllt werden. Das Element kann entsprechend Geschosshöhe aufweisen.
Eine weitere Überlegung besteht darin, möglichst grossflächige Betonwände mit nur einem Element erstellen zu können, jedoch gleichzeitig ein Element von möglichst geringem Gewicht zur Verfügung zu stellen, um den Transport und die Handhabung des Elementes zu erleichtern.
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In ihrer allgemeinsten Form schlägt die Erfindung ein Mantelbetonelement mit folgenden Merkmalen vor: - Leichtbauplatten sind entlang zweier parallel und beabstandet zueinander verlaufender geometrischer Ebenen angeordnet, - die Leichtbauplatten sind miteinander an ihrer der jeweils beabstandeten Ebene zugewandten Fläche durch Träger verbunden, - die Träger von entlang verschiedener Ebenen angeordneter
Leichtbauplatten sind durch Befestigungsmittel miteinander verbunden.
Mit diesem Mantelbetonelement können verhältnismässig grossflächige Betonwände oder Abschnitte von Betonwänden erstellt werden, beispielsweise mit einer Fläche von 2,5 mal 5 Metern. Gleichzeitig weist dieses selbsttragende Mantelbetonelement aufgrund der verhältnismässig geringen Dichte von Leichtbauplatten kein hohes Gewicht auf.
Leichtbauplatten können beispielsweise HolzwolleLeichtbauplatten oder Mehrschicht-Leichtbauplatten, zum Beispiel aus Schaumkunststoff, nach dem Stand der Technik sein.
Diese müssen die gleichen Anforderungen wie bekannte Schalungswände für Mantelbetonsysteme erfüllen. Sie müssen insoweit insbesondere eine Eigenstabilität aufweisen,
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die hoch genug ist, um dem im Element befindlichen, noch viskosen Beton einen ausreichenden Widerstand entgegensetzen zu können, damit sie sich nicht verformen.
Jeweils eine oder mehrere dieser Platten werden entlang zweier gedachter, also geometrischer, parallel und beabstandet zueinander verlaufender Ebenen angeordnet. Dabei können die Platten in einer Ebene jeweils zu einem im wesentlichen geschlossenen Verband konfektioniert sein. Die einzelnen Platten können grundsätzlich jede, beispielsweise eine rechteckige, Struktur aufweisen. Bei der Anordung mehrerer Leichtbauplatten in einer Ebene können diese wiederum zu jeder beliebigen, geometrischen Figur, beispielsweise zu einem Rechteck, zusammengesetzt sein.
Die Leichtbauplatten in einem Element können in beiden Ebenen beispielsweise in gleicher Weise konfektioniert sein, so dass die Platten beider Ebenen quasi spiegelsymmetrisch zu einer parallel zu den Ebenen in der Mitte zwischen den Ebenen verlaufendenden geometrischen Spiegelfläche angeordnet sind.
Die Leichtbauplatten einer jeden Ebene sind an ihrer der weiteren, beabstandeten Ebene zugewandeten Fläche, also einer Innenfläche des Elementes, mit Trägern verbunden. Die Träger können mittels Verkleben und kumulativ oder alternativ mittels einer mechanischen Verbindung, beispielsweise einer Verschraubung, mit den Leichtbauplatten verbunden sein.
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Die Träger von entlang verschiedener Ebenen angeordneter Leichtbauplatten sind durch Befestigungsmittel miteinander im Abstand verbunden. Während die Träger somit dazu dienen, die Leichtbauplatten innerhalb einer Ebene miteinander zu verbinden, kommt den Befestigungsmitteln die Aufgabe zu, die Lage der Leichtbauplatten von Ebene zu Ebene gegeneinander zu fixieren.
Je nach Anordnung der Träger an den Leichtbauplatten, können die Befestigungsmittel senkrecht oder schräg zu den Leichtbauplatten verlaufen. Die Träger können beispielsweise derart mit den Leichtbauplatten verbunden sein, dass sich zumindest Abschnitte der Träger an den jeweiligen Leichtbauplatten beider Ebenen, also von Ebene zu Ebene, beabstandet gegenüberliegen. An diesen gegenüberliegenden Abschnitten können die Träger durch senkrecht zu den Leichtbauplatten verlaufende Befestigungsmittel miteinander verbunden sein.
Als Befestigungsmittel können beispielsweise Schrauben, aber auch jede andere Art mechanischer Befestigungsmittel Anwendung finden. Als geeignet haben sich Schrauben erwiesen, die an ihren einander gegenüberliegenden, endseitigen Abschnitten Gewinde mit unterschiedlicher Gewindesteigung aufweisen. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, an beiden endseitigen Abschnitten der Schraube unterschiedliche Richtungen der Gewindesteigung vorzusehen, also an einem endseitigen Abschnitt ein Linksgewinde und am anderen Abschnitt ein
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Rechtsgewinde. In diesem Fall ist die Schraube mit ihrem einen Gewinde mit einem Träger der einen Ebene und mit ihrem zweiten Gewinde mit einem Träger der anderen Ebene verbunden.
Durch ein Drehen der Schraube in eine Richtung dreht sich die Schraube dann gleichzeitig in beide Träger mehr herein und bei einem Drehen in die andere Richtung gleichzeitig aus beiden Trägern mehr heraus. Werden sämtliche Träger des Mantelbetonelementes entsprechend verbunden, kann durch Drehen der Schrauben der Abstand und die Lage der Leichtbauplatten von Ebene zu Ebene eingestellt werden.
Als Werkstoff für die Träger kann beispielsweise Holz, das aufgrund seiner verhältnismässig geringen Dichte den Anforderungen bezüglich eines möglichst geringen Gewichtes des Mantelbetonelementes zusätzlich nachkommt, Anwendung finden.
Grundsätzlich können die Träger jede beliebige Form aufweisen.
Sie können zum Beispiel leistenförmig sein, also die Form gerader, verhältnismässig schmaler Latten aufweisen. Bei der Verwendung leistenförmiger Träger können diese beispielsweise von Ebene zu Ebene parallel zueinander verlaufen. In diesem Fall können sich die Träger auf ihrer ganzen Länge von Ebene zu Ebene einander gegenüberliegen. Die Träger können dann über in definiertem Abstand an den Trägern angeordnete Befestigungsmittel miteinander verbunden sein.
Das Mantelbetonelement kann an zwei gegenüberliegenden (im Einbauzustand senkrechten) Schmalseiten Abdeckplatten aufweisen, so dass der Beton beim Einfüllen in das
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Element nicht auslaufen kann. Die Abdeckplatten können parallel zueinander angeordnet sein. Sie können mit den Trägern oder den Leichtbauplatten verklebt und/oder durch mechanische Befestigungselemente verbunden sein. Sind die Leichtbauplatten beider Ebenen zu einander gegenüberliegenden Rechtecken konfektioniert, ergibt sich insgesamt eine Quaderform des Elementes mit an zwei gegenüberliegenden Schmalseiten liegenden offenen Schmalseiten, wobei durch eine dieser Schmalseiten (oben) Beton in das Element gefüllt werden kann. Über das untere offene Ende findet eine Verbindung zum Boden statt.
Die Konstruktion lässt sich mit einer sogenannten Sandwich- Konstruktion vergleichen, wie sie beispielsweise beim Flugzeugbau angewandt wird. Diese Konstruktionen weisen bekanntermassen eine hohe Eigenstabilität und Belastbarkeit bei vergleichsweise geringem Gewicht auf.
An den Stellen, an denen die zu erstellende Betonwand im abgebundenen Zustand Öffnungen aufweisen soll, beispielsweise für Türen, Fenster oder zur Durchführung von Leitungen und Rohren, können die Leichtbauplatten von Ebene zu Ebene gegenüberliegende Öffnungen aufweisen. Um ein Eindringen von flüssigem Beton in diesen Bereich zu verhindern, kann dieser Raum randseitig abgedichtet werden, zum Beispiel mit Abdeckleisten (Abdeckplatten), die senkrecht zwischen den Hauptflächen der Elemente verlaufen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie der sonstigen Anmeldungsunterlagen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Dabei zeigen - jeweils in schematisierter Darstellung - Figur 1 ein Mantelbetonelement in Seitenansicht, Figur 2 das Mantelbetonsystem nach Figur 1 aus Sicht entlang der Schnittebene A-A und Figur 3 das Mantelbetonelement nach Figur 1 aus Sicht entlang der Schnittebene B-B.
Gleichwirkende Mittel sind jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In den Figuren ist das Mantelbetonelement insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet.
Figur 1 zeigt senkrecht zur Figurenebene von links nach rechts beabstandet zueinander verlaufende Ebenen, nämlich eine obere Ebene El und eine untere Ebene E2. Entlang beider Ebenen sind je drei rechteckige (siehe Fig. 2) Leichtbauplatten 3. 1, 3. 2 und 3. 3 bündig nebeneinander angeordnet. Die Leichtbauplatten 3. 1, 3. 2 und 3. 3 sind an ihrer der jeweils beabstandeten Ebene
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El beziehungsweise E2 zugewandten Fläche mit Trägern 5 verklebt. Die leistenförmigen (siehe Fig. 2) Träger 5 verlaufen parallel zur Zeichenebene von links nach rechts, wobei sich die Träger 5 von Ebene El und Ebene E2 jeweils gegenüberliegen. Die Träger 5 sind durch senkrecht zu den Ebenen El, E2 verlaufende Spezialschrauben 7 im Abstand miteinander verbunden.
Die Spezialschrauben 7 weisen an ihrem einen endseitigen Abschnitt jeweils ein Linksgewinde und an ihrem diesem Abschnitt gegenüberliegenden zweiten endseitigen Abschnitt ein Rechtsgewinde auf. Diese Schrauben ermöglichen eine einfache, schnelle und sichere Verbindung der Träger 5 der Ebenen El und E2 in definiertem Abstand. Die gesamte Konstruktion wird links und rechts jeweils von einer senkrecht zur Figurenebene verlaufenden Abdeckplatte 9 abgeschlossen. Die Leichtbauplatten 3. 1 und 3. 3 und die Träger 5 stossen bündig an die Abdeckplatten 9. Die Abdeckplatten 9 sind jeweils bis an die Enden der Leichtbauplatten 3. 1, 3. 3 geführt, so dass das Mantelbetonelement 1 insgesamt eine Quaderform aufweist. Die parallel zu den Ebenen El, E2 und mittig zwischen diesen verlaufende Schnittebene A-A stellt eine Spiegelfläche des Mantelbetonelementes 1 dar.
Fig. 2 zeigt die nebeneinanderliegenden Leichtbauplatten 3.1, 3. 2 und 3. 3, die insgesamt zu einem Rechteck zusammengefügt und mit zwei parallel zueinander verlaufenden, leistenförmigen Trägern 5 verbunden sind. Die Abdeckplatten 9 sind wiederum bis an die Längskanten der Leichtbauplatten 3. 1 beziehungsweise
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3. 3 geführt, so dass die Konstruktion ebenfalls entlang der Schnittebene A-A eine rechteckige äussere Form aufweist.
In Fig. 3 ist ein Paar parallel nebeneinander verlaufender Spezialschrauben 7 dargestellt, die senkrecht vom Träger 5 der oberen Leichtbauplatte 3. 2 zum Träger 5 der unteren Leichtbauplatte 3. 2 verlaufen. Diese Figur zeigt anschaulich die sandwichartige Bauweise des Mantelbetonelementes 1.
Die Verwendung des zuvor beschriebenen Mantelbetonelementes 1 ist folgendermassen.
Das Mantelbetonelement 1 wird werkseitig konfektioniert.
Wahlweise kann das Mantelbetonelement 1. noch mit den oben beschriebenen, in den Figuren nicht dargestellten, Öffnungen versehen werden.
Das fertige Mantelbetonelement 1 wird anschliessend an den bauseitigen Ort seiner Verwendung transportiert.
Dort muss das Mantelbetonelement 1 nur noch aufgestellt werden.
Dabei können mehrere Mantelbetonelemente 1 neben- und übereinander, gemäss der Anordnung bisher bekannter Mantelbeton- Schalungswände, arrangiert werden. Die zwei gegenüberliegenden offenen Schmalseiten, also die nicht durch Abdeckplatten 9 verschlossenen Schmalseiten des oder der
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Mantelbetonelemente 1 bilden die Ober- beziehungsweise Unterseite eines jeden Mantelbetonelementes 1.
Durch eine dieser offenen Schmalseiten wird nunmehr Beton in den freien Raum zwischen den Leichtbauplatten 3. 1, 3. 2, 3. 3 des Mantelbetonelementes 1 gefüllt.
Wenngleich insbesondere vorgesehen ist, die Leichtbauplatten 3. 1, 3. 2, 3. 3, beispielsweise als Isolier- und Dämmmaterial, nach Abbinden des Betons an der Wand zu belassen, also als verlorene Schalung, kann auch vorgesehen sein, diese von der fertigen Betonwand wieder zu entfernen.