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Die Erfindung betrifft ein Wandelement in Form einer Platte aus einem Leichtbeton, die durch In Kanälen gehaltene Füllmasse, wie Beton, verstärkt 1St.
Bekannt sind Wandelemente zur Errichtung von Wand- und Deckensystemen aus Leichtbaustoffen und aus Kombinationen von Leichtbau- und Schwerbaustoffen in allen Vanatlonen, etwa Vollsteinmauerwerk, Innenskeletttmauerwerk, Sandwichwand und Deckenelemente.
Bekannte Wandelemente dieser Art haben den Nachteil, dass diese eine erhebliche Eigenfestigkeit aufweisen müssen und aus diesem Grund schlecht wärmedämmend und wenig feuchtigkeitsdurchlässig sind.
Aus der AT-PS-348 724 ist ein Bausatz für die Errichtung von Gebäuden bekannt, der aus plattenförmigen Bauelementen besteht, die an ihrer Längsstirnseite Nuten aufweisen, welche durch Hohlräume miteinander verbunden sind, die diese Bauelemente von Nut zu Nut durchdringen. Bei diesen Elementen müssen jedoch diese selbst aus einem sehr festen Material bestehen, da sie die wirkenden Lasten voll aufnehmen können müssen.
Weiters ist aus der AT-PS-339 008 ein Bauwerk bekannt, das plattenförmige Bauelemente aus geschäumtem Kunststoff od. dgl mit zumindest an einer der Längsstirnseiten angeordneten Nut und gegebenenfalls mit mindestens einem schräg verlaufenden, in der Nut mündenden Kanal aufweist, wobei mit von den weiteren Bauelementen gebildeten Kanälen ein zusammenhängendes Traggerüst gebildet ist.
Bei diesem Bauelement sind lediglich Kanäle an der Stirnseite und quer durch dieses hindurch angeordnet, wobei die Im Bauelement querverlaufenden Kanäle sehr schwierig herzustellen sind und ein relativ grosses Volumen der Bauelemente in Ihren bauphysikalischen Eigenschaften verändern, sodass etwa nur eine schlechte Wärmedämmung realisierbar ist.
Ziel der Erfindung Ist es daher, diese Nachteile zu vermeiden und ein Wandelement zu schaffen, welches bei niedrigen Erzeugungskosten sehr hohe Festigkeit und sehr gute bauphysikalische Eigenschaften, wie Wärmedämmung und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit sowie gute Bearbeitbarkeit aufweist.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass an der Vorder- und Rückseite der Platte Rillen und die Rillen an belden Selten der Platte verbindende, die Platte durchsetzende Kanäle eingearbeitet sind, die alle mit Beton, insbesondere Faserbeton, ausgefüllt sind.
Der Vorteil dieser erfindungsgemässen Anordnung besteht darin, dass einerseits ein hoch atmungsfähiger Baustoff extrem wärmedämmend so verwendet wird, dass dieser als Schalung für ein räumliches Betongitterwerk herangezogen wird, wobei die Diffusionsfähigkeit des Materials nahezu völlig zur Wirkung kommt.
In weiterer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Teil der Kanäle senkrecht zur Plattenvorderseite und ein Teil der Kanäle schräg verläuft.
Dadurch wird eine weitere Verfestigung des Wandelements erreicht.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung kann sein, dass in den Rillen Armierungen eingelegt sind.
Dadurch wird erreicht, dass keinesfalls in den Elementstosskantenbereichen Risse auftreten können und dass speziell für Erdbebengebiete hoch tragfähige und daher auch elastische und armierbare Wandsysteme hergestellt werden können.
Eine weitere Variante der Erfindung kann dann bestehen, dass die Rillen an der Vorder- und der Rückseite einander kreuzend angeordnet sind.
Dadurch ergibt sich besonders an den Stossecken eine weitere vorteilhafte Verfestigung des Wandelments.
Weiters kann vorgesehen sein, dass korrosionsbeständige Stahlstäbe in die Platte eingesetzt sind, die mit den Armierungen verbunden sind
Dadurch kann ein im Stahlbau gebräuchliches armiertes Fachwerksystem aufgebaut werden.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass der Querschnitt der vertikal verlaufenden Rillen Im Bereich der halben Wandhöhe grösser als in den darunterliegenden bzw. darüberliegenden Bereichen des Wandelements ausgebildet ist.
Auf diese Weise werden die Stellen der höchsten Beanspruchung entsprechend verstärkt.
Schliesslich kann eine weitere Ausführungsform darin bestehen, dass Rillen mit grösserem Querschnitt vorgesehen sind, die nur teilweise mit Beton oder Faserbeton gefüllt sind und zur Aufnahme von Installationsleitungen dienen.
Dadurch kann der Arbeitsaufwand für ein erneutes Aufstemmen der Wand zur Verlegung von Installationsleitungen vermieden werden.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung kann sein, dass die Platte aus Leichtbeton mit einer Rohdichte von
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25sind, die vorzugsweise mit Zement gebunden sind.
Dadurch findet ein extrem gut wärmedämmende und diffusionsfähiges Material Anwendung, weiches insbesondere für Bauwerke mit hohen bauphysikalischen Ansprüchen einsetzbar ist.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt dabei :
Fig. 1 ein erfindungsgemässes Wandelement im Schrägriss ;
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch ein Wandelement gemäss Fig. 1 ;
Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch ein Wandelement gemäss Fig. 1 ;
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Wandelements ;
Fig. 5 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Wandelements ; und
Fig. 6 ein Detail einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemässen Wandelements.
Ein Bauelement a) (Fig. 1) oder ein Geschossdeckenelement (Fig. 4) wird zunächst werksgemäss aus Extrem-Leichtbeton - auch geschosshoch - in der Wandstärke von z. B. 10 - 20 cm hergestellt. Der Leichtbeton besteht z. B. aus 140 kg Zement, 60 I Wasser, 900 I zerkleinerten Polystyrolschaumstoffteilen (Partikelgrösse 3. 6mm). 70 I Frässpäne dieses Materials und 200 9 Fliessmittel pro Kubikmeter Mischgut.
Diese Leichtbetonmischung wird pressverdichtet und erhält dabei ein Raumgewicht von nur ca. 250 kgl m3. Dieses Material weist eine extreme Wärmedämmeigenschaft auf Wärmeleitzahl Lambda = 0. 054 W/m'K und ist extrem atmungsfähig (diffusionsfähig) Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl 7, 3.
Da dieses Bauelement a) alleine sicherlich keine ausreichende Festigkeit aufweisen würde, weil die Biegezugfestigkeit nur 2, 5 bis 3 kg/cm2 beträgt, sind erfindungsgemäss nachstehend genannte Massnahmen vorgesehen :
Um einerseits die vorgenannten, sehr guten physikalischen Eigenschaften des vorgenannten Leichtbe- ton-Baumaterials nicht besonders einzuschränken, und dabei trotzdem noch die Vorteile der Bearbeitbarkeit dieses Materials, mittels Hand- und Motorsäge, Rillenkratzern usw.
beizubehalten, sind diese Rohkörper aus genanntem Leichtbeton einerseits um die statische Tragfähigkeit und die Transportfähigkeit zu ermöglichen, und andererseits um die Schwindspannungen des Leichtbetons unwirksam zu machen, an der Wandaussenseite und an der Wandinnenseite oder Deckenoberseite und Deckenunterseite, netzartige rillenförmige Vertiefungen c) (Fig. 1, 2,4) die mit festen Stoffen wie Faserbeton, Beton, Kunststoff oder dergleichen gefüllt werden, so vorgesehen, dass diese Vertiefungsnuten an den jeweiligen Wand- oder Deckenelementstosskan- ten mit dem benachbarten Wand- oder Deckenelement fluchten. Dort sind dieselben erweitert d) (Fig. 1), damit Ungenauigkeiten beim Verlegen oder bei der Herstellung derselben korrigiert werden können.
Darüberhinaus sind wahlweise anzubringende Verbindungskanäle g (Fig. 1) zWischen den Aussenwandnu-
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2, 3, 4)Stahlbau gebräuchliches räumliches Fachwerksystem dann entsteht, wenn nun alle Nuten und Kanäle mit armiertem oder nicht armiertem Beton oder Faserbeton im Fliessverfahren oder im Quetschverfahren ausgefüllt sind.
Ebenfalls erfindungsgemäss werden wahlweise anstelle von auszufüllenden Quer- und Schrägquerkanälen auch Armierungsstäbe aus Stahl oder dergleichen, welche korrosionsgeschützt sind, ganz einfach durch das Wandmaterial gesteckt, und behalten dort die Position und werden an den jeweiligen Enden dieser
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und druckfest eingebunden.
Auch sind andere Materialien, sogar Holz oder Kunststoff als Verbindung zwischen Aussenwand- und Innenwandbetonsystem möglich. Ausserdem wird erfindungsgemäss in den meisten Fällen so vorgegangen, dass werksmässig die wandaussenseitigen und wandinnenseitigen Nuten nur zum grössten Teil mit Beton, Faserbeton, Kunststoff oder dergleichen ausgefüllt werden, während die Zonen im Bereich der Stosskanten der erfindungsgemässen Wandelemente werksmässig noch nicht mit Beton, Faserbeton und Kunststoff ausgefüllt werden. Für die Transportsicherheit reicht jedoch schon die werksmä- ssige. teilweise Füllung des Kanalsystem.
Erst nach Aufstellung und Aneinanderkleben der Elemente mittels Montageschaumes oder Mörtel werden die restlichen aneinandergenzenden Rillenkanäle der Elemente mittels Faserbeton oder dergleichen durch spachtelähnliche Vorgänge ausgefüllt.
Nachdem bedarfsweise schon vorher in die äusseren oder inneren Nuten Armierungen f) (Fig. 1, 2, 4) eingelegt wurden, wird so vorgegangen, dass diese Armierungseisen an den Elementstosskanten jeweils einseitig so vorspringen, dass dieselben durch entsprechende Überlappung mit deren benachbarten Armierungseisen nach Aufbringung des im Bereich der Elementstosskanten erforderliche Spachtelbetons, Vergussbetons oder Spritzbetons untereinander eine solide Verbindung gewährleisten.
Im Bereich der füssboden-oder deckenseitigen Kanten, bei Wandelementen, wird werksmässig vorteilhaf- terweise nicht immer Füllbeton in die Rillen gequetscht, bzw. werden die in diesem Bereich ohnehin tieferen Rillen nicht voll mit Beton oder Faserbeton oder dergleichen ausgefüllt, weil dort nach Montage der Elemente die horizontal zu verlegenden Installationen eingelegt werden. Desgleichen wird die Installation in die zunächst noch nicht im Stosskantenbereich gefüllten vertikalen Elementkantenbereiche geführt. Die vertikalen Nuten werden im Bereich des Elementfusses und Elementkopfes wesentlich vertieft, z.
B. um das Doppelte, damit nach Einbringung der Installation der danach einzuspachtelnde Rillenfüllbeton hinter der Installationsleitung oder vor der Installationsleitung in seinem Querschnitt eingeschränkt wird (Fig. 5).
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Der Querschnitt der Vertikal- c) c') (Fig. 1) und der Horizontal-h) (Fig. 1) oder auch der Schrägrinnenkanäle i) (Fig. 1) oder der zwischen Aussenseite und Innenseite, oder die Rinnenkanäle verbindenden Betonstege g) (Fig. 2, 3) sind jeweils dort, wo die grössten Knickbeanspruchungen des Systems auftreten, also etwa in halber Wandhöhe, jeweils im Querschnitt grösser als im oberen oder unteren Wandbereich ausführbar. Desgleichen wären bel Druckzonen bel Deckelementen ebenfalls grössere Betonrippenquerschnitte zu wählen (Fig. 4).
So ist es möglich geworden, auf einfache Weise mit einem absoluten Minimum an Schwerbeton statisch frei gestaltbare, räumlich armierbare Beton- und Stahlbetongitterkonstruktionen herzustellen, wobei wie schon erwähnt, die übrigen bauphysikalischen Wunscheigenschaften, Diffusionsfähigkeit, Wärmedämmung, leichte Bearbeitbarkeit, geringes Transportvolumen fast nicht geschmälert werden. So sind nach dem erfindungsgemässen Verfahren Deckenelemente mit ausserordentlich guter Diffusionsfähigkeit, hoher Transportfestigkeit und Bearbeitbarkeit herstellbar, welche unterstellungsfrei versetzt werden können. Denn auch dort sind schräg und/oder vertikal angeordnete Verbindungsstege g) (Fig. 4) zwischen Obergurt und Untergurt der Deckenelemente vorgesehen.
Darüberhinaus kann auch noch auf der Baustelle In bestimmten Fällen erst nach Verlegung der Elemente das Herstellen rinnenförmiger Schlitze an der Wandaussenseite und/oder Wandinnenseite nachtäglich erfolgen. Diese beliebig gestaltbaren Schlitze werden ebenfalls armiert und danach mit Beton oder Faserbeton oder dergleichen gefüllt. Diese Sonderanordnung kann dem Bedarf - also dem Kraftfluss entsprechend-nachträglich angeordnet werden.
Werksmässig wird vorteilhafterweise das Füllen der Nutrinnen bzw. auch der Verbindungskanäle von Wandaussenseite zur Wandinnenseite so vorgenommen, dass dort wo zunächst kein Füllbeton hingelangen soll, z. B. im Bereich von ca. 10 - 15 cm von den Elementkanten aus gerechnet-Sand gestreut und dieser "abgezogen" wird - erst dann wird Vergussbeton in die Nuten der Kanäle gequetscht oder gefüllt. Dieses Verfahren weist den Vorteil auf dass die nachträglich anschliessende, restliche Füllung der Nuten mit Beton oder dergleichen (nach Montage der Wand- oder Deckenelemente) eine aufgrund der "rauhen" Enden des werksmässig gefüllten Betons oder dergleichen, eine formschlüssige Oberflächenverbindung mit dem bereits werksmässig eingebrachten Füllbeton eingehen kann.
Vorteilhafterweise werden auch an den Ecken der Elemente (falls nicht geschosshoch ausgeführt) rillenförmige Nuten i) (Fig. 1), die unter 450 zulaufend sind, angebracht, damit gerade an den Stossecken eine solide Verfestigung des Wandsystems entsteht.
Es wird deutlich, dass das somit erzeugte statisch günstige Betonfachwerk zufolge seiner hohen Eigenfestigkeit und der absichtlich gering gehalteten Eigenfestigkeit des Grundkörpers a) b) (Fig. 1, 4) dessen Schwindspannungen oder Spannungen aus Quellung durch Feuchtigkeit bzw. Trocknung nach Feuchtigkeitsverlust, aufnehmen kann. Auch die hergestellte Betonrippenverbindung von Element zu Element, in Verbindung mit Armierungen, oder auch innerhalb der Elementplatte, gewährleistet, dass auch bei den Stosskanten keine Risse (Schwindrisse) auftreten können. Denn mit der vorgegebenen Wahl der geringen Eigenfestigkeit des Leichtbetons sind damit auch die Höchstwerte vorgenannter Schwind- oder Quellungsspannungen begrenzt, weil diese die Eigenfestigkeit des Materials nicht übertreffen können.
In der Praxis kann selbstverständlich auch dann, wenn die Ausfüllung der Nuten vom Wandelement nicht bis ganz oben geführt wird, ohne weiteres per Kettensäge der Deckenrost ausgeschnitten werden.
Desgleichen ist es auch möglich, bei Deckenelementen dieser Art an deren seitlichen Stosskanten auch später erst den restlichen Beton an die Randkante zu drücken (nicht zeichnerisch dargestellt) bzw. von unten einzupressen. Dies hat den Vorteil, dass eine unterstellungsfreie Decke geliefert werden kann, z. B. kann ein Element 6 m lang sein und 1 oder 2 m breit, bei einer Stärke von 25 cm.
Diese Deckenelemente können dann sogar an den Stosskanten noch von Hand aus bearbeitet werden, weil auch eine Armierung von Element zu Element durch Auflegen von kurzen Armierungseisen vor der Füllung der Rillen im Elementkantenbereich eingelegt werden kann. Dies braucht erst nach etwaigem Zuschneiden und Anpassen der Elemente aufder Baustelle zu geschehen.
Besonders bei werksmässiger Füllung der Nuten und Kanäle wird dann ein begünstigender Faktor hinsichtlich Stabilität des Wandelementes hervorgerufen, wenn stark fliessfähiger Beton eingegossen oder
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Struktur des Leichtbetons eindnngt und hier eine zusätzliche Verfestigung der Aussen- und Innenwandzone mit sich bnngt.
Es wurde auch entdeckt, dass Abstandhalter für Armierungseisen m) k) (Fig. 6) für das gegenständliche System sehr günstig wirken, wenn man dieselben In diee"nagelbare"Leichtbetonmasse des Grundkörpers a) b) (Fig. 1. 4) einklopft. Es ist nur ein Anschlag n) (Fig. 6) (Abkantung) und eine oder mehrere Aufnahmeklammerösen ö (Fig. 6) für die Armierung anzuordnen.
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Dermassen gestaltet und ausgeführte Bauten können "erdbebensicher" gestaltet werden-Stahlbetonske- lettkonstruktion in Verbindung mit elastischen Materialien.
Auch wird das erfindungsgemässe System für die Grosstafelfertigung anzuwenden sein. Einzelelemente mit je ca. 1 m2 Grösse können zu einem grossen Bauteil vorher zusammengefügt werden (schalungslose Herstellung von Grosstafeleiementen sowie Anpassbarkeit an Erfordernisse durch Bearbeitbarkeit der Leichtbetongrundkörper). Dabei werden nur die Randzonen der Grosstafelelemente noch nicht mit Füll- oder Faserbeton"vergossen".
Auch werden generell die Enden der Kanäle erweitert d) (Fig. 1), damit Ungenauigkeiten sich nicht schädlich auswirken und die Betonverbindung von Element zu Element gegenüber bleibt. Eigentlich sollten die Kanäle c oder h von Element zu Element genau fluchtend angeordnet sein.
Das gegenständliche Verfahren erlaubt es auch, dass nicht nur ebenflächige Körper mit beiderseitiger, untereinander verbindender gitterförmiger Betonarmierung erzeugt werden, sondern es können auch gekrümmte Körperplatten oder nahezu beliebig gestaltete Körper, z. B. Stiegenelemente, auf diese Art hergestellt werden.
Somit bleibt beim Wandelement und auch beim Deckenelement die vorteilhafte Atmungsfähigkeit bei einem K-Wert von ca. 0, 3 W/m'K bei einem Minimum an Schwerbeton und einem Maximum an Wärmedämmung erhalten. Decken sind unterstellungsfrei verlegbar.