CH717912B1

CH717912B1 - Armierungsdraht.

Info

Publication number: CH717912B1
Application number: CH70423/21A
Authority: CH
Inventors: Beer Paul
Original assignee: Ruwa Drahtschweisswerk Ag
Priority date: 2021-10-21
Filing date: 2021-10-21
Publication date: 2022-05-13

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Armierungsdraht (1) zur Verwendung im Betonbau. Der Armierungsdraht umfasst einen im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörper (2), welcher sich entlang einer Längsachse (3) erstreckt. Auf einer Mantelfläche (4) des im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörpers (2) sind drei Rippenflächen (5) angebracht, welche Schrägrippen (6) umfassen. Die Mehrzahl der Schrägrippen (6) ist mit Bezug zur Längsachse des zylinderförmigen Grundkörpers mit einem Winkelversatz (β) von 42° - 52° angeordnet und das Verhältnis der Kopfbreite der Schrägrippen zum Durchmesser des im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörpers liegt -im Bereich von 0.1 5 bis 0.25.

Description

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet von gewalzten Armierungsdrähten zur Verwendung im Betonbau.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

[0002] Armierungsdrahte werden im Betonbau zur Bewahrung von Stahlbetonbauteilen eingesetzt. Üblicherweise werden Armierungsdrahte abgelangt und einzeln, oder als verschweisste Armierungselemente beispielsweise in Form von Bewehrungsmatten, Distanzkörben oder ahnlichem weiterverarbeitet. Hierzu werden üblicherweise mehrere Armierungsdrahte kreuzweise ubereinandergelegt und an ihren Berührungspunkten verschweisst. Durch die in den entsprechenden Betonstahlnormen vorgeschriebenen Rippengeometrien ergeben sich relativ stark ausgeprägte Rippen. Eines der Probleme bei den bekannten Rippengeometrien besteht darin, dass die gerichteten Stäbe beim Vereinzeln oder dem Transport ineinander verhaken. Weiterhin erhalt man beim kreuzweisen Übereinanderlegen für das Verschweißen zum Teil ungunstig kleine Kontaktflächen. Bei Betonstählen aus dem Stand der Technik, beispielsweise Betonstahl nach DIN 488, beträgt der Neigungswinkel β der auf der Oberfläche vorhandenen Rippen üblicherweise ca. 60°. Diese geometrische Anordnung der Rippen beeinflusst das Verbundverhalten des Betonstahls in dem Stahlbeton aber auch die oben genannten Eigenschaften beim Verarbeiten.

[0003] EP0451798,veröffentlicht am 16.10.1991 von der Inst Stahlbeton Bewehrung EV betrifft Betonrippenstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,05 bis 0,24 Gewichts- % und einem Mangangehalt von 0,2 bis 1,2 Gewichts-%, der kaltgewalzte Schrägrippen aufweist, die ohne die Ausbildung einer Längsrippe in Form von wenigstens zwei in Richtung der Stablängsachse verlaufenden Rippenreihen angeordnet sind, werden durch die Rippengeometrie die Gleichmaßdehnung, das Streckgrenzenverhältnis und der Verbund so gestaltet, daß er sowohl bei linearen Bemessungen als auch bei nicht linearen Bemessungsverfahren eingesetzt werden kann.

[0004] EP0399910, veröffentlicht am 28.1 1.1990 von der Acor Aciers de Construction RA betrifft einen gerippten Stahlstab mit vier schmalen, längsgerichteten, nicht gerippten Abschnitten (101 bis 104), zwischen denen vier Reihen (105 bis 108) von zur Achse (100) des Stabes (11) geneigten Rippen (110) angeordnet sind. Unabhängig von den Rippenreihen (101 bis 104) sind die Rippen (110) zweier benachbarter Reihen (101, 102; 102, 103; 103, 104; 104, 101) in axialer Richtung versetzt und so ausgerichtet, dass sie die gleiche Winkelabweichung i in Bezug auf die Achse (100) des Stabes (11), aber in unterschiedliche Richtungen aufweisen, um ein Fischgrätenmuster zu zeigen.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0005] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, einen Armierungsdraht bereitzustellen der in Mattenmaschinen oder Richt- und Bügelautomaten verwendet werden kann und sich weniger leicht ineinander verhakt, sowie eine Oberflächengeometrie aufweist, welche sich günstig auf die Verschweissbarkeit auswirkt.

[0006] Der erfindungsgemässe Armierungsdraht zur Verwendung im Betonbau wird durch Anspruch 1 definiert.

[0007] Erfindungsgemass umfasst der Armierungsdraht zur Verwendung im Betonbau einen im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörper. Der im Wesentlichen zylinderförmige Grundkörper erstreckt sich entlang einer Längsachse. Die Langsachse ist hierbei als die Haupterstreckungsrichtung des Armierungsdrahtes zu verstehen. Auf einer Mantelflache des im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörpers sind drei Rippenflächen angeordnet, welche jeweils Schrägrippen umfassen. Die drei Rippenflachen sind hierbei symmetrisch bezüglich der Langsachse, vorzugsweise mit einem Versatz von jeweils im Wesentlichen 120°, zueinander angeordnet. Durch die Schrägrippen wird eine lokale Verzahnung zwischen dem Beton und dem Stahl erreicht, was eine optimale Kraftübertragung über eine kurze Verbundlange ermöglicht. Vorzugsweise sind die drei Rippenflächen auf der Mantelfläche des im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörpers mit Bezug zur Mittelachse zueinander versetzt angeordnet. Die Mehrzahl der Schrägrippen sind mit Bezug zur Längsachse des zylinderförmigen Grundkörpers mit einem Winkelversatz von 42° - 52°, vorzugsweise 44° - 50°, angeordnet. Ein derart geringer Rippenneigungswinkel führt zu wesentlich verbesserten Dauerschwingeigenschaften. Hierdurch kann die Wahrscheinlichkeit eines Ermüdungsbruchs des Betonstahls im Vergleich zu herkömmlichen Armierungsdrahten mit größerem Rippenneigungswinkel vermindert werden. Erfindungsgemass ist das Verhältnis der Kopfbreite der Schrägrippen zum Durchmesser des im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörpers im Bereich von 0.15 bis 0.25, vorzugsweise 0.18 bis 0.22. Der verringerte Winkelversatz und die verbreiterte Kopfbreite führt zu weniger markanten Kanten in Längsrichtung des Betonstahls. Dies sorgt für eine bessere Spannungsverteilung da es sowohl im Armierungsdraht als auch im Beton zu geringeren Spannungsüberhöhungen bzw. Kerbspannungen kommt, welche üblicherweise an scharfkantigen Übergängen auftreten.

[0008] Gute Resultate können erzielt werden, wenn die Schrägrippen eine Höhe von im Wesentlichen 4,5 % und einen Abstand zueinander von im Wesentlichen 60 % des Durchmessers des zylinderförmigen Grundkörpers aufweisen. Eine Höhe der Rippen von im Wesentlichen 4,5 % führt zu weichen Übergangsradien zwischen dem Mantel des im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörpers und den Schrägrippen, was sich positiv auf den Spannungsverlauf auswirkt. Die Höhe der Schrägrippen entspricht im Wesentlichen dem Abstand zwischen dem Mantel des im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörpers und dem Punkt der Schragrippe, welcher sich mit Bezug zum Mantel des im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörpers am weitesten wegerstreckt. Die Schrägrippen können im abgeflachten Zustand eine im Wesentlichen elliptische Grundform aufweisen. Der abgeflachte Zustand entspricht dabei dem Zustand, wenn die auf dem Mantel des im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörpers angebrachte Schragrippe auf einer ebenen Fläche abgerollt wird. Im ausgerollten Zustand entspricht die Grundfläche der Schrägrippe in der Draufsicht im Wesentlichen einer Ellipse. Üblicherweise ist der Armierungsdraht aus Betonstahl, vorzugsweise aus Betonstabstahl hergestellt. Typischerweise kommt Betonstahl mit einer charakteristischen Fliess- oder Streckgrenze von 500 N/mm<2>zur Anwendung. Der im Wesentlichen zylinderförmige Grundkörper weist einen Durchmesser von im Wesentlichen 5mm oder 6mm auf.

[0009] Neben einzelnen Armierungsdrähten kommen im Betonbau oftmals bereits vorproduzierte Armierungselemente zum Einsatz. Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Armierungselement umfasst mehrere Armierungsdrähte wobei üblicherweise die mehreren Armierungsdrähte miteinander verschweisst sind. Üblicherweise werden die einzelnen Armierungsdrähte übereinandergelegt und widerstandsverschweisst. Für eine mechanisch stabile und eine formgenaue Verschweissung müssen die zu verschweissenden Armierungsdrähte akkurat und möglichst spaltfrei aufeinander positionierbar sein. Ein Vorteil der Anordnung der Schragrippen besteht darin, dass ein genaues Positionieren ermöglicht wird. Gute Resultate können erzielt werden, wenn mehrere Armierungsdrähte je nach zu erzielender Geometrie vor und/oder nach dem Verschweissen gebogen werden. In einer bevorzugten Variante ist das Armierungselement als Distanzkorb ausgebildet. Hierzu können mehrere Armierungsdrähte U-förmig gebogen sein und mit mindestens einem Armierungsdraht verschweisst werden.

[0010] Beim Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemässen Armierungsdrahts werden die Rippenflächen, welche Schrägrippen umfassen mittels Profilwalzens auf der Mantelfläche des im wesentlichen zylinderförmigen Grundkörpers gebildet. Bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens zur Herstellung eines Armierungsdrahts werden die Rippenflächen, welche Schrägrippen umfassen, mittels dreier scheibenförmiger Walzenkörper hergestellt, welche mit Bezug zur Längsachse des zylinderförmigen Grundkörpers versetzt angeordnet sind.

LISTE DER FIGUREN

[0011] Anhand der in den nachfolgenden Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen Beschreibung werden Aspekte der Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Armierungsdrahtes; Fig. 2 eine Schnittansicht des Armierungsdrahtes nach Figur 1 senkrecht zur Längsachse; Fig. 3 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zur Herstellung eines Armierungsdrahts; Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Armierungselementes.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

[0012] Figur 1zeigt eine Seitenansicht eines Ausfuhrungsbeispiels des erfindungsgemassen Armierungsdrahtes 1. Der gezeigte Armierungsdraht 1 umfasst einen im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkorper 2, welcher sich entlang einer Langsachse 3 erstreckt. Die auf einer Mantelflache 4 des im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörpers 2 angebrachten drei Rippenflächen 5 umfassen jeweils Schrägrippen 6, wobei die Mehrzahl der Schragrippen 6 mit Bezug zur Langsachse 3 des zylinderförmigen Grundkorpers 2 mit einem Winkelversatz β von 42° - 52° angeordnet ist. Die Schrägrippen 6 des gezeigten Armierungsdrahtes 1 weisen einen Abstand 9 von im Wesentlichen 60 % des Durchmessers des zylinderförmigen Grundkörpers 2 auf. Die gezeigten Schrägrippen 6 weisen im abgeflachten Zustand eine im Wesentlichen elliptische Grundform auf.

[0013] Figur 2zeigt eine Schnittansicht des Armierungsdrahtes 1 nach Figur 1 senkrecht zur Längsachse 3. Die Schrägrippen 6 des Armierungsdrahtes 1 weisen eine Höhe 8 von im Wesentlichen 4,5 % und einen Abstand 9 von im Wesentlichen 60 % des Durchmessers des zylinderförmigen Grundkörpers 2 auf. Der gezeigte Armierungsdraht 1 ist aus Betonstahl, vorzugsweise aus Betonstabstahl hergestellt. Vorzugsweise umfasst der im Wesentlichen zylinderförmige Grundkörper 2 einen Durchmesser von im Wesentlichen 5mm oder 6mm. Das Verhältnis von Kopfbreite 7 der Schrägrippen 6 zum Durchmesser des im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörpers 2 liegt in einem Bereich von 0.1 5 bis 0.25.

[0014] Figur 3zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemässen Armierungsdrahts 1. Beim gezeigten Verfahren zur Herstellung eines Armierungsdrahts 1 werden die Rippenflächen 5, welche Schrägrippen 6 umfassen, mittels Profilwalzens auf der Mantelfläche 4 des im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörpers 2 gebildet. In dem gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel, werden die Rippenflächen 5, welche Schrägrippen 6 umfassen mittels dreier scheibenförmiger Walzenkörper 11 hergestellt. Die gezeigten scheibenförmigen Walzenkörper 11 sind mit Bezug zur Längsachse 3 des zylinderförmigen Grundkörpers 2 versetzt angeordnet.

[0015] Figur 4zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Armierungselementes 10. Mehrere Armierungsdrähte 1 können miteinander zu einem Armierungselement 10 verschweisst werden. Hierzu können mehrere Armierungsdrähte 1 vor und/oder nach dem Verschweissen gebogen werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Armierungselement 10 als Distanzkorb ausgebildet. Hierzu werden mehrere Armierungsdrähte 1 U-förmig gebogen und mit mindestens eines weiteren Armierungsdrahtes 1 verschweisst.

LISTE DER BEZUGSZEICHEN

[0016] 1 Armierungsdraht 2 zylinderförmiger Grundkörper 3 Längsachse 4 Mantelfläche 5 Rippenflächen 6 Schrägrippen 7 Kopfbreite 8 Höhe 9 Abstand 10 Armierungselement 11 Walzenkörper 12 Kopfbreite

Claims

1. Gewalzter Armierungsdraht (1) zur Verwendung im Betonbau, umfassend a. einen im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörper (2), welcher sich entlang einer Langsachse (3) erstreckt, b. drei Rippenflachen (5), welche auf einer Mantelfläche (4) des im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörper (2) angebracht sind und jeweils Schrägrippen (6) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass c. eine Mehrzahl der Schrägrippen (6) mit Bezug zur Längsachse (3) des zylinderförmigen Grundkörpers (2) mit einem Winkelversatz (β) von 42° - 52° angeordnet sind und wobei das Verhältnis von Kopfbreite (7) der Schrägrippen (6) zum Durchmesser des im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörper (2) im Bereich von 0.1 5 bis 0.25 liegt.

2. Armierungsdraht (1) nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägrippen (6) eine Höhe (8) von im Wesentlichen 4,5 % und einen Abstand (9) zueinander von im Wesentlichen 60 % des Durchmessers des zylinderförmigen Grundkörpers (2) aufweisen.

3. Armierungsdraht (1) nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundfläche der Schrägrippen (6) im ausgerollten Zustand in der Draufsicht im Wesentlichen einer Ellipse entspricht.

4. Armierungsdraht (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurchgekennzeichnet, dass der Armierungsdraht (1) aus Betonstahl, vorzugsweise aus Betonstabstahl hergestellt ist.

5. Armierungsdraht (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurchgekennzeichnet, dass der im Wesentlichen zylinderförmige Grundkörper (2) einen Durchmesser von im Wesentlichen 5mm oder 6mm aufweist.

6. Armierungselement (10) umfassend mehrere Armierungsdrähte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Armierungsdrähte (1) miteinander verschweisst sind.

7. Armierungselement (10) nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Armierungsdrähte (1) gebogen sind und miteinander verschweisst sind.

8. Armierungselement (10) nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet, dass das Armierungselement (10) als Distanzkorb ausgebildet ist, wobei mehrere Armierungsdrähte (1) U-förmig gebogen sind und mit mindestens einem Armierungsdraht (1) verschweisst sind.

9. Verfahren zur Herstellung eines Armierungsdrahts (1) nach einem der Anspruche 1 bis 5,dadurch gekennzeichnet, dass die drei Rippenflächen (5), welche Schrägrippen (6) umfassen, mittels Profilwalzens auf der Mantelfläche (4) des im wesentlichen zylinderförmigen Grundkörpers (2) gebildet werden.

10. Verfahren zur Herstellung eines Armierungsdrahts (1) nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenflächen (5), welche Schrägrippen (6) umfassen, mittels dreier scheibenförmiger Walzenkörper (11) hergestellt werden, welche mit Bezug zur Langsachse (3) des zylinderförmigen Grundkörpers (2) versetzt zueinander, vorzugsweise mit einem Winkelversatz von jeweils im Wesentlichen 120°, angeordnet sind.