CN104981330A - 用于生产多层增强混凝土元件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生产多层增强混凝土元件（10）的方法，该增强混凝土元件（10）包括与增强体（13）复合的至少一个第一混凝土壁（11），其中该增强混凝土元件（10）包括至少间接地靠在所述第一混凝土壁（11）上的绝缘层（14），并且其中所述增强体（13）被至少部分地形成为从所述第一混凝土壁部分（11）伸出并且刺入所述绝缘层（14），包括以下步骤：准备所述第一混凝土壁部分（11）和至少部分地从所述第一混凝土壁部分伸出的增强体（13）的复合物；准备填充物（15），尤其是在向上开口的填充容器（23）内；将第一混凝土壁部分（11）和布置在其上的增强体（13）布置在所述填充物（15）的表面上方，使得所述增强体（13）的伸出部分（13'）被布置在所述第一混凝土壁部分（11）的底侧并且仅被部分地浸没在填充物（15）中，使得在所述填充物（15）和所述第一混凝土壁部分（11）的底侧之间保留有竖直自由空间（16）；用反应混合物填充自由空腔（16），并且固化所述反应混合物（14）以形成绝缘层（14）。

Description

用于生产多层增强混凝土元件的方法

  描述

本发明涉及用于生产多层增强混凝土元件的方法，该多层增强混凝土元件具有与增强体复合的至少一个第一混凝土壁，该混凝土元件包括至少间接地承载在该第一混凝土壁上的绝缘层，并且该增强体被设计为从所述第一混凝土壁至少部分地伸出并且刺入所述绝缘层。

现有技术

预浇制混凝土件在建筑业中扮演着重要的角色。鉴于越来越高的能量效率要求，多年来预浇制混凝土件已经在工厂就被装备有集成的绝缘层，这尤其指的是由带有芯绝缘的增强混凝土制成的壁和天花板。不过，通常，在几乎完全自动化的生产过程中，用手引入尤其由矿物棉和聚苯乙烯组成的绝缘板原料。

 EP 1 010 828 B1示出了一种预浇制壁零件的更加先进的生产，该预浇制墙零件带有内壳和外壳，内壳和外壳由混凝土制造并且通过增强体的支座彼此连接。在生产出外壳以后，PU泡沫被应用到其内侧，该内侧朝上指向以便应用该PU泡沫。此后通过浸入到混凝土床中并接着凝固来生产互补的混凝土壳。在这个文献中没有给PU泡沫体提供界定的空腔，并且后续填充另外的混凝土直接在未界定的PU绝缘层表面上进行。作为反应混合物被应用的还未凝固的PU泡沫体借助空气流被分布。在这个文献中固化的泡沫的高度取决于反应混合物被应用的高度，后者的高度，对于给定的反应时间来说，进而由应用速度决定，并具有不规则的形貌。因此没有提供该空腔的结构几何限制，其缺点是不能形成具有定义厚度的绝缘层。

 类似的方法被公开在EP 1 106 745 A2中。在这个文献中，用于生产作为成品部件的预制天花板元件的方法被类似地描述，两个增强混凝土盘通过多个格状结构支座彼此分开，格状结构支座被混凝土浇铸在相应的盘中，末端部分至少围绕带有焊接安装的支柱连接配件的纵向棒，并且盘之间的空间被完全填满发泡聚氨酯。在两个盘之间出现的空腔在生产过程中就早早地被用现场聚氨酯泡沫填满。固化的聚氨酯层在这个文献中被用来辅助格状结构支座和混凝土盘的结构静力功能。而且，在这个文献中具体说明了这种制造可有利地在循环托盘安装时在生产中高效地进行。在这个文献中所要求的热绝缘可通过聚氨酯层的厚度设置，但是缺点是预制天花板元件仅能以夹心类型的构造被完成，因为必须得有两个彼此分开的混凝土盘元件以限定用于引入反应混合物以形成聚氨酯层的空腔。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于生产多层增强混凝土元件的改进的方法，并且，尤其是，本发明的目的是能够以灵活的方式用PU泡沫形成优选地带有不同厚度的绝缘层。

 本发明所基于的目的由权利要求1限定的方法实现，有利的改进存在于从属权利要求中。

 根据本发明，提供了一种用于生产多层增强混凝土元件的方法，该混凝土元件包括与增强体复合的第一混凝土壁，该第一混凝土壁具有至少间接地承载在该第一混凝土壁上的绝缘层，该第一混凝土壁通过增强体被连接到该绝缘层，并尤其被连接到第二混凝土壁，该增强体尤其是GFRP或钢增强体。在这种情况下根据本发明的方法包括如下步骤：

作为第一步骤，可提供具有增强体的第一混凝土壁，该增强体可被部分地浇铸在该第一混凝土壁中。这可通过在浇铸模具中浇铸并凝固第一混凝土壁来进行，在浇铸过程中增强体的一部分被浇铸在该混凝土壁中（后称：浇铸部分）， 并且该增强体的另外部分能从该第一混凝土壁伸出（后称：伸出部分）。这后面的步骤是将第一混凝土壁和布置在该第一混凝土壁上的增强体布置成通过堆放的松散材料形成距离该第一混凝土壁的底侧的竖直间距，该松散材料尤其是石英砂，该松散材料事前就被引入到堆放容器中并，例如，已经被晃动过或被平滑。在这种情况下伸出部分被布置在该第一混凝土壁的底侧上并且刺入该材料堆中，并且尤其是，该材料堆可接着被晃动。在这种情况下在材料堆的表面和第一混凝土壁的底侧之间留有预先界定的自由空间。此后可用反应混合物填满该自由空间以形成聚氨酯泡沫，该聚氨酯泡沫构成了绝缘层。接着进行固化绝缘层的步骤。在最后的步骤中，该混凝土壁与增强体和固化在该复合材料上的聚氨酯绝缘层一起可被从材料堆移除，并且尤其是，不带有该材料堆的材料。

 本发明的实质尤其是设置有增强体的混凝土壁被顶侧朝下地放置在优选是可晃动的堆放容器等上，也就是说，增强体朝下指向，增强体例如由一体的金属格状支座或GFRP结形成，在该堆放容器中提供有可流动的固体的堆，该固体尤其是细粒的颗粒，例如石英砂。该堆的填充高度或者该混凝土壁被保持在该堆的表面之上的高度可被根据需要规定。因此，可以最高度灵活的方式以不同的厚度形成绝缘层。该绝缘层的厚度例如可等于2cm到40cm的值，优选地，例如是5cm到30cm的值，并且尤其优选地，例如是10cm到25cm的值，因为这些厚度可用反应混合物非常好地发泡形成。多元醇和异氰酸盐的反应混合物尤其适合于生产绝缘层，尽管该绝缘层可包括任何其它的绝缘材料，例如甚至是酚醛树脂泡沫。

 该增强体不必被生产为一件式的，并且例如，单独的、优选是玻璃纤维增强的聚合物棒或笼也可形成该增强体。有时被提及的推力楔子也是已知的，并且因此增强体也可尤其由推力楔子系统构成，该推力楔子系统由形成推力楔子的钢元件或纤维增强的聚合物元件组成。

 用反应混合物填充自由空间可借助柔性铸造系统来进行，例如借助铸造耙系统，这种系统带有刚性或带有摆动铸造头或者带有铸造心轴，尽管存在增强体，其也能在混凝土元件和堆表面之间移动。不过，优选地，铸造也可从一侧进行，并且反应混合物可流入该自由空间。术语“铸造”在这种情况下类似地包含反应混合物的任何类型的喷洒或注射。

 原则上，可由任何类型的可流动的固体形成该堆，并且该堆也可包括不同固体的混合物。在这种情况下该堆应该适合于形成反应混合物的屏障，由此以施加成形作用，同时，该反应混合物可利用泡沫填充到该自由空间的竖直限定高度，该高度例如在水平方向上平坦地延伸，该反应混合物尤其包括作为其成分的多元醇和异氰酸盐。

 为此目的，尤其是，石英砂证明是适合的。由此提供的中空空间形成了带有基本上平坦范围的界定空腔，所述空腔平行于第一混凝土壁延伸，位于作为下边界的所述堆的表面和作为上边界的所述第一混凝土壁的底侧之间，并且这个中空空间可在其整个面积上尤其通过分布系统被填满可流动的反应混合物或者另一至少在某相下可流动的混合物，以在固化后形成绝缘层。

 接着，第二混凝土壁可被浇铸在所生产的元件上或者所述绝缘的第一混凝土壁可被浸入到仍然是新的（未凝固的）第二混凝土壁中，从而获得最为最终部件的带有两个混凝土壁并带有位于它们之间的绝缘层的增强混凝土夹心元件，绝缘层尤其是PU硬泡沫芯绝缘。

 已经证明了使用聚氨酯硬泡沫绝缘能够在更加高效的自动化生产和/或更加能量高效且更加细长的部件方面实现显著的优势，聚氨酯硬泡沫绝缘可作为液体反应混合物被引入到自由空间内。借助根据本发明的方法，可实现作为液体反应混合物的聚氨酯绝缘层的自动化引入并且这种自动化引入可被集成到整个生产过程中。

 在第一优选改进中，在绝缘层固化之后可进行如下方法步骤： 将第一混凝土壁和增强体一起插入到浇铸模具中，伸出部分和绝缘层被布置在第一混凝土壁下面。随后可用混凝土填充该浇铸模具，但是优选地可将第一混凝土壁插入已经增强的且新用混凝土浇铸的第二壁。

 因此第二壁的混凝土浇铸通常发生在插入已经凝固的第一壁之前。因此获得了第二混凝土壁，增强体的伸出部分同样地至少部分地被浇铸在该第二混凝土壁中。因此，在这个改进中，伸出部分向下伸出。浇铸模具由混凝土壁朝上地限定。因此以定向方式填充该自由空间，这取决于被引入到该浇铸模具中的液体混凝土的量。

 在这种情况下，选择性地，通过该自由空间被完全填满，第二混凝土壁也可被以如下方式形成，即第二混凝土壁至少间接地承载在绝缘层上。因此此时在最终产品中在第二混凝土壁和绝缘层之间不再有任何中间空间。不过，替换地，还可以规定在浇铸模具中在浇铸模具底部和绝缘层之间的自由空间仅被部分地用液体混凝土填充，使得在绝缘层和第二混凝土壁之间保留有中间空间。例如，这样的中间空间可此后在建筑工地用混凝土填充。

 在第二优选的改进中，规定在固化之后绝缘层和第一混凝土壁的复合物与增强体一起被插入到浇铸模具中，增强体的伸出部分和绝缘层被布置在第一混凝土壁上面。在这种情况下，绝缘层可形成由此提供的浇铸模具的底部。接着用液体混凝土填充这个浇铸模具，并且，由此产生的第二混凝土壁必然至少间接地与绝缘层承载接触。优选地，对于这个方法步骤，带有增强体的第一混凝土壁和绝缘层的复合物也被浸入到已经填满混凝土的铸造模具中，绝缘层朝下指向，并且接着使该混凝土凝固。在这个改进中，在第二混凝土壁和绝缘层之间没有产生中间空间。

 在这个情况下，间接承载也意味着一种设置，其中另外的材料层片，例如绝缘箔，被提供在混凝土壁和承载在其上的绝缘层之间。不过，如果在两个层之间设有自由的，尤其是填满空气的中间空间，那么这两个层就不再是彼此承载接触的。

 在填充操作期间，原则上可以是板状形状的混凝土壁可基本上水平地定向。

 本发明的优选示例性实施例

下面参照附图更详细地示出了改善本发明的另外的措施以及对本发明的优选的示例性实施例的描述。附图中：

图1  用若干步骤示出了生产方法的第一部分，

图2  用若干步骤示出了第一改进中的生产方法的第二部分；以及

图3  用若干步骤示出了第二改进中的生产方法的第二部分。

 图2c示出了通过根据本发明的方法生产的最终增强混凝土元件10。增强混凝土元件10包括布置在顶部的第一混凝土壁11和与其间隔开的第二混凝土壁12。在两个混凝土壁11和12之间，设置有绝缘层14。绝缘层14承载在第一混凝土壁11上，并且在绝缘层14和第二混凝土壁12之间形成了自由中间空间20。

 图3c示出了替换的增强混凝土元件10。这在很大程度上对应根据图2c的增强混凝土元件的设置，其中自由中间空间22被摒弃。然而，在这方面，绝缘层14也承载在第二混凝土壁12上。例如，塑料膜或其它材料的层片可被布置在绝缘层14和承载在其上的混凝土壁之间。

 在根据图2c的改进中，示出了钢增强笼形式的增强体13，其在中间空间20中可见。在图3c中，增强体13完全由混凝土或绝缘层14包围，因此不可见。

 参照图1，此时，描述了根据本发明的生产方法的第一部分。在图1a中，增强体13被插入在第一铸造模具17中。第一铸造模具17此时被部分地填充有液体混凝土22。该混凝土随后凝固以形成第一混凝土壁11，见图1b。此时增强体13的一部分13''被铸造在第一混凝土壁11中。增强体13的另一部分13'从第一混凝土壁11伸出。

 接着，所获得的、由第一混凝土壁11和增强体13组成的元件被翻转，使得伸出部分13'布置在第一混凝土壁11的底侧上。增强体13此后被竖直地顶侧朝下地浸入具有限定深度的堆15中，该堆15被引入到堆放容器23内（见图1c）。堆15由沙子形成，尤其是石英砂。不过，仅仅是增强体13的伸出部分13'被浸入到堆15内。第一混凝土壁11完全保持在上面并且被布置成与堆15间隔开。因此在第一混凝土壁11和堆放容器23中的堆15之间保留有竖直的自由空间16，见图1d。

 可借助晃动设备晃动堆15。尤其是在增强体13的浸入之后，堆15的晃动是有利的，由此以尽可能均匀地分布该堆并且获得尽可能平坦的表面。

 此后用可流动的反应混合物完全填满自由空间16，在目前的示例中是多元醇和异氰酸盐组成的PU泡沫。同时或此后，反应混合物变为固体并且形成了带有第一混凝土壁11的绝缘层14和增强体的复合物，见图1e。此时，图1f示出了中间产品，其包括第一混凝土壁11、承载在其上的绝缘层14和增强体13。

 此时，参照图2（第一改进）和3（第二改进），解释了根据图1f的中间产品被进一步处理以得到最终增强混凝土元件10。不过，取决于应用，根据图1f的中间产品也可甚至构成最终增强混凝土元件。

 在第一改进中，中间产品被插入到第二浇铸模具18中，见图3a。增强体13被其伸出部分13'朝下地插入到第二浇铸模具18中。未示出的间隔件可确保增强体13原则上具有与浇铸模具18的底部19的一定间隔。在图2b中可以看到在绝缘层14和浇铸模具18的底部19之间形成了自由空间21。增强体13的伸出部分13'被布置在其中。自由空间21此后被至少部分地填充混凝土22。仍保留中间空间20，因为自由空间21仅被部分地填充。不过，自由空间21也可以被完全填满。此时也可由此使第二混凝土壁12与绝缘层14承载接触。

 在第二改进中，根据图1f的中间产品被插入到第二浇铸模具18中，使得增强体13的伸出部分13'朝上指向，并且使得第一混凝土壁11被布置在绝缘层14下面，见图3a。然后，图3b示出了根据图1f的中间产品位于第二浇铸模具18内。第一混凝土壁11靠在第二浇铸模具18的底部19上。浇铸模具18此时从上面用混凝土22填充。由于重力，被引入的混凝土22此时流淌到绝缘层14上，从而在这个改进中，没有设置在绝缘层和第二混凝土壁12之间的中间空间20。

 用混凝土22填充铸造模具17、18（图1a、2b、3b）或者用绝缘层14填充在堆15上面的自由空间16（图1e）不一定非得发生在增强体13的插入之后。相反，增强体13也可被浸入到已经填充有混凝土或填充有绝缘层14的模具中。浇铸模具是可晃动的以实现混凝土的压实。

 本发明的实施方式不局限于上面具体说明的优选的示例性实施例。相反，可以想到数个变型，它们都利用了所说明的解决方案，甚至是该解决方案的根本上不同种类的版本。可从权利要求、说明书或附图中归集的全部的特征和/或优点，包括结构细节或者空间布置在内，本身或者它们非常不同的可能组合可能对本发明来说都是至关重要的。

附图标记列表

10    混凝土元件

11    第一混凝土壁

12    第二混凝土壁

13    增强体

13’  增强体的伸出部分

13’’ 增强体的浇铸部分

14    绝缘层

15    堆

16    竖直自由空间

17    铸造模具

18    铸造模具

19    底部

20    中间空间

21    自由空间

22    液体混凝土

23    堆放容器。

Claims (7)

1.一种用于生产多层增强混凝土元件（10）的方法，该增强混凝土元件（10）具有与增强体（13）复合的至少一个第一混凝土壁（11），该增强混凝土元件（10）包括至少间接地承载在所述第一混凝土壁（11）上的绝缘层（14），并且所述增强体（13）被设计成至少部分地从所述第一混凝土壁（11）伸出并且刺入所述绝缘层（14），包括以下步骤：

提供所述第一混凝土壁（11）和所述增强体（13）的复合物，所述增强体（13）部分地从所述第一混凝土壁伸出，

提供堆（15），所述堆尤其在向上开口的堆放容器（23）中，

将所述第一混凝土壁（11）与布置在其上的所述增强体（13）一起布置在所述堆（15）的表面上方，所述布置的方式使得所述增强体（13）的伸出部分（13'）被布置在所述第一混凝土壁（11）的底侧并且仅被部分地浸入所述堆（15），使得在所述堆（15）的所述表面和所述第一混凝土壁（11）的所述底侧之间保留有竖直自由空间（16），

用反应混合物填充所述自由空间（16），以及

凝固所述反应混合物以形成所述绝缘层（14）。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于浇铸和凝固所述第一混凝土壁（11）的在先步骤，其中，借助所述浇铸，所述增强体（13）的一部分（13''）被浇铸在所述第一混凝土壁（11）中并且所述增强体（13）的另一部分（13'）从所述第一混凝土壁（11）伸出。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于另外的方法步骤，所述另外的方法步骤提供在所述绝缘层（14）的形成之后：

提供浇铸模具（18），

将所述第一混凝土壁（11）、从所述第一混凝土壁部分地伸出的所述增强体（13）和所形成的所述绝缘层（14）的复合物插入到所述浇铸模具（18）中，尤其是已经填充有液体混凝土的浇铸模具中，所述增强体（13）的所述伸出部分（13'）和所形成的所述绝缘层（14）被布置在所述第一混凝土壁（11）的下面，

如果浇铸模具还没有被预填充有混凝土，就用液体混凝土（22）填充浇铸模具（18），

凝固第二混凝土壁（12），所述伸出部分（13'）和所述增强体（13）至少部分地被浇铸在该第二混凝土壁（12）中。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在用液体混凝土（22）填充所述浇铸模具（18）以及所述第二混凝土壁（12）的生成期间，在所述浇铸模具（18）的底部（19）和所述绝缘层（14）的底侧之间形成的自由空间（21）仅被部分地用液体混凝土（22）填充，使得在所述绝缘层（14）和所述第二混凝土壁（12）之间形成中间空间（20）。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在用液体混凝土（22）填充所述浇铸模具（18）以及所述第二混凝土壁（12）的生成期间，在所述浇铸模具（18）的底部（19）和所述绝缘层（14）的底侧之间形成的自由空间（21）被完全用液体混凝土（22）填充，使得所述绝缘层（14）和所述第二混凝土壁（12）被形成为至少间接地承载在彼此上。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于另外的方法步骤，所述另外的方法步骤提供在所述绝缘层（14）的形成之后：

将所述第一混凝土壁（11）、从所述第一混凝土壁部分地伸出的所述增强体（13）和所形成的所述绝缘层（14）的复合物插入到所述浇铸模具（18）中，所述伸出部分（13'）和所述绝缘层（14）被布置在所述第一混凝土壁（11）的上方，

用液体混凝土（22）填充所述浇铸模具（18），由此，在凝固之后，形成了第二混凝土壁（12），所述增强体（13）的所述伸出部分（13'）被至少部分地并且优选是完全地被用所述第二混凝土壁（12）的混凝土浇铸。

7.如前述权利要求中之一所述的方法，其特征在于，在填充所述浇铸模具（18）的操作期间，所述第一混凝土壁（11）和/或所述绝缘层（14）被基本上水平地定向。