CN113348287A - 用于制造由混凝土构成的建筑物壁的方法以及由混凝土构成的建筑物壁 - Google Patents
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Abstract
一种用于制造由混凝土构成的建筑物壁(1)的方法设置成，壁(1)通过在没有侧面模板的情形中将混凝土涂覆在彼此相叠的层(4)中制造，其中，层(4)在壁(1)的长度(g)的至少一半上由壁(1)的纵侧(2)延伸至壁的相对而置的纵侧(2)。在层(4)的至少部分固化之后，至少一个强化条(7,8)被引入到壁(1)中，所述至少一个强化条伸入穿过层的至少一部分。在由混凝土构成的建筑物的、由混凝土的彼此相叠布置的层(4)所构建的壁(1)的情形中设置成，在壁(1)中延伸有至少一个通道(5)，其横穿多个层(4)，且在其中布置有至少一个强化条(7,8)，其中，通道(5)被填充以灌注料(17)，其成分区别于层(4)的混凝土的成分。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制造由混凝土构成的建筑物壁的方法以及一种由混凝土构成的建筑物壁。
背景技术
如下是已知的，即，通过将混凝土涂覆(Auftragen)在彼此相叠的层中制造壁。该制造方法也被称作3D打印。混凝土层依次经由在纵向上在壁上方移动的打印头通过将混凝土浇注(Ausgießen)到壁的已制造区段的最上部的层上来制造。在此，不如在常规方法中那样首先制造模板(Schalung)，液态混凝土针对确定的壁区段被浇注到该模板中，而是混凝土在不没有侧面模板的情形中作为带有相对较小高度的层被涂覆。因为混凝土的各个层在涂覆与固化之间由于混凝土的自重向外成拱形，所以在壁外侧处形成波纹结构。
在常规制造的壁的情形中，在将混凝土引入到模板中之前例如以强化条(Bewehrungsstäben,有时称为钢筋条)、强化垫(Bewehrungsmatten,有时称为钢筋网垫)或类似物形式的强化件(Bewehrung,有时称为钢筋)被引入。紧接着，模板被填充以混凝土。在此，强化件被包封在混凝土中。在以3D打印方法制造的壁的情形中必须可实现打印头在壁上方的移动以用于涂覆各个层。竖直的强化件不可阻碍打印头在壁上方的移动。
为了可在3D打印的壁中制造强化件，已经已知不同的方法。由CN 106193368 A已知如下，即，以3D打印方法制造处在外部的壁区段，紧接着水平的和竖直的强化件被引入在以3D打印所制造的壁区段之间且紧接着以混凝土填充在壁区段之间的间隙。为了可在竖直的强化件上方引导打印头，如下是同样已知的，即，打印头构造有两个输送口，其分别地在强化件的侧面上涂覆混凝土。因此，打印头的设计方案是相对耗费的，且设置强化件的长度被打印头的结构限制。
发明内容
本发明基于如下任务，即，说明一种用于制造由混凝土构成的建筑物壁的方法，以其可简单且经济地制造壁。本发明的另一任务在于，说明一种可简单且经济地制造的壁。
关于该方法，该任务通过一种带有权利要求1的特征的方法解决。关于壁，该任务通过一种带有权利要求9的特征的壁解决。
设置成，至少一个强化条被引入到壁中，其中，强化条伸入穿过层的至少一部分。强化条被引入到其中的层的部分在引入强化条时至少部分地固化。强化条在层的至少部分固化之后的引入简化了以3D打印方法制造壁，因为打印头可不受竖直强化件阻碍地在壁的最上部的层上方被移动。层首先可在与强化条的长度相符的高度上被涂覆。由于强化条在层中的至少一部分至少部分地固化时被引入，则对于层的涂覆而言不存在紧急，且大量的层可在强化条被引入之前被涂覆。由此，更大长度的强化条可投入使用。所述至少一个强化条可伸入穿过大量的层。
层在壁长度的至少一半上从壁的一纵侧延伸至另一纵侧。以3D打印方法被涂覆的层因此未仅仅构成用于以常规方式浇注的混凝土的模板。
优选地，一个或多个强化条如此地布置，即使得壁的所有层被至少一个强化条伸入穿过。
所述至少一个强化条有利地以相对竖直线小于30°、尤其小于10°的角度被引入。优选地，所述至少一个强化条在通常的制造公差的范围中在竖直方向上被引入。该强化条因此是竖直的强化件。可设置成，将带有预应力的强化条设置为预应力强化件(Spannbewehrung)。优选地设置有不带预应力的强化条。
以层的方式涂覆混凝土优选在壁的纵向上进行。壁具有横向于纵向延伸的至少一个横侧。有利地，多个强化条彼此以不同的水平间距布置在壁中。在此，强化条优选相邻于横侧且相邻于壁开口(例如门开口或窗开口)彼此以较小间距布置。在相对横侧或相对壁开口具有较大间距的区域中，竖直的强化件可省略或竖直的强化条可彼此以较大的间距布置。强化件因此布置成匹配于在壁中出现的负荷。强化件有利地以区域强化件(Zonenbewehrung)形式设置。在此，区域强化件是这样的强化件，即其仅局部地或区域地布置在其它方面未被强化的构件中。
壁的各个层具有相对较小的厚度。有利地，每个层以2cm至10cm的厚度来制造。优选地，壁的所有层的厚度在此在制造公差的范围中是相同的。层尤其以大约4cm至大约8cm的厚度、优选以大约5cm的厚度来制造。
有利地，所述至少一个强化条不被直接引入到混凝土中，而是被额外地引入到伸入穿过壁的层的通道中。如下是已知的，即，在混凝土壁中设置有空管道，例如用于额外地铺设缆线或类似物。然而，这样的空管道在其内侧处是光滑的且因此不可承受在其纵向上的力。为了使得由强化条到壁的层中的力传递成为可能设置成，壁的彼此相叠的层的彼此相叠的区域在涂覆混凝土的情形中被如此地留空，即使得形成伸入穿过层的通道。该通道优选在其长度的至少一部分上在其周缘处封闭。在层的涂覆时，混凝土由于其自重在壁外侧处向外成拱形。因此，通过以层的方式涂覆混凝土来制造的壁的外侧具有波纹形轮廓。由于通道同样通过混凝土在层内的留空来制造，通道的表面同样呈波纹形。在壁的至少一个部分区段的制造之后，至少一个强化条被引入到通道中且在通道的壁与所述至少一个强化条之间构成的自由的横截面被填充以填充材料。由于通道表面的波纹，填充材料与壁的层的良好啮合被实现。即使在通道表面的较小的波纹度(Welligkeit)的情形中，由于填充材料与壁的混凝土的直接接触得到在壁的混凝土与填充材料之间的良好连接。在制造层时层的区域的留空可容易地自动实现，从而使得通道的制造在制造壁的情形中可以简单的方式且以自动化方法进行。强化条有利地具有以常见方式设有突起的表面，从而实现强化条与填充材料的良好啮合。由此，对较大的力可在壁的层与所述至少一个强化条之间传递。
作为填充材料优选使用与用于壁的层的材料不同的材料。当多个强化条须在壁的高度上分布地布置时，有利地设置成，强化条布置成带有重叠接头。重叠的长度取决于填充材料的强度。如果对于填充材料而言使用带有非常高的强度的材料，则所需要的重叠长度且进而所需要的强化条的量可被减少。备选地，强化条同样可彼此相连接、尤其彼此拧紧。
为了引入填充材料有利地设置成，由通道至壁的外侧的连接部被制造且经由该连接部将填充材料压入到通道中。为了避免气穴(Lufteinschlüsse)保留在通道中，优选设置成，该连接部比较远地在下面被引入在壁中且填充材料从下面被压入到通道中。优选地，该连接部在壁的第十层下方、尤其在壁的第四层下方的区域中被制造。当为了制造连接部在制造壁时由通道引导至壁外侧的管道至少部分、尤其大致直至一半地被置入到层中且紧接着至少部分覆盖管道的另外的层被涂覆时，得到一种简单的设计方案。由此可以简单的方式制造到通道中的连接部，经由该连接部在引入所述至少一个强化条之后在通道中的剩余的自由空间可被填充以填充材料。备选地，该连接部同样可以简单的方式、例如通过连接的额外的引入、例如通过对通道的钻孔或通过在涂覆相应层的混凝土时连接部的留空来制造。有利地，所有待布置在通道中的强化条布置在通道中，在填充材料被输送到通道中之前。然而同样可设置成，填充材料被逐步引入到通道中。为此有利地多个连接部在通道的长度上分布地布置。备选地同样可设置成，填充材料从上面被填入到通道中。
在一种由混凝土的彼此相叠布置的层构建的、由混凝土构成的建筑物壁的情形中设置成，在壁中延伸有至少一个通道，其横穿多个层且在其中布置有至少一个强化条，其中，通道被填充以填充材料，其成分区别于层的混凝土的成分。这样的壁可以简单的方式以3D打印方法来制造，其中，通道在制造壁的情形中被留空，紧接着强化件被引入且然后通道才被填充以填充材料。由此，在以3D打印方法制造的由混凝土构成的壁的情形中同样可以简单的方式引入竖直的强化件。
优选地，填充材料的材料具有比层的混凝土的强度更高的强度。这尤其在多个强化条彼此相叠布置的情形中是有利的，所述强化条在重叠区域中重叠且因此构成重叠接头。此外，所需要的重叠长度取决于填充材料的强度。填充材料的较高强度降低了所需要的重叠长度。优选地，填充材料至少具有强度等级C60、尤其至少强度等级C75。填充材料优选是砂浆(Mörtel)。由于砂浆相比混凝土的较小的最大颗粒直径，通道的直径可相对较小地构造。由此，在制造壁的情形中所需要的填充材料的量被降低。优选地，在通道中布置有至少两个强化条。优选地，强化条在壁的高度方向上在其长度的部分区段上重叠。然而，强化条的连接、例如利用螺纹紧固件连接(Schraubverbindung)同样可能是有利的。
该通道优选构造有相对较小的直径。通道在壁纵向上的延伸优选小于通道在壁横向上的延伸的两倍。通道在横向上的延伸被最小待制造的壁厚限制。优选地，通道相对壁的纵侧具有最小5cm的间距。
附图说明
下面借助附图对本发明的实施例阐述。其中：
图1显示了建筑物的壁的示意性图示，
图2以纵截面显示了根据图1的壁的示意性图示，其中示出层不带有阴影线地，且其中显示另一强化条的位置示意性，
图3以放大图示显示了根据图2的细节III，
图4以放大图示显示了根据图2的细节IV，
图5显示了穿过通道的局部的示意性截面图示。
具体实施方式
图1示意性地显示了建筑物的壁1。壁1由混凝土的大量彼此相叠的层4制造。为了制造壁1，示意性示出的混凝土涂覆设备12投入使用，其经由移动和输送设备14与混凝土出口13相连接。混凝土涂覆设备12是用于混凝土的所谓的3D打印设备。混凝土出口13也被称作打印头。该结构设计方案可以是任意合适的设计方案。在现有技术中已知例如以门型架组件形式或带有机械臂的混凝土涂覆设备12。
壁1具有两个彼此相对而置的纵侧2，其平行于壁1的纵向9延伸。在该实施例中，壁1是平整的。然而，壁1同样可具有曲线形的、弯折的或以其它方式偏离于笔直形状的形状。纵向9是这样的方向，即混凝土出口13为了制造层4可在壁1上在该方向中移动。壁1具有两个横侧3，其分别横向于、尤其垂直于纵向9在横向21上延伸。
混凝土出口13可借助于移动和输送设备14在涂覆方向10和/或相反指向的涂覆方向11上为了层4的涂覆在壁1的目前所制造的壁区段的顶侧上方被移动。涂覆方向10和11在壁1的纵向9上延伸。同样地可设置混凝土在横向21上的涂覆。
壁1具有高度a，其通常为数米。高度a可例如是建筑物的空间高度，壁1构成其中的一部分。壁1具有宽度b，其明显小于高度a。宽度b可例如处在20cm至50cm的范围中。壁1具有长度g，其在纵向9上测得。壁1由大量彼此相叠的层4构成。所述层中的每个具有厚度r，其例如为2cm至10cm、尤其4cm至8cm。特别优选地，厚度r为大约5cm。壁1在不使用模板的情形中在纵侧2处被制造。层4在壁1的长度g的至少一半、有利地至少75%上在壁1的整个宽度b上由一纵侧2延伸至相对而置的纵侧2。所有层4的厚度r如此来确定大小，即使得分别最上部的层4的混凝土不在侧面从处在下方的层4流下来。然而，各个层由于混凝土的自重分别地向外成拱形，从而使得壁1的外侧不如在图1中示意性示出的那样是光滑的表面，而是波纹形的表面。
在常规制造的壁的情形中首先制造模板，且在模板中布置有水平和竖直的强化件(例如强化垫或类似物)。紧接着，模板被浇注以混凝土。如图1显示的那样，混凝土出口13在壁1的顶侧处延伸。如此设计的混凝土出口13不可容易地在伸出超过最上部的层4的强化条7上移动。因此在图1中所示出的壁1的情形中设置成，在制造层4的情形中制造通道5。通道5有利地由此来制造，即，在其中通道5应被制造的区域中混凝土不被涂覆，从而在分别的层4中形成孔。留空的区域被彼此相叠地制造，从而在壁1的内部中形成连续的通道5。在该实施例中，通道5在其周缘处被完全封闭。然而如下同样可能是有利的，即，通道5在其周缘处是部分敞开的。
可设置成，壁1制造成带有多个通道5。至少一个通道5优选布置在横侧3的区域中。通道5相对横侧3具有间距k。尤其在壁1的横侧3处应考虑到拉伸负载。优选地，仅在其中应考虑到拉伸负载的区域中布置强化条7。此外，壁1优选不被强化。壁1因此具有区域强化件。强化条7,8如图1显示的那样具有肋19。
通道5具有自由的内径d，其明显大于强化条7的直径c。在制造壁4的至少一个部分区段之后，强化条7被引入到通道5中。在此，壁1的混凝土已至少部分地固化。尤其地，壁4的部分区段的下层已部分固化。因此设置成，强化件在混凝土的至少部分固化之后被引入且不如在以常规方法制造壁的情形中那样借助于模板在将混凝土输送之前在模板中布置强化件。
在该实施例中，通道5的直径d明显小于宽度b。有利地，直径d为宽度b的最高80%，优选地小于宽度b的70%。通道5相对一纵侧2具有间距e，且相对另一纵侧2具有间距f。间距e和f可以是相同大小的。然而，不同大小的间距e和f同样可能是有利的。间距e和f有利地为至少5cm。
在该实施例中，通道5构造有在制造公差的范围中呈圆形的直径d。然而，通道5的其它横截面同样可能是有利的。通道5在壁1的纵向9上的延伸有利地小于通道5在壁1的横向21上的延伸的两倍。
在该实施例中，通道5竖直地延伸。然而，通道5且进而同样强化条7的略微倾斜的布置同样可能是有利的。强化条7有利地以相对竖直线小于30%的角度、尤其地小于10%的角度布置。优选地，强化条7在制造公差的范围中竖直地布置。
图2显示了在将第一强化条7装配在通道5中之后的壁1。在该实施例中，强化条7具有长度p，其近似与壁1的高度a(图1)相符。强化条7由此未在壁1的顶侧处伸出超过壁1。在壁1的顶侧处，在图2中示意性地以虚线示出了布置在壁1的顶侧处的盖板20和在其上示出了另一壁1。对于布置在盖板20上方的壁1而言设置成，将第二强化条8布置在通道5中。两个强化条7和8构成重叠接头。强化条8具有长度q。长度q正好可与长度p一样大或大于或小于该长度。强化条7和8以其端部在重叠长度m上重叠。在此，强化条7的上端部和强化条8的下端部重叠。
如图2显示的那样，壁1在下部区域中具有连接部15，其连接通道5的内部空间与壁1的外侧。在该实施例中，连接部15在壁1的横侧3处通入。在该实施例中，连接部15构造在管道16中，其被嵌入在壁1的层4与直接地处在其上的层4'之间。经由连接部15，填充材料17可被压入到通道5中，如图4显示的那样。如图4显示的那样，填充材料17经由示意性示出的输送喷嘴18被输送通过管道16且到通道5中。连接部15同样可通过钻孔到壁1中的通道构成或由在涂覆层4时在至少一个层4中混凝土不被输送至其的区域构成。其它用于制造通道4的可行性方案同样可能是有利的。
图3显示了强化条7在通道5中的布置。如图3显示的那样，在强化条7与通道5的壁6之间构成间隙，其被填充材料17填满。在该实施例中，连接部16布置在第三层4与第四层4'之间。优选地，连接部15布置在壁1的第十层4下方、优选在壁1的第四层4下方。由此可确保如下，即，通道5的由连接部15的通入开口向下伸出的区段同样可被填充材料17完全填充。由于填充材料17主要地从下面被填入到通道5中，可以简单的方式确保如下，即，气泡不被包封在通道5中。
如图5显示的那样，层4构成通道5的壁6的呈波纹形的走向。每个层4在中间区域中向外成拱形。通道5的最小直径d在层4的中间区域中被测得。最大直径i在其中两个彼此相叠的层4彼此贴靠的区域中被测得。直径i与d的差有利地为至少1mm、优选地至少2mm。每个壁的波纹度因此有利地至少为0.5mm、尤其地至少为1mm。由于壁6的波纹度，使得填充材料17与壁6的良好啮合且由此使得由强化条7和8所承受的拉力到层4中的良好传递成为可能。
在制造壁1的情形中，首先多个层4制造成处于彼此相叠地。在此，混凝土出口13(图1)在涂覆方向10和/或涂覆方向11上在底部或已制造的层4上方移动且在此涂覆混凝土。在通道5的区域中，混凝土不被涂覆。以相同的方式，另外的层4在第一层4上方被涂覆，其中，混凝土在通道5的区域中分别被如此留空，即使得形成连续的优选竖直的通道。在该实施例中，在第三层4的涂覆之后管道16被放置到第三层4上且部分地尤其直至一半被压入到第三层4中。同样可设置成，在其中应布置有管道16的区域中较少混凝土被输送至层4。在管道16被置入之后，层4'被涂覆。由此，管道16在其整个周缘上被混凝土包围。管道16有利地被置入在第十层4下方、尤其在第四层4下方。在建造壁1的至少一个部分区段之后，在通道5中布置强化条7。壁1的部分区段的高度优选至少与强化条7的长度p相符，从而使得强化条7不在壁1的顶侧处伸出超过最上部的层4。
如果在装配强化条7之后尚未达到壁1的总高度，则涂覆另外的层4。在制造壁1的另外的部分区段之后或在完成壁1之后，一个或多个另外的强化条8可布置在通道5中。由于通道5的尺寸，强化条7,8在通道5中卡住(verkanten)，从而使得强化条7,8不可无意地在通道5中滑动。如果所有强化条7,8以期望的重叠布置在通道5中，则填充材料17经由管道16被按压到通道5中，直至通道15完全被填充材料17填满。备选地，下部的强化条7布置在通道中且通道5除了相比强化条7的长度p小了重叠长度m的高度之外被填充以填充材料17。紧接着布置盖板20且另外的层4被涂覆用于建造在盖板20上方延伸的壁1。当壁1的高度与强化条8的长度q减去重叠长度m减去盖板20的厚度相符时，强化条8布置在通道5中且通道5进一步被填充以填充材料17，尤其经由另外的连接部13。该另外的连接部13有利地最高以小于十个层4、优选以小于四个层4处在强化条8的下端部上方。
在该实施例中，填充材料17是砂浆。填充材料17有利地具有比混凝土4更高的强度。特别优选地，填充材料17是带有至少C60、尤其至少C75的强度等级的砂浆。通道5的最小直径d优选为至少50mm。直径d有利地协调于强化条7,8(图1)的直径c和填充材料17的最大颗粒直径。优选地，通道5的最小直径d至少为由十倍的填充材料17的最大颗粒直径和两倍的强化条7,8的直径组成的总和。由此确保如下，即，即使在重叠区域中对于填充材料17的最大颗粒的穿过而言结构空间是足够的。
作为在通道5中的替代，强化条7,8同样可以其它方式额外地被引入到壁1中。例如，强化条可被压入或拧入到层4的仅部分固化的混凝土中。
同样可设置成，强化条7,8构造为预应力强化件。
有利地，强化条7和8仅经由填充材料17与壁1的混凝土相连接。优选地未设置有用于锚固强化条7,8的插塞架(Steckbügel,有时称为U形连接件)且未设置有强化垫，因为这些元件将阻碍层4借助于3D打印方法的涂覆或以耗费的呈叉状设计的可在强化垫的两侧处输送混凝土的打印头为前提。
Claims (14)
1.用于制造由混凝土构成的建筑物壁的方法，其中，所述壁(1)通过在没有侧面模板的情形中将混凝土涂覆在彼此相叠的层(4)中制造，其中，所述层(4)在所述壁(1)的长度(g)的至少一半上由所述壁(1)的纵侧(2)延伸至所述壁(1)的相对而置的纵侧(2)，其特征在于，至少一个强化条(7,8)被引入到所述壁(1)中，所述至少一个强化条伸入穿过所述层(4)的至少一部分，其中，所述层(4)的该部分在引入所述强化条(7,8)时至少部分地固化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述强化条(7,8)以相对竖直线小于30°、尤其小于10°的角度、优选竖直地被引入。
3. 根据权利要求1或2所述的方法 ，其特征在于，每个层(4)以2cm至10cm的厚度(r)来制造。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述壁(1)的彼此相叠的层(4)的彼此相叠的区域在所述混凝土的涂覆时被如此地留空，即使得形成伸入穿过所述层(5)的通道(5)，且在所述壁(1)的至少一个部分区段的制造之后至少一个强化条(7,8)被引入到所述通道(5)中且在所述通道(5)的所述壁(6)与所述至少一个强化条(7,8)之间构成的自由的横截面被填充以填充材料(17)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，作为填充材料(17)使用与用于所述壁(1)的所述层(4)的制造的材料不同的材料。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，由所述通道(5)至所述壁(1)的外侧的连接部(15)被制造且经由所述连接部(15)所述填充材料(17)被挤压到所述通道(5)中。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述连接部(15)在所述壁(1)的第十层(4)下方的区域中被制造。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，为了制造所述连接部(15)在制造所述壁(1)时由所述通道(5)引导至所述壁(1)的外侧的管道(16)被部分压入到层(4)中且紧接着至少部分覆盖所述管道(16)的另外的层(4')被涂覆。
9.由混凝土构成的建筑物壁，其中，所述壁(1)由混凝土的彼此相叠布置的层(4)来构建，其特征在于，在所述壁(1)中延伸有至少一个通道(5)，所述至少一个通道横穿多个层(4)且在所述至少一个通道中布置有至少一个强化条(7,8)，其中，所述通道(5)被填充以填充材料(17)，所述填充材料的成分区别于所述层(4)的混凝土的成分。
10.根据权利要求9所述的壁，其特征在于，所述填充材料(17)的材料相比所述层(4)的混凝土具有更高的强度。
11.根据权利要求10所述的壁，其特征在于，所述填充材料(17)至少具有强度等级C60。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的壁，其特征在于，所述填充材料(17)是砂浆。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的壁，其特征在于，在所述通道(5)中布置有至少两个强化条(7,8)，所述至少两个强化条在所述壁(1)的高度方向上在其长度(p,q)的部分区段(19)上重叠。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的壁，其特征在于，所述通道(5)在所述壁(1)的纵向(9)上的延伸小于所述通道(5)在所述壁(1)的横向(21)上的延伸的两倍。
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