CZ201951A3

CZ201951A3 - Lightweight concrete element with textile reinforcement and a method of its production

Info

Publication number: CZ201951A3
Application number: CZ2019-51A
Authority: CZ
Inventors: Tomáš VLACH; Lenka Laiblová; Jakub Řepka; Petr HÁJEK; Jan Friedl; Josef Komárek
Original assignee: ÄŚeskĂ© vysokĂ© uÄŤenĂ technickĂ© v Praze; TECHNOFIBER, s. r. o.
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2020-09-16
Also published as: CZ308485B6

Abstract

Vylehčený betonový prvek obsahuje vylehčující jádro (5,7) a má obvodovou stěnu nebo stěny s uzavřeným průřezem. Tato obvodová stěna nebo stěny obsahují základní obalovou betonovou vrstvou (1.1, 1.2), přičemž vždy je obsažena základní obalová betonová vrstva (1.1), která obklopuje vylehčující jádro (5, 7) kolem jeho pláště. Vylehčený betonový prvek dále obsahuje alespoň jednu textilní výztuž (2.1, 2.2.), přičemž vždy je obsažena základní textilní výztuž (2.1), která obklopuje vylehčující jádro (5, 7) kolem jeho pláště a současně se tato základní textilní výztuž (2.1) nachází na vnitřním povrchu základní obalové betonové vrstvy (1.1). Vzdálenost mezi základní textilní výztuží (2.1) a vylehčujícím jádrem (5, 7) nepřevyšuje 2 mm a prostor mezi nimi je vyplněn doplňkovou betonovou vrstvou (8). Základní textilní výztuž (2.1) je zhotovena z pásů nebo svazků vláken nekovového materiálu. Alespoň jedna z textilních výztuží (2.1, 2.2.) je prosycena polymerní matricí a opatřena posypem zrnitým a/nebo vláknitým materiálem.The lightweight concrete element comprises a lightening core (5,7) and has a circumferential wall or walls with a closed cross-section. This peripheral wall or walls comprise a base concrete cladding layer (1.1, 1.2), the base concrete cladding layer (1.1) always being included, which surrounds the lightening core (5, 7) around its shell. The lightweight concrete element further comprises at least one textile reinforcement (2.1, 2.2.), Always comprising a basic textile reinforcement (2.1) which surrounds the lightening core (5, 7) around its shell and at the same time this basic textile reinforcement (2.1) is located on the inner surface of the base concrete casing layer (1.1). The distance between the basic textile reinforcement (2.1) and the lightening core (5, 7) does not exceed 2 mm and the space between them is filled with an additional concrete layer (8). The basic textile reinforcement (2.1) is made of strips or bundles of fibers of non-metallic material. At least one of the textile reinforcements (2.1, 2.2.) Is impregnated with a polymer matrix and provided with a grit of granular and / or fibrous material.

Description

Vylehčený betonový prvek s textilní výztuží a způsob jeho výrobyLightweight concrete element with textile reinforcement and method of its production

Oblast technikyField of technology

Vynález se týká vylehčených betonových prvků, typicky podélných, jako jsou např. nosníky, pruty či trámy. Tyto prvky jsou vyrobeny z vysokohodnotných cementových kompozitů s nekovovou výztuží upletenou do uzavřeného průřezu. Jsou vhodné pro prutové prvky používané ve stavebnictví či pro prvky drobné architektury. Například se jedná o prvky zahradní pergoly, plotové prvky, táhla, vzpěry, vzpěradla a věšadla, sloupy. Může se jednat o nosnou i nenosnou konstrukci v závislosti na dimenzi velikosti prvku a jeho výztuže.The invention relates to lightweight concrete elements, typically longitudinal, such as beams, bars or beams. These elements are made of high-quality cement composites with non-metallic reinforcement woven into a closed cross-section. They are suitable for bar elements used in construction or for elements of small architecture. For example, these are elements of a garden pergola, fence elements, rods, struts, buckles and hangers, columns. It can be a load-bearing or non-load-bearing structure depending on the dimension of the size of the element and its reinforcement.

Dosavadní stav technikyPrior art

Pokud je uvažován beton běžných vlastností v kombinaci se standardní ocelovou betonářskou výztuží, realizují se železobetonové prutové konstrukce (konstrukce, kde jeden z rozměrů převažuje nad ostatními) zejména s plným průřezem, případně vylehčené uvnitř dutinou či vložkou z jiných materiálů s nižší objemovou hmotností. Prutové konstrukce se připravují i monoliticky na stavbě, výhodněji však jako prefabrikované v betonárkách. Manipulace je kvůli vyšší hmotnosti možná výhradně pomocí manipulační techniky.If concrete of normal properties is considered in combination with standard steel concrete reinforcement, reinforced concrete bar structures (structures where one of the dimensions predominates over the others) are realized mainly with full cross-section, or lightened inside by a cavity or insert of other materials with lower bulk density. Bar structures are also prepared monolithically on the construction site, but more preferably as prefabricated in concrete plants. Due to the higher weight, handling is only possible with the help of a handling technique.

Tyto prutové konstrukce jsou však vzhledem k povaze materiálů a jejich mechanickým vlastnostem poměrně masivní v průměrech v řádech desítek centimetrů. Pokud jsou vylehčené, stěna nabývá tlouštěk několika jednotek až desítek centimetrů. Tyto tloušťky materiálu se navrhují s ohledem jednak na požadovanou únosnost, zejména však trvanlivost zmíněných materiálů. Ocelovou prutovou výztuž je potřeba pasivovat vrstvou zásaditého betonu a zabránit tak její korozi. Tloušťka betonu kolem výztuže je v závislosti na různých podmínkách a použitém materiálu daná normovými požadavky, pohybuje se v jednotkách centimetrů. Tyto limitní normové požadavky vedou k vysoké hmotnosti prvku a s tím související nevýhody, jako jsou vysoké náklady na dopravu a manipulaci. Tím je také dané použití prutových konstrukcí například na sloupy v různých typech budov, betonové sloupy pro elektrické či trakční vedení, betonové sloupy pro veřejné osvětlení. Z menších konstrukcí se jedná například o plotové sloupky. Předložené řešení vede k výrazné úspoře materiálů, tedy právě k výrazné úspoře hmotnosti, což vede k omezení zmíněných nevýhod u stávajících dostupných řešení. Ve stávajících prutových konstrukcích často navíc není ve směru jejich osy možné jednoduchým způsobem vést instalace, předložené řešení díky tenké betonové stěně může mít dutinu pro instalace i u malých průřezových rozměrů prvků, například pro plotové oplocení.However, due to the nature of the materials and their mechanical properties, these bar structures are relatively massive in diameters in the order of tens of centimeters. If they are lightened, the wall acquires a thickness of several units up to tens of centimeters. These thicknesses of the material are designed with regard to the required load-bearing capacity, but especially the durability of the mentioned materials. It is necessary to passivate the steel bar reinforcement with a layer of alkaline concrete and thus prevent its corrosion. The thickness of the concrete around the reinforcement is, depending on the various conditions and the material used, given by the standard requirements, it varies in units of centimeters. These limit standard requirements lead to high element weights and associated disadvantages, such as high transport and handling costs. This also gives the use of rebar structures, for example for poles in various types of buildings, concrete poles for electric or traction lines, concrete poles for public lighting. Smaller constructions are, for example, fence posts. The presented solution leads to a significant saving of materials, i.e. to a significant saving of weight, which leads to a reduction of the mentioned disadvantages of the existing available solutions. In addition, in existing bar structures, it is often not possible to carry out the installation in a simple manner in the direction of their axis; the present solution, thanks to a thin concrete wall, can have a cavity for installations even with small cross-sectional dimensions of elements, for example for fencing.

Na trhu se již delší dobu uplatňují místo tradičních ocelových výztuží kompozitní výztuže, doslovně řečeno vlákny vyztužené polymery z anglického „fiber reinforced polymer“ (FRP), které mají podobné či lepší mechanické parametry v porovnání s tradiční ocelovou výztuží, nepodléhají však korozi a není třeba je chránit tak výraznou tloušťkou betonu pro dosažení požadované trvanlivosti. V posledních dekádách se objevují i betonové konstrukce vyztužené technickými textiliemi, takzvané textilní betony z anglického „textile reinforced concrete“ (TRC). Jedná se o jemnozmné betony vyztužené technickými textiliemi, bez prosycení i s prosycením polymemí matricí s různými rozestupy osnovy. V případě prosycení se jedná tedy také o kompozitní výztuže, které jsou však výrazně jemnější v porovnání s FRP výztužnými pruty. Zmíněné výztuže se umisťují ve stávajících řešeních výhradně uvnitř betonového průřezu. Moderní materiály výztuží se vhodně a často kombinují s kvalitnějšími druhy betonů, které řadíme do skupin vysokohodnotných betonů z anglického „high performance concrete“ (HPC) a ultra vysokohodnotných betonů z anglického „ultra-high performance concrete“ (UHPC), případně dalších skupin. Tyto betony vynikají lepšími užitnými i mechanickými vlastnosti, lepší trvanlivostí a dalšími vlastnostmi. Pomocí zmíněných materiálů je možné dosahovat výrazně subtilnějších prvků a dosáhnout tak úspory materiálu, primárních zdrojů surovin a úsporyInstead of traditional steel reinforcements, composite reinforcements have been used on the market for a long time, literally fiber reinforced polymers (FRP), which have similar or better mechanical parameters compared to traditional steel reinforcement, but are not subject to corrosion and do not need is to protect them with a significant thickness of concrete to achieve the required durability. In recent decades, concrete structures reinforced with technical textiles, so-called textile reinforced concrete (TRC), have also appeared. These are fine-grained concretes reinforced with technical textiles, without impregnation and with impregnation with a polymer matrix with different warp spacings. Thus, in the case of impregnation, these are also composite reinforcements, which, however, are significantly finer in comparison with FRP reinforcement bars. The mentioned reinforcements are placed in the existing solutions exclusively inside the concrete cross section. Modern reinforcement materials are suitably and often combined with higher quality types of concrete, which we classify into the groups of high-performance concrete from English "high performance concrete" (HPC) and ultra-high-performance concrete from English "ultra-high performance concrete" (UHPC), or other groups. These concretes excel in better utility and mechanical properties, better durability and other properties. With the help of the mentioned materials, it is possible to achieve significantly more subtle elements and thus achieve savings of material, primary sources of raw materials and savings

- 1 CZ 2019 - 51 A3 hmotnosti. Aplikace těchto moderních materiálů s výztuží umístěnou na vnitřním povrchu betonové vrstvy na prutové prvky s úsporou materiálu v porovnání s tradičním způsobem řešení je i z ekonomického hlediska zajímavá zejména díky výrazné redukci hmotnosti a nákladů s tím souvisejících.- 1 CZ 2019 - 51 A3 weight. The application of these modern materials with reinforcement placed on the inner surface of the concrete layer to the bar elements with material savings compared to the traditional solution is also interesting from an economic point of view, especially due to significant reduction in weight and related costs.

V současné době existuje řada inovativních přístupů k technickému řešení prutových betonových konstrukcí. Rada z nich se zaměřuje obdobně na oblehčení prvků a materiálovou úsporu. Příkladem podobného technického řešení zaměřeného pouze na vylehčení prvku je patent CN 102433960, kde je k tomuto účelu využíváno tuhé polystyrénové jádro. Prvek má však tradiční vyztužení betonářskou ocelí. Další možné řešení popisuje patent IT 1085588, zde je však při výrobě využívána dvouplášťová nafukovací hadice, která je po vybetonování nosníku odstraněna a je určena k opakovanému využití. Opět je prvek vyztužen tradiční betonářskou výztuží. Obdobný postup je popsán i v patentu JPH 04111866, který představuje využívání většího množství smrštitelných vložek, které jsou rovněž po vybetonování odstraněny. Jako vylehčující jádro prutového betonového prvku je možné využít i dutých bambusových tyčí, jak je popsáno v patentu CN 103306427, který se zaměřuje na kombinaci bambusových tyčí a betonu vyztuženého ocelovými drátky, a patentech CN 1022704622 a CN 202689337, kde je popsána kombinace vylehčení zajištěného bambusovými tyčemi s nosnou výztuží tvořenou FRP pruty. Přístupem, který v jádru kombinuje vylehčení dohromady s funkcí výztuže, je pak využití ocelového profilu jako vylehčujícího jádra a zároveň jako výztuže, jak je popsáno například v patentu CN 101736857. Využití oceli jako výztuže zde zvyšuje hmotnost betonového prvku, tím i cenu. Není řešena problematika kontaktní zóny ocelového profilu a betonu s ohledem na soudržnost a případné opadávání betonových částí při zatížení blížících se únosnosti prvku. Všechna výše uvedená řešení betonových prutových prvků jsou odlišná od technického řešení podle tohoto předloženého vynálezu. Výše uvedená řešení i přes inovace nedosahují tak výrazné úspory materiálu při zachování potřebné únosností, a to z důvodu potřeby příliš silné vrstvy betonu, nebo z důvodu použití hmotné ocelové výztuže či ocelových profilů jako jádra.At present, there are a number of innovative approaches to the technical solution of rebar concrete structures. The council focuses similarly on the siege of elements and material savings. An example of a similar technical solution aimed only at lightening the element is the patent CN 102433960, where a rigid polystyrene core is used for this purpose. However, the element has a traditional reinforcing steel reinforcement. Another possible solution is described in patent IT 1085588, but here a double-walled inflatable hose is used during production, which is removed after concreting the beam and is intended for re-use. Again, the element is reinforced with traditional concrete reinforcement. A similar procedure is described in patent JPH 04111866, which represents the use of a larger number of shrinkable inserts, which are also removed after concreting. Hollow bamboo bars can also be used as the lightening core of the bar concrete element, as described in CN 103306427, which focuses on a combination of bamboo bars and steel wire reinforced concrete, and CN patents 1022704622 and CN 202689337, which describe a combination of lightening provided by bamboo bars with load-bearing reinforcement formed by FRP bars. An approach which combines lightening in the core together with the function of reinforcement is to use a steel profile as a lightening core and at the same time as reinforcement, as described for example in CN 101736857. The use of steel as reinforcement increases the weight of the concrete element. The problem of the contact zone of the steel profile and concrete is not solved with regard to the cohesiveness and possible fall of the concrete parts under loads approaching the load-bearing capacity of the element. All the above solutions of concrete bar elements are different from the technical solution according to the present invention. Despite the innovations, the above-mentioned solutions do not achieve such significant material savings while maintaining the required load-bearing capacity, due to the need for too thick a layer of concrete, or due to the use of material steel reinforcement or steel profiles as a core.

Z US 2014/157715 je znám vylehčený betonový prvek, který má obvodovou stěnu s uzavřeným průřezem, která obsahuje obalovou betonovou vrstvu obklopující vylehčující jádro betonového prvku kolem jeho pláště. Tento betonový prvek dále může obsahovat textilní výztuž, která se nachází na vnitřním povrchu obalové betonové vrstvy. Z US 2014/157715 jsou známé také vylehčené betonové prvky výše uvedeného typu s více vrstvami textilní výztuže, přičemž tyto textilní výztuže se při výrobě zatlačují do ještě neztuhlého betonu. Tento způsob je nevýhodný, jelikož při zatlačování textilních výztuží do ještě neztuhlého betonu není možné kontrolovat tloušťku betonových vrstev a rovněž dochází k nekontrolovatelné deformaci textilních výztuží. Není popsáno provedení, v němž by byla textilní výztuž opatřena prosycením polymemí matricí a posypem zrnitým a/nebo vláknitým materiálem.From US 2014/157715 a lightweight concrete element is known which has a circumferential wall with a closed cross-section, which comprises a casing concrete layer surrounding the lightening core of the concrete element around its shell. This concrete element may further comprise a textile reinforcement located on the inner surface of the concrete cover layer. US 2014/157715 also discloses lightweight concrete elements of the above-mentioned type with several layers of textile reinforcement, these textile reinforcements being pushed into the still uncured concrete during production. This method is disadvantageous, since when pushing textile reinforcements into still uncured concrete, it is not possible to control the thickness of the concrete layers and also uncontrollable deformation of the textile reinforcements. An embodiment is not described in which the textile reinforcement is provided with impregnation with a polymeric matrix and a sprinkling with granular and / or fibrous material.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Výše uvedené nevýhody odstraňuje vylehčený betonový prvek s textilní výztuží podle předkládaného vynálezu v možných alternativách dle potřeby konkrétní aplikace. Podstatou řešení je náplet uzavřeného průřezu z vláken s dobrými mechanickými vlastnostmi v tahu (například uhlík, čedič, sklo, aramid), který tvoří výztuž betonového prvku, a to bez prosycení, nebo s prosycením polymemí matricí. Vylehčující jádro je ošetřeno tak, že při betonáži nedojde k zatékání betonové směsi dovnitř (např. lehká výplň, vnitřní bednění). Na vylehčující jádro nebo na pomocný profil je umístěna základní textilní výztuž. Ta je následně obetonována alespoň jednou tenkou základní obalovou betonovou vrstvou, která tvoří odolný povrch betonového prvku, dodává mu mechanickou odolnost v tlaku a tuhost celému prvku. Beton je možné nanášet stříkáním, případně litím do formy, která pak určuje průřez a rozměry výsledného prvku.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the lightweight concrete element with textile reinforcement according to the present invention in possible alternatives according to the needs of a specific application. The essence of the solution is the knitting of a closed cross-section made of fibers with good mechanical tensile properties (for example carbon, basalt, glass, aramid), which forms the reinforcement of a concrete element, without impregnation or with impregnation with a polymer matrix. The lightening core is treated in such a way that the concrete mixture does not flow inwards during concreting (eg light filling, internal formwork). A basic textile reinforcement is placed on the lightening core or on the auxiliary profile. It is then concreted with at least one thin basic concrete cladding layer, which forms a durable surface of the concrete element, giving it mechanical resistance to compression and rigidity of the whole element. Concrete can be applied by spraying or pouring into a mold, which then determines the cross section and dimensions of the resulting element.

Vylehčený betonový prvek obsahuje vylehčující jádro, jehož průměrná hustota je menší než hustota betonu, přičemž tento vylehčený betonový prvek má obvodovou stěnu nebo stěny sThe lightweight concrete element comprises a lightening core whose average density is less than the density of the concrete, this lightweight concrete element having a circumferential wall or walls with

-2 CZ 2019 - 51 A3 uzavřeným průřezem. Tato obvodová stěna nebo stěny obsahují alespoň jednu obalovou betonovou vrstvu, když mezi obalovými betonovými vrstvami v obvodové stěně nebo stěnách je obsažena základní obalová betonová vrstva, která obklopuje vylehčující jádro kolem jeho pláště. Prvek dále obsahuje alespoň jednu textilní výztuž, když mezi textilními výztužemi je obsažena základní textilní výztuž, která obklopuje vylehčující jádro kolem jeho pláště. Tato základní textilní výztuž se nachází na vnitřním povrchu základní obalové betonové vrstvy, přičemž vzdálenost mezi základní textilní výztuží a vylehčujícím jádrem nepřevyšuje 2 mm a prostor mezi základní textilní výztuží a vylehčujícím jádrem je vyplněn doplňkovou betonovou vrstvou. Základní textilní výztuž je zhotovena z pásů nebo svazků vláken nekovového materiálu. Podstatou tohoto vylehčeného betonového prvku je, že alespoň jedna z textilních výztuží je opatřena prosycením polymemí matricí a posypem zrnitým a/nebo vláknitým materiálem, přičemž polymemí matrice s posypem je vytvrzená a tvoří adhezní můstek pro soudržnost takto upravené textilní výztuže s betonem.-2 CZ 2019 - 51 A3 closed cross section. The perimeter wall or walls comprise at least one cladding concrete layer when a base cladding concrete layer is included between the cladding concrete layers in the perimeter wall or walls, which surrounds the lightening core around its shell. The element further comprises at least one textile reinforcement when a basic textile reinforcement is included between the textile reinforcements, which surrounds the lightening core around its shell. This basic textile reinforcement is located on the inner surface of the basic concrete cover layer, the distance between the basic textile reinforcement and the lightening core not exceeding 2 mm and the space between the basic textile reinforcement and the lightening core being filled with an additional concrete layer. The basic textile reinforcement is made of strips or bundles of fibers of non-metallic material. The essence of this lightweight concrete element is that at least one of the textile reinforcements is provided with impregnation with a polymer matrix and a sanding with a granular and / or fibrous material, the polymer matrix with the sanding being hardened and forming an adhesive bridge for the cohesion of the textile reinforcement with the concrete.

V jednom možném provedení je vylehčující jádro tvořeno souvislou výplní nebo výplní s jednou či více vzduchovými dutinami.In one possible embodiment, the lightening core is formed by a continuous filling or a filling with one or more air cavities.

Alternativně může být vylehčující jádro tvořené pouze vzduchovou dutinou.Alternatively, the lightening core may be formed by an air cavity only.

Podle požadované únosnosti může být výhodné realizovat provedení, v němž vylehčený betonový prvek dále obsahuje alespoň jednu přídavnou textilní výztuž zhotovenou z pásů nebo svazků vláken nekovového materiálu a alespoň jednu přídavnou obalovou betonovou vrstvu. Obvodová stěna nebo obvodové stěny vylehčeného betonového prvku přitom mají sendvičovou strukturu zahrnující ve směru od vylehčujíčího jádra k vnějšímu povrchu nejprve základní textilní výztuž obetonovanou základní obalovou betonovou vrstvou a dále střídaní přídavných textilních výztuží a přídavných obalových betonových vrstev tak, že celá tato sendvičová struktura tvoří soudržný celek.Depending on the required load-bearing capacity, it may be advantageous to implement an embodiment in which the lightweight concrete element further comprises at least one additional textile reinforcement made of strips or bundles of fibers of non-metallic material and at least one additional concrete cover layer. The perimeter wall or perimeter walls of the lightweight concrete element have a sandwich structure comprising in the direction from the lightening core to the outer surface first the base textile reinforcement concreted with the base concrete layer and then alternating additional textile reinforcements and additional concrete layers so that the whole sandwich structure forms a cohesive whole.

Textilní výztuže mohou být z materiálu vybraného ze skupiny uhlík, sklo, čedič, aramid nebo z kombinace těchto materiálů.The textile reinforcements may be made of a material selected from the group of carbon, glass, basalt, aramid or a combination of these materials.

Textilní výztuže jsou s výhodou pletené a s uzavřeným průřezem.The textile reinforcements are preferably knitted and with a closed cross section.

Navržen je rovněž způsob výroby vylehčeného betonového prutového, jehož podstatou je, že zahrnuje krok vytvoření základní textilní výztuže a po něm následující krok obetonování této základní textilní výztuže základní obalovou betonovou vrstvou. Nejpozději před započetím kroku obetonování základní textilní výztuže se tato výztuž umístí do těsné blízkosti centrálního prvku vybraného ze skupiny vylehčující jádro tvořené souvislou výplní nebo výplní s jednou či více vzduchovými dutinami, pomocný profil, vylehčující jádro tvořené souvislou výplní nebo výplní s jednou či více vzduchovými dutinami opatřené první separační vrstvou, pomocný profil opatřený druhou separační vrstvou tak, že základní textilní výztuž obklopuje plášť tohoto centrálního prvku. Těsná blízkost přitom znamená, že základní textilní výztuž je umístěna přímo na povrch uvedeného centrálního prvku nebo do vzdálenosti maximálně 2 mm od povrchu centrálního prvku, přičemž základní obalová betonová vrstva se na základní textilní výztuž nanáší na straně odvrácené od uvedeného centrálního prvku.Also proposed is a method of manufacturing a lightweight concrete bar, the essence of which is that it comprises the step of forming a basic textile reinforcement and the subsequent step of concreting this basic textile reinforcement with a basic concrete covering layer. At the latest before the start of the concreting step of the basic textile reinforcement, this reinforcement is placed in close proximity to a central element selected from the group of relief core consisting of continuous filling or filling with one or more air cavities, auxiliary profile, relief core consisting of continuous filling or filling with one or more air cavities. provided with a first separating layer, an auxiliary profile provided with a second separating layer so that the basic textile reinforcement surrounds the shell of this central element. The close proximity means that the base textile reinforcement is placed directly on the surface of said central element or at a distance of at most 2 mm from the surface of the central element, the base concrete coating being applied to the base textile reinforcement on the side facing away from said central element.

Může být výhodné opatřit vylehčený betonový prutový prvek více obalovými betonovými vrstvami. V tom případě se nejprve základní textilní výztuž umístí do těsné blízkosti centrálního prvku a tato základní textilní výztuž se pak obetonuje základní obalovou betonovou vrstvou, která se nechá zatuhnout. Po zatuhnutí se na její povrch aplikuje přídavná textilní výztuž, která se obetonuje přídavnou obalovou betonovou vrstvou, jež se nechá zatuhnout, a tento postup zahrnující aplikování přídavné textilní výztuže na předchozí již zatuhlou přídavnou obalovou betonovou vrstvu, obetonování této přídavné textilní výztuže následnou přídavnou obalovou betonovou vrstvou a tuhnutí následné přídavné obalové betonové vrstvy se opakuje, dokud neníIt may be advantageous to provide the lightweight concrete bar element with multiple concrete cover layers. In this case, the base textile reinforcement is first placed in close proximity to the central element, and this basic textile reinforcement is then concreted with the base concrete cladding layer, which is allowed to set. After hardening, an additional textile reinforcement is applied to its surface, which is concreted with an additional concrete cover layer, which is allowed to harden, and this process involves applying additional textile reinforcement to the previous already hardened additional concrete cover layer, concreting this additional textile reinforcement with a subsequent additional concrete concrete layer. layer and the setting of the subsequent additional concrete cover layer is repeated until it is

-3CZ 2019 - 51 A3 dosaženo požadované tloušťky obvodové stěny nebo obvodových stěn vylehčeného betonového prvku.-3GB 2019 - 51 A3 the required thickness of the perimeter wall or perimeter walls of the lightweight concrete element has been reached.

Je výhodné, když se alespoň jedna textilní výztuž před započetím svého obetonování prosytí polymemí matricí a posype zrnitým a/nebo vláknitým materiálem. Poté se polymemí matrice s posypem vytvrdí pro vytvoření adhezního můstku zajišťujícího soudržnost mezi textilní výztuží a betonem.It is advantageous if the at least one textile reinforcement is impregnated with a polymeric matrix and sprinkled with granular and / or fibrous material before starting its concreting. The polymer matrix with the sanding is then cured to form an adhesive bridge ensuring cohesion between the textile reinforcement and the concrete.

V jenom možném provedení navrženého způsobu se připraví vylehčující jádro tvořené souvislou výplní nebo výplní s jednou či více vzduchovými dutinami a opatří se při svém vnějším plášti první separační vrstvou, která je odolná vůči rozpouštědlům obsaženým v polymemí matrici. Následně se na tuto první separační vrstvu aplikuje základní textilní výztuž, na níž se pak vytvoří adhezní můstek, a takto upravená základní textilní výztuž se pak obetonuje základní obalovou betonovou vrstvou.In only one possible embodiment of the proposed method, a lightening core formed by a continuous filling or a filling with one or more air cavities is prepared and provided in its outer shell with a first separating layer which is resistant to the solvents contained in the polymer matrix. Subsequently, a base textile reinforcement is applied to this first separating layer, on which an adhesive bridge is then formed, and the base textile reinforcement thus treated is then concreted with the base covering concrete layer.

V jiném možném provedení že se připraví tuhý pomocný profil, který se při svém vnějším plášti opatří druhou separační vrstvou umožňující vytažení pomocného profilu. Na tento pomocný profil se aplikuje základní textilní výztuž, která se pak obetonuje základní obalovou betonovou vrstvou, která se následně nechá zatuhnout na minimální pevnost požadovanou pro odformování. Po tomto zatuhnutí nebo po zatuhnutí a provedení dalších technologických kroků se pomocný profil vytáhne a na jeho místě se uvnitř základní obalové betonové vrstvy vytvoří druhé vylehčující jádro, které má podobu vzduchové dutiny.In another possible embodiment, a rigid auxiliary profile is prepared, which is provided with a second separating layer in its outer shell, enabling the auxiliary profile to be pulled out. A basic textile reinforcement is applied to this auxiliary profile, which is then concreted with a basic concrete casing layer, which is then allowed to harden to the minimum strength required for demolding. After this solidification or after solidification and the execution of further technological steps, the auxiliary profile is pulled out and in its place a second lightening core is formed inside the basic concrete casing layer, which has the form of an air cavity.

V dalším možném provedení se připraví vylehčující jádro tvořené souvislou výplní nebo výplní s jednou či více vzduchovými dutinami tak, že toto jádro má na celém svém vnějším plášti materiál odolný vůči rozpouštědlům obsaženým v polymemí matrici. Následně se na toto vylehčující jádro přímo aplikuje základní textilní výztuž, na níž se následně vytvoří adhezní můstek, načež se takto upravená základní textilní výztuž obetonuje základní obalovou betonovou vrstvou.In another possible embodiment, a lightening core formed by a continuous filling or a filling with one or more air cavities is prepared so that this core has a solvent-resistant material contained in the polymer matrix on its entire outer shell. Subsequently, a basic textile reinforcement is applied directly to this lightening core, on which an adhesive bridge is subsequently formed, after which the thus modified basic textile reinforcement is concreted with a basic concrete covering layer.

V ještě dalším možném provedení se textilní výztuž připraví jako samonosná s adhezním můstkem a do ní se následně vloží vylehčující jádro tvořené souvislou výplní nebo výplní s jednou či více vzduchovými dutinami tak, že mezi tímto vylehčujícím jádrem a základní textilní výztuží nevznikne mezera větší než 2 mm. Poté se základní textilní výztuž obetonuje základní obalovou betonovou vrstvou.In yet another possible embodiment, the textile reinforcement is prepared as self-supporting with an adhesive bridge and a lightening core formed by a continuous filling or a filling with one or more air cavities is subsequently inserted into it so that there is no gap greater than 2 mm between this lightening core and the basic textile reinforcement. . Then the basic textile reinforcement is concreted with the basic concrete cover layer.

Pokud v tomto provedení mezi textilní výztuží a vylehčujícím jádrem tvořeným souvislou výplní nebo výplní s jednou či více vzduchovými dutinami vznikne mezera, tato mezera se vyplní doplňkovou betonovou vrstvou v jednom kroku s obetonováním základní textilní výztuže základní obalovou betonovou vrstvou.In this embodiment, if a gap is formed between the textile reinforcement and the lightening core formed by a continuous filling or a filling with one or more air cavities, this gap is filled with an additional concrete layer in one step with concreting the basic textile reinforcement with a basic concrete cover layer.

Vylehčené betonové prvky dle předkládaného vynálezu mohou mít na povrchu výrazně tenčí vrstvu betonu a/nebo výrazně lehčí vylehčující jádro, než jak tomu je u řešení známých ze stavu techniky, a to při srovnatelné únosnosti. To vede k úsporám materiálu i k nižší celkové hmotnosti vylehčeného betonového prvku.The lightweight concrete elements according to the present invention may have a significantly thinner layer of concrete and / or a significantly lighter lightening core on the surface than is the case with solutions known from the prior art, with comparable load-bearing capacity. This leads to material savings as well as to a lower total weight of the lightweight concrete element.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Na připojených výkresech jsou znázorněny příklady příčných řezů vylehčeným betonovým prvkem v různých výhodných provedeních. Podélný řez není uveden, protože pro předkládané řešení není směrodatný.The accompanying drawings show examples of cross-sections of a lightweight concrete element in various preferred embodiments. The longitudinal section is not given because it is not authoritative for the present solution.

V obr. la je uveden příklad s vylehčujícím jádrem 5 tvořeným souvislou výplní nebo výplní s jednou či více vzduchovými dutinami, na něž se při výrobě aplikuje základní textilní výztuž 2,1.Fig. 1a shows an example with a lightening core 5 formed by a continuous filling or a filling with one or more air cavities, to which a basic textile reinforcement 2.1 is applied during production.

-4CZ 2019 - 51 A3 přičemž toto vylehčující jádro 5 zůstává po obetonování základní obalovou vrstvou 1.1 součástí vylehčeného betonového prvku. Je uvedeno jedno zmožných provedení, v němž je vylehčující jádro 5 je plné a má na svém povrchu první separační vrstvu 4,1.-4EN 2019 - 51 A3 wherein this lightening core 5 remains a part of the lightened concrete element after concreting with the base coat layer 1.1. One possible embodiment is mentioned, in which the lightening core 5 is solid and has a first separating layer 4.1 on its surface.

V obr. 1b je provedení dle obr. la doplněné o další přídavné textilní výztuže 2,2 a přídavné obalové betonové vrstvy 1.2.In Fig. 1b, the embodiment according to Fig. 1a is supplemented by further additional textile reinforcements 2.2 and additional concrete packaging layers 1.2.

V obr. 2a až 2d jsou příklady provedení využívající pomocný profil 6 s cílem vytvořit uvnitř vylehčeného betonového prvku vylehčující jádro 7, které má podobu vzduchové dutiny.Figures 2a to 2d show exemplary embodiments using an auxiliary profile 6 in order to form a lightening core 7 in the form of an air cavity inside the lightened concrete element.

V obr. 2a je znázorněna výroba ve stádiu, kdy je na pomocném profilu 6 opatřeném druhou separační vrstvou 4,2. aplikovaná základní textilní výztuž 2,1 a na ní základní obalová betonová vrstva 1.1.Fig. 2a shows the production at the stage when the auxiliary profile 6 provided with the second separating layer 4,2 is. applied basic textile reinforcement 2.1 and basic concrete covering layer 1.1 on it.

Obr. 2b znázorňuje další možný postup výroby následující po stádiu znázorněném na obr. 2a, kdy jsou na povrch vylehčeného betonového prvku postupně aplikovány přídavné textilní výztuže 2,2 a přídavné obalové betonové vrstvy 1.2.Giant. 2b shows another possible production process following the stage shown in FIG. 2a, in which additional textile reinforcements 2,2 and additional concrete cover layers 1.2 are successively applied to the surface of the lightweight concrete element.

Obr. 2c znázorňuje etapu následující po stádiu znázorněném v obr.2a v případě, že se již další betonové vrstvy neaplikují. Pomocný profil 6 je vytažen a uvnitř zůstává vylehčující jádro 7, tj. vzduchová dutina.Giant. 2c shows the step following the stage shown in FIG. 2a in the case where no more concrete layers are applied. The auxiliary profile 6 is pulled out and a lightening core 7, i.e. an air cavity, remains inside.

Obr. 2d znázorňuje výsledný vylehčený betonový prvek s více obalovými betonovými vrstvami, který je výsledkem buď postupu dle obr. 2b s následným vytažením pomocného profilu 6, nebo výsledkem aplikování přídavných textilních výztuží 2,2 a přídavných obalových betonových vrstev 1.2 na vylehčený betonový prvek dle obr. 2c.Giant. 2d shows the resulting lightweight concrete element with several shell concrete layers, which is the result of either the process according to FIG. 2b followed by drawing the auxiliary profile 6, or the result of applying additional textile reinforcements 2,2 and additional shell concrete layers 1.2 to the lightweight concrete element according to FIG. 2c.

V obr. 3a je uveden příklad obdobný příkladu v obr. la, jen s tím rozdílem, že vylehčující jádro 5 není plné a má na svém povrchu materiál odolný vůči rozpouštědlům obsaženým v polymemí matrici, takže nemusí být opatřeno první separační vrstvou 4,1.Fig. 3a shows an example similar to the example in Fig. 1a, except that the lightening core 5 is not solid and has on its surface a solvent-resistant material contained in the polymer matrix, so that it does not have to be provided with a first separating layer 4,1.

V obr. 3b je provedení dle obr. 3a doplněné o další přídavné textilní výztuže 2,2 a přídavné obalové betonové vrstvy 1.2.In Fig. 3b, the embodiment according to Fig. 3a is supplemented by further additional textile reinforcements 2.2 and additional concrete packaging layers 1.2.

V obr. 4a je uveden příklad provedení, v němž je základní textilní výztuž 2,1 zhotovena jako samonosná a vylehčující jádro 5 tvořené souvislou výplní nebo výplní sjednou či více vzduchovými dutinami je do této hotové základní textilní výztuže 2,1 vloženo před jejím obetonováním základní obalovou betonovou vrstvou 1.1.Fig. 4a shows an example of an embodiment in which the basic textile reinforcement 2.1 is made as a self-supporting and lightening core 5 formed by a continuous filling or filling with one or more air cavities, the basic textile reinforcement 2.1 is inserted into this finished basic textile reinforcement 2.1 before concreting. packing concrete layer 1.1.

V obr. 4b je provedení dle obr. la doplněné o další přídavné textilní výztuže 2,2 a přídavné obalové betonové vrstvy 1.2.In Fig. 4b, the embodiment according to Fig. 1a is supplemented by further additional textile reinforcements 2.2 and additional concrete packaging layers 1.2.

Pro všechny obrázky 1 až 4 platí, že vnější tvar příčného průřezu může být libovolný dle architektonických požadavků (např. kruh, ovál, n-úhelník pravidelný či nepravidelný apod.), vnější tvar jádra pak přibližně kopíruje vnější povrch tak, aby byl náplet realizovatelný. Ve směru kolmém na znázorněný příčný průřez se může tento vnější tvar případně i měnit. Podstatné je jen to, aby byla zachována znázorněná struktura obsahující vylehčující jádro 5 nebo vylehčující jádro 7, základní textilní výztuž 2,1 nebo textilní výztuže 2,1, 2,2 a základní obalovou betonovou vrstvu 1.1 nebo obalové betonové vrstvy 1.1. 1.2. a to v zakresleném pořadí.For all Figures 1 to 4, the outer shape of the cross-section can be arbitrary according to architectural requirements (eg circle, oval, n-angle regular or irregular, etc.), the outer shape of the core then approximately copies the outer surface so that the knit is feasible . In the direction perpendicular to the cross section shown, this external shape may even vary. It is only essential that the illustrated structure is maintained comprising a lightening core 5 or a lightening core 7, a base textile reinforcement 2.1 or textile reinforcements 2.1, 2.2 and a base concrete cladding layer 1.1 or concrete cladding layers 1.1. 1.2. in the order shown.

Obr. 5 znázorňuje pohled na podobu typického provedení textilní výztuže 2,1 v provedení, kdy je základní textilní výztuž 2,1 již hotová, samonosná a vkládá se do ní vylehčující jádro 5 tvořené souvislou výplní nebo výplní s jednou či více vzduchovými dutinami. Je viditelná povrchová úprava výztuže pro vytvoření následného adhezního můstku 3.Giant. 5 shows a view of an embodiment of a typical textile reinforcement 2,1 in an embodiment in which the basic textile reinforcement 2,1 is already finished, self-supporting and a lightening core 5 formed by a continuous filling or a filling with one or more air cavities is inserted into it. The surface treatment of the reinforcement for forming the subsequent adhesive bridge 3 is visible.

-5CZ 2019 - 51 A3-5GB 2019 - 51 A3

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention

Vylehčený betonový prvek dle předkládaného vynálezu obsahuje vylehčující jádro 5,7, jehož průměrná hustota je menší než hustota betonu. Toto jádro je obvykle umístěno tak, že jím prochází jedna z os souměrnosti vylehčeného betonového prvku, typicky ta podélná, což ale není podmínkou. Vylehčený betonový prvek má obvodovou stěnu nebo stěny s uzavřeným průřezem. Může jít například o obvodovou stěnu dutého válce nebo obvodové stěny dutého hranolu. Míněna je stěna nebo stěny bez podstav. Konkrétní tvar je dán architektonickým řešením možných útvarů, a tedy i možných typů uzavřených průřezů stěny nebo stěn (mezikruží, mnohoúhelník bez své středové části apod.) je libovolně mnoho. Jedinou podmínkou je, aby uvnitř obvodových stěn nebo stěny vylehčeného betonového prvku byl prostor pro vylehčující jádro.The lightweight concrete element according to the present invention comprises a lightening core 5.7, the average density of which is less than the density of the concrete. This core is usually positioned so that one of the axes of symmetry of the lightweight concrete element passes through it, typically the longitudinal one, which is not a condition. The lightweight concrete element has a perimeter wall or walls with a closed cross section. It can be, for example, the circumferential wall of a hollow cylinder or the circumferential wall of a hollow prism. By wall or walls without bases is meant. The specific shape is given by the architectural solution of possible formations, and thus also the possible types of closed cross-sections of the wall or walls (intermediate ring, polygon without its central part, etc.) are arbitrarily many. The only condition is that there is space for the lightening core inside the circumferential walls or the wall of the lightweight concrete element.

Typicky se jedná o vylehčené betonové prvky prutového typu, tj. s podélným rozměrem větším než rozměry příčné, jako jsou např. nosníky, pruty či trámy. Obecně lze ale předkládané řešení aplikovat na vylehčené betonové prvky libovolných rozměrů.Typically, these are lightweight concrete elements of the bar type, ie with a longitudinal dimension larger than the transverse dimensions, such as beams, bars or beams. In general, however, the present solution can be applied to lightweight concrete elements of any size.

Obvodová stěna nebo stěny vylehčeného betonového prvku obsahují základní obalovou betonovou vrstvou 1.1. která obklopuje vylehčující jádro 5, 7 kolem jeho pláště. Pňtom není nutné, aby vylehčující jádro 5, 7 bylo obklopeno obalovou betonovou vrstvou i ze směrů kolmých na své koncové příčné průřezy. Tzn. např. vylehčující jádro 5, 7 ve tvaru válce nemusí mít základní obalovou betonovou vrstvu 1.1 kolem svých podstav, pro řešení je podstatná obalová betonová vrstva kolem pláště jádra, v tomto příkladu konkrétně kolem pláště válce.The perimeter wall or walls of the lightweight concrete element contain a basic concrete cover layer 1.1. which surrounds the lightening core 5, 7 around its shell. However, it is not necessary for the lightening core 5, 7 to be surrounded by a casing concrete layer even from directions perpendicular to its end cross sections. Ie. for example, the lightening core 5, 7 in the form of a cylinder does not have to have a base concrete coating layer 1.1 around its bases, a concrete coating layer around the core shell, in this example specifically around the cylinder shell, is essential for the solution.

Vylehčený betonový prvek dále obsahuje základní textilní výztuž 2,1. která obklopuje vylehčující jádro 5, 7 kolem jeho pláště a současně se tato základní textilní výztuž 2,1 nachází na vnitřním povrchu základní obalové betonové vrstvy 1.1. Mezi základní textilní výztuží 2,1 a vylehčujícím jádrem 5, 7 není buď žádná vrstva betonu, jak je znázorněno v obr. 1 až 3, nebo jen doplňková betonová vrstva 8, jejíž tloušťka nepřevyšuje 2 mm, jak je znázorněno v obr. 4. Základní textilní výztuž 2,1 je zhotovena z pásů nebo svazků vláken nekovového materiálu.The lightweight concrete element further comprises a basic textile reinforcement 2.1. which surrounds the lightening core 5, 7 around its shell and at the same time this basic textile reinforcement 2.1 is located on the inner surface of the basic concrete casing layer 1.1. Between the base textile reinforcement 2,1 and the lightening core 5, 7 there is either no layer of concrete, as shown in Figs. 1 to 3, or only an additional concrete layer 8, the thickness of which does not exceed 2 mm, as shown in Fig. 4. The basic textile reinforcement 2.1 is made of strips or bundles of fibers of non-metallic material.

Uvnitř vylehčeného betonového prvku může být umístěno vylehčující jádro 5, které je tvořeno souvislou výplní, jak je znázorněno v obr. la, b a obr. 4a, b, nebo výplní s jednou či více vzduchovými dutinami, viz obr. 3a, 3b, Výplň může být přitom homogenní i nehomogenní. Typickými vhodnými materiály výplně můžou být pěnové materiály (např. extrudovaný polystyren, expandovaný polystyren, polyuretanové pěny), dále papírové kartony, lehčené kamenivo pojené cementovou či polymemí matricí, plastové trubice (např. z PVC, PP, PE, HDPE), dřevěné pruty a podobně. Alternativně může být uvnitř vylehčeného betonového prvku vylehčující jádro 7 tvořené pouze vzduchovou dutinou, viz obr. 2c, 2d.Inside the lightened concrete element, a lightening core 5 can be placed, which is formed by a continuous filling, as shown in Fig. 1a, b and Fig. 4a, b, or a filling with one or more air cavities, see Figs. 3a, 3b. be homogeneous and inhomogeneous. Typical suitable filling materials can be foam materials (eg extruded polystyrene, expanded polystyrene, polyurethane foams), paper cartons, lightweight aggregates bonded with cement or polymer matrix, plastic tubes (eg PVC, PP, PE, HDPE), wooden rods etc. Alternatively, inside the lightened concrete element, the lightening core 7 may be formed only by an air cavity, see Figs. 2c, 2d.

Jak je ukázáno v obr. 1b, 2d, 3b, 4b, stěna nebo stěny vylehčeného betonového prvku mohou obsahovat i více obalových betonových vrstev než jen základní obalovou betonovou vrstvu Tri. V tom případě vylehčený betonový prvek obsahuje navíc oproti provedením dle obr. la, 2c, 3a, 4a navíc alespoň jednu přídavnou textilní výztuž 2,2 zhotovenou z pásů nebo svazků vláken nekovového materiálu a alespoň jednu přídavnou obalovou betonovou vrstvu 1.2. Obvodová stěna nebo obvodové stěny vylehčeného betonového prvku mají tedy v provedení dle obr. 1b, 2d, 3b, 4b sendvičovou strukturu zahrnující ve směru od vylehčujíčího jádra 5, 7 k vnějšímu povrchu nejprve základní textilní výztuž 2,1 obetonovanou základní obalovou betonovou vrstvou 1.1 a dále střídaní přídavných textilních výztuží 2,2 a přídavných obalových betonových vrstev 1.2 tak, že celá tato sendvičová struktura tvoří soudržný celek.As shown in Figs. 1b, 2d, 3b, 4b, the wall or walls of the lightweight concrete element may comprise even more concrete cladding layers than just the basic concrete cladding layer Tri. In this case, the lightweight concrete element additionally comprises, in addition to the embodiments according to FIGS. 1a, 2c, 3a, 4a, at least one additional textile reinforcement 2,2 made of strips or bundles of fibers of non-metallic material and at least one additional concrete coating layer 1.2. The circumferential wall or circumferential walls of the lightweight concrete element thus have, in the embodiment according to FIGS. 1b, 2d, 3b, 4b, a sandwich structure comprising in the direction from the lightening core 5, 7 to the outer surface further alternating the additional textile reinforcements 2,2 and the additional concrete cladding layers 1.2 so that the whole of this sandwich structure forms a cohesive whole.

Pro soudržnost textilních výztuží 2,1. 2,2 s betonem, který je na ně aplikován, je podstatné, že jsou textilní výztuže 2,1. 2,2 opatřeny prosycením polymemí matricí a posypem zrnitým a/nebo vláknitým materiálem, typicky pískem a/nebo plastovými vlákny. Přičemž polymemí matrice s posypem je vytvrzcná a tvoří adhezní můstek 3 pro soudržnost takto upravené textilní výztužeFor the cohesion of textile reinforcements 2.1. 2.2 with the concrete applied to them, it is essential that the textile reinforcements be 2.1. 2,2 are impregnated with a polymeric matrix and sprinkled with a granular and / or fibrous material, typically sand and / or plastic fibers. The polymer matrix with the sanding is hardenable and forms an adhesive bridge 3 for the cohesion of the textile reinforcement thus arranged.

-6CZ 2019 - 51 A3-6GB 2019 - 51 A3

2,1. 2,2 s betonem. Tato úprava ale není podmínkou, nemusí se týkat žádné z textilních výztuží 2,1. 2,2. ale je výhodné, když se týká alespoň jedné nebo i více textilních výztuží 2,1. 2,2: V obrázcích je zakreslen adhezní můstek 3 pomocí tečky jen schematicky. Ve skutečnosti polymemí matice prosycuje materiál textilní výztuže a spolu s posypem je i na jejím povrchu, což dohromady vytváří adhezní můstek 3.2.1. 2.2 with concrete. However, this adjustment is not a condition, it may not apply to any of the textile reinforcements 2.1. 2.2. but it is advantageous if it relates to at least one or even more textile reinforcements 2.1. 2.2: In the figures, the adhesive bridge 3 is drawn only schematically by means of a dot. In fact, the polymer nut impregnates the material of the textile reinforcement and, together with the grit, it is also on its surface, which together forms an adhesive bridge 3.

V případě, že není vytvořen adhezní můstek a některá z textilních výztuží 2,1, 2,2 je bez prosycení polymemí matricí a bez posypu, je soudržnost této textilní výztuže 2,1. 2,2 s betonem, jímž je obetonována, zajištěna díky zatékání betonové pasty zatéká mezi jednotlivé fibrily textilní výztuže 2,1, 22.If an adhesive bridge is not formed and one of the textile reinforcements 2,1, 2,2 is without impregnation with the polymer matrix and without sanding, the cohesiveness of this textile reinforcement is 2.1. 2.2 with the concrete with which it is concreted, secured due to the flow of concrete paste flows between the individual fibrils of the textile reinforcement 2,1, 22.

Textilní výztuže 2,1. 2,2 jsou s výhodou zhotoveny z materiálu, který má dobrou pevnost v tahu, vybraného ze skupiny uhlík, sklo, čedič, aramid nebo z kombinace těchto materiálů.Textile reinforcement 2.1. 2,2 are preferably made of a material having good tensile strength selected from the group consisting of carbon, glass, basalt, aramid or a combination of these materials.

Textilní výztuže 2,1. 2,2 mohou být buď přímo pleteny do uzavřených průřezů, nebo mohou být do uzavřených průřezů dodatečně tvarovány. Uzavřený průřez zde znamená, že při pohledu ve směru kolmém na příčný řez výztuží výztuž splývá do uzavřeného útvaru. Textilní výztuž má typicky podobu řídce pletené „punčochy“, prosycená výztuž má typicky podobu „děravého profilu“.Textile reinforcement 2.1. 2.2 can either be directly knitted into closed cross-sections or can be additionally shaped into closed cross-sections. A closed cross-section here means that when viewed in a direction perpendicular to the cross section of the reinforcement, the reinforcement merges into a closed formation. Textile reinforcement typically takes the form of sparsely knitted "stockings", saturated reinforcement typically takes the form of a "perforated profile".

Je navržen rovněž způsob výroby výše popsaného vylehčeného betonového prvku. Ten zahrnuje krok vytvoření základní textilní výztuže 2,1 a po něm následující krok obetonování této základní textilní výztuže 2,1 základní obalovou betonovou vrstvou 1.1, přičemž nej později před započetím kroku obetonování základní textilní výztuže 2,1 se tato výztuž umístí do těsné blízkosti centrálního prvku. Tímto centrálním prvkem může být vylehčující jádro 5 tvořené souvislou výplní nebo výplní s jednou či více vzduchovými dutinami, pomocný profil 6, vylehčující jádro 5 tvořené souvislou výplní nebo výplní s jednou či více vzduchovými dutinami opatřené první separační vrstvou 4,1 nebo pomocný profil 6 opatřený druhou separační vrstvou 42. Základní textilní výztuž 2,1 se umístí tak, že obklopuje plášť tohoto centrálního prvku. Tím, že je v těsné blízkosti centrálního prvku, je myšleno to, že základní textilní výztuž 22 je umístěna přímo na povrch uvedeného centrálního prvku nebo do vzdálenosti maximálně 2 mm od povrchu centrálního prvku. Při kroku obetonování se základní obalová betonová vrstva 1.1 na základní textilní výztuž 2,1 nanáší na straně odvrácené od uvedeného centrálního prvku.A method of manufacturing the lightweight concrete element described above is also proposed. This comprises the step of forming the base textile reinforcement 2.1 and the subsequent step of concreting this basic textile reinforcement 2.1 with the base concrete covering layer 1.1, this reinforcement being placed in close proximity to the central concrete layer later before the step of concreting the basic textile reinforcement 2.1. element. This central element can be a relief core 5 formed by a continuous filling or filling with one or more air cavities, an auxiliary profile 6, a relief core 5 formed by a continuous filling or filling with one or more air cavities provided with a first separating layer 4,1 or an auxiliary profile 6 provided a second separating layer 42. The base textile reinforcement 2.1 is placed so as to surround the shell of this central element. By being in close proximity to the central element, it is meant that the base textile reinforcement 22 is placed directly on the surface of said central element or at a distance of at most 2 mm from the surface of the central element. In the concreting step, the base concrete cladding layer 1.1 is applied to the base textile reinforcement 2.1 on the side facing away from said central element.

Pro získání vylehčeného betonového prvku s více obalovými betonovými vrstvami, který je znázorněn v provedeních dle obr. 1b, 2d, 3b, 4b, je postup následující: Nejprve se základní textilní výztuž 2,1 umístí do těsné blízkosti centrálního prvku, tato základní textilní výztuž 2,1 se pak obetonuje základní obalovou betonovou vrstvou 1.1, která se nechá zatuhnout a po zatuhnutí se na její povrch aplikuje přídavná textilní výztuž 22. která se obetonuje přídavnou obalovou betonovou vrstvou 1.2, jež se nechá zatuhnout. Tento postup zahrnující aplikování přídavné textilní výztuže 22 na předchozí již zatuhlou přídavnou obalovou betonovou vrstvu 1.2, obetonování této přídavné textilní výztuže 22 následnou přídavnou obalovou betonovou vrstvou 1.2 a tuhnutí následné přídavné obalové betonové vrstvy 1.2 se opakuje, dokud není dosaženo požadované tloušťky obvodové stěny nebo obvodových stěn vylehčeného betonového prvku.To obtain a lightweight concrete element with several shell concrete layers, which is shown in the embodiments according to Figs. 1b, 2d, 3b, 4b, the procedure is as follows: First the basic textile reinforcement 2,1 is placed in close proximity to the central element, this basic textile reinforcement 2,1 is then concreted with the base concrete cladding layer 1.1, which is allowed to set, and after solidification, an additional textile reinforcement 22 is applied to its surface, which is concreted with the additional concrete cladding layer 1.2, which is allowed to set. This process involving applying the additional textile reinforcement 22 to the previous already hardened additional concrete cover layer 1.2, concreting this additional textile reinforcement 22 with the subsequent additional concrete cover layer 1.2 and solidifying the subsequent additional concrete cover layer 1.2 until the desired thickness of the perimeter wall or perimeter is reached. walls of the lightweight concrete element.

Pokud je textilní výztuž 2,1. 22 bez polymemí matrice, spolupůsobení s betonem je zajištěno prosycením vláken cementovou matricí. Naproti tomu, když je textilní výztuž 2,1, 22 prosycena polymemí matricí, musí mít povrchovou úpravu pro zajištění spolehlivého spolupůsobení betonu a výztuže. Vhodným řešením je např. aplikace posypu pískem a/nebo posypu vlákny na nevytvrzenou vrstvu polymemí matrice, kterou je prosycena textilní výztuž 2,1, 22. Vlákna použitá pro posyp jsou typicky nekovová, může se jednat např. o plastová vlákna, skelná vlákna, čedičová vlákna. Písek je typicky jemnozmný s průměry zm do 2 mm.If the textile reinforcement is 2.1. 22 without polymer matrix, interaction with concrete is ensured by impregnating the fibers with cement matrix. In contrast, when the textile reinforcement 2,1, 22 is impregnated with a polymer matrix, it must have a surface treatment to ensure a reliable interaction of the concrete and the reinforcement. A suitable solution is, for example, the application of sanding and / or sanding to an uncured layer of polymer matrix, through which the textile reinforcement 2,1, 22 is impregnated. The fibers used for sanding are typically non-metallic, for example plastic fibers, glass fibers, basalt fibers. The sand is typically fine-grained with diameters zm up to 2 mm.

Je výhodné, když se alespoň jedna textilní výztuž 2,1, 22 se před započetím svého obetonování prosytí polymemí matricí a posype zrnitým a/nebo vláknitým materiálem, jak je popsáno výše,It is advantageous if the at least one textile reinforcement 2,1, 22 is impregnated with a polymeric matrix and sprinkled with a granular and / or fibrous material, as described above, before starting its concreting.

-7 CZ 2019 - 51 A3 načež se polymemí matrice s posypem vytvrdí pro vytvoření adhezního můstku 3 zajišťujícího soudržnost mezi textilní výztuží 2,1. 2,2 a betonem.-7 CZ 2019 - 51 A3 after which the polymer matrix with sanding is hardened to form an adhesive bridge 3 ensuring cohesion between the textile reinforcement 2,1. 2.2 and concrete.

Obr. la ilustruje jeden z možných způsobů výrobu, při němž se připraví vylehčující jádro 5 tvořené souvislou výplní nebo výplní s jednou či více vzduchovými dutinami a opatří se při svém vnějším plášti první separační vrstvou 4,1, která je odolná vůči rozpouštědlům obsaženým v polymemí matrici. Následně se na tuto první separační vrstvu 4,1 aplikuje základní textilní výztuž 2,1. na níž se pak vytvoří adhezní můstek 3, a takto upravená základní textilní výztuž 2,1 se pak obetonuje základní obalovou betonovou vrstvou 1.2. Ta se nechá zatuhnout a vylehčující jádro 5 tvořené souvislou výplní nebo výplní s jednou či více vzduchovými dutinami se základní textilní výztuží 2,1 opatřenou adhezním můstkem 3 se ponechá uvnitř základní obalové betonové vrstvy 1.1 jako součást finálního vylehčeného betonového prvku.Giant. 1a illustrates one possible production method, in which a lightening core 5 formed by a continuous filling or a filling with one or more air cavities is prepared and provided in its outer shell with a first separating layer 4,1 which is resistant to the solvents contained in the polymer matrix. Subsequently, a basic textile reinforcement 2.1 is applied to this first separating layer 4.1. on which the adhesive bridge 3 is then formed, and the base textile reinforcement 2.1 thus treated is then concreted with the base concrete cover layer 1.2. This is allowed to solidify and the lightening core 5 formed by a continuous filling or filling with one or more air cavities with a basic textile reinforcement 2.1 provided with an adhesive bridge 3 is left inside the basic concrete casing layer 1.1 as part of the final lightweight concrete element.

První separační vrstva 4,1 může mít podobu např. PE fólie.The first separating layer 4.1 can be in the form of, for example, a PE foil.

V případě, že je použita základní textilní výztuž 2,1 bez prosycení, nemusí být v provedení dle obr. la, 1b vylehčující jádro 5 opatřené při svém vnějším plášti první separační vrstvou 4,1.If the basic textile reinforcement 2.1 is used without impregnation, in the embodiment according to FIGS. 1a, 1b the lightening core 5 does not have to be provided with its first separating layer 4,1 at its outer shell.

Vylehčující jádro 5 bývá typicky zhotoveno z lehkých převážně pěnových materiálů, které tvoří vylehčení průřezu betonového prvku, brání zatékání betonu a usnadňuje technologii výroby. V obr. 1 je znázorněno vylehčující jádro 5 s plným průřezem, v jiných provedeních může ale zahrnovat i dutiny a obsahovat homogenní i nehomogenní výplň.The lightening core 5 is typically made of light, predominantly foamed materials, which lighten the cross-section of the concrete element, prevent the flow of concrete and facilitate the production technology. Fig. 1 shows a lightening core 5 with a full cross-section, but in other embodiments it may also include cavities and contain both homogeneous and inhomogeneous filling.

Vylehčující jádro 5 tvořené souvislou výplní nebo výplní s jednou či více vzduchovými dutinami může být využito přímo jako opora při tvorbě základní textilní výztuže 2,1 bez adhezního můstku 3 (tato varianta není zakreslena v obrázcích), i pro aplikaci základní textilní výztuže 2,1 s adhezním můstkem 3. Po provedení betonáže se vylehčující jádro 5 stává součástí vylehčeného betonového prvku. V případě varianty s adhezním můstkem 3 musí být vylehčující jádro 5 odolné polymemímu materiálu pro prosycení, který často obsahuje rozpouštědla, tato varianta je znázorněna v obr. 3a, 3b, pokud odolné není, musí být použita první separační vrstva 4,1 na povrchu vylehčujíčího jádra 5, jak bylo popsáno výše u příkladu provedení dle obr. 1.The lightening core 5 formed by a continuous filling or a filling with one or more air cavities can be used directly as a support in the formation of the basic textile reinforcement 2.1 without adhesive bridge 3 (this variant is not drawn in the figures), as well as for the application of the basic textile reinforcement 2,1 with an adhesive bridge 3. After concreting, the lightening core 5 becomes part of the lightened concrete element. In the case of the variant with the adhesive bridge 3, the lightening core 5 must be resistant to a polymeric impregnating material, which often contains solvents, this variant is shown in Figs. 3a, 3b, if not resistant, a first separating layer 4,1 must be used on the surface of the lightening core 5, as described above for the exemplary embodiment according to FIG. 1.

V případě, že má být uvnitř výsledného vylehčeného betonového prvku pouze vylehčující jádro 7, které má podobu vzduchové dutiny, jsou využity postupy znázorněné v obr. 2a až 2d. Nejprve se připraví tuhý pomocný profil 6, který se při svém vnějším plášti opatří druhou separační vrstvou 4,2 umožňující vytažení pomocného profilu 6. Tento pomocný profil 6 zůstává při betonáži nebo části proces betonáže uvnitř vznikajícího vylehčeného betonového prvku a je využit kjako nosná kostra v průběhu betonáže. Způsob využívající pomocného profilu 6 je vhodný typicky pro aplikace na delší prutové prvky díky tuhému pomocnému profilu, případně pro prvky s potřebou instalací uvnitř díky přítomnosti vzduchové mezery.In case there should be only a lightening core 7 in the form of an air cavity inside the resulting lightened concrete element, the procedures shown in Figs. 2a to 2d are used. First, a rigid auxiliary profile 6 is prepared, which with its outer shell is provided with a second separating layer 4.2 allowing the auxiliary profile 6 to be pulled out. This auxiliary profile 6 remains during concreting or part of the concreting process inside the emerging lightweight concrete element and is used as a supporting skeleton in during concreting. The method using the auxiliary profile 6 is typically suitable for applications on longer bar elements due to the rigid auxiliary profile, or for elements requiring installation inside due to the presence of an air gap.

Jak je znázorněno v obr. 2a, na tento pomocný profil 6 se aplikuje základní textilní výztuž 2,1. která se pak obetonuje základní obalovou betonovou vrstvou Tri. Ta se následně nechá zatuhnout na minimální pevnost požadovanou pro odformování a po tomto zatuhnutí, viz obr. 2c, nebo po zatuhnutí a provedení dalších technologických kroků, viz obr. 2d, se pomocný profil 6 vytáhne a na jeho místě se uvnitř základní obalové betonové vrstvy 1.1 vytvoří vylehčující jádro 7, tedy vzduchová dutina.As shown in Fig. 2a, a basic textile reinforcement 2.1 is applied to this auxiliary profile 6. which is then concreted with the basic concrete casing layer Tri. It is then allowed to solidify to the minimum strength required for demolding, and after this solidification, see Fig. 2c, or after solidification and further technological steps, see Fig. 2d, the auxiliary profile 6 is pulled out and replaced by a concrete concrete layer. 1.1 forms a lightening core 7, i.e. an air cavity.

Pomocný profil 6 je možné vytáhnout hned po zatuhnutí základní obalové betonové vrstvy 1.1. jak je znázorněno v obr. 2c. Na tuto základní betonovou vrstvu 1.1 již bez pomocného profilu 6 uvnitř lze pak případně aplikovat i přídavné textilní výztuže 2,2 a přídavné obalové betonové vrstvy 1.2. jak je znázorněno v obr. 2d.The auxiliary profile 6 can be pulled out immediately after the basic concrete packaging layer 1.1 has hardened. as shown in Fig. 2c. Additional textile reinforcements 2,2 and additional packaging concrete layers 1.2 can then be applied to this basic concrete layer 1.1 already without the auxiliary profile 6 inside. as shown in Fig. 2d.

Jinou alternativou je postup dle obr. 2b, kdy pomocný profil 6 zůstává přítomen i během aplikování přídavných textilních výztuží 2,2 a přídavných obalových betonových vrstev 1.2.Another alternative is the procedure according to Fig. 2b, where the auxiliary profile 6 remains present even during the application of the additional textile reinforcements 2.2 and the additional concrete packaging layers 1.2.

-8CZ 2019 - 51 A3-8EN 2019 - 51 A3

Vytáhnout se tento pomocný profil 6 může po zatuhnutí kterékoli z přídavných obalových betonových vrstev 1.2 a výsledkem je pak vylehčený betonový prvek dle obr. 2d.This auxiliary profile 6 can be pulled out after any of the additional concrete packing layers 1.2 has hardened, and the result is then a lightened concrete element according to FIG. 2d.

Druhá separační vrstva 4,2 přitom může být vytažena spolu s pomocným profilem 6, nebo může zůstat součástí vylehčeného betonového prvku, jak je znázorněno v příkladných provedeních dle obr. 2c, 2d.The second separating layer 4,2 can be pulled out together with the auxiliary profile 6, or it can remain part of the lightweight concrete element, as shown in the exemplary embodiments according to FIGS. 2c, 2d.

Typickým materiálem, který může být použit na druhou separační vrstvu 4,2. jsou různé druhy fólií, například odolná PE fólie, různé typy PVC fólií, PE či XPS pěna.A typical material that can be used for the second separation layer 4.2. there are different types of foils, for example durable PE foil, different types of PVC foils, PE or XPS foam.

Je výhodné, když je druhá separační vrstva 4,2 z materiálu odolného vůči rozpouštědlům obsaženým v polymemí matrici. V tom případě je možné pomocný profil 6 s druhou separační vrstvou 4,2 použít i pro variantu, kdy je základní textilní výztuž 2,1 opatřena adhezním můstkem 3. Jinak by pro variantu se základní textilní výztuží s adhezním můstkem 3 bylo nutné pomocný profil 6 opatřit při jeho povrchu navíc ještě druhou separační vrstvou 4,1 materiálu odolného vůči rozpouštědlům obsaženým v polymemí matrici, nebo jednou separační vrstvou, která vyhovuje oběma podmínkám. Příkladem takové separační vrstvy, která umožňuje vytažení pomocného profilu 6 a současně je odolná vůči rozpouštědlům obsaženým v polymemí matrici, je například mirelon. Základní textilní výztuž 2,1 ale může být i v provedeních dle obr. 2a až 2d také bez adhezního můstku 3.It is preferred that the second separating layer 4.2 is made of a solvent-resistant material contained in the polymer matrix. In this case, the auxiliary profile 6 with the second separating layer 4,2 can also be used for the variant where the basic textile reinforcement 2,1 is provided with an adhesive bridge 3. Otherwise, the auxiliary profile 6 would be necessary for the variant with the basic textile reinforcement with adhesive bridge 3. provide at its surface an additional separating layer 4,1 of solvent-resistant material contained in the polymer matrix, or one separating layer which satisfies both conditions. An example of such a separating layer which allows the auxiliary profile 6 to be pulled out and at the same time is resistant to the solvents contained in the polymer matrix is, for example, mirelon. However, the basic textile reinforcement 2.1 can also be without the adhesive bridge 3 in the embodiments according to FIGS. 2a to 2d.

Pomocný profil 6 je z tuhého materiálu, typicky například z oceli, a má uzavřený průřez s požadovaným tvarem.The auxiliary profile 6 is made of a rigid material, typically for example steel, and has a closed cross-section with the desired shape.

Je možno postupovat také způsobem, který je ilustrován v obr. 3. V tomto případě se připraví vylehčující jádro 5 tvořené souvislou výplní nebo výplní s jednou či více vzduchovými dutinami tak, že toto jádro má na celém svém vnějším plášti materiál odolný vůči rozpouštědlům obsaženým v polymemí matrici. Následně se na toto vylehčující jádro 5 přímo aplikuje základní textilní výztuž 24. na níž se následně vytvoří adhezní můstek 3. Takto upravená základní textilní výztuž 2,1 se pak obetonuje základní obalovou betonovou vrstvou 1.1, ta se nechá zatuhnout a po zatuhnutí se vylehčující jádro 5 se základní textilní výztuží 2,1 opatřenou adhezním můstkem 3 ponechá uvnitř základní obalové betonové vrstvy 1.1.It is also possible to proceed in the manner illustrated in FIG. 3. In this case, a lightening core 5 formed by a continuous filling or a filling with one or more air cavities is prepared so that this core has a solvent-resistant material contained in its entire outer shell. polymer matrix. Subsequently, the base textile reinforcement 24 is directly applied to this lightening core 5, on which an adhesive bridge 3 is subsequently formed. The basic textile reinforcement 2,1 thus modified is then concreted with the base concrete coating layer 1.1, which is allowed to solidify and after solidification the lightening core 5 with the basic textile reinforcement 2,1 provided with the adhesive bridge 3 left inside the basic concrete casing layer 1.1.

V případě, že je použita základní textilní výztuž 2,1 bez prosycení, nemusí v provedení dle obr. 3 být splněna podmínka, že vylehčující jádro 5 má na celém svém vnějším plášti materiál odolný vůči rozpouštědlům obsaženým v polymemí matrici.In the case where the basic textile reinforcement 2.1 is used without impregnation, the condition that the lightening core 5 has a solvent-resistant material contained in the polymer matrix on its entire outer shell does not have to be fulfilled in the embodiment according to FIG.

Dalším možným způsobem výroby vylehčeného betonového prvku je ten podle obr. 4a, 4b. V tomto případě se základní textilní výztuž 2,1 připraví jako samonosná s adhezním můstkem 3 a do ní se následně vloží vylehčující jádro 5 tvořené souvislou výplní nebo výplní s jednou či více vzduchovými dutinami tak, že mezi vylehčujícím jádrem 5 a základní textilní výztuží 24 nevznikne mezera větší než 2 mm. Následně se základní textilní výztuž 24 obetonuje základní obalovou betonovou vrstvou 1.1. ta se nechá zatuhnout a po zatuhnutí se vylehčující jádro 5 se základní textilní výztuží 24 opatřenou adhezním můstkem 3 ponechá uvnitř základní obalové betonové vrstvy 1.1.Another possible way of manufacturing a lightweight concrete element is that according to Figs. 4a, 4b. In this case, the base textile reinforcement 2,1 is prepared as self-supporting with the adhesive bridge 3 and a lightening core 5 formed by a continuous filling or a filling with one or more air cavities is subsequently inserted into it so that there is no between the lightening core 5 and the basic textile reinforcement 24. gap greater than 2 mm. Subsequently, the basic textile reinforcement 24 is concreted with the basic concrete cover layer 1.1. this is allowed to solidify and, after solidification, the lightening core 5 with the basic textile reinforcement 24 provided with the adhesive bridge 3 is left inside the basic concrete casing layer 1.1.

Pokud mezi základní textilní výztuží 24 a vylehčujícím jádrem 5 vznikne mezera, tato mezera se vyplní doplňkovou betonovou vrstvou 8 v jednom kroku s obetonováním základní textilní výztuže 24 základní obalovou betonovou vrstvou 1.1.If a gap is formed between the base textile reinforcement 24 and the lightening core 5, this gap is filled with an additional concrete layer 8 in one step with concreting the basic textile reinforcement 24 with the base concrete cover layer 1.1.

Základní textilní výztuž 24 v provedení dle obr. 4a, 4b může být vyrobena tradičním způsobem na tmu a po odstranění tmu, který sloužil jako podpora při naplétání, je tento tm nahrazen vylehčujícím jádrem 5 tvořeným souvislou výplní nebo výplní s jednou či více vzduchovými dutinami. Mezi tímto vylehčujícím jádrem 5 a základní textilní výztuží 24 obvykle vznikne minimální mezera v řádu jednotek milimetrů technologicky nutná pro dodatečné vsunutíThe basic textile reinforcement 24 in the embodiment according to Figs. 4a, 4b can be produced in the traditional way on darkness and after removing the darkness which served as a weaving aid, this darkness is replaced by a lightening core 5 formed by a continuous filling or a filling with one or more air cavities. Between this lightening core 5 and the basic textile reinforcement 24 there is usually a minimum gap in the order of millimeters technologically necessary for the additional insertion.

-9CZ 2019 - 51 A3 vylehčujícího jádra 5 do základní textilní výztuže 2,1. základní textilní výztuž 2,1 se však ale stále v podstatě na vnitřním povrchu betonové vrstvy. Je účelné, aby výše popsaná technologická mezera byla co nejtenčí pro maximální úsporu betonu. Obklopení výztuže cementovou matricí i zevnitř v prostoru technologické mezery doplňkovou betonovou vrstvou 8 pak zlepší podmínky spolupůsobení materiálů.-9EN 2019 - 51 A3 lightening core 5 into the basic textile reinforcement 2.1. however, the basic textile reinforcement 2.1 is still substantially on the inner surface of the concrete layer. It is expedient for the technological gap described above to be as thin as possible for maximum concrete savings. Surrounding the reinforcement with a cement matrix from the inside in the space of the technological gap with an additional concrete layer 8 will then improve the conditions of interaction of the materials.

Ve výše popsaných provedeních se díky obetonování základní textilní výztuže 2,1 základní obalovou betonovou vrstvou 1.1. případně díky následnému obetonování přídavných textilních výztuží 2,2. přídavnými obalovými betonovými vrstvami 2,2. vytváří odolný povrch vylehčeného betonového prvku, který mu dodává mechanickou odolnost v tlaku a tuhost, chrání výztuž před UV zářením a zvyšuje trvanlivost. O tloušťkách a počtech obalových betonových vrstev 1.1. 1.2 a počtech textilních výztuží 2,1. 2,2 rozhodují jednak rozměry vylehčeného betonového prvku, jednak oblast použití, zejména pak požadovaná únosnost, tedy mechanická odolnost vylehčeného betonového prvku jako celku i odolnost části vylehčeného betonového prvku například proti lokálnímu bodovému zatížení. Počet a tloušťky obalových betonových vrstev 1.1. 1.2 ve vztahu k průřezovým rozměrům vylehčeného betonového prvku je vhodné optimalizovat tak, aby byl materiál efektivně využit. Obecně je snahou průřez optimalizovat tak, aby bylo dosaženo nízké hmotnosti. Typické je proto využití betonů s vyššími požadovanými pevnostmi, protože jejich využití ve vylehčeném betonovém prvku je efektivní.In the embodiments described above, thanks to the concreting of the basic textile reinforcement 2.1, the basic covering concrete layer 1.1. possibly thanks to the subsequent concreting of additional textile reinforcements 2.2. additional concrete packing layers 2.2. creates a durable surface of a lightweight concrete element, which gives it mechanical resistance to pressure and rigidity, protects the reinforcement from UV radiation and increases durability. On thicknesses and numbers of concrete packing layers 1.1. 1.2 and the number of textile reinforcements 2.1. 2.2, the dimensions of the lightweight concrete element and the field of application, in particular the required load-bearing capacity, i.e. the mechanical resistance of the lightweight concrete element as a whole and the resistance of a part of the lightweight concrete element to, for example, local point loads, determine. Number and thicknesses of concrete packing layers 1.1. 1.2 in relation to the cross-sectional dimensions of the lightweight concrete element, it is appropriate to optimize so that the material is used efficiently. In general, an effort is made to optimize the cross section to achieve low weight. Therefore, the use of concretes with higher required strengths is typical, because their use in a lightweight concrete element is effective.

Beton při tvorbě obalových betonových vrstev 1.1, 1.2 je možné nanášet stříkáním, případně litím do formy, která pak určuje průřez a rozměry výsledného prvku. Při způsobu litím do formy je nutno zajistit vycentrování textilních výztuží 2,1, 2,2 uvnitř formy například pomocí uchycení na bocích formy ve směru podélné osy prvku. Vylehčené betonové prvky dle předkládaného vynálezu je možné dále jednoduše opracovávat díky jejich nižší hmotnosti - obrušovat, leštit, impregnovat, zkracovat, opatřovat kotevními prvky standardně s využitím běžně dostupných technologií. Je také možné prvky dělit na malé výrobky a dále tvarovat, například tvaru krychle či kvádru. Prvky je možné i vzájemně spojovat a vytvářet tak například prostorové konstrukce.During the formation of concrete packing layers 1.1, 1.2, concrete can be applied by spraying or pouring into a mold, which then determines the cross-section and dimensions of the resulting element. In the mold casting method, it is necessary to ensure the centering of the textile reinforcements 2,1, 2,2 inside the mold, for example by fastening on the sides of the mold in the direction of the longitudinal axis of the element. The lightweight concrete elements according to the present invention can be further easily machined due to their lower weight - grinding, polishing, impregnation, shortening, providing anchoring elements as standard using commonly available technologies. It is also possible to divide the elements into small products and further shape them, for example in the shape of a cube or a block. It is also possible to connect the elements to each other and thus create, for example, spatial structures.

Jak je vidět z provedení znázorněných v obr. 2a až d, 3a, 3b, je možné nechat uvnitř vylehčeného betonového prvku volnou dutinu pro vedení instalací, což je často výhodné.As can be seen from the embodiments shown in Figs. 2a to d, 3a, 3b, it is possible to leave a free cavity inside the lightweight concrete element for guiding the installations, which is often advantageous.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Vylehčený betonový prvek je vhodný speciálně pro různé podélné prvky používané ve stavebnictví či pro prvky drobné architektury. Například se může jednat o prvky zahradní pergoly, plotové prvky, táhla, vzpěry, vzpěradla, vzpínadla, věšadla, sloupy, průvlaky, trámy. Může se jednat o nosnou i nenosnou konstrukci v závislosti na dimenzi velikosti prvku a návrhu jeho vyztužení.The lightweight concrete element is especially suitable for various longitudinal elements used in construction or for elements of small architecture. For example, they can be elements of a garden pergola, fence elements, rods, struts, struts, bucklers, hangers, columns, girders, beams. It can be a load-bearing or non-load-bearing structure depending on the dimension of the size of the element and the design of its reinforcement.

Claims

A lightweight concrete element comprising a lightening core (5, 7) whose average density is less than the density of concrete, said lightweight concrete element having a peripheral wall or walls with a closed cross-section, said peripheral wall or walls comprising at least one cladding concrete layer ( 1.1, 1.2) when a base concrete layer (1.1) is included between the concrete cladding layers in the perimeter wall or walls, which surrounds the lightening core (5, 7) around its shell and which further comprises at least one textile reinforcement (2.1, 2.2). ) when a base textile reinforcement (2.1) is included between the textile reinforcements, which surrounds the lightening core (5, 7) around its shell and at the same time this basic textile reinforcement (2.1) is located on the inner surface of the basic concrete cover layer (1.1), the distance between the basic textile reinforcement (2.1) and the lightening core (5, 7) does not exceed 2 mm and the space between the basic textile reinforcement (2.1) and the lightening core (5, 7) is filled with additional metal base layer (8) and wherein the basic textile reinforcement (2.1) is made of strips or bundles of fibers of non-metallic material, characterized in that at least one of the textile reinforcements (2.1, 2.2) is impregnated with a polymer matrix and provided with a granular sanding and / or fibrous material, the polymer matrix with the sanding being hardened and forming an adhesive bridge (3) for the cohesion of the textile reinforcement (2.1, 2.2) thus treated with the concrete.

Lightweight concrete element according to Claim 1, characterized in that the lightening core (5) is formed by a continuous filling or fillings with one or more air cavities.

Lightweight concrete element according to Claim 1, characterized in that the lightening core (7) is formed only by an air cavity.

Lightweight concrete element according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it further comprises at least one additional textile reinforcement (2.2) made of strips or bundles of fibers of non-metallic material and at least one additional concrete cover layer (1.2) and that the peripheral wall or the circumferential walls of the lightweight concrete element have a sandwich structure comprising in the direction from the lightening core (5, 7) to the outer surface first a base textile reinforcement (2.1) concreted with a concrete base concrete layer (1.1) and then alternating additional textile reinforcements (2.2) and additional packaging concrete layers (1.2) so that the whole of this sandwich structure forms a cohesive whole.

Lightweight concrete element according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the textile reinforcements (2.1, 2.2) are made of a material selected from the group consisting of carbon, glass, basalt, aramid or a combination of these materials.

Lightweight concrete element according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the textile reinforcements (2.1, 2.2) are knitted and with a closed cross section.

A method of manufacturing a lightweight concrete element according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises the step of forming the base textile reinforcement (2.1) and the subsequent step of concreting this basic textile reinforcement (2.1) with a base concrete coating (1.1), at the latest before starting the concreting step of the basic textile reinforcement (2.1), this reinforcement is placed in close proximity to a central element selected from the group of lightening core (5) formed by continuous filling or filling with one or more air cavities, auxiliary profile (6), lightening core ( 5) formed by a continuous filling or a filling with one or more air cavities provided with a first separating layer (4.1), an auxiliary profile (6) provided with a second separating layer (4.2) such that the basic textile reinforcement (2.1) surrounds the shell of this central element, tightly proximity means that the basic textile reinforcement (2.1) is placed directly on the surface of said central element or within a maximum distance of 2 mm from the surface the base casing concrete layer (1.1) is applied to the base textile reinforcement (2.1) on the side facing away from said central element.

-11 CZ 2019 - 51 A3

Method of manufacturing a lightweight concrete element according to claim 7, characterized in that the base textile reinforcement (2.1) is first placed in close proximity to the central element, this basic textile reinforcement (2.1) then concreted with the base concrete covering layer (1.1), which is allowed to set, and after setting, an additional textile reinforcement (2.2) is applied to its surface, which is concreted with an additional covering concrete layer (1.2), which is allowed to set, and a procedure involving applying additional textile reinforcement (2.2) to the previous already hardened additional concrete cladding layer (1.2), concreting of this additional textile reinforcement (2.2) with a subsequent additional concrete cladding layer (1.2) and setting of the subsequent additional concrete cladding layer (1.2) is repeated until the required thickness of the perimeter wall or perimeter walls of the lightweight concrete element is reached. .

Method of manufacturing a lightweight concrete element according to Claim 7 or 8, characterized in that the at least one textile reinforcement (2.1, 2.2) is impregnated with a polymer matrix and sprinkled with granular and / or fibrous material before starting concreting, after which the polymer matrix is sprinkled with hardens to form an adhesive bridge (3) ensuring cohesion between the textile reinforcement (2.1, 2.2) and the concrete.

Method of manufacturing a lightweight concrete element according to claim 9, characterized in that a lightening core (5) is prepared consisting of a continuous filling or filling with one or more air cavities and provided with a first separating layer (4.1) in its outer shell, which is resistant to the solvents contained in the polymer matrix, then a base textile reinforcement (2.1) is applied to this first separating layer (4.1), on which an adhesive bridge (3) is formed, and the base textile reinforcement (2.1) thus treated is then concreted with the base packing concrete layer (1.1).

Method of manufacturing a lightweight concrete element according to any one of claims 7 to 9, characterized in that a rigid auxiliary profile (6) is prepared, which is provided with a second separating layer (4.2) in its outer shell allowing the auxiliary profile (6) to be pulled out; a basic textile reinforcement (2.1) is applied to this auxiliary profile (6), which is then concreted with a basic concrete cover layer (1.1), which is then allowed to harden to the minimum strength required for demolding, and after this hardening the auxiliary profile (6) it is pulled out and in its place a lightening core (7) is formed inside the basic concrete concrete layer (1.1), which has the form of an air cavity.

A method of manufacturing a lightweight concrete element according to claim 9, characterized in that a first lightening core (5) is prepared consisting of a continuous filling or filling with one or more air cavities such that the core has a solvent-resistant material on its entire outer shell. contained in the polymer matrix, then the basic textile reinforcement (2.1) is directly applied to this lightening core (5), on which an adhesive bridge (3) is subsequently formed, after which the thus modified basic textile reinforcement (2.1) is concreted with the basic concrete coating ( ii).

Method of manufacturing a lightweight concrete element according to claim 9, characterized in that the base textile reinforcement (2.1) is prepared as self-supporting with an adhesive bridge (3) and a lightening core (5) consisting of a continuous filling or a filling with one or more air cavities so that the thickness of the gap between this lightening core (5) and the basic textile reinforcement (2.1) is less than or equal to 2 mm, after which the basic textile reinforcement (2.1) is concreted with the basic concrete cover layer (1.1).

A method of manufacturing a lightweight concrete element according to claim 13, characterized in that the gap between the base textile reinforcement (2.1) and the lightening core (5) formed by a continuous filling or a filling with one or more air cavities is filled with an additional concrete layer (8). in one step with concreting the basic textile reinforcement (2.1) with the basic concrete cover layer (1.1).