DE102005054235A1

DE102005054235A1 - Verfahren und Anordnung zur Ausbildung fugenloser Verkehrsflächen aus Beton oder ähnlichen, Bindemittel enthaltenden aushärtenden Mineralstoffgemischen

Info

Publication number: DE102005054235A1
Application number: DE200510054235
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.-Ing. Berger; Ute Dipl.-Ing. Büchner; Michael Dipl.-Ing. Schmidt; Thorsten Dipl.-Ing. Lotz
Original assignee: BAUMBACH METALL GmbH; FITR Gesellschaft fuer Innovation IM Tief und Rohrleitungsbau Weimar mbH
Current assignee: Baumbach Metall De GmbH; Gib - Gesellschaft fur Innovation Im Bauwesen De
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2005-11-14
Publication date: 2007-05-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Ausbildung fugenloser Verkehrsflächen aus Beton oder ähnlichen, Bindemittel enthaltenden aushärtenden Mineralstoffgemischen auf einem Untergrund unter Verwendung einer gitterartigen Matte. Erfindungsgemäß wird die Matte in den Untergrund mindestens teilweise eingerüttelt und/oder mit einer organischen oder anorganischen Bindemittelsuspension mit dem Untergrund kraft- oder formschlüssig verbunden. Anschließend erfolgt auf die derart kraftableitend fixierte Matte der Frischbetonauftrag sowie die gegebenenfalls notwendige Verdichtung. Durch die Form der Matte ist sichergestellt, daß sich ebenfalls ein Verbund der Betonschicht mit der Matte und damit mit dem Untergrund selbst ergibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anordnung zur Ausbildung fugenloser Verkehrsflächen aus Beton oder ähnlichen, Bindemittel enthaltenden aushärtenden Mineralstoffgemischen auf einem Untergrund unter Verwendung einer gitterartigen Matte gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 11.

Bei der Herstellung monolithischer Betonböden kommt es beim Abbinde- und Trocknungsvorgang des Betons aufgrund der Volumenabnahme zu unkontrollierten Spannungsrissen bzw. zu einer unkontrollierten Fugenbildung, insbesondere dann, wenn größere Flächen zusammenhängend betoniert werden.

Um diese Risse zu vermeiden, kann beispielsweise nach der EP 0 448 577 B1 die Zugabe von synthetischen Faserbündeln zum Beton-Mörtel- oder Zement-Gemisch vorgenommen werden. Die zugegebenen Fasern stellen eine Art der Bewehrung des Betons dar. Problematisch ist hier jedoch die nicht ausreichende Homogenität der Beigabemenge an Fasermaterial mit der Folge doch wieder auftretender unerwünschter Risse.

Um Rißbildung im Beton zu verhindern, werden daher üblicherweise im Betonboden Fugen vorgesehen, die ein Arbeiten des Betons während des Aushärtevorgangs ermöglichen. Diese Fugen werden noch vor dem vollständigen Durchhärten des Betons ausgegossen bzw. verstrichen, damit eine glatte, optisch fugenlose Oberfläche entsteht.

Bei bekannten Verfahren zur Herstellung fugenloser Betonböden werden auf den Untergrund, beispielsweise einer Kiesschicht, Leisten aus Holz oder ähnlichem Material aufgelegt, welche ausnivelliert werden und die z.B. zur Aufnahme einer Rüttelvorrichtung zum Verdichten des Betons dienen. Alternativ können derartige Holzleisten nicht unmittelbar auf dem Untergrund aufliegen, sondern es kann zunächst eine erste Betonschicht aufgebracht und anschließend das Verlegen der Holzleisten vorgenommen werden. Üblicherweise werden die Holzleisten noch vor dem Aushärten der Betondeckschicht aus dem Beton entfernt und, wie bereits erwähnt, die entstehende Fuge ausgegossen oder verstrichen. Um nun den Aufwand eines solchen Verfahrens zu minimieren, wurde gemäß der DE 24 48 691 A1 vorgeschlagen, innerhalb des Betons mit Abstand zueinander verlaufende, mit der Oberfläche des Betons bündig abschließende, im fertigen Beton verbleibende Richtleisten für die auf ihnen geführte Rüttelvorrichtung oder dergleichen anzuordnen, wobei die Richtleisten fest mit im Untergrund verankerten Stützen verbunden sind. Die Richtleisten müssen zu diesem Zweck aus einem metallischen Werkstoff bestehen und sind mit einem korrosionsfesten Überzug zu versehen. Insbesondere bei Betonböden größerer Abmessungen sind quer zu den Richtleisten verlaufende Versteifungsleisten notwendig, wobei vorzugsweise und zur weiteren Versteifung und Erhöhung der Standfestigkeit des Betonbodens die Versteifungsleisten zwischen zwei benachbarten Richtleisten versetzt angeordnet werden.

Das Eintreiben von derartigen mit Stützen versehenen Richtleisten erfordert jedoch einen nicht unerheblichen Aufwand und führt zu Schwierigkeiten je nach der Art des vor Ort anzutreffenden Untergrunds.

Gemäß der EP 1 420 128 A1 soll eine fugenlose Betonfläche mit Vermeidung unkontrollierter Risse dadurch erreichbar sein, indem zunächst eine auf einem Untergrund angeordnete Trennschicht genutzt wird, wobei auf der Trennschicht die Deckschicht aus Beton aufgebracht wird. Die Trennschicht weist eine Vielzahl von Erhebungen und/oder Vertiefungen auf mit der Folge, daß die Dicke der Beton-Deckschicht variiert.

Die Verwendung der vorstehend kurz erläuterten Trennschicht bewirkt die Ausbildung kontrollierter Mikrorisse bzw. Mikrofugen in dem Beton, insbesondere Risse bzw. Fugen unter einer Breite von 0,2 mm, die aus bautechnischer Sicht unbedenklich sein sollen.

Die Trennschicht gemäß EP 1 420 128 A1 weist eine gleichmäßig strukturierte Oberfläche auf, wobei beispielsweise die Trennschicht kegelstumpfförmige oder pyramidenstumpfförmige Erhebungen, z.B. in Form von Höckern oder Noppen in gleichmäßiger Verteilung besitzt. Bei der Trennschicht kann es sich um ein strukturiertes oder profiliertes, z.B. tiefgezogenes Profilblechmaterial handeln, ebenso können aber auch strukturierte Kunststoff-Folien Verwendung finden.

Der Nachteil der vorbekannten Trennschicht liegt in der nur mangelhaften Verbindung zwischen Trennschicht und Untergrund, und zwar mit Blick auf die sich einstellenden Reibungskräfte zwischen der Unterseite der Noppenbahn und dem Bodenmaterial, was in vielen Fällen aus applikativer Sicht einen erheblichen Nachteil darstellt.

Bekannt sind noch sogenannte Verbundmatten für den Gruben- oder Streckenausbau, wie beispielsweise in der DE 36 02 484 A1 oder in der DE 28 07 243 A1 offenbart.

Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Verfahren sowie eine Anordnung zur Ausbildung fugenloser Verkehrsflächen aus Beton oder ähnlichen, Bindemittel enthaltenden aushärtenden Mineralstoffgemischen auf einem Untergrund unter Verwendung einer gitterartigen Matte anzugeben, wobei eine Rißfreiheit auch bei größeren in einem Zug hergestellten Betonflächen gewährleistet wird, und zwar ohne daß die üblicherweise gewünschte Untergrundverbindung beeinträchtigt oder eingeschränkt ist.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt verfahrensseitig durch die Lehre gemäß Patentanspruch 1 sowie hinsichtlich der zu schaffenden Anordnung mit der Merkmalskombination nach Patentanspruch 11, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.

Erfindungsgemäß kommt mit Blick auf das großmaschige Geotextil, Streckmetall oder Metallgitter ein Verbundelement zum Einsatz, das in den Vor-Ort-Untergrund zumindest teilweise eingerüttelt oder mit einer speziellen Suspension bis maximal kurz unterhalb der Verbundelement-Schichtdicke befüllt wird.

Die Elemente des Verbundelements werden kraft- und/oder formschlüssig mit dem Untergrund verbunden, wobei für diese formschlüssige Verbindung das erwähnte Einrütteln in den Boden vorgenommen werden kann.

Eine weitere oder ergänzende Möglichkeit der Herstellung einer kraft- bzw. formschlüssigen Verbindung besteht im ganzflächigen Befestigen des Verbundelements, d.h. der Matte mit Hilfe organischer oder anorganischer Bindemittel bzw. Suspensionen davon.

Die zur Anwendung kommende Bindemittelsuspension soll sowohl das Geotextil durchdringen als auch in den Untergrund eindringen, um den formschlüssigen Verbund zu gewährleisten.

In dem Fall, wenn eine wasserundurchlässige Suspension eingesetzt wird, ergibt sich der Vorteil, daß die im Frischbeton befindliche notwendige Feuchte nicht in den Untergrund ausgetragen wird.

Im Gegensatz zu den Lösungen des Standes der Technik wird nicht von einem Gleiten der aushärtenden Betonschicht auf einer trennenden Folie ausgegangen, sondern es werden über die eingesetzte Matte als Verbundelement beim Aushärtevorgang entstehende Kräfte ortsnah in den Untergrund, d.h. den Boden eingeleitet, und zwar ohne daß Risse entstehen. Es werden also mit der Verwendung der gitterartigen Matte und dem angestrebten Verbund alle lokal entstehenden Spannungen beim Abbinden des Betons auch lokal gebunden. Mit anderen Worten wird eine Addition lokaler Spannungen zu Größenordnungen, die zu Rißbildungen ≥ 0,3 mm führen, verhindert.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die gitterartige Matte in den Untergrund mindestens teilweise eingerüttelt und/oder mit einer organischen oder anorganischen Bindemittelsuspension mit dem Untergrund kraft- oder formschlüssig verbunden.

Anschließend erfolgt auf die derart kraftableitend fixierte Matte der Frischbetonauftrag und gegebenenfalls die notwendige Verdichtung des Frischbetons.

Durch die Form der Matte ist sichergestellt, daß sich dann ebenfalls ein Verbund der Betonschicht mit der Matte und über diese mittelbar mit dem Untergrund einstellt.

Das Einrütteln der Matte oder der Auftrag von Bindemittelsuspension erfolgt im Regelfall nur bis unterhalb der maximalen Mattendicke, um genügend Raumvolumen für Frischbeton zum Zweck der gewünschten Verbundstruktur zur Verfügung zu haben.

In Ausgestaltung der Erfindung können dem Frischbeton als Bewehrung Faserbestandteile zugegeben werden.

Als Bindemittelsuspension zur Befestigung der Matte am oder auf dem Untergrund kommt eine Zementsuspension, eine Zement-Ton-Suspension oder eine Zement-Ton-Mineralstoff-Suspension zur Anwendung.

In verfahrensseitiger Variation der Erfindung besteht die Möglichkeit, die Maschenzwischenräume nur abschnittsweise unter Freilassung bestimmter Bereiche mit Bindemittelsuspension zu befüllen, wobei dann verbleibende Freiräume im nächsten Schritt den Frischbeton aufnehmen.

Für diese Art des quasi selektiven Befüllens weist die Oberseite der Matte flächenhafte Abdeckungen auf.

In einem ersten Schritt wird hierbei das Befüllen mit Bindemittelsuspension vorgenommen, wobei nur Mattenabschnitte Bindemittelsuspension aufnehmen, die keine Abdeckung besitzen. Nachdem die Abdeckung entfernt wurde, erfolgt dann der zweite Befüllschritt mit Frischbeton.

Die erwähnte flächenhaften Abdeckungen können beispielsweise aus einem Folienmaterial oder dergleichen bestehen.

Um die formschlüssige Verbindung der Schichten untereinander zu verbessern, ist zweckmäßigerweise die Matte auf ihrer Oberfläche mindestens teilweise mit einer Strukturierung versehen.

Bei der Anordnung zur Ausbildung fugenloser Verkehrsflächen aus Beton oder ähnlichen, Bindemittel enthaltenden aushärtenden Mineralstoffgemischen auf einem Untergrund mit einer gitterartigen Matte besteht die Matte aus einem großmaschigen Geotextil, Streckmetall oder Metallgitter, wobei die Maschenzwischenräume jeweils im Bereich von im wesentlichen 4 cm² bis ca. 40 cm² liegen.

Die Oberfläche des Geotextils, des Streckmetalls oder der Elemente des Metallgitters kann eine haftverbessernde Strukturierung, z.B. in Form eines Profils aufweisen.

Die Strukturierung ist ausgestaltend in einem von der Ebene der Matte abweichenden Winkel zur Vergrößerung des Abstands zwischen Mattenober- und Mattenunterseite ausgeführt.

Weiterhin ausgestaltend weist die großmaschige Matte neben ihrer flächenhaften Ausdehnung in x- und y-Richtung eine Strukturierung in z-Richtung auf. Diese z-Richtungsstrukturierung kann abwechselnd im Sinne eines wellenförmigen, sägezahnförmigen oder Mäanderverlaufs ausgebildet sein.

Zusammenfassend gelingt es mit der Erfindung, alle auftretenden Dehnungen der Betonschicht beim Aushärtevorgang oder aber auch temperaturbedingt und die sich hieraus ergebenden Spannungskräfte direkt in den Untergrund abzuleiten, und zwar ohne daß Stoßfugen vorzusehen sind oder eine elastische, ein Gleiten ermöglichende Zwischenlage erforderlich wird.

Claims

Verfahren zur Ausbildung fugenloser Verkehrsflächen aus Beton oder ähnlichen, Bindemittel enthaltenden aushärtenden Mineralstoffgemischen auf einem Untergrund unter Verwendung einer gitterartigen Matte, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte in den Untergrund mindestens teilweise eingerüttelt und/oder mit einer organischen oder anorganischen Bindemittelsuspension mit dem Untergrund kraft- oder formschlüssig verbunden wird und anschließend auf die derart kraftableitend fixierte Matte der Frischbetonauftrag sowie die Verdichtung derselben erfolgt, wobei durch die Form der Matte sichergestellt ist, daß sich ebenfalls ein Verbund der Betonschicht mit der Matte ergibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Matte ein großmaschiges Geotextil, Streckmetall oder Metallgitter eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einrütteln der Matte oder der Auftrag von Bindemittelsuspension nur bis unterhalb der maximalen Mattendicke vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittelsuspension im ausgehärteten Zustand wasserundurchlässig ist, um einen Austrag des Frischbetonwassers in den Untergrund zu vermeiden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Frischbeton als Bewehrung Faserbestandteile zugegeben werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittelsuspension zur Befestigung der Matte am oder auf dem Untergrund eine Zementsuspension, eine Zement-Ton-Suspension oder eine Zement-Ton-Mineralstoff-Suspension eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß abschnittsweise die Maschenzwischenräume mit Bindemittelsuspension befüllt werden, wobei verbleibende Freiräume den Frischbeton aufnehmen.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite der Matte flächenhafte Abdeckungen aufweist, um ein selektives Befüllen mit Bindemittelsuspension in einem ersten Schritt und Füllen mit Frischbeton in einem zweiten Schritt zu ermöglichen, wobei der zweite Befüllschritt nach dem Entfernen der Abdeckungen vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die flächenhaften Abdeckungen aus einem Folienmaterial bestehen.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte auf ihrer Oberfläche mindestens teilweise eine Strukturierung aufweist.
Anordnung zur Ausbildung fugenloser Verkehrsflächen aus Beton oder ähnlichen, Bindemittel enthaltenden aushärtenden Mineralstoffgemischen auf einem Untergrund mit einer gitterartigen Matte, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte aus einem großmaschigen Geotextil, Streckmetall oder Metallgitter besteht, wobei die Maschenzwischenräume jeweils im Bereich von im wesentlichen 4 cm² bis 40 cm² liegen.
Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Geotextils, des Streckmetalls oder der Elemente des Metallgitters eine haftverbessernde Strukturierung aufweist.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturierung in einem von der Ebene der Matte abweichenden Winkel zur Vergrößerung des Abstands zwischen Mattenober- und Mattenunterseite ausgeführt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die großmaschige Matte neben ihrer flächenhaften Ausdehnung in x- und y-Richtung eine Strukturierung in z-Richtung aufweist.