DE102010032915A1 - Plastic strand for forming rope for concrete used as building material, has several radial projections which are formed and spaced apart from each other, and glass fibers provided through radial projections - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kunststoffstrang, der mit Fasern verstärkt ist. Sie betrifft weiterhin seine Verwendung in Beton.The invention relates to a plastic strand which is reinforced with fibers. It further relates to its use in concrete.
Solche Kunststoffstränge sind an sich bekannt. Sie werden z. B. als Halbzeug für die Herstellung Profilen und Bauteilen mit Faserverstärkung eingesetzt und haben einen Durchmesser von 0,8 mm bis 1,0 mm. Die Herstellung der Kunststoffstränge ist z. B. in der
Weiterhin sind faserverstärkte Kunststoffe bekannt, bei denen relativ kurze Fasern in einer Kunststoffmatrix mehr oder weniger gleichmäßig verteilt sind.Furthermore, fiber-reinforced plastics are known in which relatively short fibers are more or less evenly distributed in a plastic matrix.
Beton ist als Baustoff weit verbreitet. Er weist eine hohe Druckfestigkeit auf, während die Zugfestigkeit eher gering ist. Um die Zugfestigkeit von Beton-Bauteilen zu erhöhen, ist es bekannt, den Beton mit Bewehrung vorwiegend aus Stahl zu versehen.Concrete is widely used as a building material. It has a high compressive strength, while the tensile strength is rather low. In order to increase the tensile strength of concrete components, it is known to provide the concrete with reinforcement mainly of steel.
Weiter neigt Beton zur Bildung von Schwindrissen und unter Einwirkung von Hitze bei z. B. einem Brand zu Abplatzungen. Um diese Nachteile zu vermindern ist es bekannt, dem Beton Kunststofffasern oder so genannte Stahlfasern beizumischen.Further, concrete tends to form shrinkage cracks and under the action of heat at z. B. a fire to flaking. To reduce these disadvantages, it is known to mix the concrete plastic fibers or so-called steel fibers.
Diese Kunststofffasern sind z. B. aus Polypropylen und weisen einen Durchmesser von 32 μm auf; sie werden in einer Menge von 0,7 bis 0,9 kg pro m3 Beton zugegeben. Nachteil der Kunststofffasern ist, dass sie eine relativ schlechte Haftung zu dem Beton aufweisen und daher ein nur schlechter Verbund vorhanden ist.These plastic fibers are z. B. of polypropylene and have a diameter of 32 microns; they are added in an amount of 0.7 to 0.9 kg per m 3 of concrete. Disadvantage of the plastic fibers is that they have a relatively poor adhesion to the concrete and therefore a poor composite is present.
Die Stahlfasern sind vergleichsweise teuer und müssen in Mengen bis zu 30 kg/m3 zugegeben werden, was die Kosten weiter erhöht. Weiterhin hat Stahl ein relativ hohes spezifisches Gewicht, was zu einem höheren spezifischen Gewicht des mit den Stahlfasern vermischten Betons führt.The steel fibers are comparatively expensive and must be added in quantities up to 30 kg / m 3 , which further increases the costs. Furthermore, steel has a relatively high specific gravity, resulting in a higher specific gravity of the concrete mixed with the steel fibers.
Die bekannten Kunststoffstränge weisen einen über ihre Länge im Wesentlichen konstanten, glatten Querschnitt auf. Wie bei den Kunststofffasern führt dies zu einem schlechten Verbund zwischen den Kunststoffsträngen und dem Werkstoff, in den sie eingebettet sind und dessen Eigenschaften sie verbessern sollen. Eine Zugfestigkeit des Betons kann daher mit den bekannten Fasersträngen nicht wesentlich erhöht werden.The known plastic strands have a substantially constant over their length, smooth cross-section. As with plastic fibers, this leads to a poor bond between the plastic strands and the material in which they are embedded and whose properties they are intended to improve. A tensile strength of the concrete can therefore not be significantly increased with the known fiber strands.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die bekannten Kunststoffstränge so zu. verbessern, dass ein Verbund zwischen den Kunststoffsträngen und einem Material, in das sie eingebettet werden, verstärkt ist.It is therefore the object of the invention, the known plastic strands so. improve bonding between the plastic strands and a material into which they are embedded.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Fasern weisen die Länge des Kunststoffstrangs auf. Dies bewirkt eine hohe Zugfestigkeit des Kunststoffstrangs; beim Einsatz in z. B. gegossenen Bauteilen wie Beton wird deren Zugfestigkeit entsprechend verbessert.The object is solved by the features of
Der Kunststoffstrang weist beabstandete radiale Ausbuchtungen auf; hierdurch wird eine formschlüssige Haftung zwischen dem Kunststoffstrang und dem Bauteil hergestellt, was die Zugfestigkeit des Bauteils insgesamt verbessert. Die Ausbuchtungen sind paarweise mit gleichmäßigem gegenseitigem Abstand angeordnet und erstrecken sich vorzugsweise in einer Ebene. Im Bereich der Ausbuchtungen ist der Kunststoffstrang gegenüber einem bekannten Strang ohne Ausbuchtungen abgeflacht.The plastic strand has spaced radial bulges; As a result, a positive adhesion between the plastic strand and the component is produced, which improves the overall tensile strength of the component. The bulges are arranged in pairs with a uniform mutual spacing and preferably extend in a plane. In the area of the bulges, the plastic strand is flattened in relation to a known strand without bulges.
Die Fasern verlaufen durch die Ausbuchtungen, was deren Festigkeit erhöht und so den Formschluss dauerhaft gewährleistet.The fibers run through the bulges, which increases their strength and thus permanently ensures positive locking.
Die Fasern sind aus einem Material, das einerseits eine hohe Zugfestigkeit aufweist und andererseits beständig gegen z. B. Laugen ist. Beispiele für das Material der Fasern sind Glas, Aramid, Karbon, Basalt, Stahl und bestimmte Naturfasern.The fibers are made of a material which on the one hand has a high tensile strength and on the other hand resistant to z. B. lyes. Examples of the material of the fibers are glass, aramid, carbon, basalt, steel and certain natural fibers.
Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.The subclaims relate to the advantageous embodiment of the invention.
In einer bevorzugten Alternative sind die Fasern Glasfasern. Diese sind preiswert erhältlich und weisen eine hohe Zugfestigkeit auf.In a preferred alternative, the fibers are glass fibers. These are available inexpensively and have a high tensile strength.
In einer weiteren Alternative ist der Kunststoff Polypropylen. Dieses ist relativ leicht, gut zu verarbeiten und verbessert die Eigenschaften des Materials, in das es eingebunden wird.In another alternative, the plastic is polypropylene. This is relatively light, easy to work with and improves the properties of the material in which it is incorporated.
In einer weiteren Alternative sind die Ausbuchtungen durch Verwendung von Druck und bei kaltem Kunststoffstrang durch gleichzeitige Einwirkung von Wärme erzeugt sind, wobei gleichzeitig Einbuchtungen entstehen. Auf diese Weise ist der erfindungsgemäße Kunststoffstrang besonders einfach herstellbar aus den bekannten Kunststoffsträngen – besonders unmittelbar nach deren Fertigung, die dann noch heiß sind. Die bekannten Kunststoffstränge weisen z. B. einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Durch den Druck und gegebenenfalls die Wärme wird der Kunststoff lokal dauerhaft verformt, wobei sowohl der Kunststoff als auch die Fasern seitlich ausweichen und die Ausbuchtungen formen; gleichzeitig entstehen in Wirkrichtung des Drucks Einbuchtungen, die den formschlüssigen Verbund mit dem Teil weiter verbessern.In a further alternative, the bulges are generated by the use of pressure and cold plastic strand by simultaneous action of heat, which at the same time indentations. In this way, the plastic strand according to the invention is particularly easy to produce from the known plastic strands - especially immediately after their production, which are then still hot. The known plastic strands have z. B. a substantially circular cross-section. Due to the pressure and possibly the heat of the plastic is permanently deformed locally, with both the plastic and the fibers sideways dodge and form the bulges; at the same time indentations arise in the effective direction of the pressure, which further improve the positive connection with the part.
Der erfindungsgemäße Kunststoffstrang ist besonders als Zuschlagstoff oder als Bewehrung in Beton geeignet. The plastic strand according to the invention is particularly suitable as an aggregate or as a reinforcement in concrete.
Bei einer Verwendung einer Vielzahl von Stücken des Kunststoffstrangs mit einer Länge von 20 mm bis 50 mm wird eine Schwindrissbildung des Betons zumindest wesentlich vermindert; eine Feuerfestigkeit wird erhöht.When using a plurality of pieces of the plastic strand with a length of 20 mm to 50 mm, a shrinkage cracking of the concrete is at least substantially reduced; a fire resistance is increased.
In einer alternativen Ausbildung weist bei diesen Stücken mindestens eine der Einbuchtungen eine derart große Tiefe auf, dass der Kunststoff in einem schmalen Bereich quer zu einer Längsachse des Kunststoffstrangs verdrängt ist. Eine Breite des schmalen Bereichs beträgt maximal 2 mm. Diese tiefen Einbuchtungen bewirken, dass die Stücke hier leicht knickbar sind, ohne dass wegen der Fasern die Zugfestigkeit wesentlich verringert wird. Die Knicke bilden sich beim Schütten des Betons und erhöhen den Verbund zwischen den Stücken und dem Beton.In an alternative embodiment, in these pieces at least one of the indentations has such a great depth that the plastic is displaced in a narrow area transversely to a longitudinal axis of the plastic strand. A width of the narrow range is a maximum of 2 mm. These deep indentations make the pieces easily bendable without significantly reducing the tensile strength due to the fibers. The kinks form when pouring the concrete and increase the bond between the pieces and the concrete.
In einer alternativen Verwendung ist der Kunststoffstrang endlos, und eine Vielzahl der Kunststoffstränge ist zu einem Seil gedreht und/oder geflochten. Dieses Seil kann bei geringerem Gewicht wie eine konventionelle Bewehrung aus Stahl eingesetzt werden.In an alternative use, the plastic strand is endless, and a plurality of the plastic strands are twisted and / or braided into a rope. This rope can be used at a lower weight than a conventional steel reinforcement.
In einer Alternative ist das Seil an gekrümmten Stellen wärmebehandelt. Hierdurch sind die Krümmungen dauerhaft fixiert.In an alternative, the rope is heat treated at curved locations. As a result, the bends are permanently fixed.
Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnung weiter erläutert. Es zeigenThe invention will be further explained with reference to the schematic drawing. Show it
Wie aus den
Jede der Ausbuchtungen
Im Bereich der Ausbuchtungen
Im Bereich der Einbuchtungen
Der Kunststoffstrang
Zur Herstellung wird zunächst der Kunststoffstrang
Der erfindungsgemäße Kunststoffstrang
Bei einer ersten Verwendung in Beton ist der endlose Kunststoffstrang
In einer zweiten Anwendung in Beton ist eine Vielzahl der endlosen Kunststoffstränge
Für die Verwendung des Seils
Gebogene Stellen der Seile
Bei Bedarf können die Seile
Sobald die Bewehrung aus den Seilen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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