DE102011014063B4

DE102011014063B4 - Wandbauelement

Info

Publication number: DE102011014063B4
Application number: DE102011014063.8A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Syspro Gruppe Betonbauteile E V; SYSPRO-GRUPPE BETONBAUTEILE EV
Current assignee: SYSPRO - GRUPPE BETONBAUTEILE E.V., DE
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2015-07-02
Anticipated expiration: 2031-03-17
Also published as: EP2500479A1; DE102011014063A1; EP2500479B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wandbauelement mit zueinander im Abstand angeordneten Betonschalen (1, 2) und die Betonschalen (1, 2) verbindenden, mit ihren Enden in den Schalenbeton eingebetteten Bolzen (5). Erfindungsgemäß weisen die Bolzen (5) jeweils Einrichtungen (6; 20) zum Halten von wenigstens einem der beiden Bolzenenden im Abstand von einer die betreffende Betonschale (2) bildenden Schalungsfläche (16) auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wandbauelement mit zueinander im Abstand angeordneten Betonschalen und die Betonschalen verbindenden, mit ihren Enden in den Schalenbeton eingebetteten Bolzen, wobei wenigstens eines der beiden Bolzenenden beim Einbetonieren gegen eine die betreffende Schale bildende Schalungsfläche anliegt.
Wandbauelemente solcher Art sind aus der DE 10 2005 041 082 A1 bekannt. Die Verbindungsbolzen dieser bekannten Wandbauelemente bestehen aus Bündeln über die Länge des Bolzens endloser Glasfaserstränge, die in einen Kunststoff eingebettet sind. An ihren Enden sind die Bolzen asymmetrisch mit einer Endfläche ausgebildet, die zur Bolzenlängsachse in einem Winkel von 30° bis 85° steht. Während die Zugfestigkeit der Verbindungsbolzen verhältnismäßig hoch ist, weisen sie eine geringe Druck- und Schubfestigkeit auf und sind aufgrund der durchgehenden Glasfasern gegen nachträgliches Anbohren äußerst empfindlich. Problematisch ist auch die sog. Glasfaserkorrosion, die eine Vergütung der Bolzenoberfläche erfordert. Ein weiteres Wandbauelement der eingangs genannten Art mit an ihren Enden symmetrisch mit einer Spitze ausgebildeten Bolzen geht aus der DE 10 2007 013 626 A1 hervor.
Bei einem in der DE 20 2007 004 408 U1 beschriebenen Wandbauelement der eingangs genannten Art wird eine zu geringe Druck- und Schubfestigkeit der Verbindungsbolzen durch zusätzliche, Druck- und Schubkräfte übertragende Elemente ausgeglichen. Entsprechend hoch ist der Materialaufwand.
Sowohl bei den Wandbauelementen nach der DE 10 2005 041 082 A1 und DE 10 2007 013 626 A1 als auch demjenigen nach der DE 20 2007 004 408 U1 treten nachteilig Abplatzungen und Mikrorisse auf der Außenseite der Betonschalen in dem in 4 durch H und D gekennzeichneten Bereich auf, welcher den Enden der Verbindungsbolzen gegenüberliegt. Dies betrifft insbesondere die Betonschale, welche als zweite gegossen wird.
Aus der WO 2008/144 790 A2 geht ein Wandbauelement mit zwei zueinander im Abstand angeordneten Betonschalen und an ihren Enden in die Betonschalen eingebetteten Verbindungselementen hervor. Die Verbindungselemente weisen jeweils einen flachen Grundkörper auf, an dessen einzubettenden Enden jeweils mehrere laschenartige Fortsätze zum Aufsetzen auf einen Schalungsboden gebildet sind. Die aus Flachmaterial gebildeten Fortsätze weisen eine Spitze in Form eines gleichschenkligen Dreiecks auf, wobei an den Enden der Spitze jeweils ein kleiner Zapfen angedeutet ist, so dass die Fortsätze auf dem Schalungsboden mit einer kleinen aber ebenen Fläche anliegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues verbessertes Wandbauelement der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem Abplatzungen und Mikrorisse in den genannten Bereichen weitgehend vermieden sind.
Das die Aufgabe lösende Wandbauelement nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bolzenende gegen die Schalungsfläche über einen gegenüber dem Bolzen im Querschnitt verringerten, Freiraum für die Aufnahme von Zuschlagskörnern im Schalenbeton bildenden Abstandhalterzapfen anliegt, wobei ein sich zu dem Abstandhalterzapfen hin im Querschnitt verringernder Abschnitt des Bolzens und der Abstandhalterzapfen einen den Freiraum umfassenden Projektionsbereich zwischen dem unverjüngten Ende des Bolzens und der Schaltungsfläche zu 20 bis 30% ausfüllen.
Durch den erfindungsgemäßen Abstandhalterzapfen lässt sich zwischen den Enden der Bolzen und der durch die Schalungsfläche gebildeten äußeren Schalenoberfläche vorteilhaft ein Bereich bilden, der problemlos Zuschlagskörner aufnehmen kann. Durch Temperaturschwankungen bedingte Abplatzungen dünner Betonschichten lassen sich so verhindern. Vorteilhaft schiebt der dünne, ggf. elastische Zapfen im Weg befindliche Zuschlagskörner zur Seite, bevor er auf dem Schalungsboden aufsitzt.
Zweckmäßig ist der Abstandhalterzapfen koaxial zur Längsachse des Bolzens angeordnet. Sein Querschnitt kann sich zu seinem freien Ende hin verringern.
In einer Ausführungsform der Erfindung geht die Mantelfläche des sich im Querschnitt verringernden Bolzenabschnitts knickfrei in die Mantelfläche des Abstandhalterzapfens über.
Als zweckmäßige Länge des Abstandhalterzapfens hat sich bei einem Bolzendurchmesser von etwa 16 mm eine Länge von zwischen 4 mm und 6 mm erwiesen. Der Zapfendurchmesser liegt zweckmäßig zwischen 3 mm und 5 mm. Eine Verringerung des Zapfendurchmessers kann z. B. von 5 mm auf 3 mm am freien Ende erfolgen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Bolzen einschließlich der genannten Einrichtungen aus Polyamid, vorzugsweise mit einem Zusatz kurzer Glasfasern von 30% bis 50%. So lässt sich zweckmäßig eine hohe Druck- und Schubfestigkeit in Verbindung mit einem geeigneten E-Modul erreichen. Solche Bolzen können das Eigengewicht der Außenschale allein abtragen, was zusätzlich zur Vermeidung von Rissen und Abplatzungen beiträgt. Halteeinrichtungen, insbesondere ein Aufsetzen der Außenschale fußseitig auf einen Träger, was zu Wärmebrücken führt, können entfallen.
Die Bolzen sind zweckmäßig einstückig als Gussteil, insbesondere Spritzgussteil hergestellt. Die Oberfläche ist nicht vergütet, da die Glasfaserkorrosion nicht zum Versagen von Endlossträngen führen kann, sondern sich nur an oberflächennahen Faserpartikeln abspielt. Die Bolzen können Anformungen, insbesondere Ringvorsprünge und/oder Längsrippen aufweisen. Durch Ringvorsprünge und Längsrippen lässt sich die Schallübertragung dämpfen. Ringvorsprünge können anderseits auch zur Abdichtung von Durchgangsöffnungen für die Bolzen in einer Wärmedämmung dienen.
Ringvorsprünge dienen als sog. WU-Kragen ferner auch zur Abdichtung im Ortbeton bei auf die Außenschale drückendem Wasser sowie zur Verlängerung des Fließweges, wenn Feuchte am Bolzen entlang wandert.
Als weitere Anformungen kommen Noppen in Betracht, die eine besondere Anhaftung der Bolzen an den Beton ermöglichen. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind als Anformungen Ösen vorgesehen, die die genannten Halteeinrichtungen bilden können, durch welche die Bolzen bei der Herstellung der zweiten Schale im Abstand vom Schalungsboden gehalten werden können.
Auch können die Ösen mehrerer Bolzen einen Stahl-Bewehrungsstrang aufnehmen.
Zweckmäßig ist eine der beiden Schalen als Tragschale, die andere als Vorsatzschale ausgebildet, wobei der Abstandhalterzapfen vorzugsweise an dem in die Vorsatzschale eingebetteten Ende der Bolzen gebildet ist.
Die oben genannte Dämmung erstreckt sich vorzugsweise durchgehend über das gesamte Wandbauelement, mit Ausnahme von Durchgangsöffnungen für die Bolzen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Wandbauelement,
2 verschiedene Ausführungsbeispiele für Verbindungsbolzen eines erfindungsgemäßen Wandbauelements,
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Verbindungsbolzen eines erfindungsgemäßen Wandbauelements, und
4 eine in Verbindung mit 2 die Wirkung der erfindungsgemäßen Verbindungsbolzen erläuternde Darstellung.
Ein in 1 gezeigtes Wandbauelement umfasst eine Tragschale 1 und eine zu der Tragschale 1 im Abstand angeordnete Vorsatzschale 2. Die Vorsatzschale 2 ist auf ihrer Innenseite mit einer Dämmung 3 verbunden. Zwischen der Dämmung 3 und der Tragschale 1 befindet sich eine Lage 4 aus Ortbeton, die die Tragschale 1 verstärkt. Die Tragschale 1 ist mit der Vorsatzschale 2 allein durch Bolzen 5 verbunden, die mit ihren Enden in den Beton der Trag- bzw. Vorsatzschale eingebettet sind.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Gesamtdicke des Wandbauelements 36 cm, die Tragschalendicke 5 cm, die Ortbetonschichtdicke 12 cm, die Vorsatzschalendicke 7 cm und die Dicke der Dämmung 12 cm. Sowohl die Tragschale 1 als auch die Vorsatzschale 2 weisen eine Stahlbewehrung auf. Die Bolzen 5 bestehen aus Polyamid, in das kurze, z. B. nur 100 μm bis 400 μm lange und etwa 10 μm dicke Glasfasern eingebettet sind, wobei der Glasfaseranteil zwischen 30% und 50% liegt. Die Druck- bzw. Schubfestigkeit liegt bei 200 MPa.
Bei Randabmessungen des Wandbauelements von 3 m × 4 m sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zur Verbindung der Tragschale 1 mit der Vorsatzschale 2 insgesamt 48 Bolzen 5 vorgesehen. Die Dämmung 3 erstreckt sich bis auf Öffnungen für die Bolzen 5 durchgehend über die gesamte Fläche des Wandbauelements.
Ein in 3 detaillierter gezeigtes Ausführungsbeispiel für einen Bolzen 5 weist an seinem zur Einbettung in die Vorsatzschale 2 vorgesehenen Ende einen zur Bolzenlängsachse koaxialen Abstandhalterzapfen 6 auf, der von einer konischen Endfläche 7 des Bolzens 5 vorsteht und dessen Länge 5 mm und dessen Durchmesser 3 mm beträgt. An die konische Endfläche 7 schließt sich ein erster Ringvorsprung 8 an, dem im Abstand weitere unterschiedlich breite Ringvorsprünge folgen, von denen in 3 die Ringvorsprünge 9, 10, 11, 11', 12 und 13 gezeigt sind. Der dünnere, jedoch einen größeren Durchmesser von etwa 30 mm aufweisende Ringvorsprung 11' liegt im Bereich später einzubringenden Tragbetons, so dass er als WU-Kragen einen Feuchtedurchtritt verhindern kann. Die Ringbreite der frei umlaufenden Oberfläche des Ringvorsprungs 11' beträgt etwa 14 mm bei einem Bolzendurchmesser von 16 mm. Die Oberfläche kann zur Verbesserung der Verbundwirkung mit dem Tragbeton profiliert oder rau sein.
Der Ringvorsprung 13 geht in eine konische Endfläche 14 über, die einen dem Abstandhalterzapfen 6 entsprechenden Zapfen aufweist. Zwischen den Ringstegen stehen von dem Bolzen 5 jeweils so weit wie die Ringstege einander diametral gegenüberliegende Längsrippen 15 vor, z. B. acht Rippen verteilt über den Umfang.
Nach Aushärtung der zuerst unter Einbettung der Bolzen 5 gegossenen Vorsatzschale 2 erfolgt das Ausgießen des Betons für die Tragschale 1 auf einem Schalungsboden, wobei zuvor die Dämmung 3 auf den noch unverfestigten Schalenbeton der Vorsatzschale 2 aufgelegt wurde, so dass sie daran anhaftet. Die Bolzen 5 werden durch Öffnungen in der Dämmung 3 hindurch in den frischen Beton der Vorsatzschale eingedrückt, bis die Abstandhalterzapfen 6 mit ihrem freien Ende zur Anlage gegen den Schalungsboden kommen. Die Schubfestigkeit der Bolzen 5 reicht aus, um das Gewicht der Vorsatzschale 2 aufzunehmen, wenn diese gedreht und in den fischen Beton der Tragschale 1 gedrückt wird.
In einer für das geschmeidige Durchstecken angepassten Ausbildung sind die Ringvorsprünge konisch, d. h. der Durchmesser des Ringvorsprungs 8 verringert sich von 16 auf 15 mm und der des Ringvorsprungs 9 von 15 auf 14 mm. Der Durchmesser der Ringvorsprünge 10 bis 13 liegt bei 14 mm.
Wie 2 zeigt, sorgt der Abstandhalterzapfen 6, dessen Durchmesser klein im Vergleich zum Gesamtdurchmesser D des Bolzens 5 ist, zwischen dem Bolzenende und dem Schalungsboden 16 für genügend Freiraum 17, um Zuschlagskörner 18 aufzunehmen. Ein Abplatzen von Beton auf der Außenseite der Vorsatzschale 2 wird so vermieden. Beim Einsenken der Bolzen in den noch flüssigen Beton sorgt der dünne und elastische Abstandhalterzapfen 6 für geeignete Abdrängung der Zuschlagkörner zur Seite.
Gemäß dem in 2 in der Mitte gezeigten Ausführungsbeispiel für einen Bolzen 5 kann sich ein Abstandhalterzapfen 6a zum freien Ende hin verjüngen und am anderen Ende knickfrei unmittelbar in eine gekrümmte Mantelfläche 21 des Bolzens 5 übergehen.
Bei einer in 2 ganz rechts gezeigten Ausführungsform ist an den Bolzen 5 eine Öse 20 angeformt, die es gestattet, die in die Vorsatzschale hineinstehenden Bolzen 5 so zu halten, dass zwischen dem Schalungsboden 16 und einer konischen Bolzenendfläche 70 ein Freiraum 19 verbleibt.
Anstelle von Ösen könnten direkt in die Bolzen eingebaute Durchgangsöffnungen für die Aufnahme von Bewehrungsstangen vorgesehen sein.
Die Bolzen können einen Schraubgrund für einen Dübel bilden.

Claims

Wandbauelement mit zueinander im Abstand angeordneten Betonschalen (1, 2) und die Betonschalen (1, 2) verbindenden, mit ihren Enden in den Schalenbeton eingebetteten Bolzen (5), wobei wenigstens eines der beiden Bolzenenden beim Einbetonieren gegen eine die betreffende Schale (2) bildende Schalungsfläche (16) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Bolzenende gegen die Schalungsfläche (16) über einen, gegenüber dem Bolzen (5) im Querschnitt verringerten, Freiraum (17) für die Aufnahme von Zuschlagskörnern (18) im Schalenbeton bildenden Abstandhalterzapfen (6) anliegt, wobei ein sich zu dem Abstandhalterzapfen (6) hin im Querschnitt verringernder Abschnitt (7; 21) des Bolzens (5) und der Abstandhalterzapfen (6) einen den Freiraum (17) umfassenden Projektionsbereich zwischen dem unverjüngten Ende des Bolzens (5) und der Schalungsfläche (16) zu 20 bis 30% ausfüllen.
Wandbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandhalterzapfen (6) koaxial zur Längsachse des Bolzens (5) angeordnet ist.
Wandbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt des Abstandhalterzapfens (60) zu dessen freiem Ende hin verringert.
Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (21) des sich im Querschnitt verringernden Abschnitts des Bolzens (5) knickfrei in die Mantelfläche des Abstandhalterzapfens (6a) übergeht.
Wandbauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Abstandhalterzapfens (6) zwischen 4 mm und 6 mm liegt und der Zapfendurchmesser 3 mm bis 5 mm beträgt.
Wandbauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Zapfendurchmesser zum freien Ende hin von 5 mm auf 3 mm verringert.
Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (5) einschließlich der genannten Abstandhalterzapfen aus Polyamid, insbesondere mit einem Glasfaserzusatz von vorzugsweise 30% bis 50%, hergestellt sind.
Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (5) einstückig als Gussteil, insbesondere Spritzgussteil, hergestellt sind.
Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (5) Anformungen, insbesondere Ringvorsprünge (8–13), Noppen und/oder Längsrippen (15), aufweisen.
Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Betonschalen (1, 2) als Tragschale (1) und die andere Betonschale als Vorsatzschale (2) ausgebildet ist.
Wandbauelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandhalterzapfen (6) an dem in die Vorsatzschale (2) eingebetteten Ende des Bolzens (5) gebildet ist.
Wandbauelement nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Vorsatzschale (2) innenseitig eine, vorzugsweise über das gesamte Wandbauelement durchgehende, Dämmung (3) angeordnet ist.