DE102016100455A1 - Textile reinforcement and its manufacture - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung einer textilen Bewehrung für ein Betonbauteil aus von polymeren Bindemitteln freiem Garn (7) m, aufweisend eine Verlegeeinrichtung (6), bei der eine Positionierreinrichtung oder ein Verlegeroboter (19) zumindest zweidimensional relativ zu einer Garnabgabeeinrichtung (18) beweglich angeordnet ist, die das Garn (7) abgibt, wobei die Verlegeeinrichtung (6) zur Ausbildung eines Spanngeleges (14) aus von polymeren Bindemitteln freiem Garn (7) innerhalb eines Grundrahmens (9) ausgebildet ist, wobei der Grundrahmen (9) Garnhalteeinrichtungen (8) im Bereich von Außenkanten des Grundrahmens (9) und/oder von Aussparungen (4) aufweist, wobei die Garnhalteeinrichtungen (8) zugleich Umlenkpunkte des Garns (7) bilden. Die Erfindung umfasst auch Fertigteile aus Textilbeton, wobei ein zuvor gebildetes Spanngelege (14) in einer Schalung (16) als Bewehrung angeordnet ist, die Schalung (16) mit Feinbeton (21) vergossen und gerüttelt wird.The invention relates to a method and a device for producing a textile reinforcement for a concrete component from polymer yarns free yarn (7) m, comprising a laying device (6), wherein a positioning device or a laying robot (19) at least two-dimensionally relative to a yarn delivery device (18) is movably arranged, which emits the yarn (7), wherein the laying device (6) for forming a tensioning fabric (14) of polymeric binders free yarn (7) within a base frame (9) is formed, wherein the base frame ( 9) yarn holding devices (8) in the region of outer edges of the base frame (9) and / or recesses (4), wherein the Garnhalteeinrichtungen (8) at the same time deflection points of the yarn (7). The invention also encompasses finished parts made of textile concrete, wherein a previously formed clamping structure (14) is arranged in a formwork (16) as a reinforcement, the formwork (16) is poured and shaken with fine concrete (21).
Description
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verlegung textiler Bewehrungen für Betonbauteile sowie dadurch gewonnene textile Bewehrungen. Die Vorrichtung zur Erzeugung einer textilen Bewehrung für ein Betonbauteil weist wenigstens eine Verlegeeinrichtung auf, bei der zumindest eine Positionierreinrichtung oder wenigstens ein Verlegeroboter zu wenigstens einer Garnabgabeeinrichtung relativ beweglich angeordnet ist, The invention further relates to a method and a device for laying textile reinforcements for concrete components and textile reinforcements obtained thereby. The device for producing a textile reinforcement for a concrete component has at least one laying device in which at least one positioning device or at least one laying robot is arranged so as to be relatively movable relative to at least one yarn dispensing device,
Textilbeton oder auch textilbewehrter Beton ist ein Verbundwerkstoff aus dem Matrixmaterial Beton und einem textilen Flächengebilde, beispielsweise einem Gelege, einem Gewebe oder einem Gewirk, das als Bewehrung die mechanische Festigkeit vor allem dünnwandiger Betonteile verbessert. Textile concrete or textile-reinforced concrete is a composite material from the matrix material concrete and a textile fabric, such as a scrim, a fabric or a knit, which improves the mechanical strength of especially thin-walled concrete parts as a reinforcement.
Insbesondere seit ca. 2004 wird sehr intensiv am Thema Textilbeton geforscht, bei dem die traditionell aus Stahl bestehende Bewehrung durch ein Textil ersetzt wird. Dies spiegelt sich auch im druckschriftlichen Stand der Technik wider. So befasst sich die Druckschrift
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Die Druckschrift
Erste Anwendungen in Form von flächigen Bauteilen, wie z. B. Fassadenplatten, existieren bereits am Markt. Bisher werden die textilen Flächengebilde, insbesondere auch Gelege, bei einem Textilhersteller vollständig vorgefertigt, um dann als Bewehrung im Betonwerk zu Textilbetonbauteilen weiterverarbeitet zu werden. Für die Herstellung des textilen Flächengebildes werden Rovings aus Glas, Carbon oder Basalt verwendet. Nach der Herstellung des textilen Flächengebildes (Gelege), wird dies in die Fertigteilwerke transportiert. First applications in the form of sheet-like components, such. B. facade panels already exist on the market. So far, the textile fabrics, especially also scrim, completely prefabricated by a textile manufacturer, to then be further processed as reinforcement in the concrete plant to textile concrete components. Rovings made of glass, carbon or basalt are used for the production of the textile fabric. After the production of the textile fabric (scrim), this is transported to the precast plants.
Die am Markt verfügbaren textilen Gelege für diese Anwendung, meist 1,20 oder 2,50 Meter breit und bis zu 5 Meter lang als Platte oder als Rolle mit z. B. 80 Meter Rollenlänge, sind aus Carbon-, AR-Glas- oder Basaltfasermaterialien erhältlich. The available on the market textile scrim for this application, usually 1.20 or 2.50 meters wide and up to 5 meters long as a plate or roll with z. 80 meters roll length, are available from carbon, AR glass or basalt fiber materials.
Wenn im Betonwerk ein Fertigteilwandelement mit diesen vorgefertigten textilen Gelegen oder anderen Flächengebilden bewehrt werden soll, so sind diese zuzuschneiden und zur Kraftübertragung zu überlappen, als Übergreifungslänge bezeichnet. Der Bedarf an Textilmaterial ist wegen der umfangreichen Abschnitte sehr hoch im Vergleich zur letztlich im Bauteil tatsächlich genutzten Fläche. Zum Beispiel werden für 12 m2 Fertigteilwandelement ca. 18 m2 textiles Flächengebilde (Gelege) benötigt. Zusammen mit dem Verschnitt beim Textilhersteller (ca. 10 Prozent) sind es insgesamt 20 m2. If a prefabricated wall element is to be reinforced with these prefabricated textile layers or other fabrics in the concrete plant, these are to be cut and overlapped for power transmission, referred to as lap length. The demand for textile material is very high compared to the surface actually used in the component because of the extensive sections. For example, for 12 m 2 prefabricated wall element about 18 m 2 fabric (scrim) is needed. Together with the waste at the textile manufacturer (about 10 percent) there are a total of 20 m 2 .
Bisher wird, ohne dass das Material in der Praxis überhaupt umfassend etabliert wäre, aus dem sogenannten Carbonfilamentgarn oder anderen für den Einsatz im Textilbeton geeigneten Hochleistungsfilamentgarnen ein textiles Flächengebilde z. B. in Form eines Geleges oder Gewebes hergestellt und dann als notwendige Bewehrung im Textilbeton verwendet. Damit erfolgt z. B. in einem Fertigteilwerk die Herstellung des Betonbauteils mit textiler Bewehrung. Das Material muss in einem Prozessschritt vorkonfektioniert werden, wo sehr hoher Verschnitt anfällt. Der Verschnitt betrifft das Garn (z. B. Carbon-, AR-Glas- oder Basaltfilamentgarn, auch als Roving bezeichnet) sowie die hochwertige Beschichtung, die sich auf dem Garn befindet. So far, without the material would be fully established in practice at all, from the so-called carbon filament yarn or other suitable for use in textile high performance filament yarns a textile fabric z. B. in the form of a Geleges or fabric and then used as a necessary reinforcement in textile concrete. This is done z. B. in a precast plant, the production of the concrete component with textile reinforcement. The material must be prefabricated in one process step, where very high waste is generated. The blend refers to the yarn (eg carbon, AR glass or basalt filament yarn, also referred to as roving) as well as the high quality coating that is on the yarn.
Die Beschichtung ist für den inneren Verbund der Rovings (Verbund der einzelnen Filamente) und den äußeren Verbund zur Betonmatrix notwendig und wichtig, zugleich aber für die Anwendung in dem vorliegenden Gebiet der Technik in aller Regel unerwünscht, zumindest soweit sie dazu führen kann, dass das Bauteil letztlich keine dauerhafte Festigkeit und keine ausreichende Temperaturbeständigkeit aufweist. Das liegt daran, dass die Beschichtung bei höheren Temperaturen aufschmilzt und dann zu einem nachteiligen und die Festigkeit des Bauteils vermindernden „Schmierstoff“ wird. The coating is necessary and important for the internal bonding of the rovings (composite of individual filaments) and the outer bond to the concrete matrix, but at the same time generally undesirable for use in the present field of technology, at least insofar as it can lead to Finally, the component has no lasting strength and sufficient temperature resistance. This is because the coating melts at higher temperatures and then becomes an adverse "lubricant" that reduces the strength of the component.
Das textile Flächengebilde muss, da es in der Breite begrenzt ist, überlappt werden, um die notwendige Übergreifungslänge zu erreichen, wobei es ebenfalls zu einem erhöhten Materialeinsatz kommt. Zur Positionierung im Betonteil müssen Abstandshalter eingesetzt werden, deren Einbringen ebenfalls in einem Prozessschritt vorher erfolgen muss. Weiterhin müssen Elemente zur Verhinderung des Aufschwimmens der Bewehrung beim Betonieren und Rütteln eingesetzt werden. The fabric, since it is limited in width, must be overlapped to achieve the necessary overlap length, which also results in increased material usage. For positioning in the concrete part spacers must be used, the introduction of which must also be done in advance in a process step. Furthermore, elements to prevent the floating of the reinforcement during concreting and shaking must be used.
Nachteilig ist jedoch, dass die am Markt erhältlichen textilen Flächengebilde eine vordefinierte Form, Materialkombination und -menge (z. B. Fasern pro m2) erhalten und dies somit für die gesamte Fläche gleichmäßig vorgegeben ist. Die in der Praxis benötigten Betonfertigteile zeichnen sich jedoch dadurch aus, dass sie sehr unterschiedlich in Größe, Form (Aussparungen wie z. B. Türen, Fenster) und Bewehrungsanordnung (Rücksicht auf lokale Lastabtragung) sein müssen. Weiterhin müsste das so vorgefertigte Gelege mit Kunstharz imprägniert sein, um eine ausreichende Eigensteifigkeit aufzuweisen und so überhaupt handhabbar zu sein. However, it is disadvantageous that the textile fabrics obtainable on the market receive a predefined shape, material combination and quantity (eg fibers per m 2 ) and this is thus uniformly predetermined for the entire surface. However, the precast concrete parts required in practice are characterized by the fact that they must be very different in size, shape (recesses such as doors, windows) and reinforcement arrangement (consideration of local load transfer). Furthermore, the thus prepared fabric would have to be impregnated with synthetic resin in order to have sufficient inherent rigidity and thus to be manageable at all.
Durch die Vorfertigung von textilen Flächengebilden, zumal in Standardabmessungen bedingt durch den unflexiblen textilen Fertigungsprozess, und deren nachträgliche Anpassung an die Betonbauteile wird zum einen viel Material verschwendet. So werden im obigen Beispiel 20 m2 statt der tatsächlich benötigten 12 m2 verarbeitet. Zudem ist der Arbeitsaufwand enorm hoch, da mehrere Prozessschritte erforderlich sind, beginnend mit der Herstellung des textilen Flächengebildes, gefolgt vom Konfektionieren. Des Weiteren sind bei der herkömmlichen Methode teilweise Einbauteile wie Abstandhalter notwendig, um die Bewehrung in ihrer vorgesehenen Lage zu halten. Auch Verankerungsstellen der Bewehrung im Beton wie Schlaufen sind nur sehr schwer realisierbar. Selbst wenn das textile Flächengebilde diese aufweist, gelangen sie nicht zwangsläufig an die vorgesehene bzw. optimale Stelle im Betonbauteil. By prefabrication of textile fabrics, especially in standard dimensions due to the inflexible textile manufacturing process, and their subsequent adaptation to the concrete components, on the one hand, a lot of material is wasted. Thus, in the example above, 20 m 2 is processed instead of the 12 m 2 actually required. In addition, the workload is enormously high, since several process steps are required, starting with the production of the textile fabric, followed by the assembly. Furthermore, in the conventional method, partial fixtures such as spacers are necessary to hold the reinforcement in its intended position. Also anchoring points of the reinforcement in concrete such as loops are very difficult to achieve. Even if the textile fabric has these, they do not necessarily reach the intended or optimum position in the concrete component.
Die Druckschrift
Damit werden die Probleme mit der unflexiblen Auslegung der Bewehrung im Betonbauteil und auch des übermäßigen Materialverbrauchs nicht gelöst. Zudem ist es vorgesehen, dass die Faserstränge einen Kunststoffanteil aufweisen, so dass gemäß Abs. [009] die Glasfasern des Faserstrangs einzeln oder gemeinsam von einer Kunststoffschicht umgeben sind, die eine direkte Berührung zwischen jeder Glasfaser und dem Beton verhindert. Nach Abs. [0019] plastifiziert der Kunststoffanteil sogar bei Erwärmung, was als vorteilhaft für die Bindung an den Kreuzungspunkten angesehen wird. Tatsächlich aber bringt dieser Umstand, ohne dass die genannte Druckschrift diesen Schluss zieht, ein erhebliches Festigkeitsproblem mit sich, sobald das Betonbauteil einer erhöhten Temperatur ausgesetzt ist, da gerade dann die Bindung zwischen Bewehrung und Beton schwindet, ebenso die Bindung zwischen den möglicherweise an den Beton angebundenen Faser und den im Roving innen liegenden Fasern. An eine Festigkeitsprüfung bei einer Temperatur von 500 °C ist gleich gar nicht zu denken. Thus, the problems with the inflexible design of the reinforcement in the concrete component and also the excessive material consumption are not solved. In addition, it is provided that the fiber strands have a plastic content, so that according to paragraph. [009] the glass fibers of the fiber strand are individually or jointly surrounded by a plastic layer which prevents direct contact between each glass fiber and the concrete. According to paragraph [0019], the proportion of plastic even plasticises when heated, which is considered to be advantageous for bonding at the points of intersection. In fact, however, this circumstance, without the cited document drawing this conclusion, brings with it a considerable strength problem as soon as the concrete component is exposed to an elevated temperature, because then the bond between the reinforcement and concrete fades, as well as the bond between the possibly to the concrete Tailored fiber and the fibers inside the roving. A strength test at a temperature of 500 ° C is just not thinkable.
So oder ähnlich ist eine ganze Reihe von Lösungen angelegt. Beispielhaft seien die Druckschriften
Auch wenn für den Fachmann bei Suche nach einer Bewehrung für ein Betonbauteil kaum Anhaltspunkte bestehen, auf Lösungen bei der Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen zurückzugreifen, weil die Techniken in der Praxis grundlegend inkompatibel sind, sei dennoch Stand der Technik aus diesem Bereich der Vollständigkeit halber erwähnt. So legt die Druckschrift
Die Druckschrift
Die Techniken aus der Herstellung faserverstärkter Kunststoffe sind jedoch, wie zuvor bereits in Teilen ausgeführt, nicht auf den Bereich der textilen Bewehrungen für den Betonbau zu übertragen. Zum Beispiel sind bei den zumeist dünnwandigen faserverstärkten Kunststoffen kaum Abstände zwischen „Bewehrung“ und Bauteilaußenkanten zu realisieren, die im Betonbau wiederum eine besonders große Bedeutung haben, ebenso wie die Lage der Bewehrung im Profil. However, the techniques used in the production of fiber-reinforced plastics are, as previously stated in parts, not to be transferred to the field of textile reinforcements for concrete construction. For example, in the case of the mostly thin-walled fiber-reinforced plastics hardly any distances between "reinforcement" and outer edges of components are to be realized, which in turn have a particularly great importance in concrete construction, as well as the position of the reinforcement in the profile.
Allgemein kann hinsichtlich bewehrter Betonbauteile festgestellt werden, dass der Bereich der Betonage, also das Einbringen und Verdichten des Betons, weitgehend optimiert ist. Für den Bereich der Fertigung der Bewehrung gilt dies jedoch nicht. Da der Schritt der Herstellung der textilen Flächengebilde gegenüber dem Rohmaterial (Garn bzw. Roving) das daraus entstehende Halbzeug in seinem Preis gegenüber den Rovings verdoppelt und davon ca. 40 % dann wiederum als Verschnitt nicht im Betonbauteil Verwendung finden, ist die Optimierung ein wichtiger Schritt zur material- und kosteneffizienten Fertigung. In general, it can be stated with regard to reinforced concrete components that the area of the concreting, ie the introduction and compacting of the concrete, is largely optimized. However, this does not apply to the production of the reinforcement. Since the step of producing the textile fabrics compared to the raw material (yarn or roving) doubles the resulting semi-finished product in its price compared to the rovings and of which about 40% are not used again as a blend in the concrete component, optimization is an important step for material and cost-efficient production.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung von Fertigteilen aus Textilbeton möglichst kostengünstig und damit konkurrenzfähig zu Stahlbetonfertigteilen anzubieten. Es soll eine Lösung gefunden werden, nach der im Fertigteilwerk die Bewehrung zur Betonage kostengünstiger angeordnet werden kann, vor allem möglichst materialsparend durch weniger Abfall und den Verzicht auf eine Beschichtung von Garnen, beanspruchungsgerecht, mit geringem Verlegeaufwand und mit einer Einbindung von Einbauteilen. The object of the invention is therefore to provide a process for the production of finished parts made of textile concrete as inexpensively and thus competitive to precast reinforced concrete. A solution is to be found according to which the reinforcement in the precast plant can be arranged more cost-effectively, above all as material-saving through less waste and the omission of a coating of yarns, according to stress, with low installation costs and with an integration of built-in components.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Erzeugung einer textilen Bewehrung für ein Betonbauteil, aufweisend wenigstens eine Verlegeeinrichtung, bei der zumindest eine Positionierreinrichtung oder zumindest ein Verlegeroboter, bevorzugt zumindest zweidimensional, zu wenigstens einer Garnabgabeeinrichtung beweglich angeordnet ist, die das Garn abgibt. Die Verlegeeinrichtung zur Ausbildung wenigstens eines Spanngeleges ist aus wenigstens einem, bevorzugt von polymeren Bindemitteln freien Garn (Roving) innerhalb eines Grundrahmens ausgebildet. Zumindest sind solche Bindemittel im Garn unerwünscht, die die späteren Eigenschaften der Bewehrung im Betonteil nachteilig beeinflussen. Bevorzugt werden ein oder zwei parallel zueinander angeordnete Spanngelege hergestellt, bei dickeren Betonteilen auch mehr als zwei parallele Lagen. The object is achieved by a device for producing a textile reinforcement for a concrete component, comprising at least one laying device, in which at least one positioning device or at least one laying robot, preferably at least two-dimensional, is movably arranged to at least one yarn delivery device which dispenses the yarn. The laying device for forming at least one tension fabric is formed from at least one, preferably polymeric binder-free yarn (roving) within a base frame. At least such binders in the yarn are undesirable, which adversely affect the later properties of the reinforcement in the concrete part. Preferably, one or two clamping jigs arranged parallel to one another are produced, with thicker concrete parts also more than two parallel layers.
Der Grundrahmen weist Garnhalteeinrichtungen zumindest im Bereich von Außenkanten des Grundrahmens und/oder von Aussparungen auf, sofern Aussparungen wie Öffnungen für Fenster und Türen vorhanden sind. Die Garnhalteeinrichtungen bilden zugleich Umlenkpunkte des Garns. Das Spanngelege aus wenigstens einem von polymeren Bindemitteln freien Garn, wovon jegliches linienförmige textile Gebilde und insbesondere auch Rovings umfasst sind, besitzt eine temporäre Eigensteifigkeit solange es am Rand gehalten wird, insbesondere solange es mit dem Grundrahmen verbunden ist. Dadurch weist es für eine Weiterverarbeitung, v.a. beim Betonieren, eine ausgezeichnete Festigkeit auf, die weit über der herkömmlicher flächiger Textilen liegt, selbst wenn diese mit Bindemitteln ausgerüstet sind. Dadurch werden auch keine die Struktur des Betonteils störenden Abstandshalter mehr benötigt. The base frame has yarn holding devices at least in the region of outer edges of the base frame and / or recesses, provided recesses such as openings for windows and doors are present. The Garnhalteeinrichtungen form at the same time deflection points of the yarn. The Spanngelege from at least one polymer binder-free yarn, of which any linear textile structure and in particular rovings are included, has a temporary inherent rigidity as long as it is held on the edge, in particular as long as it is connected to the base frame. Thus, it indicates for further processing, v. A. when concreting, an excellent strength, which is far above the conventional flat textiles, even if they are equipped with binders. As a result, the structure of the concrete part disturbing spacers are no longer needed.
Die Vorrichtung weist Garnhalteeinrichtungen zumindest an einer ersten und einer zweiten Endlage der Vorrichtung auf, wobei die Garnhalteeinrichtungen beispielsweise an einem Grundrahmen oder einer Grundplatte angeordnet sind. Die Endlagen stellen zugleich die Umlenkpunkte des Garns dar und sind in der Regel außen an den Kanten des Grundrahmens und um die Aussparungen angeordnet. The device has yarn holding devices at least at a first and a second end position of the device, wherein the yarn holding devices are arranged for example on a base frame or a base plate. The end positions also represent the deflection points of the yarn and are usually arranged on the outside of the edges of the base frame and around the recesses.
Unter den linienförmigen textilen Gebilden ist vor allem das Garn als Begriff von Bedeutung, da Garn nach
Im Rahmen der Erfindung sind Rovings als Garne von herausragender Bedeutung. Als Roving wird ein Bündel, Strang oder Multifilamentgarn aus parallel angeordneten Filamenten, also Endlosfasern bezeichnet. Der Querschnitt eines Rovings ist meist elliptisch oder rechteckig. Am häufigsten werden Filamente aus Glas, Aramid oder Kohlenstoff (Carbon) zu Rovings zusammengefasst. Normalerweise werden Rovings sortenrein, d. h. aus einer Faserstoffart erzeugt. Es existieren aber auch Hybridrovings, die aus Filamenten unterschiedlicher Materialien bestehen. Der Roving kann praktisch nur im Verbund mit einer Matrix wie z.B. Beton eingesetzt werden. Er besitzt in Faserlängsrichtung eine hohe Festigkeit und Steifigkeit. Mechanisch gesehen ist er eine unidirektionale Schicht. Die mechanischen Eigenschaften quer zur Faser sind zumeist schlecht. Daher werden Rovings entlang der Hauptlastpfade (Hauptnormalspannungen) gelegt. Verbunde aus unidirektional gestreckt liegenden Rovings besitzen eine höhere Festigkeit bzw. Steifigkeit als solche aus Rovinggeweben, da die Rovings bei Geweben gewellt vorliegen, was die Fasern bei Belastung komplex beansprucht. Diesen Unterschied macht sich die Erfindung zunutze, indem hier Spanngelege vorrangig aus gestreckten Rovings erzeugt werden. Within the scope of the invention, rovings as yarns are of outstanding importance. Roving is a bundle, strand or multifilament yarn of parallel filaments, that is, continuous fibers. The cross-section of a roving is usually elliptical or rectangular. Most commonly, filaments of glass, aramid or carbon (carbon) are combined into rovings. Normally rovings are sorted, d. H. produced from a Faserstoffart. But there are also hybrid rovings, which consist of filaments of different materials. The roving can practically only be used in combination with a matrix such as e.g. Concrete be used. It has high strength and rigidity in the fiber longitudinal direction. Mechanically, it is a unidirectional layer. The mechanical properties across the fiber are usually poor. Therefore, rovings are laid along the main load paths (main normal stresses). Composites of unidirectionally stretched rovings have a higher strength or rigidity than those of roving fabrics, since the rovings are wavy on fabrics, which stresses the fibers under load in a complex manner. This difference makes use of the invention, in that here clamping clutches are primarily produced from stretched rovings.
Die Verlegung entlang der Hauptlastpfade führt zu einem insgesamt lastoptimierten Ablageverfahren. Dies kann beispielsweise auch zur Einbindung von besonders belasteten Elementen in die Bewehrung dienen, wie beispielsweise Anschlagelemente oder Flanschmuttern als Aufhängung bei Fassadenplatten. The laying along the main load paths leads to a total load-optimized filing method. This can for example also serve for the integration of particularly loaded elements in the reinforcement, such as stop elements or flange nuts as a suspension in facade panels.
Da das erfindungsgemäß eingesetzte Garn, beispielsweise ein Roving, im Wesentlichen frei von insbesondere polymeren Bindemitteln ist, erfolgt eine besonders gute Bindung an das vorgesehene Matrixmaterial Beton. Zumindest dürfen etwa vorhandene Bindemittel nicht den dauerhaften und auch unter Einsatzbedingungen stabilen Verbund mit dem Matrixmaterial behindern. Die Fasern sind vom Matrixmaterial nicht durch ein Bindemittel wie z. B. Kunststoff getrennt, der von Grund auf geringere Festigkeit aufweist und kann zudem unter Einfluss von Temperatur und Alterung weiter erheblich an Festigkeit verlieren mit der Folge, dass die Bewehrung kaum noch zur Kraftübertragung in der Lage ist. Eine weitere Verbesserung der Faser-Matrix-Bindung ist dann zu erwarten, wenn der Roving in einem unmittelbar vorgelagerten Verfahrensschritt eine Benetzung aller Filamente mit einem Feinbeton erfährt. Dies erfolgt bevorzugt durch Aufspreizen des Rovings und dem darauffolgenden Benetzen der Filamente sowie einem abschließenden erneuten Zusammenführen der Filamente. Zudem kann auch nur eine Trockenbeschichtung, z. B. mit Zement, erfolgen, der dann benetzt wird oder in dem Betonteil aktiviert wird, für eine verbesserte Bindung sorgt und abbindet. Die entsprechende Beschichtung kann auch unmittelbar nach Herstellung der Faser als Teilschritt der Faserherstellung erfolgen. Since the yarn used according to the invention, for example a roving, is substantially free of, in particular, polymeric binders, a particularly good bond to the intended matrix material concrete takes place. At least some existing binders must not impede the permanent and stable under conditions of use bond with the matrix material. The fibers are not affected by the matrix material by a binder such. B. plastic, which has lower strength from the ground up and can also continue to lose considerable strength under the influence of temperature and aging, with the result that the reinforcement is barely capable of transmitting power. A further improvement of the fiber-matrix bond is to be expected when the roving undergoes wetting of all filaments with a fine concrete in an immediately preceding process step. This is preferably done by spreading the roving and the subsequent wetting of the filaments and a final re-merging of the filaments. In addition, only a dry coating, z. As with cement, done, which is then wetted or activated in the concrete part, provides for improved bonding and sets. The corresponding coating can also be carried out immediately after production of the fiber as a sub-step of the fiber production.
Ein Gelege, ob gespannt oder nicht, ist ein Flächengebilde, das aus einer oder mehreren Lagen von parallel verlaufenden, gestreckten Fäden oder Garnen besteht, zu verallgemeinern als linienförmige textile Gebilde, nach der Erfindung insbesondere auch Rovings. A scrim, whether taut or not, is a sheet that consists of one or more layers of parallel, stretched threads or yarns to generalize as linear textile structures, according to the invention in particular rovings.
An den Kreuzungspunkten werden die Fäden üblicherweise, jedoch nicht notwendigerweise fixiert. Die Fixierung erfolgt allgemein entweder durch Stoffschluss oder mechanisch durch Reibung und/oder Formschluss. Die Erfindung verzichtet jedoch auf eine Fixierung, da die Garne durch ihre Spannung exakt definierbare Kreuzungspunkte ausbilden, auch ohne irgendeine Fixierung. Alternativ ist es jedoch auch vorgesehen, eine Fixierung in bekannter Art und Weise vorzunehmen. At the crossing points, the threads are usually but not necessarily fixed. The fixation is generally either by material bond or mechanically by friction and / or positive locking. However, the invention dispenses with a fixation, since the yarns form exactly definable crossing points by their tension, even without any fixing. Alternatively, however, it is also provided to perform a fixation in a known manner.
Es existieren folgende Arten von Gelegen, die prinzipiell auch nach der Erfindung zum Einsatz kommen können:
- – monoaxiale oder unidirektionale, die durch das Fixieren einer Schar von parallelen Fäden entstehen;
- – biaxiale, bei denen zwei Scharen von parallelen Fäden in Richtung von zwei Achsen miteinander fixiert werden; und
- – multiaxial: mehrere Scharen aus parallelen Fäden in Richtung verschiedener Achsen werden fixiert.
- - monoaxial or unidirectional, resulting from the fixing of a group of parallel threads;
- Biaxial, in which two sets of parallel threads are fixed together in the direction of two axes; and
- - multiaxial: several groups of parallel threads in the direction of different axes are fixed.
Die Lagen bei mehrlagigen Gelegen können alle unterschiedliche Orientierungen aufweisen, auch aus unterschiedlichen Garndichten und unterschiedlichen Garnfeinheiten oder -materialien bestehen. Im Gegensatz zu Geweben haben Gelege als Verstärkungsstrukturen in Faser-Matrix-Verbunden (Matrixmaterial sind vor allem Kunststoffe oder mineralische Materialien wie Beton) bessere mechanische Eigenschaften, da die Fäden in gestreckter Form vorliegen, damit keine zusätzliche Strukturdehnung vorliegt und die Ausrichtung der Fäden speziell für den jeweiligen Anwendungsfall anisotrop definiert werden kann. Da nach der Erfindung vor allem ungedrehte Garne mit vollständig gestrecken Filamenten in Form von Rovings zum Einsatz kommen, ist der letztgenannte Effekt besonders stark ausgeprägt. Aufgrund dieser gestreckten Form wird ein Gelege im englischen Sprachraum und auch im internationalen Handel als non-crimp fabric (NCF) bezeichnet. The plies in multi-layered plies may all have different orientations, also consisting of different yarn densities and different yarn fineness or materials. In contrast to fabrics, scrims have better mechanical properties as reinforcing structures in fiber-matrix composites (matrix material is primarily plastics or mineral materials such as concrete), since the threads are in stretched form, so that there is no additional structural strain and the orientation of the threads especially for the respective application can be defined anisotropically. Since, according to the invention, in particular untwisted yarns with fully drawn filaments in the form of rovings are used, the latter effect is particularly pronounced. Due to this elongated shape, a clutch in the English-speaking world and also in international trade is called non-crimp fabric (NCF).
Ein Spanngelege ist ein Gelege, das nicht durch den Einsatz von Kunstharz oder anderen Hilfsmitteln eine zur Manipulation in nachfolgenden Prozessen geeignete Eigensteifigkeit erhält, sondern dies durch einen Spannrahmen erfolgt. Der Spannrahmen bringt allseitig Zugkräfte in das Spanngelege ein, so dass es trotz fehlender Eigensteife durch den Spannrahmen manipulierbar wird und nicht durchhängt. Nach der Erfindung wirken der Grundrahmen, in einer speziellen Ausführungsform auch der im Rand des Geleges erzeugte Gelegerahmen, als Spannrahmen. A Spanngelege is a scrim that does not get through the use of synthetic resin or other tools suitable for manipulation in subsequent processes inherent rigidity, but this is done by a tenter. The clamping frame brings on all sides tensile forces in the Spanngelege, so that it is manipulated despite the lack of inherent rigidity by the clamping frame and does not sag. According to the invention, the base frame, in a special embodiment also the frame generated in the edge of the Geleges frame act as a clamping frame.
Die Garnhalteeinrichtungen sind zumindest an einer ersten und einer zweiten Seite der Vorrichtung, beispielsweise einer Grundplatte oder einem Rahmen, angeordnet. Sie bilden Umlenkpunkte beim Erzeugen des Spanngeleges. Durch das Umlenken entsteht später nach dem Betonieren eine Verankerung der so im Umlenkpunkt gebildeten Schlaufe im Beton, gleiches gilt für jedes andere Matrixmaterial, das zusammen mit der erfindungsgemäßen Bewehrung eingesetzt wird. Die im Matrixmaterial bzw. dem Beton somit verankerte Schlaufe ist also in der Lage, unmittelbar eine hohe Last abzutragen, während eine herkömmliche Stahlbewehrung und mehr noch textile Bewehrung eine größere im Beton eingebettete Länge benötigt, ehe sie voll tragfähig sind. Diese Länge beträgt je nach Garn, Belastung und Temperatur zwischen 20 und 200 cm. The yarn holding devices are arranged at least on a first and a second side of the device, for example a base plate or a frame. They form deflection points when generating the Spanngeleges. By deflecting later, after concreting an anchoring of the loop thus formed in the deflection point in the concrete, the same applies to any other matrix material, which is used together with the reinforcement of the invention. The loop thus anchored in the matrix material or concrete is thus able to directly remove a high load, while conventional steel reinforcement and even more textile reinforcement require a greater length embedded in the concrete before they are fully load-bearing. This length is between 20 and 200 cm depending on yarn, load and temperature.
Die erfindungsgemäße Bewehrung wird demnach nicht als vorgefertigtes textiles Flächengebilde erworben, sondern im Fertigteilwerk aus Rovings hergestellt. Durch eine Verlegeeinrichtung, aufweisend z. B. eine den Grundrahmen oder die Garnabgabeeinrichtung bewegende Maschine oder einen beweglichen Verlegeroboter, werden die Rovings direkt in der Schalung oder entfernt von der Schalung auf dem separaten Grundrahmen zur Bildung des Spanngeleges abgelegt und in den Grundrahmen gespannt. Somit wird die textile Bewehrung direkt im Produktionsprozess für das Bauteil konfektioniert. Dadurch werden zwei voneinander unabhängig laufende Prozessschritte, die Gelege- und die Betonfertigteilherstellung, vereint und zeitsparend sowie kostengünstig optimiert. Dadurch ist ein hohes Automatisierungspotenzial gegeben, das die Chance bietet, ressourceneffiziente Textilbetonbauteile zu fertigen. The reinforcement according to the invention is therefore not acquired as a prefabricated textile fabric, but produced in the precast factory of rovings. By a laying device, comprising z. B. a base frame or the yarn delivery device moving machine or a movable installation robot, the rovings are stored directly in the formwork or removed from the formwork on the separate base frame to form the Spanngeleges and stretched in the base frame. Thus, the textile reinforcement is assembled directly in the production process for the component. Thus, two independently running process steps, the jelly and the precast concrete production, united and time-saving and cost optimized. This provides a high level of automation potential, which offers the opportunity to manufacture resource-efficient textile concrete components.
Bevorzugt ist die Verlegeeinrichtung als wenigstens eine Garnabgabeeinrichtung, angeordnet an einer zweidimensional wirksamen Positionierreinrichtung oder einem Verlegeroboter, ausgeführt ist. Dabei stellt insbesondere die Positionierreinrichtung, ausgeführt als in der Ebene parallel zum Spanngelege zu beliebigen Punkten verfahrbarer Kopf mit der Garnabgabeeinrichtung, eine kostengünstige und einfache Ausgestaltung der Erfindung dar. Die Positioniereinrichtung muss jedoch solche Ausmaße aufweisen, dass das größte zu fertigende Spanngelege darunter Platz findet. Alternativ oder zusätzlich zur Bewegung der Garnabgabeeinrichtung ist die Bewegung des Grundrahmens vorgesehen, damit eine Relativbewegung zwischen beiden erreicht wird. The laying device is preferably designed as at least one yarn delivery device arranged on a two-dimensionally effective positioning device or a laying robot. In particular, the positioning device, designed as in the plane parallel to Spanngelege at any point movable head with the Garnabgabeeinrichtung, a cost and simple embodiment of the invention. However, the positioning must have such dimensions that the largest to be produced Spanngelege fits under it. Alternatively or in addition to the movement of the yarn delivery device, the movement of the base frame is provided so that a relative movement between the two is achieved.
Nach der bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Garnhalteeinrichtungen Umlenkbolzen aufweisen. Um diese wird im Zuge der Ausbildung des Spanngeleges das Garn herumgelegt. Es hat sich als günstig erwiesen, wenn zumindest ein Teil der Umlenkbolzen einzeln elastisch oder aktiv auslenkbar ist. Dies dient insbesondere dem Ausgleich sich im Spanngelege beim Legen um die Umlenkbolzen herum ausbildender unterschiedlicher Spannungen der einzelnen Lagen. Wegen der hohen Zugfestigkeit und geringen elastischen Dehnung von hochfesten Materialien wie Carbonfasern kommt es beim straffen Legen zu undefinierten Spannungen im Spanngelege, die entweder zu einer Überlastung einzelner Lagen oder zu einer elastischen Verformung des Grundrahmens führen können, letzteres auch mit der Folge, dass ein Teil der Lagen von den Umlenkbolzen schlaff durchhängt oder gar abgleitet. Elastisch auslenkbare Umlenkbolzen sind auf eine geeignete Weise einzeln federnd an dem Grundrahmen angeordnet, bevorzugt jeweils auf einer einfach und kostengünstig herzustellenden Federzunge. According to the preferred embodiment, it is provided that the yarn holding devices have deflection bolts. To this is wrapped in the course of the training of Spanngeleges the yarn. It has proved to be advantageous if at least a portion of the deflecting pin is individually elastically or actively deflected. This serves, in particular, to compensate for the different stresses of the individual layers that form around the deflecting pins in the clamping system when laying. Because of the high tensile strength and low elastic elongation of high-strength materials such as carbon fibers it comes to taut laying undefined stresses in Spanngelege that can either lead to an overload of individual layers or elastic deformation of the base frame, the latter also with the result that a part The layers sag slack from the deflecting bolts or even slides off. Elastic deflectable deflecting pins are individually resiliently arranged on the base frame in a suitable manner, preferably each on a simple and inexpensive to produce spring tongue.
Aktiv auslenkbare Umlenkbolzen dienen zur einfacheren Entnahme des Spanngeleges und/oder zur Ausbildung unterschiedlicher Vorspannung in einzelnen Bereichen der Bewehrung. Die aktive Ansteuerung erfolgt beispielsweise durch einen Elektromagneten oder pneumatisch. Active deflectable deflection bolts are used for easier removal of the tensioning fabric and / or for the formation of different prestressing in individual areas of the reinforcement. The active control takes place for example by an electromagnet or pneumatically.
Eine ergänzende oder alternative Möglichkeit, die nachteiligen Effekte unterschiedlicher Spannungen in einzelnen Lagen zu vermeiden, liegt in der Minderung der Reibung zwischen Garn und Umlenkbolzen, so dass sich hierüber Spannungsunterschiede ebenfalls ausgleichen können. Hierzu ist zumindest ein Teil der Umlenkbolzen zumindest an einem Umfang um eine Rotationsachse drehbar, bevorzugt wälzgelagert, oder mit einer reibungsmindernden Beschichtung versehen. Dabei kann beispielsweise der gesamte Umlenkbolzen an einem Ende in einem Wälzlager gehalten oder aber fest eingespannt und mit einer drehbaren Hülse versehen werden. Diese dreht sich dann bevorzugt über ein leichtgängiges Wälzlager. A complementary or alternative way to avoid the adverse effects of different stresses in individual layers, lies in the reduction of friction between yarn and Turning pin, so that this voltage differences can also compensate. For this purpose, at least a part of the deflecting pins is rotatable about at least one circumference about an axis of rotation, preferably roller-mounted, or provided with a friction-reducing coating. In this case, for example, the entire deflecting pin can be held at one end in a rolling bearing or clamped firmly and provided with a rotatable sleeve. This then turns preferably on a smooth-rolling bearings.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zumindest ein Teil der Umlenkbolzen zur Aufnahme eines Hohlzylinders aus mineralischem Material vorgesehen ist. Dieser Hohlzylinder ist beispielsweise ebenfalls leicht drehbar auf dem Umlenkbolzen gelagert und verbleibt als Funktionselement, beispielsweise als Abstandhalter oder als höherfester Halt einer Garnschlinge, beim Betonieren im Beton und verbindet sich dank seines mineralischen Materials sehr gut mit dem Beton als dem Matrixmaterial. A further advantageous embodiment of the invention provides that at least a part of the deflection pin is provided for receiving a hollow cylinder of mineral material. This hollow cylinder, for example, also easily rotatably mounted on the Umlenkbolzen and remains as a functional element, for example as a spacer or a higher-strength hold a yarn loop, when concreting in concrete and combines thanks to its mineral material very well with the concrete as the matrix material.
Besondere Vorzüge wohnen einer Ausgestaltung inne, bei der benachbart zu wenigstens einem Umlenkbolzen zumindest ein Orientierungsbolzen in der Weise angeordnet ist, dass der Garnabstand unabhängig vom Umlenkradius einstellbar ist. Hiermit kann ein beim Betonieren entstehender Haltebolzen aus Beton, um den die Schlaufe des Bewehrungsmaterials gelegt ist, eine optimale Größe erhalten, ohne dass sich hieraus Einschränkungen beim Garnabstand ergeben. Gleiches gilt für einen Hohlzylinder aus mineralischem Material wie oben beschrieben. So könnte ein groß dimensionierter Haltebolzen oder Hohlzylinder für einen sehr festen Halt der Garnschlaufe im Matrixmaterial sorgen und zugleich dank der Orientierungsbolzen ein dichter Garnabstand hervorgerufen werden, wenn die Haltebolzen bzw. zuvor die Umlenkbolzen auf einem Grundrahmen in unterschiedlichen Randabständen, z. B. zweireihig, angeordnet werden. Die Anordnung der Umlenkbolzen auf dem Grundrahmen definiert die Umlenkstellen, wobei der Grundrahmen auch die Anordnung der Orientierungsbolzen ermöglicht. Particular advantages reside in an embodiment in which at least one orientation bolt is arranged adjacent to at least one deflection bolt in such a way that the yarn separation is adjustable independently of the deflection radius. Hereby, a concrete retaining bolt, around which the loop of the reinforcing material is laid, can be given an optimum size without consequent restrictions on the yarn spacing. The same applies to a hollow cylinder of mineral material as described above. Thus, a large-sized retaining bolt or hollow cylinder could provide a very firm hold of the yarn loop in the matrix material and at the same time caused a dense yarn spacing thanks to the orientation bolt when the retaining bolts or previously the deflecting on a base frame at different edge distances, z. B. two rows, can be arranged. The arrangement of the deflection bolts on the base frame defines the deflection points, wherein the base frame also allows the arrangement of the orientation bolts.
Auf der Grundplatte oder dem Grundrahmen mit Umlenkstellen, beispielsweise Umlenkbolzen, wird das Garn, beispielsweise Filamentbündel bzw. Rovings, das die spätere Bewehrung bildet, so abgelegt, dass vor allem die höher belasteten Betonflächen mit einer entsprechend starken Bewehrung versehen werden können, die eine Bewehrung benötigen, um Kräfte ableiten zu können. Die gezielte Ablage des Garns kann dabei anforderungsgerecht erfolgen, so dass ein sparsamer Materialeinsatz möglich ist und das mit Materialverlust verbundene Zuschneiden und das Überlappen von vordefinierten textilen Flächenstrukturen ohnehin entfällt. On the base plate or the base frame with deflection points, such as deflection bolts, the yarn, such as filament bundles or rovings, which forms the later reinforcement, laid down so that especially the higher loaded concrete surfaces can be provided with a correspondingly strong reinforcement, the reinforcement need to be able to derive forces. The targeted storage of the yarn can be carried out according to requirements, so that an economical use of materials is possible and eliminates the associated loss of material cropping and the overlapping of predefined textile surface structures anyway.
Auf der Grundplatte bzw. dem Grundrahmen könnten als zusätzlicher Vorteil zugleich auch Einbauteile wie Leerrohre, Abstandhalter, Anker oder ähnliches angeordnet werden. Auf eine Verlegung von Kapillarrohr wird später eingegangen. Die Grundplatte bzw. der Grundrahmen kann im Nachgang erneut verwendet werden. On the base plate or the base frame could also be installed as additional advantage at the same time mounting parts such as conduits, spacers, anchors or the like. On a laying of capillary tube will be discussed later. The base plate or the base frame can be reused afterwards.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass der Grundrahmen auf einem Magnettisch aus miteinander verbindbaren Rahmenteilen zusammengesetzt wird. Es handelt sich dabei um einen individuellen Grundrahmen, der an das jeweils zu fertigende Betonbauteil angepasst werden kann. Hierzu ist ein ausreichend umfangreicher Satz an Rahmenteilen vorzuhalten. It is further provided that the base frame is assembled on a magnetic table made of frame parts which can be connected to each other. It is an individual base frame, which can be adapted to the particular concrete component to be manufactured. For this purpose, a sufficiently extensive set of frame parts is to be provided.
Die gewünschten Abmessungen des vorgesehenen Betonbauteils werden mittels Rahmenteilen, z. B. Stahlschienen, bevorzugt mit integrierten Garnhalteeinrichtung als Umlenkstellen, z. B. ausgeführt als Umlenkbolzen, erzielt. Die Rahmenteile werden beispielsweise durch einen Schalungsroboter auf einem Untergrund, bevorzugt einem magnetischen Tisch, angeordnet. The desired dimensions of the intended concrete component by means of frame parts, for. B. steel rails, preferably with integrated Garnhalteeinrichtung as deflection, z. B. executed as a deflection, achieved. The frame parts are arranged for example by a shuttering robot on a substrate, preferably a magnetic table.
Die Übergabe von Daten, beispielsweise betreffend ein Layout der Garne oder einen Aufbau des Grundrahmens oder eine Position von Einlegeteilen, erfolgt bei der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung durch das zentrale Einlesen von CAD-Daten in die Verlegeeinrichtung. Dadurch ist eine fehlerhafte Dateneingabe in der Prozesskette nicht möglich, da nur die vom Planungsingenieur gewollten Bauteilgeometrien und sonstigen Positionen übergeben werden. Es entsteht eine digitale Prozesskette und damit eine hohe Sicherheit und Genauigkeit bei der Fertigung der Bewehrung und der Betonteile. The transfer of data, for example concerning a layout of the yarns or a construction of the base frame or a position of inserts, is carried out in the preferred embodiment of the invention by the central reading of CAD data in the laying device. This means that erroneous data entry in the process chain is not possible because only the component geometries and other items requested by the planning engineer are transferred. It creates a digital process chain and thus a high degree of safety and accuracy in the production of the reinforcement and the concrete parts.
Die Anordnung der Umlenkstellen wird individuell an die jeweilige Bauteilgeometrie angepasst. Da hierzu verschiedene Rahmenteile notwendig sind, die dann auf dem Untergrund angeordnet werden. Dadurch können Tür- und Fensteraussparungen sowie andere Bauteildurchdringungen realisiert werden. Nachdem der Grundrahmen zusammengesetzt wurde, wird dieser in sich fixiert, so dass der Grundrahmen später auch ohne Untergrund eine ausreichende Stabilität für die weiteren Prozessschritte aufweist. The arrangement of the deflection points is adapted individually to the respective component geometry. As this different frame parts are necessary, which are then placed on the ground. As a result, door and window recesses and other component penetrations can be realized. After the base frame has been assembled, it is fixed in itself so that the base frame later, even without a substrate, has sufficient stability for the further process steps.
Ungeachtet der hohen Variabilität der vorgenannten Lösung ist es nach der Erfindung vor allem für große Stückzahlen einzelner Bauteile auch vorgesehen, den Grundrahmen vorgefertigt und mit vorgegebenen Maßen einzusetzen. Ebenso können mehrere Grundrahmen oder mehrteilige Grundrahmen zum Einsatz kommen, wenn die Art des Betonteils, für das die Bewehrung gefertigt werden soll, oder sonstige technologische Anforderungen dies veranlassen. Regardless of the high variability of the aforementioned solution, it is also provided according to the invention, especially for large numbers of individual components, prefabricated the base frame and use with predetermined dimensions. Likewise, several base frames or multi-part base frames can be used if the type of concrete part for which the reinforcement is to be manufactured or other technological requirements cause this.
Der Rahmen kann nach der Betonage durch einfaches Abheben wieder entfernt und insgesamt wiederverwendet werden, während nach einer alternativen Ausführungsform die Umlenkstellen im Bauteil verbleiben, vor allem wenn es sich um keramische Aufsätze wie die Hohlzylinder aus mineralischem Material handelt. The frame can be removed after the concreting by simply lifting and reused in total, while according to an alternative embodiment, the deflection remain in the component, especially if it is ceramic attachments such as the hollow cylinder made of mineral material.
Sollte eine Vorfertigung des Grundrahmens auf einem Untergrund nicht sinnvoll oder möglich sein, kann die Ablage der Garne auch direkt in der Schalung erfolgen. Die Umlenkstellen werden dabei bevorzugt außerhalb der Schalung liegen. Dabei ist beispielsweise eine geteilte Schalung oder ein zusätzliches Rahmenelement mit Umlenkbolzen notwendig, das außerhalb der Schalung angeordnet ist. If a prefabrication of the base frame on a substrate is not sensible or possible, the filing of the yarns can also be done directly in the formwork. The deflection points are preferably outside the formwork. In this case, for example, a split formwork or an additional frame element with deflection bolts is necessary, which is arranged outside the formwork.
Günstig ist es auch, wenn der Grundrahmen als Platte ausgeführt ist und alternativ oder zusätzlich eine größere Anzahl an Aufnahmen für Umlenkbolzen, sofern vorgesehen auch für Orientierungsbolzen, aufweist, als Umlenkbolzen bzw. Orientierungsbolzen tatsächlich vorgesehen sind, so dass die Umlenkbolzen und Orientierungsbolzen variabel auf dem Grundrahmen anordenbar sind. Dadurch kann ein insoweit universeller Grundrahmen für eine Vielzahl unterschiedlicher Spanngelege zum Einsatz kommen. Es müssen hierzu nur die Umlenkbolzen bzw. Orientierungsbolzen in die entsprechenden Aufnahmen, bevorzugt in einem Raster angeordnet, eingebracht werden. Im einfachsten Fall sind dies Bohrungen, in die Umlenkbolzen bzw. Orientierungsbolzen eingesteckt werden. It is also advantageous if the base frame is designed as a plate and alternatively or additionally a larger number of shots for deflecting, if provided also for orientation bolts, as deflection pins or orientation bolts are actually provided, so that the deflecting pins and orientation bolts variable on the Base frame can be arranged. As a result, an extent universal base frame for a variety of different Spanngelege can be used. For this purpose, only the deflection bolts or orientation bolts have to be introduced into the corresponding receptacles, preferably arranged in a grid. In the simplest case, these are holes in which deflecting bolts or orientation bolts are inserted.
Eine noch größere Flexibilität verspricht ein Grundrahmen, der selbst als Magnettisch ausgeführt ist, so dass die Umlenkbolzen variabel auf dem Grundrahmen anordenbar sind und durch die Magnetkraft in der vorgesehenen Position gehalten werden. Die Magnetkraft wird dann zumindest solange aufrechterhalten, bis die Betonage vollzogen ist. Später können die Umlenkbolzen und Orientierungsbolzen einfach vom Magnettisch abfallen und beispielsweise auf sehr einfache Weise gereinigt werden. Danach wird der Magnettisch erneut bestückt. An even greater flexibility promises a base frame, which is itself designed as a magnetic table, so that the deflecting pins are variably arranged on the base frame and are held by the magnetic force in the intended position. The magnetic force is then maintained at least until the concreting is completed. Later, the deflecting bolts and orientation bolts can easily fall off the magnetic table and be cleaned, for example, in a very simple manner. Thereafter, the magnetic table is re-equipped.
Eine alternative Garnhalteeinrichtung ist als ein am Rand der Form entlanglaufender, durchgehender Klemmschlitz oder mehrere quer zum Rand der Form angeordnete Klemmschlitze ausgeführt sind, in die der Faden durch die Verlegeeinrichtung eingesteckt und dort festgehalten wird. Insbesondere der durchgehende Klemmschlitz lässt problemlos eine variable Beabstandung der Umlenkstellen zu. Die Klemmschlitze können aus zwei Gummilippen bestehen oder als durch Federkraft aufeinander gepresste Leisten ausgeführt sein. Sie weisen alternativ einen zusätzlichen Schutz gegen eindringenden Beton auf oder sind zur Reinigung auseinanderklappbar. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Einrichtung zur Ausbildung des Spanngeleges direkt in oder an der Form angeordnet ist und beim Betonieren auch dort verbleibt. An alternative Garnhalteeinrichtung is designed as a running along the edge of the form, continuous clamping slot or a plurality of transverse to the edge of the mold arranged clamping slots, in which the thread is inserted through the laying device and held there. In particular, the continuous clamping slot allows a variable spacing of the deflection to easily. The clamping slots may consist of two rubber lips or designed as pressed against each other by spring force bars. Alternatively, they have additional protection against penetrating concrete or can be unfolded for cleaning. This is especially true when the device for forming the Spanngeleges is arranged directly in or on the mold and also remains there during concreting.
Eine weitere Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe stellt ein Verfahren zur Erzeugung einer textilen Bewehrung für ein Betonbauteil, wobei aus wenigstens einem von polymeren Bindemitteln freien Garn mittels einer Verlegeeinrichtung in einem Grundrahmen ein Spanngelege ausgebildet wird, indem das Garn unter mechanischer Spannung zwischen an dem Grundrahmen angeordneten Garnhalteeinrichtungen verlegt wird. Die Anordnung der Garnhalteeinrichtungen bilden zugleich die Randbereiche des Spanngeleges und der späteren Bewehrung, wobei es sich nicht zwangsläufig um die äußeren Ränder des späteren Betonbauteils handeln muss. Die Ränder von Ausnehmungen in dem Betonbauteil wie Öffnungen für Türen oder Fenster können ebenfalls einen solchen Randbereich darstellen. A further solution of the object according to the invention is a method for producing a textile reinforcement for a concrete component, wherein from at least one polymer binder-free yarn by means of a laying device in a base frame a Spanngelege is formed by the yarn under mechanical tension between arranged on the base frame Garnhalteeinrichtungen is relocated. The arrangement of Garnhalteeinrichtungen at the same time form the edge regions of the Spanngeleges and the subsequent reinforcement, which need not necessarily be the outer edges of the later concrete component. The edges of recesses in the concrete component, such as openings for doors or windows, may also constitute such an edge region.
Besonders bevorzugt wird als Garn ein Roving aus für den Einsatz im Textilbeton geeigneten Hochleistungsfilamenten verwendet. Hier ist nicht nur wegen der gestreckten Filamente eine besonders gute Kraftaufnahme zu erwarten, sondern auch eine gute Anbindung an das Matrixmaterial Beton, da keine Drehung der Fasern erfolgt, die das Eindringen von Beton erschweren und die Zugfestigkeit vermindern würde. Particularly preferred as a roving roving suitable for use in textile concrete high-performance filaments. Here, not only because of the stretched filaments, a particularly good power absorption is to be expected, but also a good connection to the matrix material concrete, since there is no rotation of the fibers, which would hinder the penetration of concrete and reduce the tensile strength.
Um die Bindung zwischen den Filamenten und dem Beton noch weiter zu verbessern, ist es nach einer speziellen und besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass im Sinne einer Online-Beschichtung der Roving zunächst gespreizt, die einzelnen Filamente bevorzugt mit schnellhärtendem Feinbeton benetzt und danach wieder zu dem Roving zusammengeführt werden. Ein solcher vorbereiteter Roving wird sofort zu einem Spanngelege verarbeitet und bildet eine eigenstabile keramische Bewehrung aus, die einfach und sicher zum Betonieren transportiert werden kann. Diese eigenstabile keramische Bewehrung weist eine besonders gute Anbindung an den als Matrixmaterial in eine Schalung eingebrachten Beton auf. Zudem kommt es auf ein leichtes Eindringen des Betons in den Roving dann nicht mehr an, so dass als Matrixmaterial kein Feinbeton zum Einsatz kommen muss. Weiterhin ist besonderes Augenmerk auf Trocknung, Härtung und Schmelzung zu legen. In order to improve the bond between the filaments and the concrete even further, it is provided according to a special and particularly advantageous embodiment that initially expanded in the sense of an on-line coating, the individual filaments preferably wetted with fast-setting fine concrete and then back to the Roving be merged. Such a prepared roving is immediately processed into a clamping jig and forms an intrinsically stable ceramic reinforcement, which can be easily and safely transported for concreting. This inherently stable ceramic reinforcement has a particularly good connection to the introduced as a matrix material in a formwork concrete. In addition, it does not depend on a slight penetration of the concrete into the roving, so that no fine concrete must be used as the matrix material. Furthermore, special attention should be paid to drying, hardening and melting.
Bevorzugt ist der Roving aus Carbonfasern gebildet. Carbonfasern sind leicht, haben eine hohe Zugfestigkeit und widerstehen gut korrosiven Einflüssen. Der Roving selbst bietet wegen der vollkommen gestreckten Fasern eine nochmals verbesserte Zugfestigkeit gegenüber einem Gewebe beispielsweise. Preferably, the roving is formed of carbon fibers. Carbon fibers are lightweight, have high tensile strength and resist corrosive influences. The roving itself offers a further improved tensile strength over a fabric, for example, because of the perfectly stretched fibers.
Es hat sich günstig erwiesen, wenn die Verlegung mittels wenigstens einer Garnabgabeeinrichtung erfolgt, die an einer zweidimensional wirksamen Positionierreinrichtung angeordnet ist. Damit kann die ebene Bewehrung zunächst durch Bildung eines zweidimensionalen Spanngeleges hergestellt werden. Im Übrigen wird auf die Beschreibung der Vorrichtung zur Erzeugung einer textilen Bewehrung für ein Betonbauteil oben verwiesen. It has proved favorable if the laying takes place by means of at least one yarn delivery device, which is arranged on a two-dimensionally effective positioning device. Thus, the planar reinforcement can first be prepared by forming a two-dimensional tension fabric. Incidentally, reference is made to the description of the apparatus for producing a textile reinforcement for a concrete component above.
Besondere Vorteile für die Verlegung der Rovings und/oder die Anordnung bzw. Positionierung der Umlenkstellen, individuell an die jeweilige Bauteilgeometrie angepasst, ergeben sich, wenn diese auf Basis einer CAD-Steuerung erfolgen. Particular advantages for the laying of the rovings and / or the arrangement or positioning of the deflection points, individually adapted to the respective component geometry, arise when they are based on a CAD control.
Gleiches gilt, wenn verschiedene Rahmenteile notwendig sind, die auf dem Untergrund angeordnet werden müssen und dadurch Tür- und Fensteraussparungen sowie andere Bauteildurchdringungen realisiert werden können. Die gewünschten Abmessungen der Bewehrung für das vorgesehene Betonbauteil werden in dem Fall mittels zusammengesetzten Rahmenteilen, z. B. Stahlschienen, bevorzugt mit integrierten Umlenkstellen bzw. Umlenkbolzen, erreicht. The same applies if various frame parts are necessary, which must be arranged on the ground and thereby door and window recesses and other component penetrations can be realized. The desired dimensions of the reinforcement for the intended concrete component in the case by means of composite frame parts, for. B. steel rails, preferably with integrated deflection points or deflection bolts achieved.
Die Datenübergabe erfolgt bei dieser bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung durch das zentrale Einlesen von CAD-Daten. Dadurch ist eine fehlerhafte Dateneingabe in der Prozesskette nicht möglich, da nur die vom Planungsingenieur gewollten Bauteilgeometrien übergeben werden. Ebenso kann das Ablegen der Filamentbündel nach CAD-Daten erfolgen. Es entsteht eine digitale Prozesskette. Hierzu werden ebenfalls die CAD-Daten eingelesen und von einem Verlegeroboter oder einer sonstigen Verlegeinrichtung verarbeitet. The data transfer takes place in this preferred embodiment of the invention by the central reading of CAD data. As a result, incorrect data entry in the process chain is not possible since only the component geometries desired by the planning engineer are transferred. Likewise, the filament bundles can be deposited according to CAD data. This creates a digital process chain. For this purpose, the CAD data are also read and processed by a publishing robot or other installation device.
Nach der Verlegung wird der fertig bespannte und in sich fixierte Grundrahmen von der Grundplatte gelöst und kopfüber auf die vorgesehene Bauteilschalung aufgesetzt. Nun ist die Bewehrung in der korrekten Lage im zukünftigen Bauteil angeordnet. Durch die offene Rahmenstruktur kann die Betonage des Bauteils im Nachgang mittels Ausbringkübel auf dem Schaltisch problemlos erfolgen. Der Rahmen kann nach der Betonage durch einfaches Abheben wieder entfernt und wiederverwendet werden, während die Umlenkstellen, bevorzugt ausgeführt als Hohlzylinder, im Bauteil verbleiben können, sofern dies vorgesehen ist. After laying the ready-covered and fixed in itself base frame is released from the base plate and placed headfirst on the proposed component formwork. Now the reinforcement is in the correct position in the future component. Due to the open frame structure, the concreting of the component can be carried out easily afterwards by means of Ausbringkübel on the Schaltisch. The frame can be removed after the concreting by simply lifting again and reused, while the deflection, preferably carried out as a hollow cylinder, can remain in the component, if so provided.
Vorteilhaft ist es ebenso, wenn neben der Verlegung des Garns im Wesentlichen linienförmige Funktionselemente verlegt werden. Diese können dann ebenso gesteuert um die Umlenkbolzen verlegt werden. Dies betrifft beispielsweise Kapillarrohre zur späteren Beheizung oder Kühlung bzw. zur Entnahme von Wärme aus dem Betonteil, beispielsweise ein Kapillarrohr von 5 mm Durchmesser, oder auch elektrische Leitungen zur Beheizung. Durch das programmgemäße Legen entsteht eine Kapillarrohrmatte mit individueller Ausdehnung und Rohrdichte nach dem jeweiligen Bedarf. It is also advantageous if in addition to the laying of the yarn substantially linear functional elements are laid. These can then also be controlled by the deflection bolts. This applies, for example, capillary tubes for later heating or cooling or for removing heat from the concrete part, for example, a capillary tube of 5 mm diameter, or electrical lines for heating. The programmed laying creates a capillary tube mat with individual expansion and tube density according to the respective requirements.
Eine alternative Möglichkeit, eine ohne Hilfsmittel manipulierbare textile Bewehrung zu erhalten, ergibt sich, wenn das Spanngelege in einem Randbereich so weit mit einem Fixiermittel behandelt wird, dass sich ein steifer Spanngelegerahmen aus Textilmaterial ausbildet. Auf diese Weise kann der Großteil des Spanngeleges von einem Bindemittel frei bleiben, dennoch erhält das Spanngelege eine ausreichende Steifigkeit, um ohne Grundrahmen zum Betonieren verbracht oder sonst manipuliert zu werden. Bei dem Fixiermittel kann es sich auch um ein polymeres Bindemittel handeln. An alternative possibility of obtaining a textile reinforcement that can be manipulated without aids is obtained if the tensioning layer in a peripheral area is treated with a fixing agent until a stiff tensioning frame of textile material is formed. In this way, the majority of Spanngeleges remain free of a binder, yet the Spanngelege receives sufficient rigidity to be spent without basic frame for concreting or otherwise manipulated. The fixing agent may also be a polymeric binder.
Vorteilhaft ist auch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der der Grundrahmen wenigstens eine Einrichtung zur Beabstandung gegenüber einer Schalung aufweist, wobei diese Einrichtung als Auflagerahmen, Auflagebolzen und/oder Außenauflage ausgeführt ist. Die Einrichtung sorgt letztlich für eine definierte Lage der Bewehrung im Betonteil. Also advantageous is an embodiment of the device according to the invention, in which the base frame has at least one device for spacing against a formwork, this device being designed as a support frame, support bolt and / or outer support. The device ultimately ensures a defined position of the reinforcement in the concrete part.
Lösung der Aufgabe der Erfindung stellt auch eine textile Bewehrung dar, erhältlich nach einem Verfahren wie zuvor beschrieben. Eine solche textile Bewehrung entfaltet ihre größten Vorteile, wenn sie nicht unmittelbar in der Umgebung des Betonierens, jedoch im selben Betrieb individuell angefertigt wird und unaufwändig zum Betonieren herangeführt werden kann. Ungeachtet dessen sind andere technologische Lösungen denkbar, wie beispielsweise eine zentrale Fertigung der Bewehrung und ein überbetrieblicher Umlauf der bespannbaren Rahmen. The object of the invention is also a textile reinforcement obtainable by a method as described above. Such a textile reinforcement unfolds its greatest advantages, if it is not made directly in the context of concreting, but in the same operation individually and can be easily introduced for concreting. Regardless of this, other technological solutions are conceivable, such as, for example, a central production of the reinforcement and an inter-company circulation of the frame which can be stretched.
Eine weitere Lösung der Aufgabe der Erfindung stellt ein Fertigteil aus Textilbeton dar, erhältlich nach einem Verfahren wie folgt: A further solution of the object of the invention is a ready-made fabric made of textile concrete obtainable by a process as follows:
Das Verfahren dient der Herstellung von Fertigteilen aus Textilbeton, wobei ein Spanngelege, gebildet wie zuvor beschrieben, in einer Schalung als Bewehrung angeordnet ist, die Schalung mit Beton oder Feinbeton vergossen und gerüttelt wird. The method is used to produce prefabricated parts made of textile concrete, wherein a Spanngelege, formed as described above, is arranged in a formwork as a reinforcement, the shuttering is poured and shaken with concrete or fine concrete.
Die Grundplatte wird in einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens um 180 Grad gedreht und vergleichbar mit einer Stahlbewehrung auf die vorgefertigte Schalung, die zum Teil schon mit einer ersten Betonschicht versehen sein kann, aufgesetzt. Nach dem Einbringen des (weiteren) Betons, dem Verdichten und ggf. noch dem Aushärten wird die Grundplatte wieder entfernt. Die Umlenkstellen werden je nach Ausführung vor dem Aushärten wieder aus dem Beton gezogen oder verbleiben im Betonbauteil, v.a. wenn sie beispielsweise aus Beton oder aus einem anderen mineralischen Material bestehen. Die Grundplatte bzw. der Grundrahmen kann im Nachgang erneut verwendet werden. The base plate is rotated in a preferred embodiment of the method according to the invention by 180 degrees and comparable to a steel reinforcement on the prefabricated formwork, which may be partially already provided with a first layer of concrete placed. After the introduction of the (further) concrete, the compaction and possibly even curing, the base plate is removed again. Depending on the design, the deflection points are pulled out of the concrete before hardening or remain in the concrete structure, especially if they are made of concrete or other mineral material. The base plate or the base frame can be reused afterwards.
Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Spanngelege zwischen den Hälften der Schalung gebildet wird und der Umlenkbereich außerhalb der Schalung liegt. Dann kommt der Grundrahmen mit den Umlenkbolzen nicht planmäßig mit dem Beton in Berührung, Verschmutzung und materialbedingte Abnutzung werden vermieden oder vermindert. An alternative embodiment of the method according to the invention provides that the tensioning layer is formed between the halves of the formwork and the deflection area lies outside the formwork. Then comes the base frame with the deflector not scheduled in contact with the concrete, contamination and material-related wear are avoided or reduced.
Bei der bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Grundrahmen mit dem Spanngelege an die Schalung herangeführt, gewendet, mit der Schalung verbunden und rückseitig fixiert. Dies ermöglicht eine vollständige räumliche und verfahrensmäßige Trennung der Gelegebildung und des Betonierens. Dadurch werden die eher filigranen und empfindlichen Vorrichtungen, die der Herstellung des Spanngeleges dienen, nicht verschmutzt oder beschädigt unter den vergleichsweise rauen Bedingungen beim Betonieren. In the preferred embodiment of the method according to the invention, the base frame is brought to the formwork with the clamping structure, turned, connected to the formwork and fixed on the back. This allows complete spatial and procedural separation of the jelly formation and concreting. As a result, the rather filigree and sensitive devices used to make the tensioning fabric are not polluted or damaged under the comparatively rough concreting conditions.
Ein solcherart erzeugtes Fertigteil weist eine hohe Festigkeit auf, die belastungsabhängig an den hochbelasteten Bereichen vorliegt. Daher wird nur eine verhältnismäßig geringe Menge an Bewehrungsmaterial benötigt, was die Kosten des Betonbauteils senkt. Zudem sind auch die Randbereiche hoch belastbar, weil die erfindungsgemäße textile Bewehrung von der Schlaufe an trägt und zudem bis in die Randbereiche hinein, ohne das Erfordernis einer Mindestüberdeckung, bewehrt werden kann. Such a finished part produced has a high strength, which is dependent on the load on the highly stressed areas. Therefore, only a relatively small amount of reinforcing material is needed, which lowers the cost of the concrete component. In addition, the edge regions are highly resilient because the inventive textile reinforcement of the loop carries on and also into the edge areas, without the requirement of a minimum coverage, can be reinforced.
Durch die Erfindung wird weiterhin die Herstellung des textilen Flächengebildes beim Textilhersteller vollständig obsolet, da die Rovings, die beim Textilhersteller bisher zu textilen Flächengebilden weiterverarbeitet wurden, nun im Betonwerk direkt konfektioniert und im Fertigteilherstellungsprozess anforderungsgerecht hinsichtlich Größe und Struktur zu einem textilen Flächengebilde verarbeitet werden. The invention further makes the production of the textile fabric at the textile manufacturer completely obsolete, since the rovings, which were previously processed into textile fabrics by the textile manufacturer, are now assembled directly in the concrete plant and processed in the finished part manufacturing process according to requirements in terms of size and structure to form a textile fabric.
Da die Rovings auf einer Grundplatte oder einem Gitter so abgelegt werden, dass nur die Flächen eine Bewehrung erhalten, die später auch betoniert werden, ist ein verschnittfreies Arbeiten sichergestellt. Es gibt demnach fast keinen Verschnitt und keine Überlappungen mehr. Ein Betonfertigteil von 12 m2 Fläche benötigt insgesamt nur noch Bewehrungsmaterial für ca. 12 anstatt für ca. 20 m2 wie bisher, was eine Materialersparnis von 40 % bedeutet. Weiterhin können die Rovings in Richtung und Anzahl so variiert werden, dass z. B. an hochbeanspruchten Stellen eine größere Rovinganzahl platziert wird als an geringer beanspruchten Stellen, was mit einer weiteren Materialeinsparung einhergeht. Somit kann zu 100 % anforderungsgerecht und besonders materialeffizient gefertigt werden. Auch das Verstärkungsmaterial kann kombiniert werden. An hoch beanspruchten Stellen wird beispielsweise Carbon verwendet und an geringer beanspruchten Stellen AR-Glasrovings, je nach Bedarf an mechanischen Eigenschaften. Since the rovings are placed on a base plate or a grid so that only the surfaces receive a reinforcement, which are later concreted, a waste-free work is ensured. There is therefore almost no waste and no overlaps. A prefabricated concrete part of 12 m 2 surface needs only a total of reinforcement material for about 12 instead of about 20 m 2 as before, which means a material saving of 40%. Furthermore, the rovings in the direction and number can be varied so that z. B. at high stress areas a larger number of rovings is placed as at less stressed areas, which is associated with further material savings. Thus, 100% can be produced according to requirements and particularly material-efficient. Also, the reinforcing material can be combined. For example, carbon is used at high stress points and AR glass rovings at lower stress points, depending on mechanical properties.
Ein weiterer Vorteil sind die für die Tragfähigkeit der Bewehrung überaus vorteilhaften und gezielt beeinflussbaren Umlenkstellen an den Rändern, die bei der Textilherstellung hingegen meist entfernt werden. Aber selbst wenn sie am Textil verbleiben, liegen sie im endgültigen Bauteil meist nicht dort, wo sie z.B. zur Verankerung der Bewehrung genutzt werden können. Gemäß der vorliegenden Erfindung liegen diese Umlenkstellen v. a. an den Rändern der Bauteile und darin enthaltener Aussparungen, wo sie zur Verankerung der Rovings genutzt werden können. Another advantage is the extremely advantageous for the load bearing capacity of the reinforcement and selectively influenced deflection points at the edges, however, are usually removed in textile production. But even if they remain on the textile, they are usually not in the final component where they are, for. can be used to anchor the reinforcement. According to the present invention, these deflection points are v. a. at the edges of the components and in the recesses they contain, where they can be used to anchor the rovings.
Aufgrund des Wegfalls des vorgelagerten textilen Herstellungsprozesses und der nun direkten Ablage des als Garn bzw. Roving vorliegenden Bewehrungsmaterials im Betonfertigteilwerk, erfolgt die Beschichtung der Rovings – wenn überhaupt noch nötig – während des Ablegens und nur mit Mitteln, die die Bindung an die Betonmatrix nicht vermindern. Dies stellt einen weiteren Vorteil dar, da in Abhängigkeit von den Bauteilanforderungen die Eigenschaften der Beschichtung optimal ausgewählt werden kann. Auch wenn für Betonbauteile, die unter höheren Temperaturen bestehen müssen, auf eine Beschichtung verzichtet wird, umfasst die Erfindung dennoch Garne mit Beschichtung, die zum Einsatz kommen können, wenn keine thermischen Anforderungen gestellt sind und auch das Problem der Alterung von Beschichtungen keine Nachteile hervorruft. Due to the elimination of the upstream textile manufacturing process and the now direct storage of present as a yarn or roving reinforcement material in the precast concrete plant, the coating of the rovings takes place - if still necessary - during storage and only with means that do not reduce the bond to the concrete matrix , This represents a further advantage, since depending on the component requirements, the properties of the coating can be optimally selected. Even if a coating is dispensed with for concrete components which must be at higher temperatures, the invention nevertheless encompasses yarns with a coating, which can be used if no thermal requirements are imposed and the problem of aging of coatings also causes no disadvantages.
Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass das Einlegen von Einbauteilen wie Leerrohren, Leerdosen für Elektroinstallation und Anschlagankern durch die neue Methode ebenfalls problemlos möglich ist. Mit der Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:
- • der Materialbedarf (u. a. für Rovingmaterial, Beschichtung, Abstandshalter für textile Gelege) deutlich gesenkt;
- • die Transportaufwendungen reduziert;
- • die optimale Garnanordnung (z. B. Material, Richtung, Menge) ermöglicht;
- • eine gleichbleibende hohe Qualität gesichert;
- • die Möglichkeiten einer bzw. unterschiedlicher Vorspannung gegeben;
- • der Arbeitsaufwand bei der Herstellung der Bewehrung (Zuschneiden, Überlappen, Entsorgen der Reste entfällt) drastisch reduziert;
- • ein hoher Automatisierungsgrad (Wegfall der Prozessschritte Konfektionieren der Bewehrung, Einbringung von Abstandshaltern und von Elementen zur Verhinderung des Aufschwimmens der Bewehrung) wird ermöglicht;
- • die Flexibilität der simulationsgestützten Bauteilfertigung stark erhöht;
- • die Kosten für die Herstellung reduziert und
- • insgesamt die Konkurrenzfähigkeit von Textilbetonfertigteilen erhöht.
- • the material requirement (eg for roving material, coating, spacers for textile scrim) significantly reduced;
- • reduced transport costs;
- • enables the optimal yarn arrangement (eg material, direction, quantity);
- • secured a consistently high quality;
- • given the possibilities of a different bias voltage;
- • drastically reduces the work involved in producing the reinforcement (cutting, overlapping, disposing of the remains);
- • a high degree of automation (elimination of the process steps of assembling the reinforcement, inserting spacers and of Elements for preventing the floating of the reinforcement) is made possible;
- • greatly increases the flexibility of simulation-based component production;
- • reduces the cost of manufacturing and
- • Increased overall competitiveness of textile precast concrete parts.
Das Innovative und Neue der Erfindung ist das unmittelbare Zusammenführen zweier Industriebereiche, zwischen denen ansonsten keinerlei fertigungstechnologische Verbindungen bestehen, und damit das überraschende Einsparen eines zuvor unvermeidlichen, aus Sicht des Betonwerkes obligatorisch externen Wertschöpfungsprozessschrittes, nämlich dem der Halbzeugfertigung in einem Textilbetrieb. Es werden nicht wie bisher aus Garnen auf Textilmaschinen Halbzeuge in Form von z. B. biaxialen Gelegen für die Bewehrung des Betons gefertigt. Der herkömmliche Teil der Halbzeugfertigung bzw. der Bewehrungsherstellung wird nun in die Prozesskette des Fertigteilherstellers eingebunden und entfällt damit als einzelner Herstellungsschritt. The innovation and novelty of the invention is the direct merging of two industrial areas between which there are otherwise no production technological connections, and thus the surprising saving of a previously unavoidable, from the point of view of the concrete plant mandatory external value creation process step, namely the semis production in a textile plant. It will not be as previously from yarn on textile machinery semi-finished products in the form of z. B. biaxial made for the reinforcement of the concrete. The conventional part of semifinished product manufacturing or reinforcement production is now integrated into the process chain of the prefabricated part manufacturer, thus eliminating the need for a single production step.
Dadurch entfallen außerdem die Transporte vom Garn- zum Textilhalbzeughersteller, die kostenintensive Halbzeugfertigung sowie die Transporte vom Textilhalbzeughersteller zum Betonbauteilproduzenten. Weiterhin werden die Überlappung der Bewehrungen zur Erreichung der notwendigen Übergreifungslängen und der Verschnitt von bis zu 40 % eingespart. Die Garne werden zudem direkt lastorientiert in die Bewehrung abgelegt, was zuvor nicht möglich war. This also eliminates the transport from yarn to semi-finished textile manufacturers, the cost-intensive production of semi-finished products as well as the transports from semi-finished textile manufacturer to concrete component producer. Furthermore, the overlap of the reinforcement to achieve the necessary overlap lengths and the waste of up to 40% are saved. The yarns are also placed directly load-oriented in the reinforcement, which was previously not possible.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen: Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
Von der Erfindung umfasst ist ein Grundrahmen
Das Garn
Da es sich bei dem im Beispiel dargestellten Spanngelege
Neben der hier dargestellten Ablage des Garns
In höher belasteten Bereichen wie Tür- und Fensterstürzen ist auch eine konzentrierte Bewehrung möglich, um die dort auftretenden Lasten besser abfangen zu können und das übrige Bauteil materialsparend zu bewehren. Hierzu wird auch auf
Weiterhin ist es vorgesehen, dass mehr als eine Lage des Spanngeleges
Weiterhin ist es nach der Erfindung vorgesehen, die Umlenkbolzen aktiv bewegen zu können, nicht zuletzt, um eine einfache Entnahme des fertigen Spanngeleges erreichen zu können oder einzelne Bereiche hiervon mit definierter Kraft vorspannen zu können. Furthermore, it is provided according to the invention to be able to actively move the deflecting bolts, not least in order to achieve a simple removal of the finished Spanngeleges or to be able to bias individual areas thereof with a defined force.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt die
Insbesondere aber ist es vorgesehen, den Hohlzylinder
Nach den
Die Darstellung in den
Zuletzt wird die Betonage durchgeführt, wie dies die
Ungeachtet dessen ist es auch vorgesehen, dass die Außenauflage
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Betonbauteil concrete component
- 2 2
- Bewehrung reinforcement
- 3 3
- Überlappung overlap
- 4 4
- Aussparung recess
- 5 5
- Vorrichtung zur Erzeugung einer textilen Bewehrung für ein Betonbauteil Device for producing a textile reinforcement for a concrete component
- 6 6
- Verlegeeinrichtung laying device
- 7 7
- Garn yarn
- 8 8th
- Garnhalteeinrichtung yarn holding
- 9 9
- Grundrahmen base frame
- 10 10
- Umlenkbolzen deflecting
- 11 11
- Federzunge spring tongue
- 12 12
- Hohlzylinder hollow cylinder
- 13 13
- Orientierungsbolzen orientation pin
- 14 14
- Spanngelege clamping crimp
- 15 15
- Untergrund underground
- 16 16
- Schalung formwork
- 17 17
- Beton concrete
- 18 18
- Garnabgabeeinrichtung Garnabgabeeinrichtung
- 19 19
- Verlegeroboter laying robot
- 20 20
- Betonroving Betonroving
- 21 21
- Feinbeton fine concrete
- 22 22
- Filamentspreizeinrichtung Filamentspreizeinrichtung
- 23 23
- Verdichtungseinrichtung compacting device
- 24 24
- Garnabstand yarn spacing
- 25 25
- Umlenkradius turning radius
- 30 30
- Klemmeinrichtung clamper
- 31 31
- Auflagerahmen support frame
- 32 32
- Auflagebolzen Auflagebolzen
- 33 33
- Außenauflage outside edition
- 34 34
- Flanschmutter flange
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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