DE102020118003A1

DE102020118003A1 - Brandschutzelement und gießfähige Mischung hierfür

Info

Publication number: DE102020118003A1
Application number: DE102020118003.9A
Authority: DE
Inventors: Frank Neumann
Original assignee: Rodgauer Baustoffwerke & Co KG GmbH
Current assignee: Rodgauer Baustoffwerke & Co KG GmbH
Priority date: 2020-07-08
Filing date: 2020-07-08
Publication date: 2022-01-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Brandschutzelement für Gebäude, insbesondere als Wand- oder Deckendurchbruch, mit einem im Wesentlichen quaderförmigen Grundkörper (2). Der Grundkörper (2) weist auf zwei einander gegenüberliegenden Längsseiten (3) jeweils wenigstens einen, sich vorzugsweise über die gesamte Länge (L) des Grundkörpers (2) erstreckenden, stegartigen Vorsprung (4) auf, der an seinem freien Ende eine Höhe (Hv) von etwa 3% bis etwa 15% der Breite (B) des Brandschutzelements und eine Breite (Bv) von etwa 3% bis etwa 15% der Breite (B) des Brandschutzelements aufweist. Dabei besteht das Brandschutzelement einstückig aus Porenbeton der Steinfestigkeitsklassen 2 bis 6 mit einer Rohdichte zwischen 0,40 und 0,65 kg/dm3. Weiter betrifft die Erfindung eine gießfähige Masse für ein solches Brandschutzelement.

Description

Die Erfindung betrifft ein Brandschutzelement für Gebäude, das insbesondere als Wand- oder Deckendurchbruch eingesetzt werden kann. Weiter betrifft die Erfindung eine gießfähige Mischung zur Herstellung eines hydrothermal aushärtbaren Porenbetonmaterials, aus dem ein solches Brandschutzelement hergestellt werden kann.
Zur Herstellung von Geschossdecken in Gebäuden wird häufig auf eine Schalung eine Armierung aus Stahlmatten aufgebracht und dann mit Beton eingegossen. Wenn in solche Geschossdecken Durchbrüche für Ver- und Entsorgungsleitungen eingebracht werden, müssen entsprechende Öffnungen in die Geschossdecken gebohrt werden. Falls der Bohrer hierbei auf die Armierung trifft, erschwert oder verhindert dies das Einbringen eines Durchbruchs. Grundsätzlich müssen derartige Öffnungen auch so verschlossen werden, dass sie den Anforderungen u.a. des Brandschutzes, der Statik und des Schallschutzes entsprechen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Brandschutzelement für Gebäude vorzusehen, welches das Einbringen eines Durchbruchs erleichtert, ohne die Anforderungen des Brandschutzes und der Statik zu beeinträchtigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Brandschutzelement für Gebäude nach Anspruch 1 sowie einer gießfähige Mischung zur Herstellung eines hydrothermal aushärtbaren Porenbetonmaterials nach Anspruch 9 gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Brandschutzelement für Gebäude zur Herstellung eines Wand- oder Deckendurchbruch weist einen im Wesentlichen quaderförmigen Grundkörper auf. Das Brandschutzelement ist vorzugsweise einstückig aus Porenbeton der Druckfestigkeitsklassen 2 bis 6 mit einer Rohdichte zwischen 0,40 und 0,65 kg/dm³ hergestellt. Plansteine aus Porenbeton werden basierend auf DIN EN 771-4 hergestellt und gem. DIN 20000-404 in Steinfestigkeitsklassen und Rohdichteklassen eingeteilt. Porenbetonelemente der Steinfestigkeitsklassen 2 bis 6 mit einer Rohdichte zwischen 0,40 und 0,65 kg/dm³ erfüllen die Anforderungen u.a. des Brandschutzes (Baustoffklasse A1, d.h. ohne brennbare Bestandteile), der Statik und des Schallschutzes, die an ein Brandschutzelement gestellt werden, das in einer Wand oder Decke verbaut wird.
Ein Beispiel für einen Porenbeton, der diese Eigenschaften erfüllt, ist aus der EP 2 163 534 B1 bekannt, auf die hinsichtlich der Details der Herstellung und Rezeptur von Porenbeton ergänzend zum oben genannten Porenbeton Handbuch (7. Auflage, Dezember 2018) Bezug genommen wird.
Es ist daher möglich, ein solches Brandschutzelement bei der Herstellung einer Geschossdecke auf die Schalung aufzulegen, die Armierung in dem Bereich des Brandschutzelements auszusparen und dann die Armierung und das Brandschutzelement gemeinsam mit Beton einzugießen. Hierdurch entsteht durch das Brandschutzelement ein definierter Bereich in der Geschossdecke, der besonders einfach durchbohrt werden kann, um Leitungen durch diese Bohrungen zu führen.
Grundsätzlich verbindet sich Porenbeton gut mit Beton, so dass das Brandschutzelement auch bei Belastung nicht aus der betonierten Geschossdecke herausfällt. Aus statischen Gründen ist es jedoch besonders vorteilhaft, wenn das Brandschutzelement auch mechanisch in der Geschossdecke verankert wird. Dies wird erfindungsgemäß beispielsweise dadurch erreicht, dass der Grundkörper auf zwei einander gegenüberliegenden Längsseiten jeweils wenigstens einen stegartigen Vorsprung aufweist. Wenn ein derartiger Vorsprung an der Oberseite des Brandschutzelements vorgesehen ist, bildet sich bei Gießen der Geschossdecke ein Absatz aus Beton, auf dem der Vorsprung aufliegt, um das Brandschutzelement mechanisch mit dem Beton zu verbinden.
Ein erfindungsgemäßer Vorsprung erstreckt sich nach einer bevorzugten Ausführungsform entlang der jeweiligen Längsseite über die gesamte Länge des Brandschutzelements. Dies ermöglicht eine sichere Verbindung mit der Geschossdecke und/oder der Armierung.
Der wenigstens eine erfindungsgemäß vorgesehene Vorsprung, der in bzw. an einer Längsseite des Brandschutzelements vorhanden ist, ist von Nut-Feder-Systemen zu unterschieden, die in Porenbeton-Plansteinen vorhanden sein können, um die Plansteine untereinander zu verbinden. Bei solchen Nut-Feder-Systemen ist auf der Stirnseite des Steins beispielsweise eine Nut vorgesehen und auf der gegenüberliegenden Stirnseite ist eine zu der Nut passende Federkontur ausgebildet. Diese verlaufen anders als die erfindungsgemäßen Vorsprünge in Richtung der Steinhöhe.
Weiter ist der wenigstens eine erfindungsgemäß vorgesehene Vorsprung, der in bzw. an einer Längsseite des Brandschutzelements vorgesehen ist, von Grifftaschen zu unterschieden, die in Porenbeton-Plansteinen vorhanden sein können, um die Plansteine besser greifen zu können. Solche Grifftaschen erstrecken sich nicht über die gesamte Breite eines Plansteins.
Zusätzlich sollte beim Gießen der Geschossdecke vermieden werden, dass das Brandschutzelement aus Porenbeton, der im Vergleich mit Beton eine geringere Dichte hat, in dem Beton aufschwimmt und damit seine vorbestimmte Position verliert. Auch dies kann dadurch erreicht werden, dass der Grundkörper auf zwei einander gegenüberliegenden Längsseiten jeweils wenigstens einen stegartigen Vorsprung aufweist. So ist es möglich, wenigstens einen Vorsprung an der Unterseite des Brandschutzelements vorzusehen, so dass die Armierung teilweise auf den Vorsprung aufgelegt werden und so das Element gegen Aufschwimmen sichern kann.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn ein Vorsprung an seinem freien Ende eine Höhe von etwa 3% bis etwa 15%, insbesondere etwa 4% bis etwa 10%, der Breite des Brandschutzelements und/oder eine Breite von etwa 3% bis etwa 15%, insbesondere etwa 4% bis etwa 10%, der Breite des Brandschutzelements aufweist. Bei einem Brandschutzelement aus Porenbeton der Druckfestigkeitsklassen 2 bis 6 mit einer Rohdichte zwischen 0,40 und 0,65 kg/dm³ erfüllt ein Vorsprung mit den genannten Abmessungen die obigen mechanischen Anforderungen sicher.
Vorzugsweise weist der Grundkörper auf den einander gegenüberliegenden Längsseiten jeweils zwei stegartige Vorsprünge auf, die an ihren freien Enden jeweils eine Höhe von etwa 3% bis etwa 15%, insbesondere etwa 4% bis etwa 10%, der Breite des Brandschutzelements und eine Breite von etwa 3% bis etwa 15%, insbesondere etwa 4% bis etwa 10%, der Breite des Brandschutzelements aufweisen. Hierdurch ist es möglich, das Brandschutzelement sowohl mechanisch in der Geschossdecke zu verankern als auch gegen ein Aufschwimmen zu sichern. Hierbei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn wenigstens einer der stegartigen Vorsprünge mit der Oberseite oder der Unterseite des Brandschutzelements bündig ist. Beispielsweise können alle Vorsprünge mit der Oberseite bzw. der Unterseite des Brandschutzelements bündig sein.
Die mechanische Stabilität der Vorsprünge kann dadurch weiter verbessert werden, dass wenigstens einer der stegartigen Vorsprünge eine zu der Oberseite oder der Unterseite schräg verlaufende Fläche aufweist. Insbesondere kann bei einem mit der Oberseite bündigen Vorsprung die der Unterseite zugewandte Fläche zu der Oberseite schräg ausgerichtet sein. Grundsätzlich können sowohl bei einem einzelnen Vorsprung oder bei allen Vorsprüngen derartige abgeschrägte Fläche vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ hierzu können auch die Längsseiten und/oder die Vorder- oder Rückseite des Brandschutzelements zumindest abschnittsweise schräg, beispielsweise konisch, ausgestaltet sein.
Für den Einsatz als Brandschutzelement in einer Wand oder Decke weist der Grundkörper vorzugsweise eine Höhe zwischen etwa 15 cm und etwa 27 cm, insbesondere etwa 17,5 cm bis etwa 22 cm, zum Beispiel etwa 20 cm, auf.
Für einen möglichst vielseitigen Einsatz kann der Grundkörper des Brandschutzelements eine Länge aufweisen, die zumindest im Wesentlichen gleich der Breite des Brandschutzelements ist. Der Grundkörper hat dabei beispielsweise eine Länge zwischen etwa 30 cm und etwa 60 cm, insbesondere etwa 50 cm. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass das Brandschutzelement quaderförmig mit einer rechteckigen Grundform der Ober- und Unterseite gestaltet ist.
Um das Brandschutzelement gegen Aufschwimmen zu sichern, kann zusätzlich oder alternativ zu den oben genannten Maßnahmen der Grundkörper auf seiner Oberseite und/oder an wenigstens einer der Längsseiten mit wenigstens einer nutförmigen Rille versehen sein. In eine solche Rille lässt sich ein Bewehrungsstab einlegen, um das Brandschutzelement während des Gießens der Geschossdecke ortsfest zu halten.
Die Erfindung betrifft weiter eine gießfähige Mischung zur Herstellung eines hydrothermal aushärtbaren Porenbetonmaterials, insbesondere für ein Brandschutzelement der oben genannten Art, wobei die Mischung wenigstens zwei verschiedene Zemente enthält, insbesondere CEM I 42,5 R und CEM II/A-s 42,5 N Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindungen ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Es zeigen schematisch:

1 in Perspektivansicht ein Brandschutzelement nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
2 in Perspektivansicht ein Brandschutzelement nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, und
3 in Frontansicht ein Brandschutzelement nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In den 1 bis 3 sind jeweils Brandschutzelemente 1 dargestellt, die einen quaderförmigen Grundkörper 2 aus einem Porenbetonmaterial aufweisen. Das Porenbetonmaterial kann die Steinfestigkeitsklassen 2, 4 oder 6 aufweisen. Vorzugsweise hat das Porenbetonmaterial eine Trockenrohdichte zwischen 0,40 und 0,65 kg/dm³.
Der Grundkörper 2 ist in den Figuren in Einbaulage dargestellt und weist zwei einander gegenüberliegenden und zueinander beispielsweise parallele Längsseiten 3 auf. In 1 ist an jeder Längsseite 3 oben ein Vorsprung 4 vorgesehen, der bündig mit einer Oberseite 5 des Grundkörpers 2 ist. Mit anderen Worten liegen die obere Fläche des Grundkörpers 2 und die obere Fläche des Vorsprungs 4 in einer gemeinsamen Ebene.
Abweichend von der Darstellung in 1 kann der Vorsprung 4 an seinem freien Ende (links bzw. rechts in 1) jeweils eine Höhe Hv von etwa 3% bis etwa 15%, insbesondere etwa 4% bis etwa 10%, der Breite B des Brandschutzelements aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Vorsprung 4 an seinem freien Ende (links bzw. rechts in 1) jeweils eine Breite Bv von etwa 3% bis etwa 15%, insbesondere etwa 4% bis etwa 10%, der Breite B des Brandschutzelements aufweisen. Die Breite B des Brandschutzelements beträgt beispielsweise etwa 50 cm. Die Länge L des Brandschutzelements beträgt ebenfalls beispielsweise etwa 50 cm. Die Höhe H des Brandschutzelements beträgt beispielsweise etwa 20 cm. Damit betragen die Höhe Hv und die Breite Bv der Vorsprünge 4 beispielsweise etwa 2 cm bis etwa 5 cm.
Das in 2 dargestellte Brandschutzelement 1 weist sowohl in der gezeigten Einbaulage oben als auch unten Vorsprünge 4 auf. Diese sind in dem dargestellten Beispiel bündig mit der Oberseite 5 bzw. der Unterseite 6 des Grundkörpers 2. Mit anderen Worten liegen die obere Fläche des Grundkörpers 2 und die obere Fläche des oberen Vorsprungs 4 in einer gemeinsamen Ebene und die untere Fläche des Grundkörpers 2 und die untere Fläche des unteren Vorsprungs 4 liegen in einer gemeinsamen Ebene.
Eine weitere Ausführungsform ist in 3 dargestellt, die exemplarisch verdeutlicht, dass die Vorsprünge 4 eines Brandschutzelements 1 unterschiedlich ausgebildet sein können. So sind in 3 die oberen Vorsprünge 4 mit größerer Höhe ausgestaltet und weisen zudem geneigte Flächen 7 auf, die die mechanische Stabilität der Vorsprünge 4 verbessern. Dagegen sind die unteren Vorsprünge 4, die ein Aufschwimmen des Brandschutzelements 1 verhindern können, filigraner ausgebildet, da sie nur eine geringere mechanische Belastung erfahren.
In 3 sind zudem auf der Oberseite 5 Rillen 8 vorgesehen, die einen Stahlstab oder dgl. Bewehrungselemente aufnehmen können, um ebenfalls ein Aufschwimmen des Brandschutzelements 1 zu verhindern. Derartige Rillen können auch in den Längsseiten 3 und/oder den Vorsprüngen 4 vorgesehen sein.
Das Brandschutzelement 1 besteht beispielsweise einstückig aus einem Porenbeton, der aus einer gießfähigen Mischung mit folgenden Bestandteilen durch hydrothermale Härtung hergestellt wurde: Branntkalk, Zement (CEM I 42,5 R und CEM II/A-S 52,5 N), Anhydrit, gemahlener Quarzsand, Aluminium-Paste und Wasser
Bezugszeichenliste

1: Brandschutzelement
2: Grundkörper
3: Längsseite
4: Vorsprung
5: Oberseite
6: Unterseite
7: geneigte Fläche
8: Rille
B: Breite des Brandschutzelements
Bv: Breite des Vorsprungs
H: Höhe des Brandschutzelements
Hv: Höhe des Vorsprungs
L: Länge des Brandschutzelements

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2163534 B1 [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 771-4 [0005]
DIN 20000-404 [0005]

Claims

Brandschutzelement für Gebäude, insbesondere als Wand- oder Deckendurchbruch, mit einem im Wesentlichen quaderförmigen Grundkörper (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) auf zwei einander gegenüberliegenden Längsseiten (3) jeweils wenigstens einen, sich vorzugsweise über die gesamte Länge (L) des Grundkörpers (2) erstreckenden, stegartigen Vorsprung (4) aufweist, der an seinem freien Ende eine Höhe (Hv) von etwa 3% bis etwa 15%, insbesondere etwa 4% bis etwa 10%, der Breite (B) des Brandschutzelements und eine Breite (B_V) von etwa 3% bis etwa 15%, insbesondere etwa 4% bis etwa 10%, der Breite (B) des Brandschutzelements aufweist, wobei das Brandschutzelement (1) einstückig aus Porenbeton der Steinfestigkeitsklassen 2 bis 6 mit einer Rohdichte zwischen 0,40 und 0,65 kg/dm³ besteht.
Brandschutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) auf den einander gegenüberliegenden Längsseiten (3) jeweils zwei stegartige Vorsprünge (4) aufweist, die an ihren freien Enden jeweils eine Höhe (H_V) von etwa 3% bis etwa 15%, insbesondere etwa 4% bis etwa 10%, der Breite (B) des Brandschutzelements und eine Breite (Bv) von etwa 3% bis etwa 15%, insbesondere etwa 4% bis etwa 10%, der Breite (B) des Brandschutzelements aufweisen.
Brandschutzelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der stegartigen Vorsprünge (4) mit der Oberseite (5) oder der Unterseite (6) des Brandschutzelements bündig ist.
Brandschutzelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der stegartigen Vorsprünge (4) eine zu der Oberseite (5) oder der Unterseite (6) schräg verlaufende Fläche (7) aufweist.
Brandschutzelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) eine Höhe (H) zwischen etwa 15 cm und etwa 27 cm, vorzugsweise etwa 17,5 cm bis 22 cm, aufweist.
Brandschutzelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) eine Länge (L) aufweist, die zumindest im Wesentlichen gleich der Breite (B) des Brandschutzelements ist.
Brandschutzelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) eine Länge (L) zwischen etwa 30 cm und etwa 60 cm, insbesondere etwa 50 cm, aufweist.
Brandschutzelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) auf seiner Oberseite (5) und/oder an wenigstens einer der Längsseiten (3) mit einer nutförmigen Rille (8) versehen ist.
Gießfähige Mischung zur Herstellung eines hydrothermal aushärtbaren Porenbetonmaterials, insbesondere für ein Brandschutzelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung wenigstens zwei verschiedene Zemente enthält, insbesondere CEM I 42,5 R und CEM II/A-S 52,5 N.