DE102022111048A1

DE102022111048A1 - Elektrisch beheizbare Betonplatte

Info

Publication number: DE102022111048A1
Application number: DE102022111048.6A
Authority: DE
Inventors: Steffen Lorenz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-05-11
Filing date: 2022-05-04
Publication date: 2022-11-17
Also published as: EP4090132A1

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrisch beheizbare Betonplatte bereitzustellen, die hoch beanspruchbar ist, insbesondere eine hohe Biegezugfestigkeit aufweist und serienmäßig leicht herstellbar sowie am Bestimmungsort gut verlegbar ist. Die Betonplatte soll weiterhin großflächig und in Bezug oder Verhältnis zur flächigen Erstreckung sehr dünn sein oder eine geringe Dicke aufweisen, so dass Betonplatten beliebiger Flächengrößen von bis ca. 50 qm und einer Dicke von zwischen 10 mm bis 55 mm in der Proportioanalitätsabhängkeit von Plattenfläche zu Plattendicke, wobei die Dicke bei zunehmender Fläche nur geringfügig zunimmt, einfach gefertigt und schnell verlegt werden können.1. Elektrisch beheizbare Betonplatte (1), wobei die Betonplatte (1) zumindest eine Faserbewehrung (2) und zumindest ein flächiges Heizelement (3) umfasst, wobei das zumindest eine Heizelement (3) zumindest eine in einem Kunstharz-Faser-Verbund eingebettete Heizschicht umfasst, die Betonplatte (1) auf einer Seite oder Oberfläche des flächigen Heizelementes (3) eine Betonoberschicht (5) und auf der dazu gegenüberliegenden Seite oder Oberfläche des flächigen Heizelementes (3) eine Dämmschicht (11) oder eine Betonunterschicht (4) aufweist, wobei die Betonunterschicht (4) und/oder die Betonoberschicht (5) die Faserbewehrung (2) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch beheizbare Betonplatte, wobei die Betonplatte mit einer Faserbewehrung versehen ist und zumindest ein flächiges Heizelement umfasst. Das zumindest eine flächige Heizelement umfasst zumindest eine vorzugweise in einem Kunstharz-Faser-Verbund eingebettete Heizschicht. Das zumindest eine flächige Heizelement ist damit ein festes und biegesteifes Bauteil oder eine Komponente oder ein Halbzeug, insbesondere für den Einsatz oder die Verwendung an oder in der Betonplatte. An dem zumindest einen flächigen Heizelement ist auf einer Seite oder Oberfläche oder Außenfläche eine Betonoberschicht und auf der dazu gegenüberliegenden Seite oder Oberfläche oder Außenfläche des flächigen Heizelementes eine Dämmschicht oder eine Betonunterschicht vorhanden, wobei die Betonoberschicht und Betonunterschicht jeweils beispielsweise einen hochfesten oder einen anderen geeigneten Beton umfassen. Es ist vorgesehen, dass im Beton eine Faserbewehrung vorhanden sein kann, die vorzugsweise aus Carbonfasern oder Basaltfasern oder Glasfasern ausgebildet ist. Die Faserbewehrung kann auch als textile Faserbewehrung bezeichnet werden. Die Faserbewehrung ist vorzugswese flächig, gitterförmig oder rasterförmig, kann aber auch räumlich gitterförmig oder rasterförmig ausgebildet sein oder eine andere oder eine kombinierte flächige, gitterförmige und/oder rasterförmige Struktur aufweisen.
Elektrisch beheizbare Betonplatten sind in unterschiedlichen Ausführungen, beispielsweise als Betonverkehrswegplatte bekannt.
Bekannt sind Heizkabel als Heizelemente, welche sich in Beton verlegen lassen. Hierbei handelt es sich jedoch um, wenngleich auch eng verlegbar, um punktuelle oder streifenförmige Wärmequellen, die im Beton zu erheblichen thermisch bedingten Spannungen führen können, weshalb derartige Heizelemente nur mit einem hohen Bauteilquerschnitt und mit einer hohen Betonüberdeckung verlegt werden dürfen, was dazu führt, dass ein erhöhter Energiebedarf besteht bzw. sich ergibt, um an der Betonoberfläche gewünschte Temperaturen beispielsweise oberhalb des Gefrierpunktes von Wasser zuverlässig zu erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrisch beheizbare Betonplatte bereitzustellen, die hoch beanspruchbar ist, insbesondere eine hohe Biegezugfestigkeit aufweist und serienmäßig leicht herstellbar sowie am Bestimmungsort gut verlegbar ist. Die Betonplatte soll weiterhin großflächig und in Bezug oder Verhältnis zur flächigen Erstreckung sehr dünn sein oder eine geringe Dicke aufweisen, so dass Betonplatten beliebiger Flächengrößen von bis ca. 50 qm und einer Dicke von zwischen 10 mm bis 55 mm in der Proportioanalitätsabhängkeit von Plattenfläche zu Plattendicke, wobei die Dicke bei zunehmender Fläche nur geringfügig zunimmt, einfach gefertigt und schnell verlegt werden können.
Die Erfindung betrifft eine elektrisch beheizbare, mechanisch sehr hoch belastbare Betonplatte, wobei die Betonplatte eine Faserbewehrung und zumindest ein flächiges Heizelement umfasst, wobei das zumindest eine flächige Heizelement zumindest eine in einem Kunstharz-Faser-Verbund eingebettete Heizschicht umfasst. Auf einer Seite des zumindest einen flächigen Heizelementes ist eine Betonoberschicht und auf der anderen Seite des zumindest einen flächigen Heizelementes ist eine Dämmschicht oder eine Betonunterschicht angeordnet.
Gemäß der erfinderischen Konzeption ist es vorgesehen, dass die Betonoberschicht und/oder die Betonunterschicht mit der Faserbewehrung ausgebildet sind.
Das flächige Heizelement bildet allein oder zusammen mit der Faserbewehrung ein statisch wirksames Element an der Betonoberschicht oder in oder zwischen der Betonoberschicht und der Betonunterschicht.
Zudem ist die Dämmschicht beispielsweise ein hochfestes Dämmmaterial. Somit kann auch die Dämmschicht statisch wirken oder zumindest statisch unterstützend wirken.
Wenngleich die Betonschichten für ein besseres Verständnis in Betonoberschicht und Betonunterschicht unterteilt sind, kann je nach konkreter Anwendung und Anordnung der Betonplatte deren konkrete Zuordnung oder Benennung auch umgekehrt sein. Dies gilt auch in Verbindung mit der Dämmschicht. So kann die Dämmschicht beispielsweise auch oberhalb des flächigen Heizelementes angeordnet sein, während die Betonschicht unterhalb des flächigen Heizelementes angeordnet ist.
So kann die Betonplatte, je nach standzuhaltender Beanspruchung, mit geringer Plattenstärke von beispielsweise nur 30 mm hergestellt werden. Andere Plattenstärken vom mehr als 30mm oder mehr als 40mm oder weniger als 30 mm, beispielsweise mit nur einer Faserbewehrung sind ebenfalls möglich. Aufgrund dieses Aufbaus kann der Einsatz des hochwertigen Materials reduziert werden und, bedingt durch eine oberflächennahe Anordnung des zumindest einen flächigen Heizelementes, ein schnelleres und kostengünstigeres Aufheizen durch einen geringeren Leistungsbedarf gegenüber herkömmlichen ähnlichen Heizflächen oder Heizelementen erzielt werden, da letztlich durch die Oberflächennähe weniger Beton zu erwärmen ist. Somit sind ein kurzfristigerer und bedarfsgerechterer Betrieb mit geringerer Latenz als im Stand der Technik mit einer hohen Betonüberdeckung möglich.
Die Betonplatte kann beispielsweise eine Betonverkehrswegplatte, was alle Flächen einschließt auf den Fahrzeuge jeglicher Art und/oder Personen sich fortbewegen, eine Wandplatte oder Wandelement, eine Deckenplatte oder Bodenplatte oder eine Stufe sein. Weitere Anwendungen oder Einsatzgebiete sind auch ohne namentliche Nennung mit eingeschlossen.
Vorteilhaft werden mit der Erfindung die Anforderungen für sogenannte LAU-Anlagen, also Anlage für das Lagern, Abfüllen und Umschlagen wassergefährdende Stoffe gemäß des Wasserhaushaltgesetzes und die Frost-Tausalzanforderungen an den Beton erfüllt. Somit kann die Erfindung unter anderem auch für mechanisch hochbelastbare Flächen wie Flughafenverkehrsflächen, Lager- oder Umschlagsflächen und Produktionsflächen eingesetzt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Vorteilhaft ist die Faserbewehrung bereichsweise mit dem flächigen Heizelement verbunden. Diese Verbindung ist formschlüssig und kraftschlüssig. Damit bildet das flächige Heizelement zusammen mit der Faserbewehrung ein statisch wirksames Element. So kann Faserbewehrung beispielsweise mit dem flächigen Heizelement vulkanisiert oder verklebt oder eingearbeitet sein.
Weiterhin kann die Faserbewehrung zum flächigen Heizelement beabstandet sein oder liegt am flächigen Heizelement an. Beispielsweise auch eine Beschichtung der Faserbewehrung kann zugleich mit dem flächigen Heizelement die Verbindung bilden. Ebenso kann Faserbewehrung nur in den Beton eingelegt sein und somit am flächigen Heizelement anliegen oder dazu beabstandet sein. Je nach räumlicher oder flächiger Erstreckung kann die Faserbewehrung bereichsweise mit dem flächigen Heizelement verbunden sein oder anliegen. Beispielsweise bei einer gewellten Struktur der Faserbewehrung ist die Faserbewehrung nur an den zum flächigen Heizelement weisenden Wellenbergen mit dem flächigen Heizelement verbunden oder liegt an.
In einer Weiterbildung sind im zumindest einen flächig ausgebildeten flächigen Heizelement die zueinander beabstandete Durchgangsöffnungen angeordnet. Unter Durchgangsöffnungen werden Öffnungen verstanden, die durch das zumindest eine flächige Heizelement hindurchführen. So werden auch Aussparungen am Rand des flächigen Heizelementes darunter verstanden. Sie können bei der Herstellung des flächigen Heizelementes von vornherein vorgesehen werden oder nachträglich, beispielsweise als Bohrung oder durch Stanzen eingebracht sein.
In die Durchgangsöffnungen im zumindest einen flächigen Heizelement dringt einerseits der Beton zumindest der Betonoberschicht ein. Auf der anderen Seite des zumindest einen flächigen Heizelement ist die Dämmschicht angeordnet. Der Beton kann das zumindest eine flächige Heizelement an dessen Rändern oder das zumindest eine flächige Heizelement und die Dämmschicht umgeben.
Anderseits dringt der Beton durch die Durchgangsöffnungen hindurch, so dass der Beton der Betonunterschicht mit dem Beton der Betonoberschicht verbunden ist. Zudem umgibt der Beton das zumindest eine flächige Heizelement an dessen Rändern. Das zumindest eine flächige Heizelement ist zwischen der Betonunterschicht und der Betonoberschicht eingebettet, wobei die Betonunterschicht und die Betonoberschicht sich an den Berühungspunkten oder Berührungsflächen zu einer Einheit verbinden.
Zusätzlich können durch die Durchgangsöffnungen im zumindest einen flächigen Heizelement zusätzliche Bewehrungselemente und/oder die Faserbewehrung der Betonunterschicht und/oder der Betonoberschicht geführt sein. Die Betonunterschicht und die Betonoberschicht sind damit zusätzlich und verstärkend vorteilhaft über eine Faserbewehrung kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden.
Vorzugsweise ist im Bereich der Durchgangsöffnungen die im zumindest einen flächigen Heizelement eingebettete Heizschicht ausgespart oder unterbrochen oder um die Durchgangsöffnungen geführt, so dass eine ausreichende Isolation und auch die Funktion gewährleistet ist.
So wird durch das zumindest eine flächig ausgebildete flächige Heizelement eine vergleichsweise geringe Bauteilstärke erreicht und eine Anordnung des zumindest einen flächigen Heizelementes nahe an der Oberfläche begünstigt, was wiederum die Aufheizzeit verkürzt und somit die Energieverluste verringert und sich somit der Energiebedarf und damit die Betriebskosten reduzieren lassen.
In und durch die Durchgangsöffnungen im zumindest einen flächigen Heizelement kann sich bei der Fertigung der Betonplatten der Beton ausbreiten, so dass der Beton der Betonunterschicht mit dem Beton der Betondeckschicht verbunden ist.
Vorteilhaft kann das zumindest eine flächige Heizelement eine haftverbessernde Beschichtung bzw. eine polymermodifizierte Haftbrücke aufweisen.
Durch den Aufbau von zwei bewehrten Betonschichten, die voneinander durch das zumindest eine flächige Heizelement getrennt und nur punktuell miteinander und gegebenenfalls mit dem kraftschlüssigen Haftverbund durch die Haftgrundierung des zumindest einen flächige Heizelementes zum Beton verbunden sind, wird eine sehr hohe Biegesteifigkeit der elektrisch beheizbaren Betonplatte erreicht.
Das zumindest eine flächenhafte die Durchgangsöffnungen aufweisende flächige Heizelement stellt somit keine Trennung der Betonschichten dar. Das zumindest eine flächenhafte und mit Durchgangsöffnungen versehende flächige Heizelement kommt somit auch als ein zusätzliches Bewehrungselement zum Einsatz, wodurch die Betonplatte mit einer sehr hohen Druckfestigkeit sowie Biegezugsteifigkeit ausgebildet ist. Damit ist die Betonplatte so ausgebildet, dass sie sehr hohen mechanischen Beanspruchungen standhält.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass neben dem Beton auch Bewehrungselemente durch die Durchgangsöffnungen des zumindest einen flächigen Heizelementes geführt sind. Durch die durch die Durchgangsöffnungen des zumindest einen flächigen Heizelementes geführten Bewehrungselemente wird die Verbindung zwischen Betonunterschicht und Betonoberschicht in den Durchgangsöffnungen verstärkt, so dass die Biegezugfestigkeit und die Schubscherbeanspruchbarkeit der Betonplatte erhöht und dadurch größere Kräfte aufgenommen und abgeleitet werden können. Infolge dessen kann beispielsweise die Stärke der Betonplatte weiter verringert oder eine Betonplatte gleicher Stärke höher beansprucht werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bilden zur weiteren Verbesserung des Verbundes zwischen Betonunterschicht und Betonoberschicht die textilen Bewehrungselemente mit der Faserbewehrung der Betonplatte als Bestandteil der Faserbewehrung eine Einheit oder sind mit der Faserbewehrung der Betonplatte verbunden oder auf die Faserbewehrung der Betonplatte aufgelegt oder in diese eingesteckt. Hierbei kann eine bevorzugte formschlüssig Verbindung vorteilhaft beispielsweise durch hakenförmige Ausbildung der Enden der Bewehrungselemente und oder durch ein Einflechten der Bewehrungselemente in die Faserbewehrung der Betonplatte realisiert sein. Bevorzugt ist die textile Faserbewehrung zur Sicherstellung der Kraftschlüssigkeit und/oder Formschlüssigkeit in dreidimensionaler Wirk- und Webtechnik hergestellt.
So können die Bewehrungselemente in die Faserbewehrung eingewobene, offene beispielswiese stabförmige oder nagelförmige Enden als Bewehrungselemente vorgesehen und durch die Durchgangsöffnungen geführt sein.
Einer vorteilhaften Ausgestaltung der Betonplatte entsprechend weisen die umlaufenden oder seitlichen Außenflächen der Betonplatte in vertikaler Richtung eine jeweils mit den seitlichen Außenflächen der benachbart angeordneten Betonplatte korrespondierende Wellenstruktur oder eine andere korrespondierende Oberflächenstruktur auf. Damit wird zwischen den benachbart angeordneten Platten eine entsprechend ausgebildete, von oben nach unten verlaufende Wellenform, wie beispielsweise eine Sinuswellenform, realisiert. Mit dieser Wellenform können vorteilhaft vertikale Kräfte zwischen den benachbart angeordneten Betonplatten gut übertragen werden, ohne dass die Nachteile einer Nut-Federverbindung, wie beispielsweise des Materialbruchs, auftreten. Die Ausführung der Ränder erfolgt bei den Platten so, dass zwei aneinander angrenzende Ränder mit der ersten Wellenform gefertigt sind und die beiden anderen Randbereiche mit der zur ersten Wellenform korrespondierenden Wellenform ausgeführt sind. So können die Betonplatten, jeweils entsprechend ausgerichtet, mit der Wellenform aneinander angelegt und formschlüssig zusammengeschoben werden. Bevorzugt kann die Wellenform der Randbereiche in Form einer Sinuswelle realisiert sein. Unter Berücksichtigung oder unter Einhaltung der korrespondierenden Wellenstruktur kommen für die korrespondierende Wellenstruktur neben ganzzahligen Vielfachen auch beliebige Vielfache bzw. nichtganzzahlige Vielfache einer Sinuswelle in Betracht. Ebenso kann hinsichtlich Amplitude und/oder Lage der Minimalstellen und Maximalstellen beliebig die korrespondierende Wellenstruktur ausgerichtet oder angeordnet sein.
Es sind jedoch auch andere korrespondierende Oberflächenstrukturen vorgesehen, die einen zuverlässigen Verbund und/oder Übergang zwischen den benachbart angeordneten Platten ermöglichen. Ebenso sind gerade seitliche Außenflächen vorgesehen.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die umlaufenden oder seitlichen Außenflächen oder die umlaufende oder seitliche Begrenzung der Betonplatte jeweils durch Betonrandelemente gebildet sind. Dabei sind die Randelemente aus Beton vorgefertigt und mit einer Randfaserbewehrung versehen. An der Außenseite weisen die Betonrandelemente jeweils die korrespondierende Wellenstruktur oder eine andere korrespondierende Oberflächenstruktur auf. Bezüglich dieser Wellenstruktur oder der anderen korrespondierende Oberflächenstruktur kann auf die obigen Ausführungen verwiesen werden. Weiterhin ragt die Randfaserbewehrung der Betonrandelemente als Anschlussbewehrung über diese hinaus, so dass diese mit der Betonplatte und vorzugsweise auch mit der Faserbewehrung der Betonplatte gut verbunden werden kann. Die vorgefertigten Randelemente bilden damit die vorteilhafte Wellenstruktur und dienen zugleich bei der Herstellung der Betonplatten vorteilhaft als in diese integrierte, sogenannte verlorene Schalung.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Faserbewehrung oder die Randfaserbewehrung von der Betonunterschicht zur Betonoberschicht im Bereich der umlaufenden oder seitlichen Außenflächen um das zumindest eine flächige Heizelement geführt ist, wodurch die Stabilität gesteigert wird. Hierbei kann die Faserbewehrung von der Betonunterschicht zur Betonoberschicht um das zumindest eine flächige Heizelement geführt sein. Ebenso kann eine separate Randfaserbewehrung vorgesehen sein, die um das zumindest eine flächige Heizelement geführt oder angeordnet ist und zur jeweiligen Faserbewehrung der Betonunterschicht und/oder Betonoberschicht geführt und gegebenenfalls mit ihr verbunden ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen die Faserbewehrung der Betonplatte, die Randfaserbewehrung und/oder die Bewehrungselemente aus flächigen und/oder räumlichen und/oder langgestreckten Strukturen auf. Die Strukturen können Carbonfaser-Strukturen oder Basaltfaser-Strukturen oder Glasfaser-Strukturen oder anderen Faserstrukturen sein. Derartige Strukturen sind aus flächigen und/oder räumlichen und/oder langgestreckten oder linienförmigen Gebilden, wie z.B. Garn, Filament- oder Faden- oder Faseranordnungen gefertigte Gewebe oder Gestricke oder Gelege oder Netze oder Gitter. Dabei umfassen diese Gebilde in der Regel mehrere Fasern. Je nach Beanspruchung können unterschiedliche Fasern, wie beispielsweise Carbonfasern oder Basaltfasern oder Glasfasern oder andere Faserarten sowie unterschiedliche Strukturen oder deren Kombinationen zum Einsatz kommen.
Als räumlichen und/oder langgestreckten Faser- oder Carbonfaser-Strukturen kommen beispielswiese auch gewellte Strukturen in Betracht, die auf beiden Seiten des flächigen Heizelementes bzw. in der Betonoberschicht und Betonunterschicht angeordnet sind. Die Wellenrichtungen der jeweiligen gewellten Faser- oder Carbonfaser-Strukturen sind zueinander versetzt, beispielsweise um 90 Grad, so dass die Faser- oder Carbonfaser-Struktur in der Betonoberschicht eine um 90 Grad versetzte bevorzugte Kraftrichtung aufweist als die Faser- oder Carbonfaser-Struktur in der Betonunterschicht.
Weiterhin können bei gewellten Strukturen die vom flächigen Heizelement wegweisenden Wellenberge oder jeweils die Wellenberge einer Seite der gewellten Strukturen mit verbindenden langgestreckten linienförmigen Faser- oder Carbonfaser-Strukturen oder Faser- oder Carbonfaser-Flächenstrukturen verbunden sein.
Die gewellte Faser- oder Carbonfaser-Struktur kann auch eine Faser-oder Carbonfasermatte oder ein Faser-oder Carbonfasernetz sein, die vom flächigen Heizelement wegweisenden Wellenberge oder jeweils die Wellenberge einer Seite der gewellten Strukturen über eine Faser-oder Carbonfasermatte oder ein Faser-oder Carbonfasernetz verbunden sein.
Einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung entsprechend ist vorgesehen, dass die Faserbewehrung, die Randfaserbewehrung und/oder die Bewehrungselemente Carbonfasern, Basaltfasern, Glasfasern und/oder andere mineralische oder synthetische Fasern umfassen. Insbesondere Carbonfasern, auch als Kohlefasern bekannt, weisen eine sehr hohe Zugfestigkeit auf. Demzufolge können mit der Faserbewehrung als Carbonfaserbewehrung Betonplatten mit einer sehr hohen Biegezugfestigkeit hergestellt werden, so dass diese Betonplatten auch für hohe Beanspruchungen mit einer vergleichsweise geringen Plattenstärke von ca. 4 cm eingesetzt werden können. So kann eine solche Betonplatte auch auf Rollfeldern von Flughäfen eingesetzt werden.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Carbonfasern, die eine sehr hohe Zugfestigkeit aufweisen. Die Carbonfasern können sowohl textil verarbeitet oder auch textil verarbeitet stangenförmig zum Einsatz kommen. Beton im Verbund mit Carbonfasern wird auch als Carbonbeton bezeichnet. Stangenförmige Carbonfasern kommen bevorzugt mit profilierter Oberfläche zu Einsatz, um einen besseren Kraftschluss und/oder Formschluss mit dem Beton zu ermöglichen.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die flächigen und/oder räumlichen Strukturen der Faserbewehrung, Randfaserbewehrung und/oder der Bewehrungselemente, wie beispielsweise aus Carbonfasern versteift ausgebildet. Die Versteifung kann beispielsweise durch eine Schlichtbehandlung, eine Tränkung oder durch eine Ummantelung der Bewehrungsfasern mit geeigneten Materialien erfolgen. Durch die Versteifung lassen sich die flächigen und räumlichen Strukturen der Bewehrungsfasern bei der Fertigung der Betonplatten vorteilhaft somit formstabil herstellen.
Zudem kann durch eine Schlichtbehandlung, eine Tränkung oder durch eine Ummantelung der Bewehrungsfasern eine haftverbessernd oder reibungserhöhend oder eine dreidimensionale Oberflächenstruktur geschaffen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die flächigen und/oder räumlichen Bewehrungsstrukturen Raster oder Rastermaß von beispielsweise zwischen 8 bis 40 mm auf. Bevorzugt kann das Raster oder Rastermaß beispielsweise zwischen 10 bis 20 mm aufweisen. Hierbei kommen beispielsweise quadratische, rechteckige oder wabenförmige Raster in Betracht. Damit können die Randfaserbewehrungen und die durch die Durchgangsöffnungen geführten Bewehrungselemente gut handhabbar in die Faserbewehrung der Betonplatte eingebunden werden. Zugleich wird insbesondere der Einsatz des teuren Carbonmaterials optimiert.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Durchgangsöffnungen im zumindest einen flächigen Heizelement rasterförmig angeordnet. Hierdurch lässt sich die Druckfestigkeit sowie Biegezugfestigkeit verbessern. Je nach Art des Rasters lassen sich Druckfestigkeit sowie Biegezugfestigkeit anpassen.
Bevorzugt weisen die Durchgangsöffnungen im zumindest einen flächigen Heizelement als lichtes Maß eine Größe von 0,5 - 2,5 cm auf. Bevorzugt sind die Durchgangsöffnungen 1,25 bis 2 cm und besonders bevorzugt 1,4 bis 1,7 cm groß. Die Durchgangsöffnungen können rund sein aber auch andere, beispielsweise eckige Formen oder Mischformen aufweisen. Hierdurch lässt die Bindung bzw. Verbindung zwischen der Betonunterschicht und der Betonoberschicht anpassen und damit die Druckfestigkeit sowie Biegezugfestigkeit.
Weiterhin ist vorteilhafter Weise vorgesehen, dass 9 bis 100 Durchgangsöffnungen je Quadratmeter im zumindest einen flächigen Heizelement verteilt angeordnet sind.
Bevorzugt sind zwischen 20 und 80, besonders bevorzugt zwischen 30 bis 60 Durchgangsöffnungen je Quadratmeter im zumindest einen flächigen Heizelement verteilt angeordnet. Diese Merkmale bezüglich der Durchgangsöffnungen im zumindest einen flächigen Heizelement geben vorteilhaft ein Optimum zwischen einerseits der Festigkeit und Biegezugfestigkeit der Betonplatte und andererseits einer guten Handhabbarkeit und einem rationellem Materialeinsatz bei der Herstellung der Betonplatte an. Eine abweichende nicht genannte Anzahl von Durchgangsöffnungen ist jedoch nicht ausgeschlossen.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Heizschicht als eigentliche Heizeinheit zur Umwandlung von Elektroenergie in Wärme ein Heizgewebe, ein Heizgelege, ein Heizgeflecht oder eine Heizfolie. Dabei kann erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen sein, dass das Heizgewebe, das Heizgelege, das Heizgeflecht und/oder die Heizfolie jeweils eine leitfähige Beschichtung mit Metall und/oder Carbon aufweisen. Jedoch kann das Heizgewebe, das Heizgelege, das Heizgeflecht und/oder die Heizfolie bereits leitfähig sein. Auch eine Kombination eines leitfähigen Heizgewebe, Heizgeleges, Heizgeflechtes und/oder einer Heizfolie mit einer leitfähigen Beschichtung ist vorgesehen.
Hiermit sind bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Betonplatte angegeben, die eine effiziente Bereitstellung von Niedertemperaturwärme in Verbindung mit der, entsprechend den genannten Merkmalen, erfindungsgemäß ausgeführten Betonplatte vorteilhaft ermöglichen.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Heizschicht so ausgebildet ist, dass das Heizgewebe, das Heizgelege oder das Heizgeflecht zum Schutz und zur Stabilität beidseitig von Prepregmaterial als Kunstharz-Faser-Verbund umschlossen ist, wobei das Prepregmaterial mit der Heizschicht durch den Herstellungsprozess zum flächigen Heizelement verpresst und ausgehärtet ist und mit der Heizschicht eine festen Verbund bildet. Damit wird die Einbettung der Heizschicht in dem Kunstharz-Faser-Verbund durch die Prepreglagen realisiert. Bei Verwendung des Prepregmaterials wird eine laminierte Struktur gebildet, welche die Druck- und Biegezugeigenschaften begünstigt. Die Besonderheit des zumindest einen flächigen Heizelementes besteht darin, dass das zumindest eine flächige Heizelement eine maximale Dicke von zwischen 0,7 mm bis 2,5 mm, bevorzugt zwischen 0,9 mm und 2 mm, besonders bevorzugt zwischen 1 mm und 1,5 mm haben und so die Herstellung der dünnen und mechanisch hochbelastbaren Betonplatte ermöglichen. Durch die Prepreglagen wird zudem eine hohe elektrische Durchschlagfestigkeit erreicht, die den Betrieb der Heizschicht beispielsweise mit zwischen 110V bis 1000V, somit auch mit 220 V, 230 V, 380 V oder 400 V oder mit anderen Spannungsbereichen ermöglicht.
Vorteilhafterweise kann das zumindest eine flächige Heizelement mit der laminierten Struktur des Kunstharz-Faser-Verbundes und der darin eingebetteten Heizschicht vorgefertigt werden, so dass es sich bei der Herstellung der Betonplatte gut handhabbar als Bauteil, Komponente oder Halbzeug einsetzen lässt. Zudem ist die Heizschicht durch die ausgehärteten Prepreglagen bei der Produktion der Betonplatte gut vor Beschädigungen geschützt.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Außenfläche der Betonunterschicht und/oder die Außenfläche der Betonoberschicht auf der jeweils dem zumindest einen flächigen Heizelement gegenüberliegenden Seite oder Fläche eine dreidimensionale und/oder haftverbessernde oder reibungserhöhende Oberflächenstruktur aufweisen, um die bedarfsgerecht die Bindung an einen Untergrund zu verbessern und/oder die Rutschhemmung oder Gleitreibung zu erhöhen. Weiterhin lässt sich die Verkehrssicherheit erhöhen.
Mit einer auf der Unterseite der Betonunterschicht ausgebildeten, dreidimensionalen Oberflächenstruktur wird eine Kontaktflächenvergrößerung und eine Verzahnung mit dem Unterbeton oder Unterbau erreicht, die es ermöglicht, dass insbesondere Schubscherkräfte besser auf den Unterbeton oder Unterbau abgeführt werden können.
Durch eine auf der Oberseite der Betonoberschicht vorgesehenen, dreidimensionalen Oberflächenstruktur wird eine Oberflächenrauhigkeit realisiert, die die Haftung von Bereifungen auf dem Beton, insbesondere bei Glätte, verbessert. Die dreidimensionale Oberflächenstruktur ist auf einfache Weise realisierbar, indem beispielsweise grobkörniges Material, wie beispielsweise Splitt, auf der jeweiligen Seite der Betonunterschicht und/oder der Betonoberschicht vorhanden ist ober die Oberflächenstruktur durch eine während der Herstellung eingesetzte Schalungsmatrix mit dem Negativ oder mit einer komplementären Struktur zu der gewünschten oder geforderten Oberflächenstruktur zum Einsatz kommt oder gekommen ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das zumindest eine flächige Heizelement an den Oberflächen mit einer haftverbessernden Beschichtung oder einer polymermodifizierten Haftbrücke versehen oder weist eine haftverbessernde dreidimensionale Oberflächenstruktur auf. Damit wird auf vorteilhafte Weise die Haftung zwischen dem zumindest einen flächigen Heizelement und der Betonunterschicht sowie der Betonoberschicht verbessert. Dementsprechend wird die Biegezugfestigkeit Betonplatte erhöht und die Ableitung horizontaler und/oder vertikaler Kräfte von der Betonoberschicht zur Betonunterschicht über das zumindest eine flächige Heizelement verbessert, so dass letztlich die Betonplatte höheren Beanspruchungen standhält.
Die Kontaktierung des zumindest einen flächigen Heizelementes kann zu den Seitenflächen zur benachbarten Betonplatte oder auch nach unten herausgeführt sein, um den elektrischen Anschluss an ein Versorgungsnetz zu realisieren.
Weiterhin können die Faserbewehrungen, soweit elektrisch leitend, zur elektromagnetischen Abschirmung, wie beispielsweise mit Carbonfasern, genutzt werden. Ebenso können elektrisch leitende Faserbewehrungen zur Erdung, vorzugsweise durch die Betonunterschicht herausgeführt sein.
Unterhalb der Betonunterschicht der Betonplatte kann vorteilhaft eine Reflexionsschicht und/oder eine Wärmedämmung angeordnet sein, um die Wärmeverluste zu verringern.
Um die Energiekosten zu reduzieren, ist die Ansteuerung der Heizschicht durch eine verkehrswegplattentemperaturabhängige Regelung vorgesehen.
Die erfindungsgemäßen, elektrisch beheizbaren Betonplatten sind aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften insbesondere zur Rollbahnbeheizung auf Flughäfen geeignet wo ein monolithischer Aufbau der beschriebenen Schichten z.B. aus Zeitgründen nicht realisierbar ist.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:

1 eine elektrisch beheizbare Betonplatte in einer Schnittdarstellung,
2 die Draufsicht einer in der Ebene des Heizelements horizontal aufgeschnittene,
elektrisch beheizbare Betonplatte,
3 eine elektrisch beheizbare Betonplatte in einer Perspektivansicht,
4 einen Ausschnitt aus einer elektrisch beheizbaren Betonplatte mit Randelementen in einer Perspektivansicht,
5 eine Detail-Schnittdarstellung einer elektrisch beheizbaren Betonplatte mit Bewehrungselementen in einer Perspektivansicht,
6a und 6b eine Schnittdarstellung einer elektrisch beheizbaren Betonplatte mit Bewehrungselementen und unterschiedlichen Perspektiven und
7 eine elektrisch beheizbare Betonplatte in einer Schnittdarstellung mit einer Betonschicht und einer Dämmschicht.

In 1 ist ein randseitiger Ausschnitt einer erfindungsgemäßen, elektrisch beheizbaren, flächenhaft ausgebildeten Betonplatte 1 im Schnitt dargestellt. Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Betonplatte 1 von unten beginnend beschrieben. Basis der Betonplatte 1 ist die Betonunterschicht 4, die mit einer Faserbewehrung 2 aus Carbonfasern versehen ist.
Hier ist die Faserbewehrung 2 vorteilhaft als ein Gewebegitter aus Carbonfasern horizontal orientiert in der Mitte der Betonunterschicht 4 angeordnet. Es können auch mehrere der Faserbewehrungs-Lagen 2 vorgesehen sein. Ein solcher mit Carbonfasern bewehrter Beton ist auch als Carbonbeton bekannt. Mit anderen Fasern bewehrter Beton ist auch als Textilbeton bekannt. Andere fasern können beispielsweise Basaltfasern oder anderen Fasernsein.
Als Beton wird bevorzugt hochfester und ultrahochfester Beton verwendet. Oberhalb der Betonunterschicht 4 ist das flächige Heizelement 3 angeordnet.
Das flächige Heizelement 3 umfasst eine elektrisch betriebene Heizschicht, die in einen Kunstharz-Faser-Verbund eingebettet ist. Die Heizschicht umfasst vorzugsweise ein mit Metall beschichtetes Gewebe. Der die Heizschicht umschließende Kunstharz-Faser-Verbund ist vorzugsweise Prepregmaterial in Form von Prepreg-Matten, welches als Stapel mit der zwischen zumindest zwei Prepreg-Matten angeordneten Heizschicht verpresst und ausgehärtet ist und damit eine laminierte Struktur bzw. einen laminierten Verbund bildet. Durch den Kunstharz-Faser-Verbund ist das flächige Heizelement 3 versteift und damit gut handhabbar. Zugleich bietet der Kunstharz-Faser-Verbund einen mechanischen Schutz für die Heizschicht und gewährleistet eine hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit. Die Heizschicht ist mit nach außen geführten wasserdichten Kontaktierungen (nicht dargestellt) versehen.
Auf einer Seite, in diesem Fall oberhalb des flächigen Heizelements 3 ist eine Betonoberschicht 5 angeordnet, deren prinzipieller Aufbau mit dem der Betonunterschicht 4 übereinstimmt. Im flächigen Heizelement 3 sind beispielsweise rasterförmig 49 runde Durchgangsöffnungen 6 mit einem Durchmesser von 15 mm angeordnet. Während der Fertigung der Betonplatte tritt Beton durch diese Durchgangsöffnungen 6, so dass vorteilhafterweise die Betonoberschicht 5 mit der Betonunterschicht 4 verbunden ist und sich ein das flächige Heizelement 3 in Abständen durchdringender homogener Betonkörper ausbildet. Damit wird die Biegezugfestigkeit der Betonplatte 1 deutlich erhöht. Insbesondere können von der Betonplatte 1 durch die Verbindung von Betonoberschicht 5 und Betonunterschicht 4 horizontal und/oder vertikal wirkende Schubscherkräfte deutlich besser aufgenommen werden.
Durch diesen prinzipiellen Aufbau wird eine elektrisch beheizbare Betonplatte 1 bereitgestellt, die die Beheizung von Verkehrsflächen ermöglicht und zugleich einer hohen mechanischen Beanspruchung standhält. Durch den leichten und widerstandsfähigen Carbonbeton kann die Betonplatte für hohe Beanspruchungen mit einer vergleichsweise geringen Höhe von nur 3 cm oder auch mit 4 cm bereitgestellt werden. Die erfindungsgemäßen Betonplatten 1 sind damit insbesondere für Rollbahnen und andere Verkehrsflächen an Flughäfen oder Gehwege oder Treppen oder Fahrwege geeignet.
Die erfindungsgemäßen, elektrisch beheizbaren Betonplatten 1 lassen sich auf bestehende Betonflächen oder andere geeigneten Bestandsflächen verlegen.
Am seitlichen Außenrand bzw. an den seitlichen Außenflächen sind die elektrisch beheizbaren Betonplatten 1 mit einer vertikal orientierten Wellenstruktur 8 ausgebildet, wobei die Wellenstrukturen 8 jeweils so ausgebildet sind, dass die benachbarten Wellenstrukturen 8 nebeneinander angeordneter Betonplatten 1 miteinander korrespondieren. Zur Veranschaulichung ist in der 1 eine benachbart angeordnete Betonplatte 1 angedeutet abgebildet. Die Wellenstrukturen 8 sind wie dargestellt, vorzugsweise sinuswellenförmig korrespondierend ausgebildet.
Hier ist die vertikal orientierte Wellenstruktur 8 durch vorgefertigte, mit einer Randfaserbewehrung 2r aus Carbonfasern versehene Betonrandelemente 9 realisiert. Die somit gleichfalls aus Carbonbeton bestehenden Betonrandelemente 9 werden bei der Herstellung der Betonplatte 1, insbesondere beim Erstellen der Betonunterschicht 4 und der Betonoberschicht 5, vergossen und sind somit als verlorene Schalung in die Betonplatte 1 integriert.
Um die Randfaserbewehrung2r der Betonrandelemente 9 in die Betonunterschicht 4 und die Betonoberschicht 5 und deren Faserbewehrungen 2 einbinden zu können, ragt die Randfaserbewehrung2r als Anschlussbewehrung jeweils auf der der Wellenstruktur 8 gegenüberliegenden Seite aus den vorgefertigten Betonrandelementen 9 heraus. Ein grundsätzlicher weiterer Vorteil der Verwendung von Carbonfasern zur Faserbewehrung 2 und Randfaserbewehrung 2r besteht darin, dass im Gegensatz zur Stahlbewehrung hier keine Korrosion auftreten kann, so dass keine Betonüberdeckung der Faserbewehrung 2 erforderlich ist. Somit kann die Faserbewehrung 2 und Randfaserbewehrung 2r als Carbon-Bewehrung an der Unterseite zur Verbindung mit dem Betonunterbau und/oder zur Erdung aus der Betonunterschicht 4 herausgeführt sein.
In 2 ist eine in der Ebene des flächigen Heizelements 3 horizontal aufgeschnittene, elektrisch beheizbare Betonplatte 1 in einer Ansicht von oben gezeigt. Die gezeigte, elektrisch beheizbare Betonplatte 1 ist wie die in 1 dargestellte aufgebaut.
Die im Heizelement angeordneten Durchgangsöffnungen 6, durch die hindurch der Beton der Betonoberschicht (nicht dargestellt) mit dem Beton der Betonunterschicht 4 verbunden ist, sind rasterförmig angeordnet. Hier sind beispielsweise 60 Durchgangsöffnungen 6 pro Quadratmeter vorgesehen.
Unter dem Heizelement 3 ist die Betonunterschicht 4 mit der als Strichlinie dargestellten Faserbewehrung 2 angeordnet. Gleichfalls sind die an den Seitenflächen der Betonplatte 1 angeordneten Betonrandelemente 9 dargestellt. Dabei ist die Randfaserbewehrung2r der Betonrandelemente 9, die vereinfacht nur bereichsweise dargestellt ist, an sich umlaufend fortgesetzt in den Beton und die Faserbewehrung 2 der Betonplatte 1 eingebunden.
Die Durchgangsöffnungen 6 im flächigen Heizelement 3 können von vornherein bei der Herstellung des flächigen Heizelements 3 sowohl von der Heizschicht wie auch von den Prepreglagen ausgenommen bleiben als auch nachträglich, beispielsweise durch Stanzen oder Bohren, eingebracht werden.
Die 3 zeigt eine elektrisch beheizbare Betonplatte 1 in einer Perspektivansicht. Die hier gezeigte Betonplatte 1 basiert auf der in 1 gezeigten Ausführung, wobei in dieser Ausführung keine Betonrandelemente vorhanden oder nicht dargestellt sind. Die dargestellte Betonplatte 1 ist neben dem durch die Durchgangsöffnungen 6 hindurchführenden und die Betonunterschicht 4 mit der Betonoberschicht 5 verbindenden Beton zusätzlich mit Bewehrungselementen 7 aus Carbon verbunden. Die Bewehrungselemente 7 aus Carbon sind dazu gleichfalls durch die Durchgangsöffnungen 6 im flächigen Heizelement 3 geführt. Die Bewehrungselemente 7 können dabei auch in die Faserbewehrungen 2 der Betonunterschicht 4 und/oder der Betonoberschicht 5, beispielsweise durch Einflechten, nachträglich oder zusätzlich eingebunden oder bereits ein Bestandteil der Bewehrung 2 als Einheit sein. Durch die Bewehrungselemente 7 aus Carbon wird die Verbindung zwischen Betonunterschicht 4 und der Betonoberschicht 5 verbessert, so dass hier beispielsweise auch größere mechanische Kräfte, beispielsweise zumindest Schubscherkräfte abgeleitet werden können.
In 4 ist eine elektrisch beheizbare Betonplatte 1 mit Randelementen 9 in einer Perspektivansicht dargestellt. Prinzipiell ist die gezeigte Betonplatte 1 aus 3 und somit aus 1 und 2 bekannt. Hier sind, wie in 2, die an der Außenseite wellenförmig ausgebildeten Randelemente 9 dargestellt. Die die Randelemente 9 stabilisierende Randfaserbewehrung 2r als Carbon-Bewehrung ist an die Faserbewehrung 2 der Betonplatte 1 herangeführt und vorzugsweise mit dieser verbunden. Die Verbindungen können beispielsweise als Haken, Schlaufen und/oder Ösen ausgebildet oder angeflochten oder gebunden sein. Wie schon aus 3 bekannt, sind hier beispielhaft nur einzelne Bewehrungselemente 7 durch die Durchgangsöffnungen 6 im flächigen Heizelement 3 geführt, um den Verbund zwischen Betonunterschicht 4 und Betonoberschicht 5 zu verbessern.
Die 5 zeigt die Detail-Schnittdarstellung einer elektrisch beheizbaren Betonplatte 1 mit der Faserbewehrung 2 und den Bewehrungselementen 7 in einer Perspektivansicht, wie insbesondere aus 3 bekannt. Hier ist der Schnitt der Schnittdarstellung durch eine Durchgangsöffnung 6 geführt. Die Bewehrungselemente 7 erstrecken sich, von Beton umschlossen, durch die Durchgangsöffnung 6. Hier sind die Bewehrungselemente 7 beispielhaft mit als Haken ausgebildeten Enden ausgeführt, so dass zumindest ein Formschluss der Bewehrungselemente 7, die auf die Faserbewehrung 2 gelegt oder in die Bewehrung 2 eingesteckt sind, sowohl im Beton als auch mit der Faserbewehrung 2 der Betonplatte 1 erfolgt. Dementsprechend werden die Festigkeitseigenschaften der Betonplatte 1 weiter verbessert.
Eine nicht gezeigte Ausführung der Bewehrungselemente 7 besteht darin, dass in die Faserbewehrung 2 eingewobene, offene beispielswiese stabförmige Enden als Bewehrungselemente 7 durch die Durchgangsöffnungen geführt sind und somit gleichfalls die Bewehrungselemente 7 in die Faserbewehrungen 2 formschlüssig eingebunden sind.
Eine weitere Ausführung der elektrisch beheizbaren Betonplatte 1 ist in den 6a und 6b dargestellt. Die Betonplatte 1 ist um eine zur Betonplatte 1 senkrechte Achse jeweils um 90 Grad versetzt oder verdreht dargestellt.
An einer flächigen, in einem Kunstharz-Faser-Verbund eingebetteten Heizschicht 3 als flächiges Heizelement 3 ist auf bzw. an den beiden gegenüberliegenden Oberflächen bzw. Außenflächen jeweils eine Faserbewehrung 2 in Form einer gewellten Carbonfaser-Struktur angeordnet. Die Ausrichtung der gewellten Carbonfaser-Struktur ist an oder auf den beiden gegenüberliegenden Oberflächen bzw. Außenflächen des flächigen Heizelementes 3 zueinander um 90 Grad versetzt, wie es in den 6a und 6b zu erkennen ist. Die Faserbewehrung 2 als eine gewellte Carbonfaser-Struktur ist an den zum flächigen Heizelement 3 weisenden Wellenbergen mit dem flächigen Heizelement 3 vulkanisiert oder verklebt ist. Die Faserbewehrung 2 als eine gewellte Carbonfaser-Struktur weist eine stabilisierende Beschichtung auf. Je nach Beschichtung kann die Beschichtung zugleich als Verbindung zum flächigen Heizelement 3 dienen. Auf den vom flächigen Heizelement 3 wegweisenden Wellenbergen der Faserbewehrung 2 als eine gewellte Carbonfaser-Struktur ist jeweils eine flächige Carbonfaser-Struktur vorhanden und mit den Wellenbergen verbunden. Das flächige Heizelement 3 mit der beidseitig verbundenen Faserbewehrung 2 als eine gewellte Carbonfaser-Struktur ist jeweils von Beton umgeben. Hierbei bildet der Beton unterhalb des flächigen Heizelementes 3 die Betonunterschicht 4 und der Beton oberhalb des flächigen Heizelementes 3 die Betonoberschicht 5 und bildet damit die elektrisch beheizbare Betonplatte 1. An den seitlichen Bereichen ist abseits der Heizschicht 3 die Betonunterschicht 4 mit der Betonoberschicht 5 verbunden sind. Das flächige Heizelement 3 weist eine elektrische Zuleitung 10 auf, die aus der Betonplatte 1 herausgeführt ist.
In 7 ist in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform an einer flächigen, in einem Kunstharz-Faser-Verbund eingebetteten Heizschicht 3 als flächiges Heizelement 3 auf der in 7 oben liegenden Oberfläche bzw. Außenfläche eine Faserbewehrung 2 in Form einer gewellten Carbonfaser-Struktur angeordnet. Die Faserbewehrung 2 als eine gewellte Carbonfaser-Struktur ist an den zum flächigen Heizelement 3 weisenden Wellenbergen mit dem flächigen Heizelement 3 vulkanisiert oder verklebt ist. Die Faserbewehrung 2 als eine gewellte Carbonfaser-Struktur weist eine stabilisierende Beschichtung auf. Auf den vom flächigen Heizelement 3 wegweisenden Wellenbergen der Faserbewehrung 2 als eine gewellte Carbonfaser-Struktur ist jeweils eine flächige Carbonfaser-Struktur vorhanden und mit den Wellenbergen verbunden. Das flächige Heizelement 3 mit der verbundenen Faserbewehrung 2 als eine gewellte Carbonfaser-Struktur ist von Beton als Betonoberschicht 4 umgeben. Auf der in 7 unten liegenden Oberfläche bzw. Außenfläche des flächigen Heizelementes 3 ist eine Dämmschicht 11 aus einem festen oder stabilen Dammmaterial angeordnet und mit dem flächigen Heizelement 3 verbunden. Dieser Aufbau bildet die elektrisch beheizbare Betonplatte 1. Das flächige Heizelement 3 weist eine elektrische Zuleitung 10 (nicht dargestellt) auf, die aus der Betonplatte 1 herausgeführt ist (nicht dargestellt).
Bezugszeichenliste

1: Betonplatte , elektrisch beheizbare Betonplatte
2: Faserbewehrung
2r: Randfaserbewehrung
3: Heizelement, in einem Kunstharz-Faser-Verbund eingebettete Heizschicht
4: Betonunterschicht
5: Betonoberschicht
6: Durchgangsöffnungen im Heizelement
7: Bewehrungselement
8: Rand der Betonplatte, korrespondierende Wellenstruktur
9: Randelemente
10: elektrische Zuleitung
11: Dämmschicht

Claims

Elektrisch beheizbare Betonplatte (1), wobei die Betonplatte (1) zumindest eine Faserbewehrung (2) und zumindest ein flächiges Heizelement (3) umfasst, wobei das zumindest eine Heizelement (3) zumindest eine in einem Kunstharz-Faser-Verbund eingebettete Heizschicht umfasst, die Betonplatte (1) auf einer Seite oder Oberfläche des flächigen Heizelementes (3) eine Betonoberschicht (5) und auf der dazu gegenüberliegenden Seite oder Oberfläche des flächigen Heizelementes (3) eine Dämmschicht (11) oder eine Betonunterschicht (4) aufweist, wobei die Betonunterschicht (4) und/oder die Betonoberschicht (5) die Faserbewehrung (2) aufweist.
Elektrisch beheizbare Betonplatte (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserbewehrung (2) bereichsweise mit dem zumindest einen flächigen Heizelement (3) verbunden und/oder zum zumindest einen flächigen Heizelement (3) beabstandet ist oder am zumindest einen flächigen Heizelement (3) anliegt.
Elektrisch beheizbare Betonplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass im zumindest einen flächigen Heizelement (3) verteilt zueinander beabstandete Durchgangsöffnungen (6) angeordnet sind und der Beton der Betonunterschicht (4) mit dem Beton der Betonoberschicht (5) durch die Durchgangsöffnungen (6) im flächigen Heizelement (3) hindurch verbunden ist.
Elektrisch beheizbare Betonplatte (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Bewehrungselemente (7) vorhanden sind, die durch die Durchgangsöffnungen (6) des zumindest einen flächigen Heizelements (3) geführt sind.
Elektrisch beheizbare Betonplatte (1) nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrungselemente (7) mit der Faserbewehrung (2) der Betonplatte (1) als Bestandteil der Faserbewehrung (2) eine Einheit bilden oder mit der Faserbewehrung (2) verbunden sind oder auf die Faserbewehrung (2) gelegt oder in die Faserbewehrung (2) eingesteckt sind.
Elektrisch beheizbare Betonplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufenden oder seitlichen Außenflächen (8) der Betonplatte (2) in vertikaler Richtung eine korrespondierende Wellenstruktur (8) aufweisen.
Elektrisch beheizbare Betonplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine umlaufende oder seitliche Begrenzung der Betonplatte (1) in Form von Betonrandelementen (9) mit einer Außenseite und einer Innenseite vorhanden ist, wobei die Betonrandelemente (9) an der Außenseite die korrespondierende Wellenstruktur (8) aufweisen und die Betonrandelemente (9 eine Randfaserbewehrung (2r) aufweisen, wobei Randfaserbewehrung (2r) an der Innenseite aus den Betonrandelementen (9) als Anschlussbewehrung in Richtung der Faserbewehrung (2) der Betonplatte (1) hinausragt und mit der Faserbewehrung (2) der Betonplatte (1) verbunden ist und/oder dass die Faserbewehrung (2) oder die Randfaserbewehrung (2r) von der Betonunterschicht (4) zur Betonoberschicht (5) im Bereich der umlaufenden oder seitlichen Außenflächen (8) um das zumindest eine flächige Heizelement (3) geführt ist.
Elektrisch beheizbare Betonplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserbewehrung (2), Randfaserbewehrung (2r) und/oder die Bewehrungselemente (7) flächige, räumliche und/oder langgestreckten Strukturen aufweisen und/oder dass die Faserbewehrung (2), Randfaserbewehrung (2r) und/oder die Bewehrungselemente (7) Carbonfasern, Basaltfasern, Glasfasern oder andere mineralische oder synthetische Fasern umfassen.
Elektrisch beheizbare Betonplatte (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die flächigen und/oder räumlichen Strukturen der Faserbewehrung (2), Randfaserbewehrung (2r) und/oder der Bewehrungselemente (7) versteift sind.
Elektrisch beheizbare Betonplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnungen (6) im zumindest einen flächigen Heizelement (3) eine Größe von 0,5 cm bis 2,5 cm, bevorzugt eine Größe zwischen 1,25 cm bis 2 cm und besonders bevorzugt einen Durchmesser zwischen 1,4 cm und 1,7 cm aufweisen.
Elektrisch beheizbare Betonplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnungen (6) im zumindest einen flächigen Heizelement (3) verteilt mit einer Anzahl zwischen 9 und 100, bevorzugt zwischen 20 und 80 und besonders bevorzugt zwischen 30 bis 60 je Quadratmeter angeordnet sind.
Elektrisch beheizbare Betonplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnungen (6) im zumindest einen flächigen Heizelement (3) rasterförmig angeordnet sind.
Elektrisch beheizbare Betonplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht (3) ein Heizgewebe, ein Heizgelege, ein Heizgeflecht oder eine Heizfolie aufweist, wobei das Heizgewebe, Heizgelege, Heizgeflecht und/oder die Heizfolie leitfähig ist oder leitfähig beschichtet ist.
Elektrisch beheizbare Betonplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht (2) so ausgebildet ist, dass das Heizgewebe, das Heizgelege und/oder das Heizgeflecht beidseitig von Prepregmaterial umschlossen, verpresst und ausgehärtet ist.
Elektrisch beheizbare Betonplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betonunterschicht (4) und/oder die Betonoberschicht(5) auf der jeweils dem flächigen Heizelement (3) gegenüberliegenden Seite oder Fläche eine dreidimensionale und/oder haftverbessernde oder reibungserhöhende Oberflächenstruktur aufweist.
Elektrisch beheizbare Betonplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine flächige Heizelement (3) an den Oberflächen mit einer haftverbessernden Beschichtung versehen ist oder eine haftverbessernde dreidimensionale Oberflächenstruktur aufweist.