DE10303344A1

DE10303344A1 - Trag- und isolationsfähiger leichter Bauelement

Info

Publication number: DE10303344A1
Application number: DE2003103344
Authority: DE
Inventors: Jouri Selski
Original assignee: Selski Jouri Dr-Ing
Current assignee: Selski Jouri Dr-Ing
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2004-08-19

Abstract

Zwei Typen von Bauelementen für Tragwände und Geschossdecken werden durch haftungsorientierte Herstellungstechnologie bei frühzeitiger anfänglicher Erstarrung für Beton produziert. DOLLAR A Ihre geschlossene Bewehrung 12, außenpositionierte dünne bewehrte Schichten 1, 2 aus leichtem Beton, stählerne Zwischenprofile 11 (3) mit tragenden (oder verbindlichen) Funktionen innerhalb der Luftschicht 4 oder Hartschaumplatte 5 mit/ohne Aussparungen 6, feuchtenbeständige Schicht 7, Auflagerungsteile 8-10 sind berechnungsbestätigt so angeordnet, um statische und alle bauphysikalischen Anforderungen rationell zu befriedigen.

Description

STAND DER TECHNIK
Zur Zeit werden mehrschichtige, durch trockene Bauweise zusammengesetzte Wände, darunter auch Sandwichkonstruktionen als Vereinigung von Vorsatzschale, Dämmschicht und Tragschale mit wesentlicher Dicke entwickelt, wobei für äußere Wände auch hinterlüftete Schafen vorgesehen werden. Die Geschossdecken aus Stahlbeton werden überwiegend monolithisch hergestellt, vorgefertigte Elemente haben auch große flachenbezogene Masse.
Nur in Deutschland verwendet man ca. 700 Dämmprodukten aus Hartschaum und Mineralfasern mit verschiedenen Zugaben, Beschichtungen, Kaschierungen, Rand- und Oberflächengestaltungen usw.
KRITIK DES STANDES DER TECHNIK
Hauptmangel besteht darin, dass man einzelne brand-, schall-, warm-, feuchte- oder brandschützende Anforderungen, rationelle Bemessungen von Standpunkt der Baustatik und schließlich Wirtschaftlichkeit für jede betrachtete in Fachschrifttum Konstruktion so eingeschätzt, als ob sie getrennt voneinander befriedigen werden kann. Man berücksichtigt nicht die kurzfristiger (stundenlang) Übergang von frischen Beton in erstarrende Fase und klebrige Eigenschaften von frischen (noch nicht erhärtenden) Baustoffen auf Schichtgrenzen während Vorfertigungsprozess.
AUFGABE
Der Gegenstand der Erfindung ist eindeutlich als vorgefertigter Bauelement für die Tragwand oder Geschossdecke fair Wohn- und Anstaltsgebäuden mit verordneter Belastung, statischen und bauphysikalischen Anforderungen bestimmt. Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei wesentlicher Erleichterung und kostensparender Technologie für Vorfertigung und Montage solche Konstruktion aus preiswerten Baustoffen zu schaffen, dass Ihre Festigkeit, Schall-, Feuchte-, Brandschutz für energiesparende (wärmedämmende) Gebäude gesichert werden.
LÖSUNG DER AUFGABE
Die Wandkonstruktion besteht aus zwei äußeren tragenden, feuerbeständigen und ziemlich dünnen Schichten 1,2 aus Stahlbeton, die bei wesentlich weniger als herkömmliche Wand Gesamtdicke (<10 cm) auf zunehmende nach unten Druckbelastung mit Korrigierung von Querwindlast festige und stabile sind (1). Wenn mittlerer Raum nur von Verbundträgern 3 aus dünnen Stahlblechen (ca. 2mm) und Luft 4 (mit oder ohne Mineralfasermatten) besteht, erforderliche Kennwerte werden gleichzeitig für Schall- und Wärmeschutz eingehalten.
Für mittlere Schicht kann man auch Hartschaumplatte (z.B. aus PS-Hartschaum) 5 mit rauer oder profilierter Oberflache für bessere Haftung zu Beton mit oder ohne (für öffenzelligen Schaumstoff) Aussparungen 6 verwenden.
Der Feuchtenschutz für äußere Wand erfüllt man durch Bitumenbeschichtung 7, die gleichzeitig als Harzklebemittel zwischen dem Schicht 1 und Ständern (oder Hartschaumplatte} dient.
Die werksgefertigte Konstruktion besteht auch von oberen 8 und unteren 9 Teil aus Stahlbeton mit kraftschlüssigen Verbindungen durch gemeinsame Bewehrung zu den Schichten 1,2.
Der Geschossdeckenelement hat ungefähr gleiche Zusammensetzung in drehenden um 90° Position, wenn die Schicht 7 ausschließen und für Konstruktion mit Luftschicht 4 die Ständern 3 durch querliegende Stahltragprofile 11 zu ersetzen.
Fertigungstechnologie besteht darin, dass durch Umkehrung von teilgeferiigten Element auf Vibrationstisch konsequent (bei Undurchlässigkeit wegen räumlichen Bewehrung für übliche Schalung) alle Schichten geschafft werden. Sie beruht einerseits auf den flüssigähnlichen Eigenschaften von frischen Beton bei Vibration, gleichmäßig und dickenständig geöffneten nur von oben Raum zu füllen, anderseits braucht er nur wenige Stunde um seine Form bei dieselben Vibration behalten.
Die Fertigungsprozess für Bauelement I mit Luftschicht 4 hat folgende Stufen:

1. Biegung und Punktschweißen von Bewehrungsmatten zu geschlossener Form. Die ebene Bewehrungsmatten mit Breite etwa weniger als Elementsbreite werden gebogen und mit Punktschweißen geschlossenes zylindrisches Netz 12 mit abgerundeten rechteckigen Durchschnitt bilden (1). Das Netz wird zu Ständern 3 für Tragwandelement (Tragprofile 11 für Geschossdeckenelement ) mit Abstandhaltern 15 entsprechend fest verbunden. Auf dieser Weise werden n Skeletten 12/3/ oder n Skeletten 12/11, n schmalen 13 und n breiten 14 Schalungstellern für erste Serie aus n Bauelementen vorbereitet.
2. Vibration mit regulierbarer Amplitude A Frequenz ω und Richtung. Schwingungen auf Vibrationstisch n nacheinander mit Zeitsinterwal T/n gleichen Betondosierungen in schmalen Tellern 13 für Schwerbetonschalen 9 (2a) und Ihre vorläufige Lagerung mit Tellern, wobei T- die Zeit von dynamischen Früherstarrung für Beton in Stahlbetonmuster.
Physikalisch klar, dass bei Schwingungen dynamischer Effekt wird durch Verhältnis Aω²/g bestimmt, das glücklicherweise gering sein kann. wobei g ≈ 9.81 m / s² – Beschleunigung für Gewichtskraft. Man nennt der Zeit für statische Früherstarrung als Zeit, nachdem frischgelagerter Beton ohne Schalung in Festkörper umgewandelt. Dieses Intervall gleich den Frist, während denen angemachten mit Wasser Zement durch Viskositätszunahme aus Zementleim in Zementstein umgewandelt. Genaue Zeit hängt von Festigkeitsklasse, Wasserzementwert, Bewehrungsverteilung, Mustersausmassen, beschleunigende Zugaben, Temperatur usw. ab. Aber kann man ohne Berechnungen nach einigen Angaben behaupten, dass in Prozess Ansteifen- Erstarren- Erharten innerhalb ca. zwei Stunden benötige Veränderungen (mit Berücksichtigung möglicher Zwischenlagerung von Tellern mit oder ohne teilgefertigten Element in Thermokammer) erschienen. Frische Beton und Harz werden durch eine Rohr 10 in Luftschicht 4 hineingeladen.
3. Umkippen nach 90° oder 180° von teilgefertigten Element nach Befreiung von Schalungsteller 13 und Rückkehr aus Lager auf Vibrationstisch mit folgender Vibration neuer Betonschale 8 und vorläufige Lagerung mit Schalungsteller von unten – ähnliche für sämtliche n teilgefertigten Elementen durch gleiche Zeitinterwale (2b).
4. Prozedur 3 wiederholt sich fast ähnlich für Schalen 1 und 2 (2c, 2d). Während einer Arbeitsschicht werden dadurch Betonarbeiten beenden und nach folgender Dampfbetreuung alle n Bauelementen gefertigt.

Man verwendet inzwischen das flüssige warme Harz für Schicht 7 in äußerer Wand. Der Bauelement II benutzt ähnlich p.1 gebogene und geschweißte Bewehrungsmatten, fest verbundene mit nötiger Abstandhaltung Hartschaumplatte 5. Diese Gebilde wird in eine Teller 15 gelegt und zwei seitliche Streifen aus Schwerbeton auf eine Höhe t₁ ≻ t gespritzt und übrige Teile von Platten 8, 9 nachbetoniert. Dann wird notfalls feuchtenbeständige Schicht 7 gebildet und von oben die Platte 1 aus Leichtbeton bei Vibration gefertigt. Nach Erstarrung wird teilgefertigter Element nur ein mal umgekehrt und auch von oben die Platte 2 gefertigt. Die Produktivität wird bei Serienfertigung erhöht.
Kraftschlüssigkeit basiert sich auf einerseits System Träger- gemeinsame Bewehrung, andererseits auf Haftungseigenschaften fast frischen Beton und Bitumen. Dadurch schafft man ohne irgendeinen Befestigungsmitteln zuverlässige Geschossdecken- und Tragwandelemente mit Eigengewicht ca. 60-100 kg/gm.
ERZIELBARE VORTEILE

1. Materialersparnis von Baustoffen und Befestigungsmitteln bei werksbedingten Maßhaltigkeit und Qualitätskontrolle
2. Fertigungsgerechte Technologie durch BVU-Vorgang mit mäßigen Erzeugungs- und Montagekosten
3. Erhebliche Verminderung des Eigengewichts führt zur Verringerung von Baukosten und mehrerer Zuverlässigkeit in Erdbebenzonen.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
1. Die Tragwand mit mittlerer Luftschicht und Ständern.
Zuerst werden die vereinigte durch Biegung und/oder Schweißen Bewehrung für Schichten 1, 2, 8, 9 auch zu Ständern 3(11) geschweißt. Die fixierende Lage befreiet uns von Besorgnissen für Abstandhaltern. Dieser Skelett (mit oder ohne Mineralfaseranlegungen 13 zwischen Ständern) wird auf markierte Fläche von metallischer Schalungsboden in seichte Schalungen, s.g. Tellern 13, 14 in vertikaler Position gestellt und frischer schwerer Beton durch bewegliche Rohren 10 gefüllt. Bei Vibration wird ungleichmäßig gestreuter Beton von formierter Schicht 9 durch Gravitationskräfte zu gewünschter horizontale Lage und Dicke ausgerichtet (2a).
Nach kurzer Zeit wird diese Gebilde vorsichtig umgekehrt und die Schicht 8 ähnlich betoniert. Danach wird diese teilgefertigte Konstruktion in horizontale Lage versetzt und zweite Wandschale 2 aus Leichtbeton gefertigt. Nach Umkehren, ähnlichen Betonieren von der Schale 1 und Bitumenschicht 7 wird Fertigungsprozess beendet.
Die seitliche Luftflächen 4 für Kontakten zu benachbarten Wandelementen sind geöffnet und die Schlitzen zwischen Schichten 1, als zwischen Schichten 2 werden bei der Montage mit Dichtungen gleicher flachenbezogener Masse gefüllt.
2. Die Tragwand mit mittlerer Hartschaumplatte.
Das vorbereitete durch Biegung und Schweißen räumliche rechteckige Skelett aus Bewehrungsmatten für Schichten 1, 2, 8, 9 wird ähnlich erstem Beispiel in vertikale Position gestellt, um beide Schwerbetonstreifen 8, 9 nacheinander auf Vibrationstisch zu schaffen.
In horizontaler Position werden auf kaum gefertigter Schicht 1 mit oder ohne Bitumenisolation 7 Hartschaumplatte aufgelegt und sofort andere Wandschale 2 betoniert. Die Konstruktion unterscheidet sich für äußere Tragwand mit Balkonstür- und/oder Fensteröffnung und entsprechenden feuerbeständiger Umrahmung. In diesem Fall und in Treppenhaus werden einseitig Geschossdecken aufgelegt. Jedenfalls verbindet man auf Baustelle eine Geschossdecke mit Tragwandelementen durch verschiedenartige bekannte Stöße mit Ortbeton/Mörtel und mögliche Bewehrungsvorsprünge.
Auf diese Ebene wird neue Wandelemente für obere Etage aufgelegt.
3. Die äußere Tragwände und Geschossdecken mit Öffnungen für Fenster, Balkontüren, Schächten haben entsprechende Kontinuitätsunterbrechungen in Bewehrungsnetz mit wiederverwendbarer Umrahmung 18, die Öffnungsraum von Platten 1, 2 bei Betonieren trennt (1a). Der Zementsandputz wird später gemacht.
Das obere Teil 9 für äußere Tragwand hat andere Form bei einseitiger Lagerung von Geschossdecke und Mörtelfüllung für Toleranzschlitz 20. Entsprechende Veränderung betrifft auch lokale geschlossene Bewehrung und Teller für Betonieren (1b).
Zur Ausnahme bei Werksfertigung gehören auch eckige Tragwandelemente von Gebäude, für denen Bewehrungsvorsprunge gebogen und zusätzliche Teile 21 betoniert werden (1a).

Claims

Werksgefertigter Bauelement I für Tragwände oder Geschossdecken Wohn- und Bürogebäuden dadurch gekennzeichnet, dass er aus zwei tragenden dünnen bewehrten Leichtbetonschalen 1, 2, getrennten voneinander durch Luftschicht 4 (mit oder ohne Mineralfaserverlegungen) und verbundenen miteinander durch mittlere Ständern 3/oder Tragprofilen 11, feuchtenbeständigen (nur für äußere Wände) Schicht 7, oberen (deckenstützenden) 8 und unteren (aufgelagerten) 9 bewehrten Schwerbetonplatten besteht.
Dünne bewehrte Leichtbetonschalen 1,2 nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnen, dass sie gleichzeitig feuerbeständige, tragende (mit zuverlässiger Stabilität) und schallschützende (als zweischalige Konstruktion von bestimmter minimaler flachenbezogenen Masse) erfüllen und mit anderen Teilen von den Element durch gemeinsame Bewehrung und Haftung verbunden werden. Außerdem enthielt mindestens eine von Ihnen in der Zugzone auf Biegung beanspruchter Geschossdecke dicht angeordnete Bewehrung mit möglicher Faserzugabe.
Luftgehaltene mittlere Schicht 4 mit stählernen Ständern 3 aus dünnen Blechprofilen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass einerseits die Ständern durch geschweißte Bewehrungsskelett und Haftungskräfte mit Beton (oder Harz) kraftschlüssig mit anderen Teilen verbinden, andererseits die Luftschicht wegen geringen Übergang durch dünne Ständerstege für Schallwellen und Wärme ideal bauphysikalischen Anforderungen entspricht.
Methode für Produzierung von Bauelement I mit luftgehaltenen Mittelschicht nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Betonieren für jede aus 4 Platten 1, 2, 8, 9 getrennt durch Umkehrungen in unteren horizontaler Lage erfüllt wird. Bei Massenfertigung erscheint die Betonierungszeit einer von 4 Platten für ganze Serie genügend für Ihre Erstarrung.
Methode für Produzierung von Bauelement nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass bei Vibration in Tellern bestimmte Menge von Beton durch Wirkung von Eigengewicht nimmt Projektform von dünner Platte mit geringsten Abweichungen in oberen unsichtbaren Teil an. Nach kurzer Zeit verwandelt Frischbeton in Festkörper für jede Teil (1 oder 2 oder 8 oder 9) bevor die gemeine Ansteifen und Erhärtung beendet wird. Bei gemeinsamer Bewehrung wird damit kraftschlüssiger monolithischer Bauelement geschafft.
Fertigungsprozess für Bauelemente nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass nur zwei seichten wiederverwendbarer Schalungen (Tellern) 13 und 14 mit wenigen Zentimeter Höhe benutzt werden, womit man sichtbare Kanten von Konstruktion immer auf Tellerboden mit benötigter Genauigkeit produzieren. Diese Tellern dienen zu Bewahrung der Form von frischgefertigter Teil bis zu Ihrer Abnahme nach Lagerung und möglichen Behandlung in Thermokammer vor Betonierung für nächstes Teil.
Die Fertigungsprozess für Bauelemente I wird in ersten Stufen durch Fertigung für Stützplatte 8 und nach Lagerung und Umkehrung für 9 in vertikaler Position mit seitlichen Abstützen 17 charakterisiert (2a,2b). In beiden Fällen wird Zustand von frischgefertigten Teilen nicht nur durch Ablagerungsfrist gesichert: man vibriert die Platte 9 in unterer Position und völlig freien von Beton Netz 12, dann vibriert diese Platte von oben, aber mit Auflagerung auf oberer Profil 3(11).
Der sandwichartiger Bauelement II mit Deckenschichten 1, 2 aus Stahlbeton dadurch gekennzeichnet, dass Hartschaumplatte 5 mit oder ohne Aussparungen 6 gleichzeitig wärmschützende (für äußere Wände), schallschützende bei nötiger flachenbezogener Masse für 1,2 und statische Funktionen erfüllt.
Der Bauelement nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass Ihre Beanspruchung auf Schubkräfte durch Haftungsspannungen zwischen Frischbeton für Schichten 1, 2 und Harz 7 nach Eindringen und Erstarren auf Kontaktflache mit Hartschaumplatte 5 verwirklicht wird und dadurch gemeinsame tragende Funktion für Konstruktion gewährleistet. Die Verwendung von Schwerbeton für Platten 8, 9 und schwerer Ortbeton, der freien Raum auf Geschossdeckenniveau gefüllt, dienen durch wesentliche flachenbezogene Masse zum Schallschutz auf Umwegen in benachbarte Zimmern.
Der Bauelemente nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass Ihre Fertigung nur in einen Teller 15 erfüllt wird (2e). Die Bewehrung 12 und die Hartschaumplatte 5 mit nötigen Abstandhaltung werden darin gelegt. Zuerst werden zwei seitliche Streifen aus Schwerbeton auf eine Höhe t₁ ≻ t gespritzt und übrige Teile von Platten 8, 9 nachbetoniert. Nach kurzer Pause wird obere Platte 1 aus Leichtbeton gefertigt, für äußere Tragwand auf feuchtenbeständiger Schicht 7. Nach Erstarrungsfrist wird teilgefertigten Bauelement umgekehrt und die Platte 2 auch auf Hartschaumplatte 5 (oder auf Bitumenschicht 7) gefertigt.
Bauelement nach Ansprache 1,8 mit Öffnungen dadurch gekennzeichnet, dass sich entsprechende Kontinuitätsunterbrechung Bewehrungsnetz 12, Stahlprofile 3(11)/oder Hartschaumplatte 5 betrifft. Die Trennung für Öffnungsraum gewährleistet wiederverwendbare Umrahmung 18. Dieser Element für äußere Tragwand hat andere Form von oberen Teil 9 (2b) und für eckigen Element auch zusätzliches betonierenden Teil 21. (2a).