DE1929680A1 - Verfahren zum Herstellen von armiertem Beton oder anderen haertenden armierten Massen,sowie nach diesem Verfahren hergestellte Bauteile und Objekte und dabei zu verwendende Armierungselemente - Google Patents

Description

Dr. !ng. C. Handzik

8 München 5
MflHerstr. 43IV₁TeI. 2651 Il

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Verfahren zum Herstellen "von armiertem Beton oder anderen härtenden armierten Massen, sowie nach diesem Verfahren hergestellte Bauteile und Objekte und dabei zu verwendende Armierungselemente

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von armiertem Beton (Stahlbeton) oder anderen härtenden armierten Massen und betrifft weiter nach diesem Verfahren hergestellte Bauteile und Objekte und schließlich noch die dabei zu verwendenden Armierungselemente.

Die erfindungsgemäß herzustellenden Gegenstände können sehr unterschiedliche Ausmaße und Gewichte haben und können sogar unbewegliche Betonkonstruktionen, etwa vollständige Gebäude darstellen.

Nachstehend soll allgemein von Beton gesprochen werden, obwohl die Erfindung in gleicher Weise auf andere Mischungen anwendbar ist, die zu festen Massen zu erhärten vermögen.

Stahlbeton ist allgemein ,bekannt. Dabei werden in Längsrichtung sich er streckende und htättfig'?ä1ieh in änderen Rich-

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tungen verlaufende Bewehrungsstangen verwendet, wobei die langgestreckten Bewehrungsteile sich über den größten Teil der Betonkonstruktion erstrecken, wenn man die Richtung verfolgt, in der sie verwendet werden, während oftmals nur eine relativ dünne, sogenannte Betonplatte die Bewehrung bedeckt.

Neben dem am häufigsten verwendeten rundstabförmigen Bewehrungsstahl ist auch der sogenannte verdrehte Stahl bekannt, bei dem zur Verbesserung der Haftung eine rauhe Oberfläche des Verstärkungsmaterials durch Tordieren der Stahlstäbe hervorgerufen wird.

Ferner ist es bekannt, die Betonbewehrung vorzuspannen, wobei ebenfalls stabförmige, mindestens längere Bewehrungsstangen verwendet werden, die vor dem Abbinden des Betonmörtels gedehnt werden und von denen die Zugspannung weggenommen wird, sobald der Beton abgebunden hat. Dieses letztere Prinzip wird ebenfalls bei Verstärkungsdrähten, sogenannten Klaviersaiten, und bei dünnen Metallstreifen, sogenanntem Rasierklingenstahl, verwendet, wobei kleine Öffnungen in dem Stahlstreifen eine verbesserte, nämlich kontinuierliche Verankerung bieten. Das letztgenannte Bewehrungsmaterial hat ebenfalls eine im Verhältnis zu den Ausmaßen des herzustellenden Betonteils grosse Länge, nämlich ungefähr die gleiche Länge wie die endgültige .Stahlbetonkonstruktion in Richtung der Anwendung der Betonbewehrung.

Die Herstellung der erforderlichen Armierungskonstruktion erfordert nicht nur bei der vorgespannten Bewehrung (Spannbeton) sondern auch bei den üblichen Betonarmierungen einen hohen Arbeitsaufwand. Die verschiedenen Bewehrungseisen müssen auf die erforderliche Länge geschnitten werden, sie müssen je nach Bedarf gebogen werden, aneinander festgelegt werden, in Abstand von der Schaltung gehalten werden usw..

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Die Erfindung hat zum Ziel, ein Verfahren zum Anbringen einer wirkungsvollen Bewehrung in Betonmörtel oder ähnlichen aushärtenden Massen derart auszubilden, daß keine genaue Verlegung der Bewehrung mehr erforderlich ist, weil diese Bewehrung in den Betonmörtel während seiner Herstellung, zumindest aber vor seiner Verwendung eingebracht werden kann. Der Begriff Betonbewehrung im Sinne der Erfindung bedeutet, daß die Zug-, die Bruch- und die Biegefestigkeit des fertigen Betons verbessert werden, wie es auch durch die bisher übliche Bewehrungstechnik geschieht, jedoch handelt es sich erfindungsgemäß um eine ganz andere Bewehrung als die langgestreckten, stab- oder drahtartigen üblichen Bewehrungselemente sie darstellen.

Aus der nachstehenden Beschreibung ergibt sich, daß das erfindungsgemässe Bewehrungsmaterial mehr oder weniger als Zuschlag zum Betonmörtel verwendet werden, jedoch sind die Eigenschaften dieses Zuschlags ganz andere als die der bekannten Zuschlagmaterialien für Beton.

Erfindungsgemäß wird eine Anzahl zugfester Elemente in den Betonmörtel gegeben, und diese Elemente sind kurz im Verglich zu den Hauptabmessungen der fertigen Betonteile und weisen Vorsprünge, Verdickungen, angewinkelte Enden und/oder Biegungen auf, wobei die Länge der Elemente ein hohes Vielfaches der Stärke,der Elemente ist. Die Bewehrungselemente werden nachstehend als Krallen bezeichnet.

Die Krallen sind im wesentlichen stabförmig und, abgesehen von den erwähnten Vorsprüngen, Haken, Knicken und Biegungen, geradlinig« In dieser Hinsicht könnten sie mit den bekannten Bewehrungsstählen verglichen werden, die in eine grosse Zahl von Teilen zerlegt wären, sofern ihre Stärke geringer . wäre.

Wenn man eine Anzahl Krallen weitgehend zufällig in dem noch

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nicht erhärteten Betonmörtel verteilt, wird erreicht, daß die Krallen, die als Verstärkungselemente dienen und in willkürlicher, jedoch trotzdem im wesentlichen gleichförmiger Verteilung in dem Betonmörtel erscheinen, eine erhebliche Verstärkung des Betons herbeiführen und ausgezeiclmet an der Betonmasse haften.

Erfindungsgemäß läßt sich neben Metall beispielsweise auch zugfestes Synthetikmaterial als zugbeständiges Rohmaterial für die Krallen benutzen.

Bei der Formgebung der Krallen sollte darauf geachtet werden, daß sie keine siehe Form erhalten, daß beim Zusammenstellen einer Anzahl von Krallen eine grosse Zahl von ihnen mehr oder weniger unentwirrbar miteinander verbunden bleiben. Das würde zu einer ungleichmässigen Verteilung der Krallen und auch zu Schwierigkeiten bei der Verarbeitung der Krallen in dem Mörtel führen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer Zeichnung beschrieben, in der folgendes dargestellt ist:

eine perspektivische Ansicht einiger erfindungsgemässer Krallen, wobei zur deutlichen Kenntlichmachung der Richtung, in der sich die verschiedenen Krallenabschnitte erstrecken, die Kanten eines Quaders als einer räumlichen Figur gestrichelt eingezeichnet sind.

Die Figur läßt deutlich erkennen, daß die Krallen mit einem geradlinigen Mittelteil (bei den Ausführungsformen A, B oder C) oder auch einem abgeknickten Mittelteil nach Ausführungsform D versehen werden können.

An jedem Krallenende läßt sich ein einzelner, gerader hakenförmiger Abschnitt anformen. Die Enden der Krallen A sind im wesentlichen rechtwinklig gegenüber dem Krallen-

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hauptteil in der Weise abgebogenj daß diese Enden 3 und 4 ' aufeinander senkrecht stehen. Das gleiche gilt für die Enden 5 und 6 der Kralle D, deren Hauptteil Knickungen aufweist. An der Kralle C wird gezeigt, daß die Enden unterschiedlich ausgebildet sein können, z.B. 7,7' und 8,8*. Das gleiche gilt für die Enden 9,9· der Kralle B, an deren anderem Ende sich eine öse befindet. Natürlich lassen sich die verschiedenen Ausführungsformen der Krallen auch wechselweise verwenden; so können z.B. beide Krallenenden mit einer öse versehen sein.

Die Krallen können beispielsweise auch aus einem Metallstab bestehen, auf den ein Stahlseil gewickelt und darauf befestigt ist; eine weitere Möglichkeit stellt z.B. ein Metallrahmen oder -gehäuse mit hochstehenden Enden und daran befestigtem vorgespanntem Stahlseil dar. Der Hauptteil der Krallen kann geradlinig, z.B. zylindrisch ausge-. führt sein, kann aber z.B. auch als tordiertes Stahlelement ausgebildet werden. Auch dabei wird, wie bei einem festgelegten Stahlseil, die Haftfläche vergrössert.

Es ist wichtig, daß die Krallen immer solche Abmessungen haben, daß man Betonmörtel und Krallen so gleichförmig wie möglich miteinander vermischen kann, und daß sie zusammen mit dem Beton in der für ihn Üblichen Weise geschüttet werden können. Die Krallen können aber auch in einer bereits geschütteten Betonmenge verteilt werden, wonach dann eine Abdeckschicht Betonmörtel o. ä. darüber gegeben wird, womit die Notwendigkeit entfällt, die Krallen zuvor mit dem Mörtel zu vermischen.

Bei der Anwendung der erfindungsgemässen Krallen kann die bisher übliche Betonbewehrung mit langgestreckten Bewehrungselementen aufgegeben werden, man kann sie daneben auch teilweise beibehalten.

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Ίπι erstgenannten Fall entfallen die Kosten für das Verflechten der Bewehrung mit Arbeitslohn und Materialkosten und der Zeitaufwand vollkommen. Im.letztgenannten Fall sind die Vorteile nicht so augenfällig.

Die erfindungsgemässe Verstärkung oder Bewehrung des Betons bezieht sich auf die Art und Gestalt der Krallen und auf ihre Anzahl. In Versuchen ist nachgewiesen worden, daß eine Korrelation zwischen dem größten Korndurchmesser des Betonkieses und der Krallenlänge besteht· Die Krallenlänge kann umso geringer sein je kleiner der Kiesdurchmesser ist. Die in der Praxis brauchbaren Abmessungen der erfindungsgemäseen Krallen liegen bei: Länge des Hauptteils ca. 70 mm, bei einem Durchmesser zwischen 2 und 6 mm. Die Länge der Vorsprünge beträgt 12 bis 25 mm. Zum Beispiel können bis zu 300 derartige Krallen in jeden Liter Betonmörtel eingearbeitet werden, wobei noch eine brauchbare Mischbarkeit besteht.

Bei Verwendung einer Kralle A mit einer Hauptteillänge von

70 mm, Durchmesser 2 mm, und einer Länge der Endabschnitte

2 von 12 mm war eine zulässige Zugbelastung von 200 kg/cm zu erreichen, wenn 100 Krallen je Liter Betonmörtel verwendet wurden.

Wenn Metallkrallen benutzt «erden, empfiehlt es sich, sie durch Galvanisieren rostbeständig su machen. Bei ausschließlich Stahlkrallen, die z.B. bei QR = 22 bzw· QR » »»8 eine

2 Zugbelastung von 1200 bzw. 2600 kg/cm zulassen, können z.B. auch zugfeste Krallen aus Synthetikmaterial verwendet werden.

Die in dem erfindungsgemäß hergestellten Beton zulässigen Zugbeanspruchungen können sehr hoch werden, je nach Art und Zahl der Krallen int Liter· Die Abmessungen der Betonkonstruktionen und -gegenstände werden xunehaend kleiner,

eine Verringerung der Konstruktionsgewichte, der Schalungskosten usw. zur Folge hat.

Werden Krallen A mit einer Hauptteillänge von 70 mm, einem Durchmesser von 2 mm und einer Hakenlänge von 12 mm aus galvanisiertem Stahl mit einem KraUengewicht von 2,45 g verwendet, so ergeben sich zulässige Zugbelastungen von

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2200 kg/cm , bei 100 Krallen je Liter, wobei die zulässige

ο Biegebelastung des Betons 200 kg/cm beträgt. Das läuft

auf 245 kg Eisen je Kubikmeter Beton hinaus.

Eine erfindungsgemäß hergestellte Betonplatte von 10 cm

Stärke mit einer Nutzbelastung von 235 kg/m (240 kg Betongewicht + 25 kg Krallen je Quadratmeter Plattengrösse) überspannt 730 cm Länge. Für die gleiche Spannweite wäre eine Platte mit bisher üblicher Bewehrung für eine Nutzbela-

stung von 235 kg/m mindestens 25 cm stark, und das Plattengewicht betrüge 600 kg/m² + 235 kg Nutzlast = 835 kg/m².

Das geringstmögliche Gewicht der Eisenbewehrung beträgt

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dann 20 kg/m . Betrachtet man die Mörteleinsparung, so ist eine erfindungsgemässe Platte wesentlich billiger, ganz abgesehen von den Einsparungen an Löhnen etc.

Wie bereits erwähnt, kann das erfindungsgemässe Verfahren auf unterschiedliche Weise ausgeübt werden. Zunächst einmal können alle Krallen mit dem Betonmörtel möglichst homogen vermischt werden, und sie lassen sich zusammen mit dem Mörtel schütten. Auf diese Weise wird eine gleichförmige Verteilung der Krallen in dem Beton erzielt.

Nötigenfalls kann nachträglich durch Induktionsmessungen überprüft werden, ob die Verteilung der Krallen tatsächlich gleichmässig ist. Die Krallen können auch von Hand oder automatisch in bereits geschütteten Betonmörtel eingestreut oder eingelegt werden, und z.B. Betonplatten lassen sich schichtweise aus aufeinanderfolgenden und bewehrten Schichten

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aufbauen. Darin, daß einige Krallen sich dann ineinander verhaken werden, liegt keine Schwierigkeit. Ein gewisser Zusammenhalt kann sogar absichtlich hervorgerufen werden, indem die Krallen z.B. an einem leicht verformbaren Nylonnetz angebracht werden. Ein solches Netz kann auf eine geschüttete Mörtelschicht gelegt und anschliessend mit einer weiteren Mörtelschicht bedeckt werden. Derartige Netze können vorher angefertigt und an Ort und Stelle gebracht werden, z.B. nachdem sie aufgerollt sind.

Der Vorteil der Erfindung drückt sich darin aus, daß der. Beton durchgehend mit Bewehrungselementen versehen ist, so daß er auch unregelmässige, nicht vorherzusehende Belastungen aufzufangen vermag, was nicht für die üblichen Bewehrungen gilt, die nur dort eingefügt werden, wo es für erforderlich gehalten wird, wenn man die normalerweise zu erwartenden Beanspruchungen in Betracht zieht.

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Claims (1)

1. Patentansprüche :

   Verfahren zum Herstellen eines armierten Betons oder anderer armierter erhärtender Massen, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Erhärten und Anwenden des Mörtels eine Anzahl zugfester Bewehrungselemente (A, B, C, D) in den Mörtel eingebracht und in ihm verteilt werden, die kurz im Vergleich zu den Hauptabmessungen des herzustellenden Objekts oder der Konstruktion sind und abgewinkelte Enden (3, 4, 5, 6), Vorsprünge, Verdickungen und/oder Abbiegungen aufweisen, wobei ihre Länge viele Male grosser ist als ihre Stärke.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Elemente (A, B, C, D) aus im wesentlichen geradlinigen Stäben bestehen, die an ihren Enden mit mindestens einer winkelförmigen, kugelartigen oder flanschartigen Verdickung versehen sind.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Elemente an einer Stelle oder an mehreren Stellen abgebogen sind, während die Stabteile zwischen aufeinanderfolgenden Biegungen in verschiedenen Ebenen liegen können.

   Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonkonstruktion oder der,Betongegenstand durch Übereinanderschichten von BetonraÖrtel gebildet wird, wobei

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   die Bewehrungselemente abwechselnd in die Schichten eingeführt werden können, aber nicht eingeführt werden müssen·

   5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis ·*, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungselemente an einem flexiblen Netz, z.B. an einem weitmaschigen Netz aus Kunststoff, befestigt sind.

   f 6. bewehrungselement zum Ausüben des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente aus relativ kurzen, zugfesten, stabförmigen Stücken bestehen, die mit abgewinkelten Enden, Vorsprüngen und/oder Verdickungen und/oder Abbiegungen versehen sind, und daß die Länge dieser Teile vielfach grosser ist als ihre Stärke.

   7. Bewehrung zum Ausüben des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl Bewehrungs· elemente nach Anspruch 6 an einem flexiblen Netz befestigt sind.

   8, Bewehrungselement nach Anspruch 6 und anwendbar in der Be wehrung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Element aus einem Stab mit einer Biegung an mindestens einer Stelle besteht, während die Stabteile zwischen aufeinanderfolgenden Knicken in verschiedenen Ebenen liegen können.

   9." Gegenstände und Konstruktionen aus Beton, hergestellt aus

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   armiertem Beton, der nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis S gewonnen wurde. ■

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