DE19704379C2 - Unterzugverschalelement - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Unterzugverschalelement zur Aufnahme von Beton, Stahlbeton oder dergleichen, mit zumindest einem Boden, an dem sich zwei Seitenteile U-förmig anschließen, wobei das Unterzugverschalelement einstückig ausgeführt ist.

Bei allen Bauwerken werden freitragende Bauteile durch Unterzüge ergänzt, die in Verbindung mit Decken, Wänden oder Stürzen größere Spannweiten der freitragenden Bauteile ermöglichen. Bei Betonbauten werden derartige Unterzüge konventionell durch Verschalungen aus Holzbeplankung erstellt. Die maßgenaue Holzbeplankung des Unterzugs erfolgt auf der Baustelle selbst durch eigens dafür geschultes Personal und ist somit zeit- und kostenaufwendig.

Aus der US 1,888,181 und aus der US 3,147,571 sind einstückig und U- förmig ausgebildete Schalelemente aus Metall bekannt, die zur Fertigung von unter den Decken angebrachten Querrippen eingesetzt werden. Das aus der US 1,888,181 bekannte Schalelement wird mittels mehrerer unter dem Boden ansetzender Stempel bzw. Auflager abgestützt, während das aus der US 3,147,571 bekannte Schalelement mittels speziell angefertigter Tragekonstruktionen ebenfalls am Boden des Verschalelements abgestützt wird. Beide Verschalelemente sind werksseitig vorgefertigt und aus Metall hergestellt, so daß diese mehrfach benutzt werden können. In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, daß diese Schalelemente für Unterzugver­ schalungen nicht geeignet sind, da sie die hierbei auftretenden Kräfte nicht ohne unzulässig große Verformung aufnehmen können. Darüber hinaus hat sich herausgestellt, daß die für die einzelnen Gebäude verwendeten Abmessungen der Unterzüge bzw. Querrippen stets unterschiedlich sind, so daß eine Vielzahl verschiedener Schalelemente bevorratet werden muß. Auch wird das Verschalelement beim Entformen so stark beschädigt, daß ein mehrfacher Einsatz dieses Verschalelementes in der Praxis nur selten vorkommt, so daß diese Verschalelemente aus Metall nach ein oder zwei Einsätzen entsorgt werden müssen.

Aus der DE 39 02 023 ist eine Baustoffplatte aus Naturfasern bekannt, bei der die ansonsten üblichen Holzspäne durch Fasern aus Reisstroh, Agave, Bambus oder Bananen ersetzt sind. Diese Naturfasern werden mit herkömmlichen Bindemitteln wie Naturkleber, Gips, Zement oder Kunstharz verbunden und unter Druck zu einer Baustoffplatte verformt. Obwohl Unterzugverschalelemente, die mit derartigen ressourcensparenden Baustoffplatten hergestellt werden, sehr viel umweltschonender sind, als herkömmliche Unterzugverschalelemente, so ist deren Anfertigung auf der Baustelle dennoch kostenaufwendig, wie oben beschrieben wurde. Außerdem müssen diese Baustoffplatten, respektive Bretter, nach Fertigstellung des Unterzuges kostspielig entsorgt werden. Darüberhinaus ist fraglich, ob derartige Bretter die hohen, beim Betonieren von Unterzügen auftretenden Kräfte aufnehmen können, ohne sich zu verformen. Auch besteht die Gefahr, daß sich diese Bretter durch das im Beton befindliche Wasser zumindest teilweise auflösen.

Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Unterzugverschalelement zu schaffen, welches kostengünstig herstellbar ist, einfach zu verwenden ist, problemlos entsorgt werden kann und dennoch die beim Betonieren auftretenden Kräfte aufnehmen kann, ohne sich zu verformen.

Als technische Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorge­ schlagen, das Unterzugsverschalelement der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß das Unterzugverschalelement aus verottbarem, eine Matrix und Verstärkungsmaterialien aufweisenden Verbundwerkstoff hergestellt ist, wobei die Matrix aus nachwachsenden Rohstoffen, nämlich aus nativer Kartoffel- oder Maisstärke und Wasser hergestellt ist.

Ein nach dieser technischen Lehre hergestelltes Unterzugverschalelement hat den Vorteil, daß die aufwendige Montage auf der Baustelle entfällt und daß das Unterzugverschalelement werksseitig vorgefertigt werden kann. Dabei werden Einmeßarbeiten auf der Baustelle überflüssig, so daß das Unterzugverschalelement aufgrund von Zeichnungen, unter Zuhilfenahme von CAD werksseitig in rationeller Weise hergestellt werden kann.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das aus einem verrottbaren Material hergestellte Unterzugverschalelement direkt an der Baustelle entsorgt werden kann, das heißt das Unterzugverschalelement kann im Bereich der Baustelle vergraben werden, verrottet von selbst und belastet in keiner Weise die Umwelt. Folglich ist auch der Einsatz von Einwegunterzug­ verschalelementen ökologisch vertretbar.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die Verwendung von Kartoffel- oder Maisstärke kostengünstige Baumaterialien zur Verfügung stehen, so daß das Unterzugverschalelement kostengünstig herstellbar ist. Ungeachtet einer möglichen werksseitigen Fertigung kann das erfindungsgemäße Unterzugverschalelement direkt vor Ort an der Baustelle auf Maß hergestellt werden, da zur Herstellung des Unterzugverschalelementes keine aufwendigen Maschinen benötigt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind an den Seitenteilen abgewinkelte Schenkel angeformt. Mittels dieser Schenkel kann das Unterzugverschalelement auf die jeweils benachbarten Decken­ verschalungen aufgelegt werden, ohne daß es eine eigene Abstützung benötigt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Unterzugverschalelementes wird der Matrix aus nativer Kartoffelstärke, Wasser und gegebenenfalls einem Verdickungsmittel und/oder einem Weichmacher zugefügt, während die Verstärkungsmaterialien aus Bastfasern, wie beispielsweise Jute, Flax, Ramie, Hanf oder aus Hartfasern, wie beispielsweise Sisal, Kokos oder Banane, oder aus einer Kombination einiger der vorgenannten Materialien hergestellt sind.

Der fertige Verbundstoff ist in der Lage, Wasser aus seiner Umgebung, insbesondere aus dem flüssigen Beton aufzunehmen. Allerdings kann der Verbundwerkstoff bei überhöhter Wasseraufnahme seine Formstabilität verlieren, weshalb das Unterzugverschalelement in einer bevorzugsten Ausführungsform mit einer wasserabweisenden Beschichtung aus einem natürlichen Material versehen ist.

Die für das jeweilige Bauwerk erforderlichen Unterzüge sind in der Regel individuell ausgelegt und dimensioniert, so daß die Wiederverwendung eines einmal benutzten Unterzugverschalelementes kaum möglich ist. Dafür hat das Unterzugverschalelement aus verrottbarem Material im Gegensatz zu bekannten, holzbeplankten oder matallischen Schalelementen den Vorteil, daß es biologisch abbaubar ist und somit vor Ort vergraben werden kann und die Mülldeponien entlastet.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Unter­ zugverschalelement eine Wandstärke von 0,15 cm bis 2 cm auf. Eingehen­ de Versuche haben gezeigt, daß diese Wandstärke für ein formstabiles Unterzugverschalelement vollkommen ausreichend ist.

Ein großer Vorteil in der Handhabung des erfindungsgemäßen Unterzug­ verschalelementes besteht darin, daß letzteres ohne eigene Stempel bzw. Unterfütterung auskommt. Es hat sich gezeigt, daß es vollkommen ausreichend ist, das Unterzugverschalelement lediglich mit seinen Seiten 6 auf die jeweils benachbarte Deckenschalung aufzulegen. Obwohl die Seitenteile 6 die einzigen Auflager sind (eine Unterstützung des Bodens ist überflüssig), ist das erfindungsgemäße Unterzugverschalelement in der Lage, den beim Gießen der Zwischendecke in das Unterzugverschalelement fließenden Beton aufzunehmen, ohne sich zu verformen und ohne, daß das Unterzugverschalelement von der benachbarten Deckenschalung herabrutscht. Durch diese einfache Handhabung auf der jeweiligen Baustelle wird die Verwendung des Unterzugverschalelementes deutlich vereinfacht, was zu einer Kostenreduzierung führt.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Unterzugverschalelementes ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Geschoßdecke mit Unterzug, eines erfindungsgemäßen Unterzugverschal­ elementes und einem Gerüst;

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Unterzugverschalelement.

Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen das erfindungsgemäße Unter­ zugverschalelement teilweise stark überproportional vergrößert dargestellt, damit sein Aufbau besser gezeigt werden kann.

In den Fig. 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßes Unterzugverschalelement 2 dargestellt, welches einstückig aus einem Fasern aufweisenden Verbundwerkstoff hergestellt ist. Der hier eingesetzte Verbundwerkstoff ist verrottbar, bzw. biologisch abbaubar und basiert auf nativer Kartoffel- oder Maisstärke.

Der Verbundwerkstoff setzt sich aus einer als Verbindungsmittel wirkenden Matrix und einem aus einem fasrigen Werkstoff gebildeten Verstärkungsmaterial zusammen.

Das Verstärkungsmaterial kann eine pflanzliche oder tierische Naturfaser sein. Hierfür können sowohl Bas- oder Hartfasern wie Jute, Grün- oder Röstflachs, Sisal, Hanf, Ramie, Kenaf, Ananas, Banane, Kokos, Henequez oder dergleichen, als auch Tierfasern wie Kamel-, Katzen- oder Roßhaare, Schurwolle oder dergleichen eingesetzt werden. Auch die Kombination von zwei oder mehr der vorgenannten Fasern ist möglich. Die Matrix ist aus native Kartoffel- oder Maisstärke hergestellt.

Besonders gute Ergebnisse wurden mit Johannisbrotkernmehl als Verdickungsmittel und mit Glycerin als Weichmacher erzielt.

Eingehende Versuche haben ergeben, daß eine aus 40% bis 65%, vorzugsweise 52,5% Wasser, 40% bis 55%, vorzugsweise 47% aus Stärke und 0,2% bis 2%, vorzugsweise 0,5% Johannisbrotkernmehl bestehende Matrix das fasrige Verstärkungsmaterial besonders vorteilhaft bindet (Angaben in Gewichtsprozent) und ein derart hergestellter Verbund­ werkstoff besonders gut umformbar ist und im ausgehärteten Zustand eine hohe Festigkeit und Formstabilität aufweist.

Wird der Matrix 3% bis 12% Glycerin beigemischt, so erhöht sich die Festigkeit weiter.

Das Unterzugverschalelement wird in einer dafür hergerichteten Werkstatt oder Fabrik, gegebenenfalls auch auf der Baustelle, hergestellt. Hierzu wird zunächst ein Laminat gefertigt, in dem der Faserwerkstoff in die noch flüssige Matrix eingelegt wird und alles zusammen mittels einer Hydraulikpresse verpreßt wird. Das so erhaltene Laminat wird dann in einer Umformanlage so umgeformt, daß ein Unterzugverschalelement entsteht, welches die für den jeweiligen Unterzug benötigten Abmessungen aufweist. Anschließend wird das derart zu einem Unterzugverschalelement umgeformte Laminat mit einer Trocknungsanlage getrocknet.

Danach wird das Unterzugverschalelement mit einer natürlichen Beschichtung, z. B. Wachs, Trockenöl, biologische Lacke oder biologische Lasuren, beschichtet, die die Wasseraufnahme des Faserverbund­ werkstoffes auf ein Minimum beschränken sollen, denn eine zu große Wasseraufnahme durch das Laminat kann zu Formveränderungen führen.

Ein derartiges Unterzugverschalelement kann in einer entsprechend hergerichteten Werkstatt oder Fabrikhalle industriell vorgefertigt werden und braucht anschließend nur noch zur Baustelle tranportiert zu werden. Obwohl derartige Unterzugverschalelemente mit einer Materialstärke von bis zu 20 mm herstellbar sind, sind sie sehr leicht, so daß der Transport zur Baustelle in einfacher Weise erfolgen kann. Auf der Baustelle wird das Unterzugverschalelelement 2 mit seinen beidseitigen, auskragenden Schenkeln 6 auf ein schon vorhandene, ebenfalls notwendige Decken­ schalung oder in eine vorgefertigte, unterschalige Betondecke einfach eingehängt, braucht also keine eigenständige, zusätzliche Unterstützung.

Derartige Unterzugverschalelemente können in analoger Weise zur Fertigung von Fenster-, Tür- oder Garagenstürzen verwendet werden.

Claims (10)

1. Unterzugverschalelement zur Aufnahme von Beton, Stahlbeton oder dergleichen, mit zumindest einem Boden, an den sich zwei Seitenteile U-förmig anschließen, wobei das Unterzugverschalelement (2) einstückig ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterzugverschalelement (2) aus verottbarem, eine Matrix und Verstärkungsmaterialien aufweisenden Verbundwerkstoff hergestellt ist, wobei die Matrix aus nachwachsenden Rohstoffen, nämlich aus nativer Kartoffel- oder Maisstärke und Wasser hergestellt ist.

2. Unterzugverschalelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Seitenteilen abgewinkelte Schenkel (6) angeformt sind.

3. Unterzugverschalelement nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärkungsmaterial pflanzliche oder tierische Naturfasern, insbesondere Zellulosefasern, eingesetzt sind.

4. Unterzugverschalelement nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsmaterial aus Jute, Grün- oder Röstflachs, Sisal, Ramie, Hanf, Kenaf, Ananas, Banane, Kokos, Henequez, Kamel- oder Roßhaare, Schafwolle oder eine Kombination einiger der vorgenannten Materialien hergestellt ist.

5. Unterzugverschalelement nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Matrix ein Verdickungsmittel, insbesondere Johannisbrot­ kernmehl, zugesetzt ist.

6. Unterzugverschalelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Matrix aus 40 Gew.-% bis 65 Gew.-%, vorzugsweise 52,5 Gew.-% Wasser, 40 Gew.-% bis 55 Gew.-%, vorzugsweise 47 Gew.-% Stärke und 0,2 Gew.-% bis 2 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 Gew.-% Johannisbrötkernmehl zusammensetzt.

7. Unterzugverschalelement nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Matrix ein Weichmacher, insbesondere Glycerin zugesetzt ist.

8. Unterzugverschalelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Glycerin 3 Gew.-% bis 12 Gew.-% der Matrix beträgt.

9. Unterzugverschalelement nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterzugverschalelement (2) mit einer natürlichen Beschichtung, insbesondere aus Wachs, Trockenöl, biologischen Lacken oder Lasuren, versehen ist.

10. Verwendung des Unterzugverschalelementes nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 9 zur Einschalung von Unterzügen von Geschoßdecken oder tragenden Flächen, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterzugverschalelement (2) mit seinen abgewinkelten Schenkeln (6) auf die jeweils benachbarte Deckenverschalung aufgelegt wird, ohne daß der Boden des Unterzugverschalelementes (2) unterstützt wird.