DE19848248C2 - Dünnwandiges Bauteil aus hydraulisch erhärtetem Zementsteinmaterial sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Dünnwandiges Bauteil aus hydraulisch erhärtetem Zementsteinmaterial sowie Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein dünnwandiges, flächiges Bauteil hoher
Festigkeit aus hydraulisch erhärtetem Zementsteinmaterial sowie
ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Bekannt sind stahlfasermattenbewehrte erhärtete Mörtel unter der
englischen Bezeichnung "Slury infiltrated mat concrete" (SIMCON)
im folgenden auch SIMCON-Mörtel genannt. Diese Mörtel werden
hergestellt, indem zunächst ein fließfähiger Frischmörtel aus
Portlandzement, Wasser, Sand, Mikrosilica und Superverflüssiger
hergestellt wird, der z. B. in eine Form gegossen wird, in der
eine Stahlfasermatte positioniert ist, wobei die Stahlfasermatte
mit Mörtel getränkt wird. Nach der Erhärtung ist ein stahlfaser
bewehrter Festmörtel entstanden, der gegenüber einem unbewehrten
Festmörtel eine erheblich höhere Duktilität und eine höhere
Festigkeit bewirkende günstigere Rißverteilung bei Überbelastung
aufweist. Aus SIMCON-Mörteln werden z. B. Deckschichten auf Bau
teilen oder verlorene Schalungen erzeugt (ACI Structural Jour
nal/September-Oktober 1997, S. 502-512). Aus SIMCON-Mörteln
können aber lediglich relativ dicke und ebenflächige Bauteile
von minimal z. B. 15 bis 20 mm hergestellt werden, weil die
Stahlfasermatten relativ dick sind und das vollständige Vergie
ßen der Matten mit fließfähigem Frischmörtel relativ schwierig
ist.
Aufgabe der Erfindung ist, dünnwandige Bauteile hoher Elastizi
tät, insbesondere bezüglich elastischer Durchbiegung und hohem
Arbeitsvermögen auf der Basis von Stahlfasermatten bewehrtem
erhärteten Zementsteinmaterial sowie ein Verfahren zu deren
Herstellung zu schaffen, mit dem nicht nur dünnwandige, eben
flächige sondern auch beliebig gekrümmte oder gewinkelte Formen
dünner Bauteile herstellbar sind.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 24
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den
von diesen Ansprüchen abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung sieht vor, handelsübliche zusammengepreßte Matten
aus Stahlwolle zu verwenden. Vorzugsweise werden Edelstahlwoll
matten verwendet, die eine höhere Festigkeit und eine sehr ge
ringe Oxidationsrate aufweisen und mithin bei z. B. Wasser- und/
oder Feuchtigkeitseinwirkungen langzeitig korrosionsbeständig
sind.
Die Edelstahlwolle wird z. B. hergestellt aus dem Werkstoff Nr.
DIN 1.4113 oder 1.4793 oder legierten Edelstählen. Unterschied
liche Matten weisen Fasern unterschiedlicher Feinheit auf; bei
spielsweise wird für Bauteile ≦ 5 mm Dicke eine Matte gewählt,
die einen mittleren Faserdurchmesser von 0,08 mm aufweist; für
Bauteile mit größerer Dicke eignen sich gröbere, mittlere Faser
durchmesser von z. B. 0,12 mm. Dabei liegen die Faserlängen zwi
schen etwa 20 mm und mehreren Metern; im Durchschnitt betragen
sie mehrere Dezimeter.
Diese langfaserige Edelstahlwolle ist elastisch und zäh. Die Fa
sern haben Längen/Durchmesser-Verhältnisse (L/D-Verhältnisse)
von über 1000. Demgemäß liegt dieses Verhältnis weit über dem
kritischen Wert, bei dem sich eine Zunahme der Faserlänge noch
eigenschaftsverbessernd auswirkt.
Die Matten sind sehr flexibel bzw. biegsam, weisen eine Breite
bis zu 1 m auf und stehen mit Flächengewichten von z. B. 800 g/m2
bis 2000 g/m2 auf Rollen aufgerollt zur Verfügung. Die Matten
sind mit einer Schere schneidbar.
Im Rahmen der Erfindung wird die Edelstahlwolle vorzugsweise mit
Flächengewichten von 900 bis 1000 g/m2 und mit mittleren Faser
durchmessern von 0,08 bis 0,12 mm verwendet.
In Kombination mit dem ausgewählten und zusammengepreßten Stahl
wollmattenerzeugnis in Form von Stahlwollefasern, insbesondere
Edelstahlwolle, wird eine Suspension auf Basis von Feinstzement
verwendet.
Feinstzemente sind sehr feinkörnige hydraulische Bindemittel,
die durch ihre chemisch-mineralogische Zusammensetzung sowie
stetige und abgestufte Kornverteilung charakterisiert sind. Sie
bestehen im allgemeinen aus den üblichen Zementrohstoffen, wie
z. B. gemahlenem Portlandzementklinker und/oder gemahlenem Hüt
tensand und Abbindereglern; ihre Herstellung erfolgt in geson
derten Produktionsanlagen in Zementwerken. Besonders vorteilhaft
ist die Einzelvermahlung der mineralischen Ausgangsstoffe, die
Separation ihrer Feinstbestandteile und deren gezielte Zusammen
setzung auch bezüglich der Korngrößen und Kornverteilung.
Das wesentliche Merkmal von Feinstzementen zur Abgrenzung gegen
über konventionellen Normzementen, z. B. nach DIN 1164, ist die
vergleichsweise hohe Feinheit dieser Bindemittel bei gleichzei
tiger Begrenzung ihres Größtkorns, das üblicherweise durch die
Angabe des Korndurchmessers bei 95 Masse-% der Mischung d95
angegeben wird.
Vorzugsweise werden Feinstzemente auf Hüttensand- oder Portland
zementbasis mit einer stetigen und abgestuften Kornverteilung
mit einem Größtkorn d95 von ≦ 24 µm, vorzugsweise ≦ 16 µm, und
einer mittleren Korngröße d50 von ≦ 7 µm, vorzugsweise ≦ 5 µm
eingesetzt. Diese werden zu Suspensionen verarbeitet, indem sie
mit Wasser und mit mindestens einem sogenannten Superverflüssi
ger (das sind hochwirksame Verflüssiger oder Fließmittel), sowie
insbesondere auch mit Mikrosilica und/oder Pigmenten und/oder
inerten Mineralstoffen, z. B. Kalksteinmehl und/oder Quarzmehl
und/oder Flugasche entsprechend gleicher oder geringerer Fein
heit wie der Feinstzement gemischt werden.
Mikrosilica sind Produkte, die bei der Herstellung von Ferro-
Silizium anfallen. Sie werden im allgemeinen in Form wäßriger
Dispersionen als Zusatzstoff bei Hochleistungsbetonen einge
setzt. Diese Art der Mikrosilica ist bekannt unter dem Namen
"Slurry". Im wesentlichen sind drei von einander unabhängige
Wirkungen im Beton mit Silikatzusätzen zu unterscheiden:
Füllereffekt;
Puzzolanische Reaktionen;
Verbesserung der Kontaktzone zwischen Zuschlag und Zement stein;
Füllereffekt;
Puzzolanische Reaktionen;
Verbesserung der Kontaktzone zwischen Zuschlag und Zement stein;
Mikrosilica haben sehr kleine Korndurchmesser. Er liegt im Be
reich von etwa 0,1 µm. Aufgrund dieser Eigenschaft sind sie in
der Lage die Zwischenräume zwischen den Zementkörnern auszufül
len. Dadurch wird die Packungsdichte in der Zementsteinmatrix
wesentlich erhöht. Obwohl sich der Korndurchmesser des verwende
ten Zements schon in Größenordnungen von < 9,5 µm bewegt, wird
er von den Mikrosilicapartikeln noch weit übertroffen, woraus
der Füllereffekt resultiert.
Die puzzolanischen Eigenschaften der Mikrosilica werden in der
Hauptsache von zwei Eigenschaften bestimmt. Zum einem besitzen
sie einen gewissen Anteil an reaktiven amorphen silikatischen
Bestandteilen, die mit dem entstehenden Calziumhydroxyd während
der Zementhydratation reagieren. Zum anderen weisen sie eine
große spezifische Oberfläche auf, an der diese Reaktionen statt
finden können.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kommt die Wirkung der Mi
krosilica zur Verbesserung der Kontaktzone zwischen Zuschlag und
Zementsteinmatrix nicht zum Tragen, weil die erfindungsgemäßen
Suspensionen keinen silikatischen Zuschlag aufweisen.
Erfindungsgemäß wird Mikrosilica z. B. in Mengen von 10 bis 15 Gew.-%
bezogen auf den Feststoffanteil der Suspension in Form
einer Dispersion zugegeben, die im wesentlichen aus 50 Gew.-%
Mikrosilica und 50 Gew.-% Wasser besteht (Slurry).
Besonders vorteilhaft sind Feinstzemente auf Hüttensandbasis für
die erfindungsgemäß verwendeten Suspensionen, weil die Feinst
zemente aufgrund ihrer geringeren Reaktivität gegenüber Feinst
zementen auf Portlandzementbasis zur Erzielung niedrigviskoser
Eigenschaften geringere Wassergehalte und geringere Gehalte an
Verflüssigern und/oder Fließmitteln erfordern.
Besonders geeignete Verflüssiger bzw. Fließmittel sind z. B. die
sogenannten Superverflüssiger wie Ligninsulfonat, Naphtalinsul
fonat, Melaminsulfonat, Polycarboxylat, die als hochwirksame
Dispergierhilfsmittel bekannt sind zur Herstellung von Feinst
zementsuspensionen.
Für die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Suspensionen
werden insbesondere folgende Mischungen verwendet:
Feinstzement: 30 bis 100, insbesondere 50 bis 80 Masse-%;
Verflüssiger bzw. Fließmittel (flüssig): 0,1 bis 5, insbesondere 0,5 bis 4,0 Masse-%;
Verflüssiger bzw. Fließmittel (pulverförmig): 0,1 bis 2,5, insbesondere 0,5 bis 1,5 Masse-%;
Mikrosilica (Slurry): 0 bis 30, insbesondere 5 bis 15 Masse-%;
Pigmente (pulverförmig): 0 bis 5, insbesondere 1 bis 3 Masse-%;
inerte Mineralstoffe. 0 bis 70, insbesondere 10 bis 30 Masse-%;
Feinstflugasche: 0 bis 50, insbesondere 10 bis 30 Masse-%;
jeweils bezogen auf den Feststoffanteil der Suspension.
Feinstzement: 30 bis 100, insbesondere 50 bis 80 Masse-%;
Verflüssiger bzw. Fließmittel (flüssig): 0,1 bis 5, insbesondere 0,5 bis 4,0 Masse-%;
Verflüssiger bzw. Fließmittel (pulverförmig): 0,1 bis 2,5, insbesondere 0,5 bis 1,5 Masse-%;
Mikrosilica (Slurry): 0 bis 30, insbesondere 5 bis 15 Masse-%;
Pigmente (pulverförmig): 0 bis 5, insbesondere 1 bis 3 Masse-%;
inerte Mineralstoffe. 0 bis 70, insbesondere 10 bis 30 Masse-%;
Feinstflugasche: 0 bis 50, insbesondere 10 bis 30 Masse-%;
jeweils bezogen auf den Feststoffanteil der Suspension.
Die niedrigviskosen Suspensionen weisen zweckmäßigerweise einen
Wasser/Feststoffwert zwischen 0,4 und 0,6 auf. Ihre Konsistenz,
gemessen als Auslaufzeit nach Marsh, beträgt von 35 bis 75
Sekunden.
Zur Herstellung einer Suspension wird z. B. die benötigte Wasser
menge in einem Mischgefäß vorgelegt. Dann wird der Mischer in
Gang gesetzt und Verflüssiger oder Fließmittel zugegeben. An
schließend erfolgt die Zugabe der zuvor abgewogenen Trockenstof
fe. Danach wird die Mischung weitergemischt und dabei homogeni
siert.
Die erfindungsgemäßen Bauteile werden nach einer besonderen Aus
führungsform der Erfindung mittels Schalungen hergestellt. Dabei
werden die Stahlwollmatten, die mehrere Millimeter dick sind,
zweckmäßigerweise auf eine gewünschte Dicke z. B. mit den
Schalungselementen zusammengepreßt zwischen den Schalungen an
geordnet. Das Zusammenpressen ist aufgrund der watteartigen
Struktur möglich und bewirkt, daß ein hoher Stahlwollefüllungs
grad erzielt werden kann. Durch mehrere, übereinander gelegte
Matten kann eine beliebig dicke z. B. auch kreuzweise Bewehrung
realisiert werden.
Da die Matten biegsam und schmiegsam sind, sind sie nahezu unbe
grenzt an Oberflächentopographien anpaßbar und andrückbar. Bau
teile oder Formen können damit auch umwickelt werden. Die Matten
werden mit einer Faserorientierung entsprechend dem erwarteten
Spannungsverlauf in eine Form eingelegt oder gegebenenfalls auf
dem vorhandenen Bauteil punktuell fixiert und durch Anbringen
einer Schalung bzw. der zweiten Schalungshälfte mit einem ent
sprechenden Anpreßdruck auf die gewünschte Dicke zusammenge
preßt. Diese Verfahrensweise ergibt sich aus Fig. 1. Die Wolle
1 wird in ein erstes Schalungsformteil 2 eingebracht (Verfah
rensablauf a) und mit einem zweiten Schalungsformteil 3 zusam
mengedrückt (Pfeil P, Verfahrensablauf b).
Durch den Grad des Zusammenpressens der Stahlwolle wird der
Bewehrungsgrad (Volumenanteil der Stahlwollfasern) gesteuert. Da
Stahlwollfasern auch an der Oberfläche des Bauteils vorhanden
sind, wird insbesondere in den Fällen, in denen das Bauteil
aggressiven Medien ausgesetzt ist, Edelstahlwolle verwendet. Es
ist überraschend, daß sich sogar die auf 10 bis 20% ihres Lie
ferzustandes zusammengedrückten Stahlwollmatten vollständig und
sicher mit Feinstbindemittelsuspensionen verfüllen lassen. Dies
ist besonders erstaunlich, weil bei Fasergehalten ab etwa 6 Vol.-%
die Matten so stark zusammengepreßt werden müssen, daß
sich ein scheinbar undurchdringlicher Filz ergibt.
Zur möglichst vollständigen und kontrollierten Ausfüllung der
Hohlräume zwischen den Schalungsteilen werden die Schalungen
randlich abgedichtet und die Suspension unter Druck in die die
gepreßte Stahlwollmatte aufweisende Schalung eingebracht, wobei
Luftaustrittslöcher vorgesehen sind, so daß die durch die Sus
pension in der Schalung verdrängte Luft entweichen kann.
Dieses Verfahren wird beispielsweise und prinzipiell in Fig. 2
dargestellt. In die randlich abgedichtete Schalung 2, 3 wird über
einen Einlaß 4 von unten entgegen der Schwerkraft Suspension 5
eingedrückt bzw. injiziert, bis die Schalung ausgefüllt ist. Die
Luft kann nach oben durch den Auslaß 6 entweichen. Nach dem
Erhärten der Suspension zu Zementstein wird entschalt. Das dünn
wandige Bauteil besteht im wesentlichen aus Zementstein und
mindestens einer zusammengepreßen Matte aus Stahlwolle. Es weist
ungewöhnlich hohe Festigkeiten, plastisches Verformungsvermögen,
Arbeitsvermögen, Energieaufnahme bis zum Erreichen des Bruchzu
standes und Elastizität auf, woraus resultiert, daß derartige
dünne Bauteile als selbsttragendes Baumaterial verwendbar ist.
Beispielsweise lassen sich Bauteile unter 10 mm Dicke herstel
len, die die folgenden Eigenschaften aufweisen:
Dicke: 4 bis 8 mm
Biegezugfestigkeit: bis 80 N/mm2
Druckfestigkeit: bis 70 N/mm2
Arbeitsvermögen: sehr hoch
Dichtigkeit auch gegen Wasser: sehr hoch
Dicke: 4 bis 8 mm
Biegezugfestigkeit: bis 80 N/mm2
Druckfestigkeit: bis 70 N/mm2
Arbeitsvermögen: sehr hoch
Dichtigkeit auch gegen Wasser: sehr hoch
Es ist überraschend, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
dünnwandige Bauteile herstellbar sind mit Suspensionen, die
normalerweise keine hohen Biegezugfestigkeiten wegen des hohen
Wasserzement-Verhältnisses erbringen. Es ist überraschend, daß
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die vorgenannten Eigen
schaften mit Suspensionen erzielt werden, die aufgrund ihres
verleichsweise hohen Wasser/Zement-Verhältnisses normalerweise
keine derartig hohen Biegezugfestigkeiten erwarten lassen. Mit
SIMCON wird bei einem Stahlfasergehalt von ca. 6 Vol.-% und
einem sehr geringen Wasserzementwert von < 0,4 nur etwa die
Hälfte der oben genannten Biegezugfestigkeit erreicht. Aufgrund
dieser überraschend hohen Festigkeit ist es möglich, dünnwandige
selbsttragende Bauteile herzustellen.
Zudem ist überraschend, daß aufgrund des Injektionsverfahrens
die dünnwandigen Bauteile an ihrer Oberfläche im wesentlichen
aus Zementstein bestehen, während die Stahlwollfasern trotz des
Anpreßdrucks der Schalung am fertigen Bauteil nur zu einem
Bruchteil die Oberfläche tangieren.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich verschieden
artige zementgebundene Formteile herstellen, die sehr dünnwandig
sowie hochbewehrt sind und die darüberhinaus nahezu beliebig
geformt und gegebenenfalls an der Oberfläche beliebig struktu
riert werden können. Anwendungsbeispiele sind:
Platten;
Schalen;
Rohre und
Formteile mit nahezu beliebigen Querschnitten;
die als Dach- und Fassadenbekleidungen sowie zur Ummantelung oder Bekleidung zu schützender oder zu verdeckender Bauteile eingesetzt werden können.
Platten;
Schalen;
Rohre und
Formteile mit nahezu beliebigen Querschnitten;
die als Dach- und Fassadenbekleidungen sowie zur Ummantelung oder Bekleidung zu schützender oder zu verdeckender Bauteile eingesetzt werden können.
Derartige Ummantelungen können gegebenenfalls mit mineralischen
Dämmmaterialien (z. B. Schaumbeton) gefüllt werden und als hoch
wirksame Brandschutzbekleidung dienen. Durch entsprechende Form
gebung lassen sich solche Platten-, Schalen- und Formteile er
forderlichenfalls aussteifen. Um ein hohes Maß an Vorfertigung
und einen hohen Rationalisierungsgrad auf der Baustelle zu er
reichen, können im Fertigteilwerk hergestellte Halbschalen in
ähnlicher Weise wie Kabelkanäle aus Kunststoff über die zu um
mantelnden Rohre oder Stahl-, Holz- und Kunststoffbauteile ge
stülpt und anschließend zusammengefügt werden. Die Stoßfugen
lassen sich mit handelsüblichen Materialien abdichten und die
Hohlräume über Einfüllstutzen mit Isoliermaterial füllen.
Wegen der nahezu beliebigen Farb- und Formgebung sowie Oberflä
chenstrukturierung, insbesondere wegen der hohen Wasserdichtig
keit und der hervorragenden mechanischen Eigenschaften bietet
sich der Werkstoff gemäß der Erfindung auch als Deckschicht z. B.
für Sandwich-Bauteile an. Ein Beispiel für solche neuartigen
Sandwich-Bauteile sind Feuerschutztüren. Aus den gleichen Grün
den kommt das neue Baumaterial auch als Außenhaut für Stahlbe
tonbauteile in Betracht, wobei diese Außenhaut als verlorene
Schalung verwendet wird. Aufgrund der werksmäßigen Herstellung
des dünnwandigen Faserwerkstoffs ist auch z. B. bei Stützen- und
Balkenschalungen ein hoher Grad der Vorfertigung erreichbar,
wobei bereits Abstandhalter für die normale Bewehrung integriert
sein können. Ein besonderer Vorteil ist, daß eine solche ver
lorene Schalung die Nachbehandlung des eingefüllten Stahlbetons
entbehrlich macht, die Dichtigkeit erhöht, dadurch die Carbona
tisierungsgeschwindigkeit herabsetzt und somit den Korrosions
schutz für den Bewehrungsstahl verbessert. Bei werksmäßig her
stellten Schalelementen läßt sich die Qualität der Oberfläche
weit gleichmäßiger und besser steuern als bei Ortbetonbauteilen.
Das Einfärben mit teueren und in der Anwendung komplizierten
Pigmenten beschränkt sich allein auf die wenige millimeterdicke
Außenhaut. Eine gute mechanische Verbindung zwischen Außenhaut
und eingefülltem Stahlbeton könnte durch Noppen oder geeignete
Strukturierung auf der Innenseite erreicht werden.
Das erfindungsgemäße Baumaterial kommt auch als Instandsset
zungsmaterial in Betracht. Es können an geschädigten Stahlbe
tonoberflächen komplette Deckbeschichtungen oder örtliche Aus
besserungen ausgeführt werden. Dazu werden die Fehlstellen und
Hohlräume mit Stahlwollmatten ausgestopft, geschalt, abgedichtet
und anschließend injiziert. Deckschichten können auch nach dem
Prinzip verlorener Schalung aufgebracht und durch Injektion
hinterfüllt werden. Aufgrund der niedrigen Viskosität der Sus
pension und der Feinheit des Bindemittels und aufgrund der Fül
lung der Schalung unter Druck lassen sich auch komplizierteste
Oberflächenstrukturen abformen. Daher kann die Erfindung auch
für die Herstellung von Reliefs und Skulpturen benutzt werden,
was von besonderem Vorteil ist, wenn die herzustellenden Objekte
besonderer mechanischer Beanspruchung ausgesetzt sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist unabhängig von der Orienti
rung des Bauteils anwendbar; daher sind im Gegensatz zum SIMCON-
Verfahren z. B. auch Anwendungen über Kopf z. B. an Bauteilunter
seiten möglich.
Durch das Zusammendrücken der Stahlwollematten wird offensicht
lich ein neues Produkt geschaffen, das für die Zwecke der Erfin
dung erst dadurch verwendbar wird. In Kombination mit den Sus
pensionen auf Feinstzementbasis kann die zusammengepreßte Struk
tur der Stahlwolle derart in Wirkverbindung mit dem erhärteten
Suspensionsmaterial treten, daß ein neues Bauteil mit unerwarte
ten Eigenschaften entsteht.
Claims (57)
1. Dünnwandiges Bauteil mit einer Feinstzementsteinmatrix und
mindestens einer in der Feinstzementsteinmatrix eingebetteten
zusammengepreßten Stahlwollmatte.
2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hauptflächen des Bauteils nahezu
stahlwollfaserfrei sind.
3. Bauteil nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Hauptflächen des Bauteils
glatt sind und an den Oberflächen im wesentlichen Feinstzement
steinmaterial vorhanden ist.
4. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere zu
sammengepreßte Stahlwollmatten übereinander angeordnet aufweist.
5. Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Stahlwollmatten derart angeordnet
sind, daß die Hauptrichtungen der Stahlwollfasern der Stahlwoll
matten sich kreuzen.
6. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet durch einen Stahlwollmattenanteil
von 2 bis 10 Volumen-%, insbesondere von 4 bis 8 Volumen-%.
7. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
gekennzeichnet durch eine Dicke von 3 bis 10 mm,
insbesondere von 4 bis 8 mm.
8. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
gekennzeichnet durch eine Biegezugfestigkeit von 25
bis 80, insbesondere von 50 bis 75 N/mm2.
9. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
gekennzeichnet durch eine Druckfestigkeit von 30
bis 75, insbesondere von 45 bis 60 N/mm2.
10. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil
mit Pigmenten gefärbt ist.
11. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil
gekrümmt ausgeformt ist.
12. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil an
seinen Hauptoberflächen eine Schalungsstruktur aufweist.
13. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlwoll
fasern der Stahlwollmatten einen mittleren Faserdurchmesser von
0,05 bis 0,20, insbesondere von 0,08 bis 0,12 mm aufweisen.
14. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlwoll
matten ein Flächengewicht von 600 bis 2000, insbesondere von 700
bis 1100 g/m2 aufweisen.
15. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlwoll
fasern ein Längen/Durchmesser-Verhältnis von über 1000 aufwei
sen.
16. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Feinstzementsteinmatrix
Microsilica in Mengen von 0 bis 30, insbesondere
von 5 bis 15 Masse-% aufweist.
17. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Feinst
zementsteinmatrix Pigmente in Mengen von 0 bis 5, insbesondere
von 1 bis 3 Masse-% aufweist.
18. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die Feinst
zementsteinmatrix inerte Mineralstoffe in Mengen von 0 bis 70,
insbesondere von 10 bis 30 Masse-% aufweist.
19. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die Feinst
zementsteinmatrix Quarzmehl in Mengen von 0 bis 70, insbesondere
von 10 bis 30 Masse-% aufweist.
20. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die Feinst
zementsteinmatrix Feinstflugasche in Mengen von 0 bis 50, ins
besondere von 0 bis 30 aufweist.
21. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die Feinstze
mentsteinmatrix eine Portlandzementsteinmatrix ist.
22. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß die Feinstze
mentsteinmatrix eine Hüttensandzementsteinmatrix ist.
23. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß die zusammen
gepreßten Stahlwollmatten von 3 bis 10, insbesondere von 4 bis
8 mm dick sind.
24. Verfahren zur Herstellung eines dünnwandigen Bauteils, insbesondere
eines Bauteils nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine Stahlwollmatte senkrecht zu ihrer Haupterstrec
kung zusammengepreßt und mit einer Suspension auf Feinstzement
basis injiziert und umgeben wird und daß die Suspension zum
Aushärten gebracht wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Edelstahlwollmatte verwendet wird.
26. Verfahren nach Anspruch 24 und/oder 25, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Stahlwollmatte verwendet
wird, die Stahlwollfasern mit mittleren Faserdurchmessern von
0,05 bis 0,20, insbesondere von 0,08 bis 0,12 mm aufweist.
27. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 26,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Stahl
wollmatte verwendet wird, die Faserlängen zwischen 20 mm und
mehreren Metern im Durchschnitt von mehreren Dezimetern auf
weist.
28. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Stahlwollmatte verwendet wird, deren Fasern ein Längen/
Durchmesser-Verhältnis von über 1000 aufweisen.
29. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 28,
dadurch gekennzeichnet, daß Stahlwollmat
ten verwendet werden, die ein Flächengewicht von 600 bis 2000,
insbesondere von 700 bis 1100 g/m2 aufweisen.
30. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 29,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlwoll
matte bzw. die Stahlwollmatten um 10 bis 20% ihrer Dicke zu
sammengepreßt werden.
31. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 30,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
zwei Stahlwollmatten verwendet werden, wobei die Hauptrichtung
der Fasern der einen Stahlwollmatte gewinkelt zur Hauptrichtung
der Fasern der anderen Stahlwollmatte angeordnet wird.
32. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 31,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Feinst
zementsuspension auf Basis von Hüttensand + Anreger verwendet
wird.
33. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 32,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Suspen
sion auf Feinstzementbasis auf Basis von Portlandzement verwen
det wird.
34. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 33,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstel
lung der Feinstzementsuspension ein Feinstzement mit einer abge
stuften Kornverteilung und einem Größtkorn von d95 ≦ 24 µm, vor
zugsweise von d95 ≦ 16 µm verwendet wird.
35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Feinstzement mit einer mittleren Korn
größe von d50 ≦ 7 µm, insbesondere von ≦ 5 µm verwendet wird.
36. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 35,
dadurch gekennzeichnet, daß Feinstzement
mit Wasser und einem hochwirksamen Verflüssiger oder Fließmittel
gemischt wird.
37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekenn
zeichnet, daß Microsilica, insbesondere in Form einer
Dispersion zugemischt wird.
38. Verfahren nach Anspruch 36 und/oder 37, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Pigment zugemischt wird.
39. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 36 bis 38,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Mineral
stoff mit gleicher oder größerer Feinheit der Feinstzemente
zugemischt wird.
40. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 36 bis 39,
dadurch gekennzeichnet, daß als hochwirk
samer Verflüssiger Naphtalinsulfonat verwendet wird.
41. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 36 bis
40, dadurch gekennzeichnet, daß als Super
verflüssiger ein Polycarboxylat verwendet wird.
42. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 41,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstel
lung der Suspension auf Feinstzementbasis die folgenden Zusam
mensetzungen verwendet werden:
Feinstzement: 30 bis 100, insbesondere 50 bis 80 Masse-%;
Verflüssiger bzw. Fließmittel (flüssig): 0,1 bis 5, insbesondere 0,5 bis 4,0 Masse-%;
Verflüssiger bzw. Fließmittel (pulverförmig): 0,1 bis 2,5, insbesondere 0,5 bis 1,5 Masse-%;
Mikrosilica (Slurry): 0 bis 30, insbesondere 5 bis 15 Masse-%;
Pigmente (pulverförmig): 0 bis 5, insbesondere 1 bis 3 Masse-%;
inerte Mineralstoffe: 0 bis 70, insbesondere 10 bis 30 Masse-%;
Feinstflugasche: 0 bis 50, insbesondere 10 bis 30 Masse-%;
bezogen auf den Feststoffgehalt der Suspension.
Feinstzement: 30 bis 100, insbesondere 50 bis 80 Masse-%;
Verflüssiger bzw. Fließmittel (flüssig): 0,1 bis 5, insbesondere 0,5 bis 4,0 Masse-%;
Verflüssiger bzw. Fließmittel (pulverförmig): 0,1 bis 2,5, insbesondere 0,5 bis 1,5 Masse-%;
Mikrosilica (Slurry): 0 bis 30, insbesondere 5 bis 15 Masse-%;
Pigmente (pulverförmig): 0 bis 5, insbesondere 1 bis 3 Masse-%;
inerte Mineralstoffe: 0 bis 70, insbesondere 10 bis 30 Masse-%;
Feinstflugasche: 0 bis 50, insbesondere 10 bis 30 Masse-%;
bezogen auf den Feststoffgehalt der Suspension.
43. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 42,
dadurch gekennzeichnet, daß Suspensionen
verwendet werden, die einen Wasser/Feststoff-Wert von 0,4 bis
0,6 aufweisen.
44. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 43,
dadurch gekennzeichnet, daß Suspensionen
verwendet werden, die eine Konsistenz, gemessen als Auslaufzeit
nach Marsh von 35 bis 75 Sekunden aufweisen.
45. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 44,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstel
lung der Suspensionen die benötigte Wassermenge in einem Misch
gefäß vorgelegt und unter Mischen der Verflüssiger oder Fließ
mittel zugegeben wird, wonach anschließend die Zugabe der zuvor
abgewogenen Trockenstoffe erfolgt und die Mischung weiterge
mischt und dabei homogenisiert wird.
46. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 45,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlwoll
matten zwischen einer abgedichteten Schalung zusammengepreßt
werden und die Feinstzementsuspension unter Druck in die Scha
lung injiziert wird, wobei ein Luftauslaß vorgesehen ist, so daß
die Luft aus dem Schalungsraum während der Injektion entweichen
kann.
47. Verfahren nach Anspruch 46, dadurch gekenn
zeichnet, daß entgegen der Schwerkraft injiziert wird.
48. Verfahren nach einem oder mehreren der Anspüche 24 bis 47,
insbesondere nach Anspruch 44 und/oder 45, dadurch ge
kennzeichnet, daß Bauteile einer Dicke ≦ 10 mm her
gestellt werden.
49. Verwendung eines Bauteils nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 23, hergestellt nach einem oder mehreren der An
sprüche 24 bis 46 als Dach- und/oder Fassaden- und/oder Wandbe
kleidung.
50. Verwendung eines Bauteils nach einem oder mehreren der An
sprüche 1 bis 23, hergestellt nach einem oder mehreren der An
sprüche 24 bis 46 als Ummantelung oder Bekleidung zu schützender
oder zu verdeckender Bauteile.
51. Verwendung eines Bauteils nach einem oder mehreren der An
sprüche 1 bis 23, hergestellt nach einem oder mehreren der An
sprüche 24 bis 46 in Form von Halbschalen zur Herstellung und
Ummantelung von Kanälen, Rohren oder dergleichen.
52. Verwendung eines Bauteils nach einem oder mehreren der An
sprüche 1 bis 23, hergestellt nach einem oder mehreren der An
sprüche 24 bis 46 als Sandwich-Elemente zur Herstellung von
Feuerschutztüren.
53. Verwendung eines Bauteils nach einem oder mehreren der An
sprüche 1 bis 23, hergestellt nach einem oder mehreren der An
sprüche 24 bis 46 als Außenhaut für Stahlbetonbauteile.
54. Verwendung nach Anspruch 53, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Außenhaut eine verlorene Schalung ist.
55. Verwendung eines Bauteils nach einem oder mehreren der An
sprüche 1 bis 23, hergestellt nach einem oder mehreren der An
sprüche 24 bis 46 als verlorene Schalung.
56. Verfahren zur Instandsetzung von Bauteilen oder Bauwerken,
bei dem Fehlstellen und/oder Hohlräume in geschädigten
Betonoberflächenbereichen mit mindestens einer Stahlwoll
matte ausgestopft werden, wobei die Matte gepreßt wird und
die Fehlstelle anschließend geschalt, abgedichtet und die Suspension in
jiziert wird.
57. Verfahren nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß
mit ihm komplizierte Oberflächenstrukturen abgeformt wer
den.
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