DE19930567B4

DE19930567B4 - Betonelement und Verfahren zum Herstellen eines Betonelementes

Info

Publication number: DE19930567B4
Application number: DE1999130567
Authority: DE
Inventors: Hans Schwörer
Original assignee: Schwoerer Haus & Co GmbH; Schworer Haus & Co GmbH
Current assignee: Schwoerer Haus & Co GmbH; Schworer Haus & Co GmbH
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2010-05-06
Anticipated expiration: 2019-07-03
Also published as: DE19930567A1; DE19930567B8

Abstract

Erläutert wird ein Betonelement (10), das eine erste Wand (16) und eine parallel dazu angeordnete zweite Wand (12) enthält. Zwischen der ersten Wand (16) und der zweiten Wand (12) ist eine Betonwand (14) angeordnet. Das Betonelement (10) ist ein Fertigteilbetonelement, bei dem die erste Wand (16) und die zweite Wand (12) als verlorene Schalung beim Herstellen der Betonwand (14) verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Bauelement, das eine erste Wand enthält, zu der eine zweite Wand parallel angeordnet ist. Die beiden Wände dienen bei der Herstellung einer Betonwand als verlorene Schalung, so daß die Betonwand zwischen der ersten Wand und der zweiten Wand angeordnet ist.
Bekannt sind mehrschichtige Bauelemente, bei deren Herstellung die erste Wand und die zweite Wand auf der Baustelle am Einbauort durch ein Verschalgerüst abgestützt werden. Zwischen die beiden Wände wird anschließend Frischbeton gegossen. Nach dem Aushärten des Betons wird das Verschalgerüst entfernt und die erste Wand und die zweite Wand verbleiben an der Betonwand als sogenannte verlorene Schalung.
Weiterhin sind beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 44 24 941 A1 Fertigteilbauelemente mit parallel zueinander liegenden Seitenwänden bekannt, zwischen denen Abstandshalter angeordnet sind. Diese Fertigteilbauelemente werden zur Baustelle transportiert und eingebaut. Anschließend wird zwischen die Wände Frischbeton eingegossen. Bei der Herstellung des Fertigteilbauelementes müssen zwischen den Seitenwänden Abstandshalter angeordnet werden, die dem Druck des Frischbetons entgegenwirken. Die Fertigteilbauelemente mit Abstandshaltern werden beispielsweise in einem Wendeverfahren hergestellt, bei dem zuerst auf einer horizontal angeordneten Fläche die eine Wand gegossen wird, wobei Abstandshalter einbetoniert werden. Anschließend wird die ausgehärtete erste Wand gewendet und mit den freien Enden der Abstandshalter in eine mit Frischbeton gefüllte und horizontal angeordnete Schalungsvorrichtung für die zweite Wand eingedrückt. Bei sehr großen Wänden ist es schwierig, Fertigteilbauelemente mit exakt parallel zueinander liegenden Seitenwänden herzustellen.
Die DE 92 05 155 U1 ist nächstliegender Stand der Technik und beschreibt ein mehrschichtiges Element aus einem beidseitig mit Fliesen beschichteten Leichtbeton. Das Element wird gemeinsam mit weiteren solchen Elementen in einer Batterieschalung durch Positionierung der Fliesen und Auffüllen der Zwischenräume mit Leichtbeton hergestellt. Dadurch ist die erste und die zweite Fliesenschicht bezüglich der Betonwand in einer Position angeordnet, in die sie während der Herstellung der Betonwand durch den nach außen gegen eine Schalungsvorrichtung gerichteten Frischbetondruck gedrückt worden sind. Nach dem Aushärten werden die Elemente aus der Form entfernt und die Elemente an den Glasurschichten der Fliesen voneinander getrennt. Die Fliesen verbleiben als Außenschichten an den Betonkernen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein weiteres maßhaltiges mehrschichtiges Bauelement mit parallel zueinander angeordneten Seitenflächen sowie ein Verfahren zum Herstellen dieses Bauelementes anzugeben.
Die das Bauelement betreffende Aufgabe wird durch ein Bauelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 12 angegeben.
Beim erfindungsgemäßen mehrschichtigen Bauelement, haben die erste Wand und die zweite Wand bezüglich der Betonwand eine Position, in die sie während der Herstellung der Betonwand durch den nach außen gegen eine Schalungsvorrichtung gerichteten Frischbetondruck gedrückt worden sind. Das bedeutet, daß beim erfindungsgemäßen Bauelement zwischen der ersten Wand und der zweiten Wand keine Abstandshalter angeordnet sind, die dem Frischbetondruck entgegenwirken. Der Frischbetondruck kann auf die erste Wand und die zweite Wand nur dann wirken, wenn diese Wände vor dem Einfüllen des Frischbetons in die Schalungsvorrichtung eingebracht werden und die Wände nicht miteinander verankert sind. Sind die erste und die zweite Wand vertikal aufgestellt, so verteilt sich der Betondruck gleichmäßig auf beide Wände. Vertikal bedeutet, daß in Richtung der Schwerkraft eine Tangente der ersten Wand bzw. der zweiten Wand liegt. Unebenheiten an den Innenseiten der Wände werden durch den Frischbeton ausgeglichen. Durch den Frischbeton lassen sich auch unterschiedliche Wandstärken innerhalb der ersten Wand und/oder innerhalb der zweiten Wand ausgleichen, die durch nicht planparallele Seitenflächen dieser Wände hervorgerufen werden. Die erste Wand und die zweite Wand liegen an der Schalungsvorrichtung lose an, d. h. es gibt keine Befestigungselemente zwischen diesen Wänden und der Schalungsvorrichtung. Die erste Wand und die zweite Wand bilden also eine Art verlorene Schalung.
Gemäß der Erfindung bildet die erste Wand die Innenwand, an deren Innenseite Bewehrungselemente aus Stahl befestigt sind. Dadurch werden die Bewehrungselemente beim Einfüllen des Frischbetons sicher und ortsfest gehalten und sie geben dem mehrschichtigen Bauelement nach dem Aushärten des Betons hohe Festigkeit.
Weiterhin werden bei der Erfindung die Innenseite der Außenwand mit einem betongebundenen Klebstoff auf mineralischer Basis versehen. Dieser Klebstoff stellt eine Verbindung der Isolierplatten mit der Betonwand auf einfache Weise her, ohne dass aufwendige mechanische Befestigungsmittel eingesetzt werden müssen.
Die Erfindung geht außerdem von der Erkenntnis aus, daß sich maßhaltige mehrschichtige Bauelemente dann herstellen lassen, wenn eine maßgenaue Schalungsvorrichtung verwendet wird. Maßgenaue Schalungsvorrichtungen müssen jedoch mit einem großen Aufwand hergestellt werden. Dieser Aufwand lohnt sich nur dann, wenn mit einer Schalungsvorrichtung eine Vielzahl von Bauelementen gefertigt werden. Das vorherige Einbringen der Wände in die Schalungsvorrichtung führt dazu, daß der Aufwand für das Vorbereiten der Schalungsvorrichtung sinkt, weil die Schalungsvorrichtung selbst nicht mit dem Frischbeton in Berührung kommt. Somit müssen keine Betonreste eines zuvor gefertigten Bauelementes entfernt werden, wenn das nächste Bauelement hergestellt werden soll. Außer dem läßt sich eine Schalungsvorrichtung, die leicht von der außenliegenden ersten Wand und der außenliegenden zweiten Wand zu entfernen ist, problemlos mehrfach verwenden, so daß der Aufwand für eine maßhaltige Schalungsvorrichtung mit geringen Fertigungstoleranzen gerechtfertigt ist.
Wird die Schalungsvorrichtung während des Aushärtens des Betons gerüttelt, so entsteht ein fester Beton, der keine oder nur sehr wenige Lufteinschlüsse enthält. Verbleibende Lufteinschlüsse im Beton erfordern keine Nacharbeit, da sie nicht an den Außenwänden des Bauelementes sondern nur an den Innenwänden der ersten Wand und der zweiten Wand auftreten.
Die Maßhaltigkeit der Schalungsvorrichtung führt zu einem maßhaltigen Betonelement mit exakt parallel zueinander liegenden Außenwänden. Dies ist auch darauf zurückzuführen, daß bei einer vertikalen Anordnung der ersten Wand und der zweiten Wand der zwischen der ersten Wand und der zweiten Wand eingefüllte Frischbeton auf die Wände einen starken Druck in Richtung Schalungsvorrichtung ausübt. Die erste Wand und die zweite Wand werden somit durch große Kräfte an die Schalungsvorrichtung gedrückt. Zwischenräume zwischen erster Wand bzw. zweiter Wand und Schalungsvorrichtung treten folglich nicht auf. Der Vorteil von sehr maßhaltigen Bauelementen ist, daß sie gewährleisten, daß beim Einbau aufeinanderstoßender Bauelemente kein Versatz auftritt, der störend ist und durch Verspachteln oder Abschleifen beseitigt werden müßte. Beim Verwenden der erfindungsgemäßen Bauelemente gibt es keine Fugenabsätze an der Stoßstelle zweier benachbarter Bauelemente gleicher Wandstärke.
Die erste Wand und die zweite Wand befinden sich beim erfindungsgemäßen Bauelement sofort nach dem Aushärten der Betonwand an ihren endgültigen Positionen bezüglich der Betonwand. Diese Anordnung ermöglicht es, diese Wände auf einfache Art an der Betonwand zu befestigen, beispielsweise durch einen vor dem Einfüllen des Frischbetons aufgebrachten Klebstoff oder durch Befestigungselemente, die ebenfalls vor dem Einbringen des Frischbetons angebracht, und beim Aushärten des Betons mit diesem formschlüssig verbunden werden.
Das die erste Wand, die zweite Wand und die Betonwand enthaltende Bauelement ist als Fertigteilbetonelement ausgebildet. Fertigteilbetonelemente werden in der Regel in einem speziellen Werk hergestellt. Im Werk wird eine sehr maßhaltige Schalungsvorrichtung zum Herstellen einer Vielzahl von Bauelementen genutzt. Im Gegensatz zu einer Wanderschalungsvorrichtung, die von Baustelle zu Baustelle gefahren werden muß, ist eine im Werk aufgestellte Schalungsvorrichtung keiner Beschädigung während des Transports ausgesetzt.
Nach dem Aushärten des Bauelementes wird es im Werk weiterverarbeitet, z. B. werden Fenster und Türen eingebaut. Es werden so viele Arbeitsgänge wie möglich von der Baustelle in das Werk verlagert. Auf der Baustelle müssen dann nur noch Arbeiten durchgeführt werden, die auf das Verbinden der Fertigteilbetonelemente gerichtet sind. Diese Vorgehensweise führt zu einem sorgfältig gefertigten Bauelement und zu einer schnellen Bauweise auf der Baustelle.
Ist das Bauelement ein Außenwandelement eines Fertigteilhauses, so kann die Betonwand in diesem Fall als tragende Wand benutzt werden. Abhängig von der zu tragenden Last und den Anforderungen des Bauherrn hat die Betonwand eine Dicke von beispielsweise 10 cm bis 25 cm. Die Materialien für die erste Wand und die zweite Wand werden so ausgewählt, daß das gesamte Bauelement ein vorgegebenes Wärmedämmverhalten hat.
Hat das Bauelement eine Höhe, die der Geschoßhöhe des Fertigteilhauses entspricht, z. B. die Höhe 3 m, so läßt sich ein aufrecht stehendes Fertigteil noch mit vertretbarem Aufwand transportieren. Eine geringere Höhe würde dagegen die Zahl der Fertigbauteile und damit den Aufwand für den Bau des Fertigteilhauses erhöhen.
Grenzt die Betonwand an die erste Wand und die zweite Wand an, so ist der gesamte Zwischenraum zwischen den Wänden mit Beton ausgefüllt. Es ergibt sich ein Bauelement mit einer Folge von drei Schichten, die für die meisten Anforderungen ausreichend ist.
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauelementes haben die erste Wand und die zweite Wand eine so große Druckfestigkeit, daß ein Verformen der Wände durch den Frischbetondruck beim Herstellen der Betonwand verhindert wird. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, daß das Bauelement maßhaltig hergestellt werden kann, weil beim Herausnehmen des Bauelementes aus der Schalungsvorrichtung dessen Wandstärke unverändert bleibt.
Ebene und glatte Außenflächen der ersten Wand und der zweiten Wand gewährleisten, daß das Bauelement an seiner Innenseite tapezierbar und an seiner Außenseite leicht verputzbar ist. Ein Verspachteln von Unebenheiten ist somit nicht notwendig. Die Innenflächen können gemäß einer Weiterbildung uneben sein. Wird die erste Wand bzw. die zweite Wand aus Platten unterschiedlicher Dicke zusammengesetzt, deren Ränder genau aneinanderpassen, so gleicht der eingegossene Frischbeton die Unebenheiten an den Innenflächen der Wand aus. Die Unebenheiten auf der Innenfläche können auch durch das Zusammensetzen von Platten mit nicht planparallelen Seitenflächen entstehen. Auch in diesem Fall gleich der Frischbeton die Unebenheiten aus.
Das Bauelement ist in einer Ausgestaltung der Erfindung frei von Aufnahmevorrichtungen für Abstandshalter, die dem Frischbetondruck auf die Außenwände beim Gießen der Betonwand entgegenwirken. Auch fehlen bei dieser Weiterbildung diese Abstandshalter selbst. Damit entfällt das Herstellen, das Einbringen und das Befestigen von solchen Abstandshaltern vor dem Gießen der Betonwand. Die Abstandshalter müßten bei 3 m hohen Bauelementen beim Einfüllen des Frischbetons zwischen vertikal stehende Wände Kräfte größer als 80 kN/m² aufnehmen. Aus diesem Grund bestehen herkömmliche Abstandshalter aus Stahl oder Betonelementen. Diese Elemente müssen bei herkömmlichen Verfahren an den Wänden befestigt werden, beispielsweise durch Einbetonieren oder Aufkleben. Da bei der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauelementes keine Abstandshalter erforderlich sind, vereinfacht sich die Herstellung des Bauelementes erheblich.
Alternativ oder zusätzlich kann zwischen der zu befestigenden Wand und der Betonwand eine formschlüssige Verbindung bestehen. Beispielsweise enthält die zu befestigende Wand schwalbenschwanzförmige Einfräsungen, in welche der Frischbeton einfließen kann. Nach dem Aushärten ergibt sich eine feste mechanische Verbindung zwischen Betonwand und angrenzender Wand.
Bei einer anderen Weiterbildung werden Befestigungselemente zum Befestigen der angrenzenden Wand an der Betonwand verwendet, beispielsweise Dübel und Schrauben. Die Befestigungselemente sind so dimensioniert, daß sie ohne die Betonwand Kräfte kleiner als 20 kN/m² aufnehmen. Eine solche Kraft ist ausreichend, um ein Verschieben der Wände zueinander in der Schalungsvorrichtung zu vermeiden. Nach dem Aushärten der Betonwand müssen die Befestigungselemente bei einer nächsten Weiterbildung Kräfte kleiner als 50 kN/m² aufnehmen, um zu verhindern, daß die Außenwände durch Winddruck oder Windsog von der Betonwand abgehoben werden. Damit sind die Befestigungselemente für wesentlich kleinere Kräfte dimensioniert als die bekannten Abstandshalter, die dem Frischbetondruck entgegenwirken müssen. Beispielsweise werden sechs bis acht Befestigungselemente pro m² verwendet.
Bei einer Ausgestaltung enthält die erste Wand einen Holzanteil, der vorzugsweise kleiner als 50% ist. Der Holzanteil führt zu einer guten Luftdurchlässigkeit der ersten Wand und zu einem angenehmen Raumklima in den Räumen des Fertigteilhauses. Wird neben dem Holzanteil ein Anteil Zement in der ersten Wand verwendet, wie es beim Verwenden von Zementspanplatten der Fall ist, so lassen sich die Vorteile der Zementspanplatte für die Herstellung des Bauelementes verwenden. Beispielsweise haben Zementspanplatten ein geringes Quellverhalten und einen geringen Ausdehnungskoeffizienten. Werden Cospan-Massivbauplatten oder Cospanel-Massivbauplatten der Firma Schwörer Haus GmbH eingesetzt, so entstehen Fertigteilbetonelemente mit besonderen Eigenschaften. Die Eigenschaften von Cospan-Massivbauplatten sind unter anderem die Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und Chemikalien, die hervorragenden bauphysikalischen Eigenschaften sowie die Umweltfreundlichkeit. Weitere Eigen schaften solcher Massivbauplatten sind in der Europäsichen Patentanmeldung EP 95 107 087 genannt. Als mineralisches Bindemittel lässt sich anstelle des Zements beispielsweise auch Gips verwenden.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel besteht die zweite Wand aus kostengünstigem Polystyrol oder Polyurethan. Beim Verwenden der Schichtenfolge Massivbauplatte, Betonwand, Polystyrolwand ergibt sich ein Bauelement, das für den Bau von Fertigteilhäusern für Wohnzwecke bestens geeignet ist.
Enthält die zweite Wand geschoßhohe Isolierplatten, so sind diese Isolierplatten im Gegensatz zu den handelsüblichen Polystyrol-Platten mit einer Größe von 1 m mal 1 m mit weniger Arbeitsschritten verarbeitbar. Vorzugsweise sind die geschoßhohen Isolierplatten an den Seiten gespundet, haben Aufnahmen für Zwischenelemente oder haben einen Stufenfalz. Benachbarte Isolierplatten lassen sich so auf einfache Art derart miteinander verbinden, daß der Frischbeton nicht durch die Zwischenräume zwischen den Isolierplatten an die Schalungsvorrichtung dringt.
Bei einer Ausgestaltung des Bauelementes ragt die erste Wand und/oder die zweite Wand über die Betonwand an mindestens einem Rand hinaus. Ein solches Überstehen ermöglicht es, die Wärmedämmung im Bereich von Deckenelementen auf einfache Art durchzuführen, wenn sogenannte zwischengehängte Deckenelemente verwendet werden. Bei einem Fertigteilbetonelement ist der Überstand vorzugsweise kleiner als 15 cm, um eine Beschädigung des Überstandes beim Transport zu vermeiden.
Bei einer nächsten Weiterbildung enthält das Bauelement die wesentlichen Teile eines Wärmedämmverbundsystems. Dazu gehören neben einer wärmedämmenden Wand ein sogenanntes Trogprofil an der Unterseite des Bauelementes und Profile in den Bereichen der Fenster und Türen. Der Einbau des Wärme dämmverbundsystems erleichtert die Fertigung des Bauelementes, weil z. B. das Trogprofil als unterer Abschluß beim Gießen der Betonwand dient. Das Wärmedämmverbundsystem wird also im Werk am Bauelement befestigt und ein Anbringen auf der Baustelle ist somit nicht mehr notwendig.
Bei einer Ausgestaltung enthält das Bauelement bereits Einbauten für die Energieversorgung, beispielsweise Elektrodosen, Elektroleerrohre und Heizungsrohre. Die erste Wand oder die zweite Wand dient als Abstandshalter, um die Einbauten in einem vorgegebenen Abstand zur Außenfläche zu halten. Zusätzliche Maßnahmen für Abstandshalter sind somit entbehrlich.
Die weiter oben angegebene Aufgabe wird für ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Bauelements durch die im Patentanspruch 13 angegebenen Verfahrensschritte gelöst. Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 14 bis 17 angegeben.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst die Außenwände in eine Schalungsvorrichtung eingebracht. Danach wird in den Zwischenraum zwischen erster Wand und zweiter Wand Frischbeton eingefüllt. Der Frischbetondruck drückt die erste Wand und die zweite Wand gegen die Schalungsvorrichtung. Dabei sind die erste Wand und die zweite Wand nicht durch Halteelemente mit der Schalungsvorrichtung verbunden. Der Frischbeton härtet in der Schalungsvorrichtung zu einer Betonwand aus. Nach dem Aushärten wird die Schalungsvorrichtung entfernt. Die erste Wand und die zweite Wand verbleiben nach dem Entfernen der Schalungsvorrichtung in ihrer Position bezüglich der Betonwand. Durch das erfindungsgemäße Verfahren entsteht das erfindungsgemäße Bauelement. Somit gelten die oben angegebenen technischen Wirkungen auch für das erfindungsgemäße Verfahren.
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das die erste Wand, die zweite Wand und die Betonwand enthaltende Bauelement an einem anderen Ort als dem Aushärtort weiterbearbeitet. Somit gelten die oben zu einem Fertigteil element angegebenen technischen Wirkungen. Das Fertigteilbetonelement wird nach der Bearbeitung zum Einbauort in einem Fertigteilhaus transportiert.
Wird die erste Wand vor dem Einbringen in die Schalungsvorrichtung bearbeitet, vorzugsweise mit einer CAD/CAM-Einrichtung, so lassen sich Aussparungen für Installationen sowie für Fenster und Türen maßgenau ausfräsen bzw. ausbohren. Werden vor dem Transport zum Einbauort in das Betonelement Fenster eingesetzt und wird ein Außenputz aufgebracht, so entsteht ein Fertigteilbetonelement, das das Werk in einem Zustand verläßt, wie er bisher nur bei Fertigteilelementen mit Holzständerwerk bekannt ist.
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden jeweils mehrere Bauelemente in einer Batterieschalungsvorrichtung hergestellt. Stehen die Bauelemente während des Aushärtens vertikal und nebeneinander, so wird nur eine sehr geringe Fertigungsfläche benötigt. Die als verlorene Schalung dienenden Wände für die einzelnen Bauelemente werden nacheinander in die Batterieschalungsvorrichtung eingebracht. Nach dem Aushärten befinden sich die Bauelemente bereits in der vertikalen Lage und müssen für die Weiterbearbeitung nicht mehr aufgestellt werden.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:
1 eine Schnittdarstellung einer Massivwand,
2 die Auflage der Massivwand auf einer Grundfläche,
3 die Verbindung des oberen Abschnitts der Massivwand mit Deckenelementen, und
4A, 4B und 4C ein Flußdiagramm mit Verfahrensschritten zur Herstellung der Massivwand.
1 zeigt eine Schnittdarstellung entlang eines Querschnitts einer Massivwand 10, die eine äußere Polystyrolschicht 12, eine an die Polystyrolschicht 12 angrenzende Betonwand 14 und eine an die Betonwand 14 angrenzende Massivbauplatte 16 enthält. Die Polystyrolschicht 12 hat eine Wandstärke von 150 mm. Die Betonwand 14 ist 100 mm stark und hat eine nicht dargestellte Stahlbewehrung. Die Massivbauplatte 16 hat eine Wandstärke von 25 mm. Die Massivwand 10 hat eine Höhe von 3 m und ist damit so hoch wie ein Geschoß eines Fertigteilhauses.
In der Massivwand 10 befindet sich eine Aussparung, die durch einen Aussparungskasten 18 begrenzt ist. Der Aussparungskasten 18 wird aus dem gleichen Material wie die Massivbauplatte 16 hergestellt und ist in Umfangsrichtung allseitig von der Massivwand 10 umgeben. An der Oberseite des Aussparungskastens 18 befindet sich ein Rolladenkasten 20, in welchem ein Rolladen 22 aufgerollt werden kann. Außerdem befindet sich innerhalb des Aussparungskastens 18 ein Fenster 24, dessen Fensterrahmen 26 zwischen Rolladenkasten 20 und Aussparungskasten 18 eingepaßt ist. Im Fensterrahmen 26 ist ein Fensterflügelrahmen 28 zum Halten einer Fensterscheibe 29 angeordnet. Unterhalb des Fensters 24 befinden sich auf der Außenseite der Massivwand 10 ein Fensterbrett 30 und auf der Innenseite der Massivwand 10 ein Fenstersims 32.
Eine langgestreckte Massivbauplatte 34 erstreckt sich entlang der Unterseite der Massivwand 10 und bildet eine Auflagefläche für die Massivwand 10. Die Massivwand 10 ist mit Hilfe eines Stahlwinkels 36 auf einer Kellerdecke 38 befestigt. Über der Kellerdecke befindet sich auf etwa der gleichen Höhe wie der untere Abschluß der Massivwand 10 eine Dämmschicht 40. Auf der Oberseite der Massivwand 10 ist ein Deckenelement 41 aufgelegt, das mit Hilfe eines stufenförmig gebogenen Stahlwinkels 42 an der Massivwand 10 befestigt ist. Das Deckenelement 41 ist Teil einer sogenannten eingehängten Decke, weil der Auflageabschnitt auf der Betonwand 14 im Vergleich zum gesamten Deckenelement 41 eine geringere Höhe hat.
Die Massivwand 10 wurde in einem Werk hergestellt, wie unten an Hand der 4A bis 4C noch erläutert. Anschließend wurde die Massivwand 10 zum Einbauort transportiert und mit der Kellerdecke 38 verbunden.
2 zeigt die Auflage der Massivwand 10 auf der Kellerdecke 38 in einer vergrößerten Darstellung. Die Massivwand 10 ist auf der Kellerdecke 38 so angeordnet, daß die nach außen zeigende Fläche 43 der Betonwand 14 mit der Außenfläche 44 der Kellerwand 38 fluchtet. Somit ragt die Polystyrolschicht 12 über die Außenfläche 44 der Kellerdecke 38 hinaus. Entlang der unteren Fläche der Polystyrolschicht 12 erstreckt sich ein Trogprofil 46, das mit der Betonwand 14 verbunden ist. Das Trogprofil 46 bildet im Bereich der Polystyrolschicht 12 den unteren Abschluß der Massivwand 10. Auf der Baustelle wurde an der unteren Massivbauplatte 34 ein sich entlang des Trogprofils 46 erstreckendes Sockelblech 48 befestigt, das als Schutz gegen Spritzwasser dient.
Der Stahlwinkel 36 hat einen Auflageschenkel 50 und einen im Winkel von 90° zum Auflageschenkel 50 angeordneten Halteschenkel 52. Der Auflageschenkel 50 liegt auf der Kellerdecke 38 auf und ist mit nicht dargestellten Verbindungselementen an der Kellerdecke 38 befestigt. Der Halteschenkel 52 erstreckt sich in eine passende Aussparungsfläche in der Massivbauplatte 16 und schließt an seiner Außenfläche mit der nach außen zeigenden Fläche 54 der Massivbauplatte 16 ab. Im Halteschenkel 52 befindet sich eine Bohrung, in die ein Bolzen 56 eingeschweißt worden ist.
Der Bolzen 56 verbindet den Stahlwinkel 36 mit einem Stahlwinkel 58. Auf der einen Seite ragt der Bolzen 56 in eine Aussparung innerhalb der Massivbauplatte 16 und auf der anderen Seite ragt der Bolzen 56 in die Betonwand 14 hinein. Der Stahlwinkel 58 hat einen Auflageschenkel 60, der auf der unteren Massivbauplatte 34 aufliegt und an den freien Seiten von der Betonwand 14 umgeben ist. Ein mit dem Bolzen 56 verbundener Halteschenkel 62 des Stahlwinkels 58 ist im rechten Winkel zum Auflageschenkel 60 angeordnet. Der Halteschenkel 62 ist kürzer als der Halteschenkel 52, so daß die unterschiedlichen Auflagehöhen der beiden Stahlwinkel 36 und 58 ausgeglichen werden. Zwischen Kellerdecke 38 und unte rer Massivbauplatte 34 erstreckt sich entlang der Massivwand 10 ein Auflageelement 64, das verhindert, daß sich die Massivwand 10 nach außen neigt.
3 zeigt die Verbindung des oberen Abschnitts der Massivwand 10 mit dem Deckenelement 41 und mit einem Giebelelement 66 in einer vergrößerten Darstellung. Auf der oberen Fläche der Betonwand 14 ist ein Auflageschenkel 68 des Stahlwinkels 69 mit Hilfe einer Schraube 70 befestigt. Der Schraubenkopf der Schraube 70 und der größte Teil des Schraubenschaftes der Schraube 70 werden von der Betonwand 14 umgeben und somit sicher im Beton gehalten. Der verbleibende Abschnitt des Schraubenschaftes der Schraube 70 ist in eine Gewindebohrung im Auflageschenkel 68 geschraubt. Senkrecht zum Auflageschenkel 68 befindet sich ein kürzerer Halteschenkel 72, dessen Außenfläche mit der Außenfläche der Massivbauplatte 16 fluchtet. Im Halteschenkel 72 befindet sich eine Bohrung, durch die ein Nagel 74 verläuft. Zwischen dem Auflageschenkel 68 und dem Halteschenkel 72 des Stahlwinkels 42 befindet sich ein Auflageklotz 76, der mit Hilfe des Nagels 74 am Stahlwinkel 69 befestigt ist. Eine Massivbauplatte 78 des Deckenelementes 41 verläuft in waagerechter Richtung und bildet den oberen Abschluß des Deckenelementes 41. Die Massivbauplatte 78 des Deckenelementes 41 ragt etwas über die Oberkante der Betonwand 14 hinaus. Das Deckenelement 41 enthält außerdem nicht dargestellte Stahlbewehrungen.
Die Polystyrolschicht 12 ragt über die obere Abschlußfläche der Betonwand 14 und damit auch über den Auflageschenkel des Stahlwinkels 42 hinaus. Eine Aussparung 80 entlang der oberen Innenkante der Polystyrolschicht 12 bietet Raum für den Aufsatz des Giebelelementes 66, das eine äußere Massivbauplatte 82 hat, die in senkrechter Richtung verläuft und deren Innenseite mit der Außenfläche der Massivbauplatte 78 des Deckenelementes 41 fluchtet. An der Außenseite der Massivbauplatte 82 ist eine Dämmschicht 84 befestigt, die für eine gute Wärmedämmung im Bereich des Daches sorgt. Zwischen der Dämmschicht 84 und dem überstehenden Abschnitt der Polystyrolschicht 12 liegt ein wenige Millimeter dickes Isolierband 85. Die Wärmeisolierung zwischen Betonelement 10 und Giebelelement 66 ist aufgrund der Ausgestaltung der Polystyrolschicht 12 einfach. Beim Verwenden eines in seiner gesamten Höhe auf der Betonwand 14 auflie genden Deckenelementes müßten zwischen Polystyrolschicht 12 und Dämmschicht 84 weitere Dämmplatten angeordnet werden.
Das Giebelelement 66 enthält ein Holzständerwerk, von dem in 3 ein in Richtung der Oberkante der Massivwand 10 verlaufender Auflagebalken 86 dargestellt ist. Der Auflagebalken 86 befindet sich zwischen der Massivbauplatte 82 und einer parallel zu der Massivbauplatte 82 angeordneten Massivbauplatte 88. Die Unterseite des Holzbalkens 86 liegt auf einem Auflageelement 90 auf, das im Randbereich der Massivbauplatte 78 entlang der äußeren oberen Kante der Massivwand 10 verläuft.
Die 4A, 4B und 4C zeigen ein Flußdiagramm mit Verfahrensschritten zur Herstellung der Massivwand 10. Die Verfahrensschritte werden bis auf den letzten Verfahrensschritt in einem Werk zur Herstellung von Fertigteilbetonelementen ausgeführt. Beim Erläutern der 4A, 46 und 4C wird auch auf die 1 Bezug genommen.
Das Verfahren beginnt in einem Schritt S10. In einem Schritt S12 wird die Betonwand 10 mit Hilfe eines CAD-Programms (Computer Aided Design) konstruiert. Dabei werden vom CAD-Programm Daten erzeugt, mit denen Werkzeugmaschinen direkt angesteuert werden können. Diese Daten werden im folgenden als CAM-Daten (Computer Aided Manufactory) bezeichnet. In einem folgenden Schritt S14 wird ein Teil der CAM-Daten zur Ansteuerung von Fräs- und Bohrmaschinen verwendet, welche Massivbauplattenelemente bearbeiten. Beim Bearbeiten werden sämtliche Konturen, Aussparungen, Einfräsungen für Heizungsrohre und für Elektroinstallationen in die Massivbauplatten eingefräst bzw. gebohrt. Unter anderem werden schwalbenschwanzförmige Aussparungen ausgefräst, in die Frischbeton fließen kann, der im ausgehärteten Zustand die Massivbauplatte 16 hält.
In einem folgenden Schritt S16 werden die Massivbauplattenelemente auf einem sogenannten Einlegetisch waagerecht aufgelegt und an den Stirnflächen untereinander verleimt. Damit wird die spätere Innenwandfläche der Massivbauplatte 16 hergestellt, die beispielsweise eine Wandfläche von 13 m mal 3 m hat.
In einem nächsten Schritt S18 werden Elektrodosen und Elektroleerrohre und Heizungsrohre in die dafür vorgesehenen Ausfräsungen der Massivbauplatte 16 eingebaut. Beim Einbau der Installationen dient die Massivbauplatte 16 als Auflagefläche und gibt einen bestimmten Abstand zur Außenfläche der Massivbauplatte 16 vor. In einem folgenden Verfahrensschritt S20 werden bereits vorgefertigte Aussparungskästen 18 für Fenster und Türen in dafür vorgesehene Aussparungen der Massivbauplatte 16 eingelegt und mit der Massivbauplatte 16 verbunden. Beispielsweise werden die Aussparungskästen mit der Massivbauplatte 16 verleimt, verschraubt oder verklammert.
In einem Verfahrensschritt S22 wird die untere Massivbauplatte 34 an der Massivbauplatte 16 befestigt, beispielsweise durch Kleben, Klammern oder Schrauben. Weiterhin werden im Verfahrensschritt S22 Aluminiumprofile für ein Wärmedämmverbundsystem im Bereich der Fenster und Türen eingelegt und mit der Massivbauplatte 16 verschraubt. Auch das Trogprofil 46 wird als Teil des Wärmedämmverbundsystems in diesem Verfahrensschritt an der unteren Massivwand 34 befestigt. Anschließend werden in einem Verfahrensschritt S24 Bewehrungselemente aus Stahl auf die Massivbauplatte 16 aufgelegt und befestigt, beispielsweise mit Klebstoff oder mit Schrauben.
In einem folgenden Verfahrensschritt S30 werden Abstandselemente in dafür vorgesehene Ausfräsungen der Massivbauplatte 16 eingesteckt. In einem folgenden Verfahrensschritt S32 werden die Polystyrolplatten auf der einen Seite mit einem betongebundenen Klebstoff auf Mineralbasis bestrichen. Anschließend werden die Polystyrolplatten auf die Abstandselemente aufgelegt. Zwischen den Polystyrolelementen befinden sich Federelemente in dafür vorgesehenen Aussparungen an den Längsseiten der Polystyrolelemente. Außerhalb des Bereichs für Fenster und Türen sind die Polystyrolplatten geschoßhoch, z. B. 3 m, und haben eine Breite von 1 m.
In einem Verfahrensschritt S36 werden die Massivbauplatte 16 und die ihr gegenüberliegende Polystyrolwand 12 vom Einlegetisch zu einer Schalungsvorrichtung transportiert. Die Schalungsvorrichtung wird in einem Verfahrensschritt S38 eingerichtet. In der Schalungsvorrichtung können jeweils vier vertikal angeordnete Betonelemente gleichzeitig gefertigt werden.
In einem Verfahrensschritt S40 wird die Massivbauplatte 16 und die ihr gegenüberliegende Polystyrolwand 12 in die Schalungsvorrichtung eingelegt. Anschließend wird eine erste Schottwand in die Schalvorrichtung eingebracht und befestigt. Nach dem Einbringen weiterer Elemente aus Massivbauplatte und Polystyrolwand wird die gesamte Schalungsvorrichtung geschlossen und mit Hilfe von Spannzylindern verspannt.
In einem Verfahrensschritt S44 wird Frischbeton jeweils zwischen die Massivbauplatte 16 und die Polystyrolwand 12 gegossen. Der Frischbeton wird mit Hilfe von Betonrüttlern verdichtet.
Anschließend braucht der Frischbeton etwa sechs bis acht Stunden, um auszuhärten, vgl. Verfahrensschritt S46. Nach dem Aushärten wird die Schalungsvorrichtung entspannt und geöffnet, vgl. Verfahrensschritt S48.
In einem Verfahrensschritt S50 werden die Bauelemente an einbetonierten Transportankern aus der Schalungsvorrichtung auf einen Transportwagen gehoben. Dabei verbleiben sie in vertikaler Lage.
In einem folgenden Verfahrensschritt S52 werden die Bauelemente zu einem Fenstereinbauplatz transportiert, an dem Fenster, Türen sowie Isolierelemente eingebaut werden, vgl. Verfahrensschritt S54.
In einem Verfahrensschritt S56 werden die bereits eingebauten Fenster und Türen mit einer Kunststoffolie abgeklebt. Anschließend wird ein Putzgewebe auf der Außenseite der Massivwand 10 befestigt und mit Grundputz verspachtelt. Dabei werden auch sogenannte Kantenschutzwinkel des Wärmedämmverbundsystems an den Kanten der Massivwand 10 befestigt.
Der Grundputz trocknet in einem Verfahrensschritt S60. Nach dem Trocknen des Grundputzes wird in einem Verfahrensschritt S62 der Oberputz aufgebracht.
In einem nächsten Verfahrensschritt S64 wird der Oberputz getrocknet. Anschließend wird in einem Verfahrensschritt S66 ein Farbanstrich auf den Putz aufgebracht. Dieser Farbanstrich trocknet in einem Verfahrensschritt S68.
Das Fertigteilbetonelement steht nun zur Auslieferung bereit. In einem Verfahrensschritt S70 wird das Fertigteilbetonelemente verladen und zum Einbauort auf die Baustelle transportiert. Dort wird es als Außenwandelement in das Fertigteilhaus eingebaut. Das Verfahren ist in einem Verfahrensschritt S72 beendet.
Somit läßt sich eine kontinuierliche Fertigung von Fertigteilbetonelementen realisieren. Damit es beim Aushärten der Betonwände nicht zu Verzögerungen kommt, gibt es mehrere Schalungsvorrichtungen.

10: Massivwand
12: Polystyrolschicht
14: Betonwand
16: Massivbauplatte
18: Aussparungskasten
20: Rolladenkasten
22: Rolladen
24: Fenster
26: Fensterrahmen
28: Fensterflügelrahmen
29: Fensterscheibe
30: Fensterbrett
32: Fenstersims
34: Massivbauplatte
36: Stahlwinkel
38: Kellerdecke
40: Dämmschicht
41: Deckenelement
42: Stahlwinkel
43, 44: Seitenfläche
46: Trogprofil
48: Sockelblech
50: Auflagewinkel
52: Halteschenkel
54: Fläche
56: Bolzen
58: Stahlwinkel
60: Auflageschenkel
62: Halteschenkel
64: Auflageelement
66: Giebelelement
68: Auflageschenkel
69: Stahlwinkel
70: Schraube
72: Halteschenkel
74: Nagel
76: Auflageklotz
78: Massivbauplatte
80: Aussparung
82: Massivbauplatte
84: Dämmschicht
85: Isolierband
86: Auflagebalken
88: Massivbauplatte
90: Auflageelement
S10: Start
S12: CAD-Daten
S14: Fräsen der Massivbauplatte
S16: Massivbauplatten auf Einlegetisch verleimen
S18: Einbauen von Installationsteilen
S20: Aussparungskästen aufleimen
S22: Alu-Profile anbringen
S24: Bewehrungselemente einlegen
S30: Abstandselemente einsetzen
S32: Kleben und Einlegen der Isolierplatte
S36: Transport zur Schalung
S38: Einrichtung der Schalung
S40: Einlegen in Schalung
S42: Schließen und Spannen der Schalung
S44: Betonieren und Verdichten
S46: Aushärten
S48: Entspannen und Öffnen der Schalung
S50: Auflegen der Wand auf Wagen
S52: Transport zum Fenstereinbauplatz
S54: Fenstereinbau, Türeneinbau, Isolierung
S56: Abkleben der Fenster und Türen
S58: Aufbringen des Grundputzes
S60: Trocknen
S62: Aufbringen des Oberputzes
S64: Trocknen
S66: Aufbringen des Farbanstrichs
S68: Trocknen
S70: Verladen und Transport
S72: Ende

Claims

Mehrschichtiges Bauelement (10) als Fertigbauteil, mit einer ersten Wand (16), einer parallel zur ersten Wand (16) angeordneten zweiten Wand (12), und mit einer zwischen der ersten Wand (16) und der zweiten Wand (12) angeordneten Betonwand (14), bei deren Herstellung Frischbeton zwischen die erste Wand (16) und die zweite Wand (12) eingefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wand (16) und die zweite Wand (12) bezüglich der Betonwand (14) in einer Position angeordnet sind, in die sie während der Herstellung der Betonwand (14) durch den nach außen gegen eine Schalungsvorrichtung mit vertikaler Anordnung des Bauelements gerichteten Frischbetondruck gedrückt worden sind, dass die erste Wand (16) als Massivbauplatte ausgebildet und die zweite Wand (12) aus Isolierplatten besteht, dass an der ersten Wand (16) als Innenwand Bewehrungselemente aus Stahl befestigt sind, und dass die Innenseite der als Außenwand vorgesehenen zweiten Wand (12) mit betongebundenem Klebstoff auf mineralischer Basis versehen ist, durch die die zweite Wand (12) mit der Betonwand (14) verbunden ist.
Bauelement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wand (16) und die zweite Wand (12) eine so große Druckfestigkeit haben, dass ein Verformen der Wände (16, 12) durch den Frischbetondruck beim Herstellen der Betonwand (12) verhindert wird.
Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wand (16) und/oder die zweite Wand (12) eine ebene und glatte Außenfläche hat und dass die Innenfläche der ersten Wand (16) und/oder der zweiten Wand uneben ist.
Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betonelement (10) frei von Aufnahmevorrichtungen für Abstandshalter ist, die dem Frischbetondruck auf die erste Wand und/oder auf die zweite Wand beim Gießen der Betonwand (14) entgegenwirken.
Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Befestigungselemente zum Befestigen der ersten Wand und/oder der zweiten Wand an der Betonwand (14), wobei die Befestigungselemente so dimensioniert sind, dass sie ohne die Betonwand (14) Kräfte kleiner als 20 kN/m² aufnehmen, und/oder wobei die Befestigungselemente nach dem Aushärten der Betonwand (14) Kräfte kleiner als 50 kN/m² aufnehmen.
Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wand (16) einen Holzanteil enthält.
Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wand mineralische Bindemittel enthält, vorzugsweise Zement.
Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wand (12) Kunststoff, vorzugsweise Polystyrol oder Polyurethan, enthält.
Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wand (16) und/oder die zweite Wand (12) die Betonwand (14) an mindestens einem Rand überragt, vorzugsweise am oberen Rand.
Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrschichtige Bauelement (10) die wesentlichen Teile eines Wärmedämmverbundsystems enthält.
Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrschichtige Bauelement (10) Einbauten für die Energieversorgung enthält, vorzugsweise Elektrodosen und/oder Elektroleerrohre und/oder Heizungsrohre und dass die erste Wand (16) oder die zweite Wand einen Abstand der Einbauten zu einer Außenfläche des Betonelementes (10) festlegen.
Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Massivbauplatte eine Zementspanplatte vorgesehen ist.
Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Bauelementes (10) als Fertigbauteil, bei dem eine erste Wand (16) in Form einer Massivbauplatte in eine Schalungsvorrichtung eingebracht wird (S40), auf die Massivbauplatte (16) Bewehrungselemente aus Stahl aufgelegt und befestigt werden, auf eine zweite Wand (12) aus Isolierplatten ein betongebundener Klebstoff auf Mineralbasis aufgebracht wird, parallel zur ersten Wand (16) die zweite Wand (12) in die Schalungsvorrichtung eingebracht wird (S40), in den Zwischenraum zwischen erster Wand (16) und zweiter Wand (12) Frischbeton eingefüllt wird (S44), der Frischbetondruck die erste Wand (16) und die zweite Wand (12) gegen die Schalungsvorrichtung drücken, der Frischbeton in der Schalungsvorrichtung zu einer Betonwand (14) aushärtet (S46), nach dem Aushärten die Schalungsvorrichtung entfernt wird (S48) und die erste Wand (16) und die zweite Wand (12) in ihrer Position bezüglich der Betonwand (12) verbleiben.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das die erste Wand (16), die zweite Wand (12) und die Betonwand (14) enthaltende mehrschichtige Bauelement (10) an einem anderen Ort als dem Aushärtort weiterbearbeitet wird (S52 bis S70).
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Fertigteilbetonelement (10) zum Einbauort in einem Fertigteilhaus transportiert wird (S70).
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mehrere mehrschichtige Bauelemente (12) in einer vertikalen Batterieschalungsvorrichtung hergestellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Massivbauplatte eine Zementspanplatte verwendet wird.