DE2010009C

DE2010009C - Method of tensioning the reinforcement of prestressed concrete

Info

Publication number: DE2010009C
Application number: DE19702010009
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Neese, Hugo, 7317 Wendungen
Filing date: 1970-03-04
Publication date: 1973-03-29

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spannen der Bewehrung, wie Stäbe oder Drähte, von Spa inbeton durch elektrische Widerstandserwärmung der Bewehrungselemente, wobei die in den Beton eingebettete Bewehrung elektrisch erwärmt und die Erwär mung erst nach Aushärten des Betons beendet wird.The invention relates to a method for tensioning the reinforcement, such as bars or wires, of Spa inbeton by electrical resistance heating of the reinforcement elements, with those embedded in the concrete Reinforcement is heated electrically and the heating is only ended after the concrete has hardened.

Derartige Verfahren sind für Beton mit Zement als Bindemittel aus der Zeitschrift »Betonsteinzeitung« vom 18. 1. 1941 und aus der deutschen Patentschrift 514 122 bekannt. Sie führen jedoch in der Praxis nicht zu dem gewünschten Erfolg. Die für die Bewehrung verwendeten Stahlsorten und zementgebundener Beton weisen nämlich im wesentlichen übereinstimmende Temperaturausdehnungskoeffizienten auf, was eine der entscheidenden Voraussetzunger, dafür bildet, daß bei solchem Spannbeton die durch die Bewehrung ausgeübte Vorspannung von Temperaturschwankungen des Betons unbeeinflußt bleibt. Beton und Stahlbewehrung zeigen somit bei Temperaturänderungen im wesentlichen übereinstimmende Längenänderungen. Wird daher nach dem bekannten Verfahren bei einem zementgebundenen Beton die Bewehrung bis zum Erhärten des Betons durch Heizung gedehnt gehalten, so nimmt der Beton — schon wegen der verhältnismäßig langen Abbindezeiten zementgebundener Betone— praktisch dieTemperatur der erwärmten Bewehrung an und schrumpft anschließend, wenn die Heizung der Bewehrung beendet wird, bei der dann einsetzenden Abkühlung in demselben Maß wie die Bewehrung, so daß überhaupt keine Vorspannung entstehen kann, weil dieselben Verkürzungen wie die Bewehrungselemente auch der Beton erfährt.Such processes are for concrete with cement as a binding agent from the magazine "Betonsteinzeitung" dated January 18, 1941 and from German patent specification 514 122. However, they do not perform in practice to the desired success. The types of steel and cement-based concrete used for the reinforcement have essentially identical temperature expansion coefficients, which one of the decisive prerequisites for this, that in such prestressed concrete the prestressing exerted by the reinforcement from temperature fluctuations of the concrete remains unaffected. Concrete and steel reinforcement thus show when the temperature changes essentially corresponding changes in length. Is therefore according to the known method in the case of cement-bound concrete, the reinforcement by heating until the concrete hardens If kept stretched, the concrete will take more cement-based properties, if only because of the relatively long setting times Concretes - practically the temperature of the heated reinforcement and then shrinks, when the heating of the reinforcement is stopped, when the cooling begins, to the same extent like the reinforcement, so that there can be no prestressing at all, because the same shortening how the reinforcement elements also experience the concrete.

Auf Grund dieser Tatsachen hat sich die Fachwelt auf dem Gebiet der Vorspannung der Bewehrung durch elektrische Erwärmung notgedrungen mit einem komplizierten Verfahren behelfen müssen. Bei diesem Verfahren werden die Stäbe bzw. Drähte auf einem Erwärmungstisch auf die der gewünschten Vorspannung entsprechende Temperatur aufgeheizt in die Form eingelegt ur.d mit den Enden an der Form fixiert, damit die durch die Erwärmung erreichte Längendchnung der Stäbe bzw. Drähte auch nach der Abkühlung erhalten bleibt. Ist die Bewehrung abgekühlt, so wird der Beton in die Form eingefüllt, nach dessen Aushärtung die Bewehrungsdemente aus ihren Fixierungen an der Form gelöst werden, so daß sie nun die Vorspannung auf das ausgehärtete Betonelement ausüben.On the basis of these facts, the specialist world in the field of prestressing of the reinforcement have to deal with a complicated procedure by means of electrical heating. at In this process, the rods or wires are placed on a heating table to the desired pretension Heated to the appropriate temperature, placed in the mold with the ends on the mold fixed, so that the elongation of the rods or wires achieved by the heating also after the Cooling is retained. Once the reinforcement has cooled down, the concrete is poured into the form after whose hardening the reinforcement elements are released from their fixations on the form, so that they now apply the prestress to the hardened concrete element.

Dieses bekannte Verfahren ist mit mehreren Nachteilen verbunden. So erfolgt bereits bei der Übertragung der erwärmten Stäbe oder Drähte vom Erwärmungsiisch in die Form eine nur schwer kontrollier-This known method has several disadvantages. This already takes place during the transfer the heated rods or wires from the heating table in the form of a difficult to control

bare Abkühlung. Eim Einlegen der erwärmten Stäbe bzw. Drähte in die Form können Schlupferscheinungen beim Abkühlen nicht verhindert werden. Die erwähnte Abkühlung und die Sch', jpferscheinung führen zu Verlusten in der Vorspannung. Zwar kann diesen Verlusten durch eine stärkere Erwärmung der Stäbe bzw. Drähte auf dem Erwärmungstisch entgegen gearbeitet werden, jedoch lassen sich durch die Verluste bedingte Unsicherheiten in der Größe der endgültigen Vorspannung nicht vermeiden. Aufwen-bare cooling. Slipping can occur when the heated rods or wires are inserted into the mold cannot be prevented during cooling. The aforementioned cooling and the shock phenomenon lead to losses in the preload. Admittedly, these losses can be caused by increased warming of the Rods or wires on the heating table are counteracted, but can be through the Uncertainties in the size of the final prestressing caused by losses cannot be avoided. On whom-

dig ist ferner die Fixierung der Stäbe bzw. Dra'r.xnden an der Form, die im übrigen sehr stabil ausgebildet werden muß.dig is also the fixation of the rods or Dra'r.xnden on the shape, which must also be made very stable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art die Be-The invention is based on the object, in a method of the type mentioned at the outset, to

ao wehrung in einfacher Weise und mit praktischem Erfolg zu spannen und eine genaue Vorspannung der Bewehrung zu gewährleisten.ao wehrung in a simple manner and with practical success to tension and to ensure an exact pre-tensioning of the reinforcement.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein an sich bekannter Beton mit einemThis object is achieved according to the invention in that a known concrete with a

as Kunststoff-Bindemittel verwendet wird, das unter erhöhten Temperaturen aushärtbar ist, welche durch Erwärmen der Bewehrungselemente auf etwa 220" C bis 250° C erzeugt werden.
Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß die Erwärmung nicht nur zum Vorspannen dient, sondern auch zum raschen Erhärten des Betons, ohne daß die Gefahr besteht, daß schädliche Spannungen im Beton auftreten.The plastic binder is used, which is curable at elevated temperatures, which are generated by heating the reinforcement elements to around 220 "C to 250 ° C.
This has the advantage that the heating is used not only for prestressing, but also for rapid hardening of the concrete, without the risk of damaging stresses occurring in the concrete.

Die gute Vorspannwirkung ergibt sich daraus, daß der Bewehrungsstahl und ein Beton mit Kunststoff als Bindemittel voneinander verschiedene Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen, die beim Abkühlen des Spannbetonteiles zu einer bei der Bewehrung stärkeren Längenverkürzung als beim Beton führen. Die Erwärmung, die zur Erzeugung der Vorspannung führen soll, erfolgt auf höhere Temperaturen, damit die beim vorgespannten Betonteil später normalerweise auftretenden Temperaturschwankungen genügend klein gegenüber der ursprünglichen elektrisehen Erwärmungstemperatur bleiben «jnd auf diese Weise unzulässige Vcrspannungsänderungen infolge normaler Temperaturscnwankungen vermieden werden. The good prestressing results from the fact that the reinforcing steel and a concrete with plastic as Binders have different thermal expansion coefficients that occur on cooling of the prestressed concrete part lead to a greater length reduction in the reinforcement than in the case of concrete. The heating, which should lead to the generation of the prestress, takes place at higher temperatures, thus the temperature fluctuations that later normally occur in the prestressed concrete part and remain sufficiently small compared to the original electrical heating temperature In this way, impermissible voltage changes due to normal temperature fluctuations can be avoided.

Durch die von der erwärmten Bewehrung auf den Beton abgegebene Wärme wird dessen Abbindung und Erhärtung so beschleunigt, daß Aushärtzeiten von nur 10 min ohne weiteres möglich ist. Dabei ist es von Bedeutung, daß die dem Beton von der beheizten Bewehrung zugeführte Wärme wegen der gleichmäßigen Verteilung der Bewehrung im Betonelement entsprechend gleichmäßig auf den Beton übergeht und eine gleichmäßige, homogene Erwärmung des Betons von innen heraus über alle Querschnitte des Betonelementes gewährleistet, was gerade bei kurzen Erhärtungszeiten wichtig ist.The heat given off by the heated reinforcement on the concrete causes it to set and hardening is accelerated so that hardening times of only 10 minutes are easily possible. It is It is important that the heat supplied to the concrete by the heated reinforcement is uniform because of the uniformity Distribution of the reinforcement in the concrete element is correspondingly evenly transferred to the concrete and even, homogeneous heating of the concrete from the inside out over all cross-sections of the concrete element ensures what is particularly important with short hardening times.

Da die zulässige Spannung eines Bewehrungsstahles entweder 75% der Streckgrenze oder 55% der Bruchgrenze nicht überschreiten darf, wobei jeweils der kleinere Wert maßgebend ist, kann bei einer Erwärmungstemperatur von beispielsweise 220° C mit einer Ausnutzung der zulässigen Spannung des Bewehrungsstahles von etwa 35% seiner Bruchgrenze gerechnet werden. Berücksichtigt man, daß die Biege-Since the permissible stress of a reinforcing steel is either 75% of the yield strength or 55% of the May not exceed the breaking limit, the lower value being decisive in each case, at a heating temperature of, for example, 220 ° C with utilization of the permissible stress of the reinforcing steel can be expected from around 35% of its breaking point. If one takes into account that the bending

Zugfestigkeit eines Betons mit einem unter erhöhten Temperaturen aushärtbaren Kunststoff-Bindemittels 30 bis 50% seiner Druckfestigkeit betrügt — gegenüber 10 %> bei »Zementbeton«— und das Raumgewicht um etwa 30 % geringer als bei »Zementbeton« ist, so werden die Vorteile eines nach der Erfindung vorgespannten Betons mit Kunststoff-Bindemittei besonders deutlich.Tensile strength of a concrete with a plastic binder that can be hardened at elevated temperatures 30 to 50% of its compressive strength is - compared to 10%> with "cement concrete" - and the volume weight around 30% less than with "cement concrete" is, the advantages of a concrete prestressed according to the invention with plastic binders are particularly clear.

Als Kunststoff-Bindemittel sind im wesentlichen Kunstharze entsprechender Aufhärtungstemperaturen geeignet, insbesondere wasserlösliche Aldehydharze, die zur Erhärtung Temperaturen bis 220° C vertragen.Synthetic resins with corresponding hardening temperatures are essentially used as plastic binders suitable, especially water-soluble aldehyde resins that can withstand temperatures of up to 220 ° C for hardening.

Claims

Claim:

A method for tensioning the reinforcement, such as bars or wires, of prestressed concrete by electrical resistance heating of the reinforcing elements, the reinforcement embedded in the concrete being electrically heated and the heating being terminated only after the concrete has hardened, characterized in that a known concrete with a Plastic binder is used, which is curable at elevated temperatures, which are generated by heating the reinforcement elements to about 220 ^J to 250 ° C.