DE2012064A1 - Wickeldraht für das Stahldrahtgerippe von chemisch vorgespannten Betonrohren - Google Patents

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Wickeldraht für das Stahldrahtgerippe von chemisch vorgespannten Betonrohren

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Die Erfindung betrifft den Stahldraht für chemisch vorgespannte Betonrohre, der die Regulierung des Treibens des Schaum- bzw. Quellbetons über einen weiten Bereich mit annähernd gleichförmiger Spannung in dem chemisch vorgespannten Betonrohr reguliert. In dem Rohr bringt man den Beton zum Ausdehnen bzw. Treiben, um einen Ausgleich für die Schrumpfung des Betons beim Hartwerden bzw. Erstarren zu schaffen. Dadurch wird die Ausdehnungs- bzw. Treibkraft so gebremst, daß in Umfangsrichtung des Betons im Verlauf der Herstellung eines Betonrohres für Abwasser oder dergleichen eine Druckspannung auftreten kann, wobei ein Treibbeton zu

Zweck

iiixSCiit Wird, Οΐθϋ

einem Außendruck zu erhöhen, insbesondere im Verlauf des Erstarrens des Betons unter dem Einfluß einer Zentrifugalkraft.

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Dieser Stahldraht bzw. -stab für ein chemisch vorgespanntes Betonrohr bildet einen Teil des Stahldrahtgerippes, das bei der Herstellung eines Betonrohrs in dem Beton angeordnet wird.

Der Draht wird um den Umfang einer Gruppe von Stahlstäben schraubenförmig gewickelt und daran befestigt. Die in einer bestimmten Zahl vorliegenden Stahlstäbe sind parallel zueinander in Längsrichtung längs der Wand des Betonrohres angeordnet. Ihre innere Oberfleche dient dazu, die Ausdehnung des Quellbetons zu hemmen.

In herkömmlicher Weise hat man einen Stahlstab oder einen Stahldraht von kreisförmigem Querschnitt für diesen Zweck verwendet. In diesem Falle dient die äußere Oberfläche in einer mittleren Höhe dazu, das Treiben des Schaumbetons zu regulieren, wodurch der Beton eine Druckspannung erhält. Deshalb ist die spannungswirksame Fläche auf dem treibenden Beton begrenzt, darüber hinaus ist die dem Beton erteilte Spannung über der Außenoberfläche des Stabes oder Drahtes in Berührung mit dem Beton nicht gleichförmig. Der Schaumbeton erhält in seinem MitteJ-teil der Oberfläche eine größere Spannung als an seinen Außenteilen. Das führt dazu, daß der treibende Beton im Mittelteil der Berührung mit dem Stab oder Draht brechen kann.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Wickeldraht zu schaffen, der eine gleichförmxge Druckbean- ' spruchung bzw. -spannung über einen weiten Bereich des Betons hervorrufen kann, so daß das Betonrohr einen Widerstand gegen den Außendruck hat, der etwa 15 % höher ist als der des herkömmlichen Materials mit kreisförmigem Querschnitt bei gleicher Querschnittsfläche.

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Der erfindungsgemäße Wickeldraht wird mit seiner Innenoberflächenbreite schraubenförmig um die Stahlstabgruppe gewickelt , wobei das Stahldrahtgerippe gebildet wird. Das bedeutet, daß die Fläche, durch die die Druckspannung auf den Beton ausgeübt wird, größer ist als der Durehmesser eines kreisförmigen Körpers, der die gleiche Querschnittsfläche hat wie der erfindungsgemäße Stahldraht. Die Stärke des Drahtes ist geringer als der genannte Durchmesser. Die Innenfläche des Drahtes, d. h. die Fläche, mit der der Draht auf den Beton wirkt, ist mit Vorsprüngen für das Punktschweißen bei der Herstellung des Stahldrähtgerippes versehen. *

Anhand der beiliegenden Zeichnungen werden beispielsweise Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung i.äher erläutert.

.'l zeigt eine Teilansicht eines bekannten Stahldrahtgerippes für chemisch vorgespannte Betonrohre.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein Rohr aus chemisch vorgespanntem Beton bei der Herstellung.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie III-III des Rohres von Fig. 2.

Fig. 4a bis c zeigen einen bekannten Wickeldraht für Stahldrahtgerippe von chemisch vorgespannten Betonrohren, wobei Fig. 4a eine Seitenansicht ist, Fig. 4b ein Schnitt läuga der Linie IVb-IVb von Fig. 4a und Fig. 4c eine Schrägansicht eines weiteren bekannten Wickeldrahtes.

Fig. 5a und b zeigen ein Beispiel eines Wickeldrahtes, der gegenüber den bekannten Wickeldrähten verbessert ist, wobei Fig. 5a eine Längsansicht und 5b einen Schnitt längs der Linie Vb-Vb von Fig. ^a zeigen.

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Fig. 6a und b zeigen Schnitte, welche das Ausmaß der auf den Schaumbeton wirkenden Driickspannung zwischen dem bekannten Wicke-ldraht nach Fig. 4a und dem nach Fig. 5& bei gleicher Querschnittsfläche vergleichen.

Fig. Ja und b erklären anhand von teilweise geschnittenen Ansichten die Wirkung der Vorsprünge an dem erfindungsgemäßen Wickeldraht für das Punktschweißen.

Fig. 8a bis c zeigen ein Ausführungsbeispiel, wobei Fig. 8a eine Seitenansicht. Fig. 8b ein Schnitt längs der Linie VIIIb-VXIIb von Fig. 8a und Fig. 8c eine Unteransicht von Fig. 8a ist.

Fig. 9a und b zeigen eine weitere Ausführungsform, wobei Fig. 9a ein Schnitt und Fig. 9b eine Unteransicht dieser Ausführungsforni ist.

Fig. loa und b zeigen in einem Schnitt und. einer Unteransicht ein drittes Ausführungsbeispiel.

Fig. 11a und b vergleichen das Ausmaß der Spannungswirkung auf den Schaumbeton zwischen bekannten Wickeldrähten, und er· findungsgemäßen bei. jeweils gleicher Querschnittsfläche.

Fig. 12 zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit der Dampfhärtzeit und der Dampftemperatur bei Versuchen mit dem erfindungsgemäßen Wickeldraht.

Fig. 13a und b zeigen ein chemisch vorgespanntes Betonrohr, wobei Fig. 13a in einer Stirnansicht das einer Außendruckmessung ausgesetzte Rohr und Fig. 13b eine teilweise Längsansicht des Rohrs von Fig. 13a zeigt.

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Anhand der Figuren 1 bis 3 wird das bekannte Verfahren für die Herstellung von chemisch vorgespannten Betonrohren beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein bekanntes Stahldrahtgerippe, das in die Betonform bei der Herstellung des chemisch vorgespannten Betonrohres angeordnet wird. In der Phase, wo der Beton, der mit Treibzement, beispielsweise in einem Gewichtsverhältnis von Io bis 17 % vermischt ist, in die Betonform gegossen wird und unter Aufbringen einer Zentrifugalkraft hart wird, wird die Ausdehnung des Betons durch die Innenoberfläbhe des Wickeldrahtes gehemmt, der den Aüßenteil des Stahldrahtgerüstes bzw. -gerippes bildet. Dadurch wird in Umfangsrichtung des Betons eine Druckspannung aufgebracht. Das Stahldrahtgerippe wird auf übliche Weise hergestellt. Die erforderliche Anzahl von verstärkenden Stahldrähten oder -stangen 1 wird parallel zueinander angeordnet, wobei ihre Enden an einer nicht gezeigten Halteeinrichtung befestigt sind.

An Punkten, die in einem Abstand längs des verstärkenden Stahldrahtes oder -Stabes 1 liegen, ist am Innenumfang des Drahtes 1 eine Trommel 3 oder dergleichen angeordnet. Die Gruppe der Stahlstäbe kann sich bewegen und kontinuierlich längs des Außenumfangs der Trommel 3 rotieren. Um den Außenumfang der. Gruppe von Stahldrähten 1 ist schraubenförmig der schleifenfb'rmige Verstärkungsdraht 2 gewickelt. Dies erfolgt so, daß man den Stab oder Draht relativ rotieren läßt, d. h. daß man entweder die Gruppe der Stahldräiire oder den verstärkenden Reifdraht 2 festhält und jeweils den anderen Teil rotieren läßt. Die Stellen 4, an denen jeder Stahldraht 1 den verstärkenden Reifendrah^ 2 berührt, werden nacheinander automatisch durch eine Elektrode 5 für das Punktschweißen punktverscheißt, wobei die Elektrode an eine Spannungs'qüelle E angeschlossen ist.

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Der verstärkende Stahldraht 1 und der Wickeldraht 2 sind aus einem Stahl hergestellt, der einen Kohlenstoffgehalt von o,2 bis o,4o % hat. Typische Zusammensetzungen liegen in den in der nachstehenden Tabelle 1 angegebenen Dereichen, wobei die Angaben ^Ln Prozent gemacht sind.

TABELLE 1

o,2 bis ο,

Si o,15 bis o,35

Mn
0,60 bis o,9o

P
< 0,030

S o,o35

Das so hergestellt Stahldrahtgerippe wird dann, wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist, in die Betonform 6 eingebracht und an beiden Enden festgehalten. In den Raum 6' der Form wird Beton gegossen, der mit Treibzement, beispielsweise Io bis 17 Gewichtsprozent vermischt ist. Der im Raum 6¹ der Form vorhandene Beton wird unter dem Einfluß einer Zentrifugalkraft, indem man die Form 6 über die Antriebsräder 7 in Drehung versetzt, verdichtet und erstarrt dadurch, wobei ein Rohr gebildet wird.

Nach dem Dampfharten wird das Rohr aus der Form entnommen und dann einer Unterwassernachbehandlung ausgesetzt, um das chemisch vorgespannte Betonrohr herzustellen. Bei dem erwähnten Piuaeß des Erslarrenö bzw. üartwerdens des Octene dehnt sich der Beton, welcher den Treibbeton enthält, aus. ' Durch das Hemmen dieses Treibvorganges durch die Innenoberfläche des Wickeldrahtes 2, der das Stahldxahtgerippe bildet, Wird in Umfangsrichtung des Betons in dem fertiggestellten Rohr eine Druckspannung erzeugt, wodurch ier Widerstand des Rohres gegen Außendruck erhöht wird.

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Wie χ« den Figuren 4a bis c dargestellt ist, besteht der herkömmliche Wickeldraht für das Stahldrahtgerippe aus einem Stahlstab oder einem Stahldraht 2¹ mit kreisförmigem Querschnitt. Der in Fig. 4c dargestellte Draht unterscheidet sich von denen der Figo4a und b dadurch, daß an seinem Umfang Axialnuten 0 eingeschnitten sind. Er stimmt mit den beiden anderen Drähten darin überein, daß der Querschnitt kreisförmig ist. Aufgrund des kreisförmigen Querschnitts ist jedoch das Ausmaß eines Stahldrahtes 2' bezüglich der Spannungs-.wirkung auf den Beton 9 relativ beschrankt, wie durch f in Fig. 6a gezeigt ist. Darüber hinaus ist die Spannungswirkung auf den Beton 9 über dem Umfang in Berührung mit dem Beton nicht gleichförmig. Der Mittelteil C des Drahtes übt auf den Schaumbeton eine größere Spannung auf als seine Ende. Gelegentlich kann der Beton in Berührung mit dem Mittelteil C brechen, so daß der Zweck der Herstellung mit chemischer Vorspannung nicht erreicht wird.

Erfindungsgemäß wurde nun gefunden, daß ein Draht 2" mit einer Form, wie sie in den Figuren 5a und b dargestellt ist, den Nachteil der bekannten Wickeldrähte beseitigen kann. Wie in den Figuren 5» und b dargestellt ist, ist die Fläche Io die Xnnenoberfläche, die mit dem Umfang des Drahtes 1 in Berührung steht und das Treiben des Betons hemmt. Die Breite der-Fläche lo'ist größer als der Durchmesser eines Rundkörpers, der die gleiche Querschnittsfläche wie der Wickeldraht hat. Die Stärke dieses Drahtes ist geringer als der genannte Durchmessex·. Die Flächt? io ist im ,Sclmi.t'. i.>e^«.>jc-7,iiu I., rum^'lier ■■«> gerade, sie kann jedoch auch leicht konkav oder konvex ausgebildet werden. Die Oberseite l4 ist leicht gebogen.

Wie ein Vergleich der Fig. 6a mit Fig. 6b zeigt, ist ein Wickeldraht dieses Profils einem Wickeldraht der bekannten Art, wie er in den Figuren 4a bis 4c dargestellt ist, überlegen.

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Während der kreisförmige Draht der Figuren ka bis c eine ziemlich kleine Druckspannung auf den Beton 9 ausübt, wie es durch die"Fläche f in Fig. 6a gezeigt ist, hat der Draht mit der Form gemäß den Figuren 5a und b eine erhöhte Wirkung auf den Beton 9> wie es durch die Fläche f' i.n Fig. 6b gezeigt ist. Außerdem ist die Wirkung der Spannung auf den Beton 9 annähernd gleichförmig über dem gesamten Bereich der umfassenden Wirkung und dementsprechend besteht keine Wahrscheinlichkeit, daß der Beton bricht, wie es vorstehend beschrieben wurde. Die Querschnittsfläche des Drahtes 2· in Fig. 6a ist der des Drahtes 2" in Fig. 6b gleich.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß auch ein derartig überlegener Wickeldraht, wie er in den Figuren 5a und b gezeigt ist, bei der Herstellung von Siahldrahtgerippen durch Punktschweißen, wie es anhand von Fig. 1 erklärt wurde und das in jüngster Zeit als äußerst wirksames Verfahren der Stahldraht^erippeherstellung hoch geschätzt wird, Schwierigkeiten verursacht.

Bei der Herstellung von Stahldrahtkäfigen in der Praxis gemäß Fig. 1 wird üblicherweise der Wickeldraht 2 mit hoher Geschwindigkeit, beispielsweise 2o bis loo cm/s zugeführt, und schraubenförmig um den Umfang der Stahlstangengruppe gewickelt. Die Berührungsstellen von Wickeldraht 2 und Stahlstange 1 werden unter Verwendung einer Punktschweißeinrichtung 5 nacheinander automatisch verschweißt. Der Sekundärstrom beim Punktschweißen beträgt üblicherweise 3ooo bis 5ooo A bei 15 Hz. Das Erhitzen erfolgt durch diesen Strom. Erfindungsgeniäß wurde versucht, unter Verwendung einer bekannten Maschine für die Herstellung von Stahldrahtgerippen einen Wikkeldraht 2" von der in den Figuren 5a und b dargestellten Form mit 6 mm Breite und 3 mm Stärke mit der Fläche Io mit einer Gruppe von zwölf L'tahlstangen von kreisförmigem Querschnitt

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mit einem Durchmesser von 5 mm punktzuverschweißen. Man fand jedoch, daß die Punktschweißung mit der bekannten-Maschine nicht durchgeführt werden konnte, da 'die Berührungsfläche zwischen der Stahlstange 1 und dem Wickeldraht 2", wie in Fig. 7&. gezeigt, sehr groß ist, so daß die Stromdichte, bezogen auf die Querschnittsflächeneinheit beim Punktschweißen klein ist und demzufolge lange Schweißzeiten erforderlich sind. Selbst wenn das Schweißen nach einem langen Zeitraum beendet war, hatten sich dabei die mechanischen Eigenschaften des Wickeldrahtes infolge des Punktschweißens in starkem Maße verschlechtert.

Verschiedene Versuche zeigten jedoch, daß bei der Herstellung von chemisch vorgespannten Betonrohren der Wickeldraht mit der im folgenden beschriebenen Form dem Beton nahezu gleichbleibende Druckspannungen über einem weiten Bereich in seiner Umfangsriehtung geben konnte.. Dadurch kann der Widerstand des Betonrohres gegenüber einer Außenbeanspruchung um etwa 15 % gegenüber dem Fall verbessert werden, wo ein bekannter Wickeldraht mit der gleichen Querschnittsfläche verwendet wird. Der erfiridungsgemäße.Wickeldraht kann leicht an den Stahlstangen unter Verwendung einer bekannten Maschine zur Herstellung von Stahldrahtgerippen durch Punktschweißen angebracht werden.

Der erfindungsgemäße Wickeldraht oder -stab ist folgendermaßen ausgebildet: Die Breite der Fläche für das Aufbringen einer Druckspannung auf dem Beton, d. h. die Innenfläche dieses Drahtes, wie sie schraubenförmig um die Stahlstangengruppe des Stahldrahtgerippes gewickelt, wird, ist größer .'als der Durchmesser eines runden Körpers mit der gleichen Querschnittsfläche wie sie dieser Draht hat. Die Stärke des Drahtes ist geringer als dieser Durchmesser und die Innenfläche ist mit-.

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- Io -

Vorsprüngen für das Punktschweißen bei der Herstellung von Stahldrahtgerippen versehen. Die Figuren 8a bis lob zeigen beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung.

Bei dem in Fig. 8b im Schnitt gezeigten beispielsweisen Ausführungsform ist die Innenfläche des Drahtes, wie sie schraubenförmig um die Stahlstangengruppe gewickelt wird, d. h. die Fläche Io, an der die Druckspannung auf den Beton aufgebracht wird, im allgemeinen gerade oder im Querschnitt leicht gekrümmt und an beiden Enden mit Vorsprüngen 13, 13' für das Punktschweißen versehen. Für den Zweck, daß die auf den Schaumbeton wirkende Spannung über der ganzen Fläche Io annähernd gleich ist, bildet man die Fläche Io nahezu gerade oder leicht gekrümmt aus. Dadurch ist die Breite 12 der Fläche Io größer als der Durchmesser eines Rundstabes oder Runddrahtes mit der gleichen Querschnittsfläche und die Stärke 11 ist kleiner als dieser Durcamesser. Wenn die Breite 12 gleich oder kleiner ist als der Durchmesser eines Rundstabes oder Runddrahtes mit der gleichen Querschnittsfläche und die Stärke 11 gleich oder größer ist als dieser Durchmesser, wirkt eine starke Spannung an einer kleinen Fläche des treibenden Betons und die nachteilige Wirkung auf den Beton ist die gleiche oder größer als die bei dem bekannten Wickeldraht mit kreisförmigem Querschnitt. In Fig. 8b ist die Oberseite l4 vorzugsweise leicht gekx'ümmt ausgebildet, was jedoch nicht erforderlich ist. Wie in Fig. 5b gezeigt ist, kann sie gerade oder im Mittelteil nahezu gerade ausgebildet sein, wobei beide Enden einen leichten Bogen bilden. Hs hat sich bestätigt, _f daß die gekrümmte Oberfläche an der Oberseite der Vorsprünge 13 und 13' das Punktschweißen bei einem geringeren Schweißstrom ermöglichen. Diese Vorsprünge 13, 13' an beiden Enden der Fläche Io, wie in Fig. 8b gezeigt, sollen vorgesehen werden, weil dadurch die Biegesteifigkeit des Wickeldrahtes 2

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selbst erhöht wird und das gefertigte Gerippe, wenn es atif den Boden gelegt wird, eine geringere Durchbiegung erleidet. Sind diese Vorsprünge in der Fläche Io bezüglich eines Mittelpunktes symmetrisch vorgesehen, wie in Fig. 9a gezeigt, so kann ebenfalls beim Punktschweißen nahezu die gleiche Wirkung erreicht werden. Es ist auch-möglich, wie in Fig.. loa gezeigt ist, daß nur ein einziger Vorsprung auf der Fläche Io vorgesehen wird. In diesem Falle sollte der Vorsprung am Boden in einer Kurve verlaufen, wie es in Fig. lob darge-· stellt ist, sonst wäre eine ausreichende Punktschweißwirkung, wie sie gemäß den Figuren 8b und 9a erreicht wird, schwierig, da es schwer sein würde, den fertiggestellten Draht auf die Trommel zu wickeln. Beim Punktschweißen wäre der Draht zur Stahlstange hin geneigt. Als Abmessungen für den erfindungs— gemäßen Wickeldraht gemäß der Ausführungsform von Fig. 8b bevorzugt man eine Stärke 11 von über 2,5 mm, eine Breite 12 vom 1,5-fachen der Stärke 11 oder mehr, die Krümmung an der Oberseite der Vorsprünge 13 für das Punktschweißen soll 1 bis 2 R und die Höhe der Vorsprünge o,5 bis 1,5 mm betragen. Liegt die Stärke unter 2,5 mm, so .ergeben sich manchmal Schwierig-, keiten beim Ziehen des Drahtes. Die obere Grenze für die Stärke 11 liegt bei 5 «nm oder mehr. Die Breite 12.kann weniger als das 1,5-fache der Stärke 11 betragen, jedoch erzielt man . bessere Ergebnisse, wenn sie mehr als das 1,5-fache ausmacht. Als obere Grenze der Breite 12 genügt üblicherweise, daß die Breite kleiner- ist als das 4-fache der Stärke 11. Wenn der Vorsprung für das Punktschweißen eine unter o,5 nun liegende Höhe hat, berührt bei der !!eisIhJlung eines Stahldraht.gcrippes, «renn die Punktschweißeinrichtung 5 so arbeitet, daß der Wickeldraht 2 gegen die Stahlstange 1 gedrückt wird, der Teil der Fläche Io des Wickeldrahtes, der außerhalb der Vorsprünge 13il3^r liegt, wahrscheinlich die Stahlstange l,_r so daß da- , durch wahrscheinlich eine kleine Schmelzfläche am Wickeldraht

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auftritt, wodurch eine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Wickeldrahts verursacht wird. Im Gegensatz dazu kann die Höhe des Vorsprungs über· 1,5 nun liegen, jedoch unter dem Gesichtspunkt des Andrückens des Wickeldrahtes an den Umfang der Stahlstangengruppe durch das Punktschweißgerät 5 an der vorhandenen Maschine zum Herstellen von Stahldrahtgerippen, ist die oben genannte Höhe des Vorsprungs dafür geeignet, die vorstehend aufgeführten Nachteile beim Punktschweißen zu vermeiden.

Die chemische Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Wickeldrahtes ist annähernd die gleiche wie die des bekannten und liegt in den in der nachstehenden Tabelle 2 aufgeführten Grenzen, wobei die Angaben in Prozent gemacht sind.

	TABELLE 2	Mn
C	Si	o,6o bis o,9o
o,2 bis o,4o	o,i5 bis o,35
P	S
< o,o3o	<o,o35

Rohmaterial der obigen Zusammensetzung wird 2o Minuten lang auf etwa 8oo C bis 82o C nach den bekannten Verfahren der Herstellung eines solchen Wickeldrahtes gehalten, damit er patentiert werden kann. Dann wird er in die erfindungsgemäße Form gezogen. Danach kann man den Draht anlaufen lassen.

Wenn ein Stahldrahtgerippe durch Punktschweißen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, unter Verwendung des erfindungsge-mäßen Wickeldrahtes hergestellt wird, berührt der Wickeldraht 2 mit seinen Vorsprängen 131 13* für das Punktschweißen die

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Stahlstange 1, wie es in Fig. 7b gezeigt ist. In diesem Zustand werden die mit 1 bis 2 R gekrümmten Oberseiten der Vorsprünge 13, 13' niit den gegenüberliegenden Teilen der Stahlstange 1 durch die Punktschweißeinrichtung verschmolzen..

Versuchsergebnisse haben gezeigt, daß das Punktschweißen mit einem Schweißstrom von looo bis I2oo A bei Verwendung der bekannten Maschine zum Herstellen von Stahldrahtgerippen lexcht ausgeführt werden kann. Selbst nach der Ausführung der Schweissung ist eine Verschlechterung des Wickeldrahtes 2 fast nicht zu sehen. Das Gerippe kann in die Betonrohrform eingebracht werden, wobei die mechanischen Eigenschaften, wie sie vor dem Schweißen vorhanden waren, beibehalten sind. In diesem Zusammenhang hat man versucht, einen Wickeldraht, wie er in den Figuren 5a und b dargestellt ist, mit der im Querschnitt geraden Innenfläche io, jedoch ohne Vorsprünge für das Punktschweißen, mit einer Breite von 6 mm und einer Stärke von 3 mm, mit der Stahlstange 1 mit Hilfe der Punktschweißeinrichtung der oben erwähnten Maschine für die Herstellung von Stahldrahtgerippen punktzuverschweißen, was jedoch fehl schlug. Wenn dieser Wickeldraht mechanisch von dem Stahldrahtgerippe abgenommen und untersucht wurde, zeigte es sich, daß seine Zugfestigkeit von Io4 kg/mm vor dem Punktschweißen auf 7o,kg/mm nach dem Punktschweißen abgesunken war.

Bei der Herstellung von einem chemisch vorgespannten Betonrohr gemäß Fig. 2 ist das Ausmaß der Wirkung eines bekannten Wikkeldrahtce von kreisförmigem Querschnitt mit dej:· gleicben Querschnittsfläche auf den Beton begrenzt, wie es durch f in Fig. lla gezeigt ist. Das Ausmaß der Wirkung des* erfindungsgemäßen Wickeldrahtes auf den Beton jedoch ist so groß wie es durch f in Fig. 11b gezeigt ist, wodurch die Festigkeit des chemisch vorgespannten Betonrohres um etwa 15 % gegenüber der

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Festigkeit erhöht ist, wo ein bekannter Wickeldraht mit dem gleichen Querschnitt verwendet wird.

Der genannte technische Effekt der vorliegenden Erfindung ist durch viele Versuchsdaten, die nachstehend aufgeführt werden, belegt.

1. Versuchsbedingungen
l) Stahldrahtgerippe
(l) Wickeldraht

Rohmaterial der chemischen Zusammensetzung gemäß Tabelle 3 wird etwa 2o Minuten auf 800 bis 82o C für das Patentieren gehalten. Dann wird es zu einem Rundstab von 5 nur» Durchmesser bei kreisförmigem Querschnitt gezogen und als bekannter Wickeldraht fertiggestellt. Andererseits wird nach dem Patentieren ein Wickeldraht gemäß der Erfindung mit cer Form, wie sie in den Figuren 8a bis 8c gezeigt ist, und der nahezu die gleiche Querschnittsfläche (19|7 mm ) wie der oben erwähnte Stab gezogen und fertiggestellt. Gemäß Fig. 8b beträgt die Breite 12 6,3 mm und die Stärke 11 3 mm, die Höhe des Vorsprungs für das Punktschweißen liegt bei etwa 0.5 mm, die Oberseitenkrümmung beträgt etwa 1,5 R· Die mechanischen Eigenschaften der beiden Drähte sind in etwa die gleichen und in Tabelle 4 aufgeführt.

TABELLE 3

C	Si	Mn	P	S
0,34	o,25	O.75	<o,o3o	<o,o35
•			TABELLE 4

Zuglast Zugfestigkeit Streckgrenze Dehnung

2 2

2,o5o kg Io4 kg/mm 94 kg/mm 5,ο %

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- 15 -

(2) Stahlstange

In. beiden Fällen werden 15 m lange kreisförmige Stangen mit 5 nun Durchmesser verwendet, deren chemische Zusammensetzung aus Tabelle 3 und deren mechanische Eigenschaften. aus Tabelle 4 hervorgehen. Die Stahlstangengruppe wird aus zwölf derartigen Stangen gebildet,

(3) Stahldrahtgerippe "

Die beiden Arten von Wickeldraht gemäß (l) werden schraubenförmig um die Stahlstangengruppe (2) gewickelt, wobei jeweils das anhand von Fig. 1 beschriebene Verfahren verwendet wird. Durch Punktverschweißung an den Berührungsstellen werden zwei Arten von Stahldrahtgerippen hergestellt. Der Aussendurchmesser des gebildeten Stahldrahtgerippes beträgt etwa 6oö mm, die axiale Länge etwa 15 m und die Ganghöhe der Drahtwicklung 25 mm. Diese beiden Stahldrahtgerippe werden, wie in Fig. 2 gezeigt, in den Raum 6' einer Betonform angeordnet.

2) Üer in den Raum 6* der Betonform eingegossene Beton hat ' in beiden Fällen, wie nachstehend aufgeführt, die gleiche Zusammensetzung und die gleichen Volumina von Zuschlagstoffen und Treibzement.

(l) Betonzusammensetzung ,

TABELLE 5

Grobe Zuschlag- Senkung Einheitsmenge Einheitsmerge Wasser

stoffe Maximalgröße Wasser Zement Zement

15 mm 1 - 5 cm l8o kg 45o kg 34 %

Einheitsnienge feine Einheitsmenge grobe Einheitsnienge

Zuschlagstoffe Zuschlagstoffe . Treibzenient

586 kg Io4.3. kg 80 kg

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- i6 -

(2) Eigenschaften der Zuschlagstoffe

TABELLE 6
Zu- Spez. Wasser- Korngröße

Stoffe	te	63	tion	15	Io	1	5	2,	5	1	im ,2	,9	mm O	,6	,1	o,3	O.15
grob	2,	65	o,82	O	ίο,		84,2	99,	8	loo	loo	loo	loo
fein	2,	1,58			0	2o,	8	38	64	9o,5	97,o

* Die Korngröße ist in % des Siebrückstandes angegeben.

(3) Chemische Zusammensetzung des Treibzements in %

TABELLE 7

Verlust unlöslich SiO ^A12°<5 ^Fe2°3 o,4 1,5 2,3 12,4 1,2

CaO SO MgO ^Ti02 Gesamt 52,4 . 28,2 _# 0,6 o,5 99,5

3) Herstellung eines chemisch vorgespannten Betonrohres.

(l) Nachdem die oben erwähnten ueitleo Si.aiii drall i.gfei-ίρρ« in äe-.i, Raum 6¹ der Betonform angeordnet sind, folgt das bekannte Herstellungsverfahren, wie es anhand von Fig. 2 beschrieben ist. Nach dem Eingießen des Betons,der Zusammensetzung nach den Tabellen 5 bis 7 in den Raum 6¹ der Form versetzt das Antriebsrad 7 die Form 6 in Drehung, wodurch der Beton zentrifugal

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verdichtet wird. Bei der Kompaktierung wirkt auf die Form zuerst eine. Zentrifugalbeschleunigung von 5 g 5 Minuten "lang, dann durch allmählichen Anstieg der Rotation von bis zu 35 S ausgeübt·. Dieser Zustand wird 5 min lang aurrecht erhalten. Auf diese Weise wird die Kompaktierung bzw« Verdichtung vollendet.

(2) Nachbehandlung

Na-.h. dem Verdichten des Betons wird dieser etwa drei Stunden. einer Vorbehandlung unterworfen, worauf", dann unmittelbar eine Dampfbehandlung, wie aus Fig*- 1Ά zn ersehen ist₅ folgt* In Fig. 12 sind auf der Koordinate die DampfteniperatureB. im C und auf der Abszisse die Behandlungszeit in Stya<;*)n. aufgetragen. Die gestrichelte Linie veranschaulicht den Augen»' blick, wo die Dampfzufuhr unterbrochen wird. In 15 Stunden nach der Unterbrechung der Dampfzufuhr wird das Rohr aus dejr Form entfernt und dann unter Wasser bis zum Versuchsalter nachbehandelt. Auf diese Weise erhält man zwei chemisch vorgespannt e Betonrohre von 15 m Länge, 6oo mm Außendurchmesser und 5o mm Wandstärke.

k) Versuch zur Bestimmung des Widerstands gegen Außendrucli des chemisch vorgespannten Betonrohres.

Bei den so hergestellten Betonrohren wird jeweils ihr Widerstand gegen Außendruck gemäß dem anhand der Figuren 13^a und b beschriebenen Verfahren gemessen. Das Rohr 15 wird flach auf einen Teststand gelegt. Dabei werden Kautschukplatten iß, l6' von etwa 2o mm Stärke an der Ober- und Unterseite des Rohres angelegt. Zusätzlich wird ein viereckiger Balken 1? aus Hartholz mit einer Stärke von etwa 15© mm auf die Oberseite gelegt. Darüber wird ein Stahlträger l8 angeordnet. '

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Mit Hilfe einer hydraulischen Presse» die linear belastet, wird das Rohr vertikal in der Mitte seiner Oberseite mit einer gleichmäßigen Zunahme von etwa looo kg/m belastet, so daß die Rohr last gleichmäßig verteilt, ist. Inzwischen verden Meßuhren 2c,vertikal i^cjo mm von beiden Rohrenden befestigt und Spannungsmcriiier innen 3°° mm von beiden Rohrenden entwirr .jngeDr.icht. Dux eh Messung der Seitenabweichung bz■ -,'„ Dir. c^; ν ,rung 'and der Dehnung hzu, Spannung mit Hilfe cLlaser instrumente wird das Reißen, des Rohres berechnet.

2, Versuchsergebxii..3se

Das chemisch vorgespannte Betonrohr ■■■; - f-;ir>^r-;.c? Stahldrahtgerippe, das mit dem bekannter Wtc-Ki-l^ .rah?: mit kreisförmigem Querschnitt hergestellt ±at- wc χ at dart ersten. 2. χ R bei einer Versuchnbelasfc'ing -~-·π 65 ^¹'-- ⁷^i/'' "-.'vl'. ϊ>. s "ToLr mit dem Gerippe, das aus ex :'::::nd'.iiigr, .-v-fäSeit Draht jti fcim gemäß den Figuren 8a hj. S-- c iv: -'-C,'-. ■. ■->. 7 J-f nt, der die glei^h^ Querschnittsf lache wie ti-;, bekciiü-; ·. . : ckc.i Iraht hat» zeigt den ersten Riß bei einer Vet such; oe.i.μ i " eig *^ron 75oo kg/jn.

Die angeführter Versuchsdaten für den Widerstand der Rohre geg-an Außendruck si?.id durch zahlreiche Versuciifc bestätigt. So wurde erfiridungsgeinaß ein Rohmaterial mit äer chemischen Zusanxniensetzuiig nach Tabelle 2 nach dem Verfahren gemäß Beispiel ί (t) zu Stäben mit Formen gemäß Figur 9 und Io gezogen, deren Abmessungen in Tabelle 8 angegeben sind, und Wickelcrähte mit annähernd den mechanischen Eigenschaften erzeugt, vie sie in Fig. 4 aufgeführt sind. Der Widerstand gegen Außendruck des chemisch vorgespannten Betonrohres mit einen: Stahlarahtgerippe aus diesen Wickeldrähten wird mit dem eines Pohr^3 ir.it einem Gerippe aus einem bekannten Wickeldraht von kreisförmigem Querschnitt mit nahezu aer gleichen Quer-

ORfQlNAL JNSPECTED'

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Schnittsfläche verglichen. Die Ergebnisse dieses Vergleichs sind praktisch die gleichen wie die oben stehenden Versuchsergebnisse.

	Stärke	TABELLE 8	Vorsprung	Höhe
Form	11	Breite	Oberseiten krümmung	bis 1,5 nun
	2,4 bis 5 mm	12	1 bis 2R ,ot5	Il
Gemäß Fig. 9	ii ti	1,4 bis 4-fach Höhe	ή ii ir
Gemäß Fig. Io	• Il El Il

Die anderen Versuchsbedingungen waren in etwa die gleichen wie. bei obigem Beispiel.

Auf* diese Weise wird erreicht, daß der Widerstand gegen Außendruck bei dem chemisch vorgespannten Betonrohr mit dem Stahldrahtgerippe aus erfindungsgemäßem Wickeldraht um etwa 15 % größer ist als der des Rohres mit einem Gerippe aus bekanntem Wickeldraht bei gleicher Querschnittsfläche.

Die vorstehenden Ausführungen zeigen klar, daß der erfindungsgemäße Wickeldraht bei der Herstellung von chemisch vorgespannten Betonrohren eine nahezu gleichförmige Druckspannung über, „eine weite Fläche des Schaumbetons ausüben kann, die sich von der bekannten bei gleicher Querschnittsfläche unterscheidet· Dadurch kann der Widerstand gegen Außendruck des Rohres um etvra 15 % gegenüber dem Stand der Technik erhöht werden. Darüber hinaus kann bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Wickeldrahtes ein· Stahldrahtgerippe sehr leicht mit nur. einer geringfügigen Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Drahtes hergestellt werden. Der durch die vorliegende Erfindung erzielte technische Portschritt ist somit beträchtlich,

0038387 1SQB

Claims (2)

- 2o - PATENTANSPRÜCHE

1. Wickeldraht für Stahldrahtgerippe von chemisch vorgespannten Betonroliren, dadurcli gekennzeichnet, daß der Wickeldraht (2) eine Innenfläche (lo) hat, mit der er schraubenförmig um den Umfang der Gruppe vun Stahlstangen (l) eines Stahldrahtgerippes gewickelt ist und deren Wirkungsfläche auf den Schaumbeton im Querschnitt etwa gerade oder leicht gekrümmt erscheint, wobei die Breite (12) dieser Fläche größer ist als ein Rundstab oder -draht mit der gleichen Quersclmittsflache wie der Wickeldraht (2), eine Stärke (ll), die geringer ist als der Durchmesser des Rundstabes oder -drahtes und Vorsprünge (l3i 13') aufweist, die in der Fläche (lo) für die Punktverschweißung des Wickeldrahtes (2) mit den Stahlstangen (l) des Stahldrahtgerippes an den Berührungsstellen (4) vorgesehen sind.

2. Wickeldraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Wickeldrahtes (2) über 2,5 nun liegt, die Breite der Innenfläche (lo) das 1,5- bis 4-fache der Sxärke beträgt, die Oberseite der Punktschweißvorsprünge (131 13') mit 1 bis 2 R gekrümmt ist, die Vorsprünge (13> 13') o,5 bis 1,5 mm hoch und symmetrisch zum Mittelpunkt der Innenfläche angeordnet sind.

009838/1608