DE202007014526U1

DE202007014526U1 - Bauelement, insbesondere plattenförmiges Bauelement aus Beton und Betonzuschlagsmaterial

Info

Publication number: DE202007014526U1
Application number: DE200720014526
Authority: DE
Original assignee: DUCON GmbH
Current assignee: DUCON GmbH
Priority date: 2007-10-17
Filing date: 2007-10-17
Publication date: 2009-03-05
Anticipated expiration: 2017-10-18

Abstract

Bauelement aus einer aus Zement und Betonzuschlagsmaterial bestehenden Schicht (A), in die eine Bewehrungsmatte (1) eingebettet ist, die mehrere Gewebelagen (2) mit Drahtstärken im Bereich von etwa 0,5 mm bis 3,5 mm und Maschenweiten im Bereich von etwa 2 mm bis 60 mm aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine weitere mit der Schicht (A) in vollem Verbund stehende Schicht (B) aus vergussfähigem, aushärtbarem oder abbindungsfähigem Material aufweist.

Description

Es sind unbewehrte Betonbauelemente, z. B. in Platten-, Säulen- oder Rohrform, bekannt, die aus Zement und Betonzuschlagsmaterial bestehen. Es sind weiterhin säulen-, rohr- oder plattenförmige Betonstahl-Bauelemente mit integrierten Betonstahlmatten bekannt, die aus Betonstabstahl im Durchmesserbereich von 6 mm bis z. B. 50 mm oder aus sogenanntem Bewehrungsdraht im Durchmesserbereich von 4 mm bis 12 mm bestehen.
Aus der WO 01/23685 A1 sind rohr- oder plattenförmige, aus Beton bestehende Bauelemente mit Bewehrungsmatten bekannt, die mindestens zwei Gewebelagen mit Drahtstärken im Bereich von etwa 0,2 mm bis 2 mm und Maschenweiten im Bereich von 3 mm bis 50 mm aufweisen, woraus sich die Begriffe „Mikrobewehrung" oder „Mikrogewebelagen" ableiten.
Diese Betonelemente mit Mikrobewehrung zeichnen sich durch eine außerordentlich hohe Festigkeit, insbesondere auch bei Beschuss oder im Fall von explosionsartigen Belastungen, aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber den bekannten Betonbauelementen verbessertes Bauelement, insbesondere mit erweiterten Einsatzgebieten, zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Bauelement aus einer Schicht aus Zement und Betonzuschlagsmaterial, in die eine Bewehrungsmatte eingebettet ist, die mindestens zwei Gewebelagen mit Drahtstärken im Bereich von etwa 0,5 mm bis 3,5 mm und Maschenweiten im Bereich von etwa 2 mm bis 60 mm aufweist dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine zweite Schicht aus vergussfähigem, aushärtbarem oder abbindungsfähigem Material aufweist.
Vorzugsweise ist eine mechanische Verankerung zwischen den beiden Schichten vorgesehen, indem die Bewehrungsmatte mit den Mikrogewebelagen über ihre Fläche verteilt im wesentlichen senkrecht und/oder schräg zur Bewehrungsmattenfläche ausgerichtete Verankerungselemente enthält, die aus der mikrobewehrten Schicht in die andere Schicht ragen. Man erhält auf diese Weise ein mehrschichtiges Bauteil, das einen vollständigen Verbund an den Schichtübergängen aufweist.
Ein weiterer Gedanke der Erfindung besteht darin, ein eine erste Schicht bildendes Beton-Bauelement, welches eine Mikrobewehrung aufweist, so mit einer zweiten Schicht zu kombinieren bzw. zusammenzufügen, dass zumindest eine Mikro-Gewebelage der ersten Schicht in die zweite Schicht integriert ist, wobei beide Schichten vorzugsweise durch zusätzliche Verankerungselemente miteinander verbunden sind, die im wesentlichen senkrecht und/oder schräg zur Bauelementfläche ausgerichtet sind, wobei mindestens eine Mikro-Gewebelage der ersten Schicht in die zweite Schicht eingebettet ist, wie es sich aus einer gemeinsamen Betrachtung der Ansprüche 1, 2 und 8 ergibt.
Die Erfindung betrifft solche Bauelemente, bei denen das mikrobewehrte Element insbesondere mit einem weiteren bewehrten oder unbewehrten Betonelement oder einem Bauelement aus anderen Baustoffen kombiniert ist, z. B. aus anderen hydraulisch gebundenen Materialien wie Gips, oder aus Gussasphalt, Kunststoffen, z. B. Acrylaten (Acrylglas) und dergleichen.
Das in den Ansprüchen 21 und 22 behandelte Bauelement ist ein für sich handelsfähiges Element zur Herstellung eines Bauelementes gemäß den Ansprüchen 1 bis 20 sowie zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 23 und 24.
Für die Herstellung eines Bauelementes werden erfindungsgemäß zwei Varianten vorgeschlagen, nämlich Herstellung eines plattenförmigen Beton-Bauelementes mit einer Bewehrungsmatte aus mehreren Mikro-Gewebelagen, die durch Verankerungselemente, die in die Bewehrungsmatte integriert sind und über die Bewehrungsmatte ragen, fixiert bzw. positioniert sind, wobei man das Gemisch aus Zement und Betonzuschlagsmaterial einschließlich Wasser nur über einen Teil der Bewehrungsmattendicke vergießt, und dass man entweder

1. vor dem Abbinden dieses Gemischs oder
2. nach dem Abbinden dieses Gemischs eine Schicht aus unbewehrtem Beton oder eine Stahlbetonschicht vergießt, derart, dass in beiden Fällen die mechanischen Verankerungselemente in beide Schichten eingebettet sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.
1 zeigt in schematischer Darstellung eine Bewehrungsmatte aus mehreren übereinandergeschichteten Mikrogewebelagen;
2 zeigt in schematischer Darstellung die Bewehrungsmatte integriert in eine Betonschicht (A);
3 zeigt in schematischer Darstellung das fertige plattenförmige Bauelement bestehend aus einer unteren „mikrobewehrten" Betonschicht (A) und einer darüber befindlichen bewehrten oder unbewehrten Betonschicht (B);
die 4 bis 6 zeigen Darstellungen entsprechend den 1 bis 3 mit mindestens einer oberen wellenförmigen Gewebelage;
7 zeigt in schematischer Darstellung eine Bewehrungsmatte aus mehreren Mikrogewebelagen mit unterschiedlich ausgebildeten Verankerungselementen;
8 zeigt in schematischer Darstellung ein kombiniertes plattenförmiges Bauelement mit einer oberen Stahlbetonschicht;
9 zeigt eine Schnittansicht der in 10 dargestellten Stahlbetonstütze mit äußerer mikrobewehrter Ummantelung.
1 zeigt in schematischer Darstellung eine Bewehrungsmatte 1, die aus mehreren übereinandergeschichteten Gewebelagen 2 mit Drahtstärken im Bereich von etwa 0,5 mm bis 3,5 mm und mit Maschenweiten im Bereich von etwa 2 mm bis 60 mm besteht und als „Mikro-Gewebelage" bezeichnet ist. Die Mikrogewebelagen 2 bestehen vorzugsweise aus Stahl oder aus Kunsstoff, wie Polyamidfasern, Aramiden, Carbonwerkstoffen, Glasfasern und/oder Textilien. Diese Mikro-Gewebelagen 2 werden durch Verankerungselemente 3 positioniert und fixiert, die mit ihren oberen Enden auch über die Bewehrungsmatte 1 ragen können. Diese Verankerungselemente 3 bestehen vorzugsweise aus Drähten, die an ihren oberen, freiliegenden Enden abgewinkelt oder hakenförmig ausgebildet sind, oder auch aus schraubenförmigen Organen. Gemäß 7 können auch bandförmige Verankerungselemente 3a und/oder wellenförmig verlaufende Verankerungselemente 3b verwendet werden. Zwischen benachbarten Mikro-Gewebelagen 2 können Distanzkörper 12 angeordnet sein.
2 zeigt eine eine Schicht A bildende Betonbasisplatte 4, bei der das Betongemisch, bestehend aus Zement, Betonzuschlagsmaterial und Wasser nur über einen Teil der Bewehrungsmattendicke infiltriert ist, so dass beispielsweise zwei Mikro-Gewebelagen 2 auch oberhalb der Betonbasisplatte 4 liegen.
3 zeigt ein plattenförmiges Bauelement, bestehend aus einer mikrobewehrten Basisplatte 4, die eine Schicht A bildet, und einer oberen, unbewehrten Betonschicht B, wobei infolge der über der Basisplatte 1 liegenden oberen Gewebelagen 2 der Übergang zwischen den beiden Schichten A und B fließend ist, d. h. es ist ein voller Verbund entstanden.
Die 4 bis 6 entsprechen im wesentlichen den Darstellungen der 1 bis 3, wobei hier jedoch die obere Mikro-Gewebelage 2.1 Wellenform hat.
8 zeigt in schematischer Darstellung eine Zweischichten-Platte mit einer unteren Betonbasisplatte 4 und einer oberen Betonplatte 5, die mit Betonstabstahlelementen 6 bewehrt bzw. armiert ist. Unterschiedlich ausgestaltete Verankerungselemente 7, 7' und 8 sind über die Bewehrungsmattenfläche verteilt und liegen im wesentlichen senkrecht und/oder schräg dazu. Das in 8 dargestellte, drahtförmige Verankerungselement 7 weist an seinem in die mikrobewehrte Basisplatte 4 befindlichen Ende eine Abwinklung 7.1 auf. Das obere Ende 7.2 ist schraubenlinienförmig bzw. wendelförmig gestaltet. Dieses Verankerungselement 7 ist einmal im wesentlichen senkrecht zur Zweischichten-Platte und zum anderen schräg als Verankerungselement 7', 7.1' und 7.2' zur Zweischichten-Platte ausgerichtet dargestellt.
Das in 8 weiterhin in beispielhafter Weise dargestellte Verankerungselement 8 hat an seinem unteren Ende eine Abwinklung 8.1 und an seinem oberen Ende im wesentlichen die Form eines den Betonstahlstab 6 umgreifenden Hakens 8.2.
Die Betonstahlstäbe 6 haben einen Durchmesser im Bereich von etwa 6 mm bis 50 mm. Die Bewehrung bzw. Armierung der oberen Betonplatte 5 kann auch eine Bewehrungsmatte aus Bewehrungsdraht im Durchmesserbereich von 4 mm bis 12 mm aufweisen.
Die Gewebelagen 2 der Mikro-Bewehrungsmatte 1 können so gestaltet und angeordnet sein, dass über die Bewehrungsmattendicke eine Veränderung der Maschen- bzw. Lochweiten der Gewebelagen vorliegt, derart, dass bei der Herstellung der Betonbasisplatte 4 während der Zementmörtel- oder Betoninfiltration Betonzuschlagskörper unterschiedlicher Größe über die Bewehrungsmattendicke nach ihrer Größe geordnet sortiert bzw. gezielt verteilt sind. Dieser Siebeffekt kann durch Variation der Maschenweite und/oder durch Versatz übereinander geschichteter Gewebelagen 2 realisiert werden, die jeweils die gleiche Maschenweite haben. Die Gewebelagen 2 der Bewehrungsmatte 1 können aber auch dimensionsmäßig den gleichen Aufbau haben und deckungsgleich übereinander angeordnet sein.
In Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen, die an das Bauelement gestellt werden, können Dicken der Schicht A und der Schicht B weitgehend variiert werden.
Gemäß den 9 und 10 kann das Bauelement auch die Form einer Säule 9 mit einem mit Betonstabstahl 6 armierten Stahlbetonkern 10 haben, der von einer Betonschicht 11 mit Mikrobewehrung umgeben ist.
Das erfindungsgemäße Bauelement kann auch die Form eines Rohres haben mit einem beispielsweise Stahlbetonzylinder bzw. -rechteck, der bzw. das innen und/oder außen eine mikrobewehrte Betonschicht trägt.
Die Erfindung betrifft auch das in den 2 und 5 für sich allein dargestellte plattenförmige Bauelement, bestehend aus einer Betonbasisplatte 4, in die eine Bewehrungsmatte aus mehreren Mikro-Gewebelagen der oben beschriebenen Art eingebettet ist. Dieses vorgefertigte Bauelement kann bauseitig an Ort und Stelle eingefügt und anschließend mit einer unbewehrten Betonschicht oder einer Stahlbetonschicht B vergossen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines plattenförmigen Bauelementes, wie es in den 3 und 6 dargestellt ist, besteht darin, dass man eine Bewehrungsmatte 1 mit mindestens zwei Gewebelagen 2 verwendet, die durch Verankerungselemente 3, die in die Bewehrungsmatte integriert sind und über die Bewehrungsmatte ragen, fixiert und positioniert sind, dass man ein Gemisch aus Zement, Betonzuschlagsmaterial und Wasser in einer Schichtdicke infiltriert, die nur einen Teil der Bewehrungsmattendicke ausmacht, und dass man vor dem Abbinden dieses Gemisches oberhalb der Gemisch-Schicht bei noch nicht abgebundenem Zement eine Schicht aus unbewehrtem Beton oder Stahlbeton als frisch-in-frisch-Verguss vergießt.
Es besteht vorzugsweise auch die Möglichkeit, oberhalb der Bewehrungsmatte 1 eine Betonstahlmatte anzubringen, bevor man das Gemisch in die übereinander geschichteten Bewehrungsmatte 1 und Betonstahlmatte eingießt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 01/23685 A1 [0002]

Claims

Bauelement aus einer aus Zement und Betonzuschlagsmaterial bestehenden Schicht (A), in die eine Bewehrungsmatte (1) eingebettet ist, die mehrere Gewebelagen (2) mit Drahtstärken im Bereich von etwa 0,5 mm bis 3,5 mm und Maschenweiten im Bereich von etwa 2 mm bis 60 mm aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine weitere mit der Schicht (A) in vollem Verbund stehende Schicht (B) aus vergussfähigem, aushärtbarem oder abbindungsfähigem Material aufweist.
Bauelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine durch Verankerungselemente bewirkte mechanische Verankerung zwischen den Schichten (A) und (B).
Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrungsmatte (1) über ihre Fläche verteilt im wesentlichen senkrecht und/oder schräg zur Bewehrungsmattenfläche ausgerichtete Verankerungselemente enthält, die aus der Schicht (A) in die Schicht (B) ragen.
Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungselemente (7; 7', 8) die Form von Drähten haben.
Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungselemente Schrauben sind.
Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte zumindest über einen Teil ihrer Länge schraubenlinienförmig bzw. wendelförmig gestaltet sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte im Bereich der Schicht (A) abgewinkelt sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Gewebelage (2) der ersten Schicht (A) in die zweite Schicht (A) eingebettet ist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewebelagen (2) der Bewehrungsmatte so gestaltet und angeordnet sind, dass über die Bewehrungsmattendicke eine Veränderung der Maschen- bzw. Lochweiten der Gewebelagen vorliegt, derart, dass bei der Herstellung der Schicht (A) während der Zementmörtel- oder Betoninfiltration Betonzuschlagskörper unterschiedlicher Größe über die Bewehrungsmattendicke nach ihrer Größe geordnet sortiert bzw. gezielt verteilt sind.
Bauelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Siebeffekt durch Variation der Maschenweite und/oder durch Versatz übereinander geschichteter Gewebelagen (2) realisiert ist, die jeweils die gleiche Maschenweite haben.
Bauelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewebelagen (2) der Bewehrungsmatte (1) dimensionsmäßig den gleichen Aufbau haben und deckungsgleich oder im zufälligen Versatz übereinander angeordnet sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es zwischen den einzelnen Gewebelagen (2) Distanzkörper (12) enthält, die bereits vor der Betoninfiltration in die Gewebematte integriert gewesen sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (B) aus Zement und Betonzuschlagstoffen besteht, und dass in die Schicht (B) vorzugsweise mindestens eine Bewehrungsmatte aus Betonstabstahl mit einem Durchmesser im Bereich von 6 mm bis 50 mm eingebettet ist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (B) aus Zement und Betonzuschlagstoffen besteht, und dass in die Schicht (B) vorzugsweise mindestens eine Bewehrungsmatte aus Bewehrungsdraht im Durchmesserbereich von 4 mm bis 12 mm eingebettet ist.
Bauelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungselemente im Bereich der Schicht (B) abgewinkelt sind und Betonstabstahlelemente umgreifen.
Bauelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungselemente die Bewehrungsdrähte der Schicht (B) umgreifen.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (B) aus einem Material besteht, das ausgewählt ist, aus der Gruppe von vergussfähigen, aushärtbaren oder abbindungsfähigen Baustoffen, wie Gips, Gussasphalt, Kunststoffen, z. B. Acrylaten (Acrylglas) und dergleichen.
Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es die Form einer Platte hat.
Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es die Form einer Rohres hat.
Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es die Form einer Säule hat.
Plattenförmiges Bauelement, bestehend aus einer Betonbasisplatte, in die eine Bewehrungsmatte aus mindestens zwei Gewebelagen (2) mit Drahtstärken im Bereich von etwa 0,5 mm bis 3,5 mm und Maschenweiten im Bereich von etwa 2 mm bis 60 mm eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, dass es oberhalb der Betonbasisplatte mindestens eine weitere Gewebelage mit Drahtstärken im Bereich von etwa 0,5 mm bis 3,5 mm und Maschenweiten von etwa 2 mm bis 60 mm aufweist, die mit der Betonbasisplatte bzw. mit den innerhalb der Betonbasisplatte befindlichen Gewebelagen mechanisch verankert ist.
Plattenförmiges Bauelement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine außerhalb der Betonbasisplatte befindliche Gewebelage Wellenform hat.
Plattenförmiges Bauelement nach Anspruch 21 oder 22, gekennzeichnet durch Verankerungselemente (7; 7'; 8), die in die Bewehrungsmatte integriert sind und über die Bewehrungsmatte ragen.