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Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für eine Gussform, eine Gussform und ein plattenförmiges Bauelement aus Beton mit einer Bewehrung aus einem textilen Faserverbund, wobei die Spannvorrichtung einen Spannrahmen mit zumindest zwei in einem Relativabstand angeordneten Schenkeln umfasst, wobei die Spannvorrichtung eine Befestigungseinrichtung, zur Befestigung eines textilen Faserverbunds an den Schenkeln, und eine Spanneinrichtung, zur Ausbildung einer den textilen Faserverbund in der Gussform positionierenden Spannkraft in dem textilen Faserverbund aufweist.
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Gussformen zur Herstellung von plattenförmigen Bauelementen aus Beton, insbesondere für eine Wand oder eine Decke sind hinreichend bekannt. Diese Gussformen sind regelmäßig aus einem Schalboden und einer Randschalung ausgebildet. Der Schalboden bildet eine Bodenebene aus und die Randschalung legt eine Außenkontur des zu gießenden Bauelements fest. Die Gussform kann mit Frischbeton ausgefüllt werden, wobei nach einem Abbinden bzw. Trocknen des Betons das im Wesentlichen fertige plattenförmige Bauelement erhalten wird.
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Weiter ist es bekannt, derartige Bauelemente mit einer Bewehrung beziehungsweise Armierung zu versehen. Neben einer Bewehrung aus Baustahlmatten ist auch eine Bewehrung mit einem textilen Faserverbund bekannt. Je nach vorgesehener Nutzung des Bauelements kann eine textile Bewehrung eine Reihe von Vorteilen gegenüber einer Bewehrung mit Baustahl aufweisen, beispielsweise ein vermindertes Gewicht des Bauelements. Bei der Herstellung von Bauelementen aus Beton mit textiler Bewehrung wird zunächst ein bahnförmiger, textiler Faserverbund innerhalb der Gussform positioniert. Da beim Einfüllen von Frischbeton in die Gussform der textile Faserverbund nach unten auf einen Schalboden der Gussform gedrückt werden oder aufgrund der kleineren Wichte des Materials des textilen Faserverbundes nach oben hin aufschwimmen kann, ist es regelmäßig erforderlich den textilen Faserverbund innerhalb der Gussform mittels sogenannter Abstandhalter abzustützen beziehungsweise zu fixieren. Wenn beispielsweise ein netzförmiger textiler Faserverbund verwendet wird, werden diese Abstandhalter, die aus Kunststoff ausgebildet sind, punktuell und in großer Anzahl an dem textilen Faserverbund beziehungsweise an Kreuzungspunkten von Fasersträngen angebracht. Weiter bedarf es einer Halterung für die Abstandhalter, weshalb oberhalb der Gussform Traversen angebracht werden müssen, an denen die Abstandhalter befestigt sind. Danach erst ist ein Einfüllen von Frischbeton in die Gussform möglich, da die textile Bewehrung dann im Wesentlichen fixiert ist. Das beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Bauelements aus sogenanntem Textilbeton ist daher aufwendig durchzuführen, da eine Vielzahl von Abstandhaltern an der Gussform angeordnet und mit dem textilen Faserverbund verbunden werden müssen. Weiter ist nachteilig, dass die Abstandhalter aus Kunststoff nach einem Aushärten des Betons zumindest abschnittsweise in dem Bauelement verbleiben. Dadurch wird ein tragender Querschnitt des Bauelements und damit dessen Festigkeit vermindert.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gussform beziehungsweise eine Spannvorrichtung für eine Gussform sowie ein plattenförmiges Bauelement aus Beton vorzuschlagen, die beziehungsweise das eine Herstellung des Bauelements vereinfacht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Gussform mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und ein Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung für eine Gussform zur Herstellung eines mit einem textilen Faserverbund bewehrten, plattenförmigen Bauelements aus Beton, umfasst die Spannvorrichtung einen Spannrahmen mit zumindest zwei in einem Relativabstand angeordneten Schenkeln, wobei die Spannvorrichtung eine Befestigungseinrichtung, zur Befestigung eines textilen Faserverbundes an den Schenkeln, und eine Spanneinrichtung, zur Ausbildung einer den textilen Faserverbund in der Gussform positionierenden Spannkraft in dem textilen Faserverbund, aufweist.
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Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung kann anstelle der bisher verwendeten Abstandhalter zur Herstellung des plattenförmigen Bauelements aus Beton verwendet werden, wodurch auf die Abstandhalter vollständig verzichtet werden kann. Dabei wird der Spannrahmen der Spannvorrichtung an einer Gussform angeordnet, wobei hier unter einem Spannrahmen auch bereits zwei in einem Relativabstand angeordnete Schenkel verstanden werden können. Mittels der Befestigungseinrichtung kann der vorzugsweise bahnförmig ausgebildete textile Faserverbund an den einander gegenüberliegenden Schenkeln direkt oder indirekt befestigt werden. Mittels der Spanneinrichtung kann dann in dem textilen Faserverbund eine Spannkraft ausgebildet werden, so dass der textile Faserverbund zumindest abschnittsweise zwischen den Schenkeln aufgespannt ist. Dabei ist es ausreichend, dass das Aufspannen des textilen Faserverbunds nur soweit mit der Spannkraft erfolgt, dass ein Herunterdrücken des textilen Faserverbunds oder Aufschwimmen bei einem Einfüllen von Frischbeton in die Gussform verhindert wird. Dabei ist es nicht erforderlich, dass eine Längenänderung des textilen Faserverbundes durch die Spannkraft zur Ausbildung einer Vorspannung in dem plattenförmigen Bauelement erfolgt. Die Spannkraft ist demnach so groß bemessen, dass keine Dehnung der Fasern des textilen Faserverbunds bewirkt wird. Da es mit Hilfe der Spannvorrichtung möglich wird, den textilen Faserverbund einfach in den Spannrahmen einzuspannen, kann ein Verfahren zur Herstellung eines plattenförmigen Bauelements aus Beton mit einer Bewehrung aus einem textilen Faserverbund wesentlich beschleunigt durchgeführt werden, wodurch das Bauelement auch kostengünstiger herstellbar wird. Insbesondere durch eine wiederholte Herstellung derartiger Bauelemente für Wände und Decken mit Hilfe der Spannvorrichtung können die Kosten der Spannvorrichtung durch den Verzicht auf Abstandhalter sich schnell amortisieren. Auch wird das Bauelement durch den Verzicht auf die Abstandhalter hinsichtlich seiner Festigkeit verbessert. Prinzipiell ist es jedoch auch möglich, weiterhin Abstandhalter, gegebenenfalls in wesentlich verminderter Anzahl, zu verwenden, wenn dies notwendig erscheint.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Spannrahmen die Gussform umgibt. Der Spannrahmen kann beispielsweise in Form eines rechteckigen oder quadratischen Rahmens ausgebildet sein. Grundsätzlich kann der Spannrahmen jedoch jede beliebige Form annehmen, die zur Herstellung eines plattenförmigen Bauelements aus Beton geeignet ist.
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Weiter können jeweils Profilelemente die Schenkel ausbilden. Die Profilelemente können beispielsweise einfache Profile aus Baustahl oder einem anderen ausreichend stabilen Material sein. In einer besonders einfachen Ausführungsform können vier Profilelemente aus Baustahl, beispielsweise mittels Schweißen, zur Ausbildung des Spannrahmens miteinander verbunden sein. Der Spannrahmen ist dann besonders kostengünstig herstellbar. Optional kann auch vorgesehen sein, dass die Profilelemente der Schenkel nicht direkt miteinander verbunden sind, sondern einzeln an beispielsweise einem Schaltisch befestigt sind.
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Die Befestigungseinrichtung kann zumindest zwei in einem Relativabstand angeordnete Schienen umfassen, wobei an den Schienen der textile Faserverbund befestigbar sein kann. Demnach kann vorgesehen sein, anstelle einer unmittelbaren Befestigung des textilen Faserverbunds an den Schenkeln den textilen Faserverbund an den Schienen zu befestigen, die ihrerseits dann mit den Schenkeln beziehungsweise dem Spannrahmen verbunden sein können. Dadurch kann eine Befestigung des textilen Faserverbunds innerhalb des Spannrahmens durch Einhängen, Klemmen oder Einwickeln des textilen Faserverbunds an einer Schiene wesentlich vereinfacht werden.
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Die Schiene kann zumindest zwei parallel angeordnete Stäbe aufweisen, wobei die Stäbe mit Schrauben derart verbunden sein können, dass der textile Faserverbund mittels der Schrauben zwischen den Stäben klemmbar sein kann. Die zumindest zwei Stäbe bilden demnach die Schiene aus, wobei die Stäbe mittels der Schrauben untereinander lösbar verbindbar sind. Zwischen den Stäben kann dann der textile Faserverbund, der vorzugsweise bahnförmig ist, aufgenommen werden. Eine Klemmung des textilen Faserverbunds und damit dessen Befestigung an der Schiene erfolgt dann durch Anziehen der Schrauben an den Stäben.
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Die Spanneinrichtung kann zumindest einen Spindeltrieb aufweisen, der zumindest eine Schiene mit dem Spannrahmen verbinden kann, wobei ein Relativabstand von Schiene und Spannrahmen einstellbar sein kann. Die Spanneinrichtung kann demnach an zumindest einem Schenkel des Spannrahmens angeordnet sein. Wesentlich ist, dass mittels des Spindeltriebs ein Relativabstand von der Schiene und dem Spannrahmen veränderlich einstellbar ist, so dass die Spannkraft in dem textilen Faserverbund durch die Änderung des Relativabstands erzeugt werden kann. Der Spindeltrieb kann in einer einfachen Ausführungsform eine Gewindestange sein, die an der Schiene fest fixiert ist. Diese Gewindestange kann beispielsweise mit Hilfe einer Mutter am Spannrahmen relativ zum Spannrahmen bewegt beziehungsweise gespannt werden. Alternativ kann die Gewindestange auch drehbar, beispielsweise mittels einer Kurbel am Spannrahmen angeordnet sein. Auch kann vorgesehen sein, eine Mehrzahl von Spindeltrieben an einer einzelnen Schiene, in Abhängigkeit einer Länge der Schiene anzuordnen, um die Schiene beziehungsweise den bahnförmigen textilen Faserverbund gleichmäßig spannen zu können.
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Die Spanneinrichtung kann zumindest einen weiteren Spindeltrieb aufweisen, der eine weitere Schiene mit den Spannrahmen verbindet. Demnach können zumindest zwei gegenüberliegende Schienen, zwischen denen der bahnförmige, textile Faserverbund angeordnet ist, einen Spindeltrieb aufweisen. Dadurch wird es möglich, den textilen Faserverbund in entgegengesetzte Richtungen zu bewegen beziehungsweise so zu spannen.
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Vorteilhaft kann der textile Faserverbund aus Carbonfasern, Aramidfasern oder Glasfasern ausgebildet sein.
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Der textile Faserverbund kann ein Fasergelege oder Fasergewebe, welches eine Gitterstruktur ausbilden kann, sein. Das Fasergelege oder Fasergewebe kann so ausgebildet sein, dass der textile Faserverbund in Art eines Netzes ausgebildet ist. Insbesondere an Kreuzungsstellen der Gitterstruktur können bei dem Fasergelege Faserstränge miteinander verbunden sein. Durch eine Verwendung eines Fasergeleges oder Fasergewebes können besonders stabile Bauelemente hergestellt werden, wobei durch die Gitterstruktur auch ein Auffüllen der Gussform mit Frischbeton erleichtert wird.
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Die erfindungsgemäße Gussform für ein plattenförmiges Bauelement umfasst einen Schalboden und eine Randschalung, wobei die Gussform eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung umfasst.
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Ein textiler Faserverbund kann in einer Faserverbundebene über einer Bodenebene eines Formbodens der Gussform derart anordbar sein, dass der textile Faserverbund den Formboden frei überspannt. Dadurch ist es auch nicht mehr erforderlich Abstandhalter zu verwenden, um einen Kontakt des textilen Faserverbundes mit dem Formboden der Gussform zu vermeiden. Auch kann dann der textile Faserverbund den Formboden der Gussform so überspannen, dass er im Wesentlichen parallel zu diesem angeordnet ist. Auch können dann plattenförmige Bauelemente ausgebildet werden, die eine vollkommen geschlossene Oberfläche aus Beton ausbilden, da keine Abstandhalter im Bereich einer Oberfläche sichtbar sind.
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Die Randschalung kann zumindest zwei Schalelemente aufweisen, die zumindest abschnittsweise eine Außenkontur der Gussform ausbilden können, wobei die Schalelemente in einem Stapel aufeinanderliegend angeordnet sein können, wobei ein textiler Faserverbund zwischenliegend den Schaltelementen in dem Stapel aufnehmbar sein kann. Wenn beispielsweise ein rechteckiges oder quadratisches Bauelement ausgebildet werden soll, können auch vier Schalelemente verwendet werden. Jede Seitenkante beziehungsweise Seitenfläche des Bauelements wird dann von einem Schalelement festgelegt. Da der textile Faserverbund innerhalb des Bauelements verlaufen soll, können noch weitere Schalelemente verwendet werden, die so übereinander in einem Stapel angeordnet werden, dass der textile Faserverbund dann an einer Seitenfläche des fertigen Bauelements aus diesem austritt. Die Aufnahme des textilen Faserverbunds zwischenliegend den Schalelementen ermöglicht eine Befestigung des textilen Faserverbunds an den Schalelementen beziehungsweise unmittelbar an der Gussform, was auch in Randbereichen der Gussform eine sichere Lagefixierung des textilen Faserverbunds gewährleistet.
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Demnach kann auch der textile Faserverbund durch den Stapel hindurchführbar sein. Da es sich um einen textilen Faserverbund handelt, ist es gegebenenfalls noch nicht einmal erforderlich, die Schalelemente des Stapels gegeneinander abzudichten.
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Die Gussform kann zumindest einen textilen Faserverbund, vorzugsweise zwei in einem Relativabstand parallel zueinander angeordnete, den Formboden jeweils frei überspannende textile Faserverbünde umfassen. Neben einem einzelnen textilen Faserverbund in einer Faserverbundebene kann auch ein zweiter oder weitere textile Faserverbünde in der Gussform angeordnet sein, wobei die textilen Faserverbünde dann jeweils in einer eigenen Faserverbundebene relativ zueinander angeordnet, in der Gussform parallel und damit innerhalb des Bauelements positioniert sein können. Weiter kann auch vorgesehen sein, den textilen Faserverbund beziehungsweise die Faserverbünde in Art eines multiaxialen Geleges in der Gussform anzuordnen. Auch die Befestigungseinrichtung und die Spanneinrichtung kann dann so ausgebildet sein, dass textile Faserverbünde jeweils in einem Relativabstand an der Spanneinrichtung und/oder Befestigungseinrichtung gehaltert werden können.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen einer Gussform ergeben sich aus den auf den Vorrichtungsanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen.
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Das erfindungsgemäße plattenförmige Bauelement aus Beton ist mit einer Bewehrung aus einem textilen Faserverbund in der erfindungsgemäßen Gussform ausgebildet. Die vorteilhaften Wirkungen des Bauelements betreffend wird auf die Vorteilsbeschreibung der erfindungsgemäßen Gussform verwiesen. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Bauelements ergeben sich aus den auf den Vorrichtungsanspruch rückbezogenen Unteransprüchen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Gussform mit einer Spannvorrichtung in einer Schnittansicht entlang einer Linie I-I aus 2;
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2 die Gussform in einer Draufsicht.
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Eine Zusammenschau der 1 und 2 zeigt eine Gussform 10 zur Herstellung eines plattenförmigen Bauelements aus Beton, insbesondere für Wände und/oder Decken zusammen mit einer Spannvorrichtung 11. Die Gussform 10 und die Spannvorrichtung 11 sind auf einem Schaltisch 12 angeordnet, wobei die Gussform 10 einen Schalboden 13 und eine Randschalung 14 umfasst, die zusammen eine Kavität 15, die in 1 beispielhaft dargestellt mit Beton 16 ausgefüllt ist, ausbilden. Weiter ist die Randschalung 14 aus Schalelementen 17, 18 und 19 ausgebildet, die eine Außenkontur 20 der Gussform 10 und damit des nach einem Abbinden und Trocknen dann fertig erhaltenen Bauelements ausbilden. Insbesondere bilden zwei Schalelemente 19 und ein Schalelement 18 einen Stapel 21 aus, durch dessen, durch die Schalelemente 17 und 18 begrenzten Zwischenräume 22 jeweils ein Fasergelege 23 hindurchgeführt ist. Das Fasergelege 23 ist aus Fasersträngen 24 ausgebildet, die an Kreuzungspunkten 25 miteinander verbunden sind und so eine Gitterstruktur 26 ausbilden.
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Die Spannvorrichtung 11 weist hier Schenkel 27 und 28 auf, die jeweils aus Profilelementen 29 und 30 aus Baustahl ausgebildet und zu einem Spannrahmen 31 verschweißt sind. An den Schenkeln 28 beziehungsweise Profilelementen 30 ist eine Spanneinrichtung 32 angeordnet, die ihrerseits aus Gewindestangen 33 und Muttern 34 ausgebildet ist. Die Gewindestangen 33 sind fest mit Stäben 35 einer Befestigungseinrichtung 36 verbunden. Die Befestigungseinrichtung 36 umfasst weitere Stäbe 37, die mittels Schrauben 38 miteinander verbunden sind. Zwischenliegend den Stäben 35 und 37 ist das Fasergelege 23 hindurchgeführt und die Stäbe 37 sind durch Anziehen der Schrauben 38 auf die Stäbe 35 geklemmt, so dass das Fasergelege 23 fest an von den Stäben 35 und 37 ausgebildeten Schienen 39 angeordnet sind. Durch Anziehen der Gewindestangen 33 mittels der Mutter 34 können die Fasergelege 23 nunmehr so weit gespannt werden, dass sie den Schalboden 13 überspannen. Danach kann die Kavität 15 mit dem Beton 16 ausgefüllt werden, der dann zu dem Bauelement aushärten kann.
