DE202017001705U1

DE202017001705U1 - Verbundfuge

Info

Publication number: DE202017001705U1
Application number: DE202017001705.9U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Marks Thomas Dipl-Ing De
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2017-04-20
Anticipated expiration: 2027-03-31

Abstract

Anordnung zur Kraftkopplung zweier Bauteile unter Ausbildung einer Verbundfuge mit wenigstens einem Verbundfugen-Element (2), wobei das wenigstens eine Verbundfugen-Element flächig zwischen den Bauteilen angeordnet und zur Druck- und Scherkraftübertragung zwischen den Bauteilen ausgestaltet ist, wobei wenigstens ein erstes Bauteil (1) aus Beton besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Herstellung einer gesicherten Verbundfuge zwischen Bauteilen aus Betonen oder mit anderen Werkstoffen zur Übertragung von Druck- und Scherkräften.
Es sind Feinkornbetone bekannt, die aufgrund ihrer fein vermahlenen mineralischen oder nanoskaligen Zuschlagstoffe oder entsprechender Additive sehr große Gefügedichten und Festigkeiten erreichen können, zum Beispiel hochdichte Feinkornbetone, Selbstverdichtende oder Hochfeste Betone, Ultrahochfeste Betone (UHFB), (dichtegradierter) Schaumbeton oder andere hochfeste Schaummineralstoffe. Verglichen mit Normalbeton weisen zum Beispiel Tragstrukturen aus UHFB um 30 bis 50% niedrigere Eigenlasten auf. Die hohe Festigkeit ermöglicht leichtere, filigrane, aber hoch tragfähige und dauerhafte Betonbauten, wie weit gespannte Brücken oder hoch belastete Verbundstützen. Ultrahochfeste Betone werden auch als Verguss- oder Beschichtungsmaterial, für Krafteinleitungs- und -übertragungsbereiche, für die Instandsetzung stark beanspruchter Tragwerke, sowie aufgrund der vorteilhaft hohen mechanischen Dämpfungswirkung und Wärmeträgheit auch als Ersatzstoffe für Maschinenbauteile verwendet. Allerdings stehen den Vorteilen der großen Dichte und Oberflächengüte gravierende Nachteile aus der Sprödigkeit des Werkstoffes oder der Empfindlichkeit einer offenen Porenstruktur gegen spitze Einwirkungen, zum Beispiel bei Schaumbeton-Bauteilen, entgegen. Auch wird das Konstruieren mit Bauteilen aus Ultrahochfesten Betonen schon dadurch erschwert, dass die Betoneigenschaften mit der Tragwirkung gebräuchlicher Bewehrungsstabstähle nicht unbedingt verträglich sind.
Mit DE 10209873 A1 ist ein Werkstoff aus überwiegend Sand zur Abtragung von Druck- und Scherkräften bekannt geworden, der allein durch mechanische Verdichtung und Kompression und in dünner Schichtanordnung zwischen zwei Kontaktflächen als Verbundfugen-Element die Verbundwirkung der Bauteile verbessern kann. Mit DE 10 2004 037 170 B4 ist eine vorteilhafte Anwendung von Verbundfugen mit vorgenanntem Sandwerkstoff zum Bau eines Schienenfahrweges als Beispiel für eine dynamisch beanspruchte Verbundkonstruktion bekannt geworden. Mit DE 10 2005 003 997 B3 , EP 1686271 B1 und DE 20 2015 003 072 U1 sind Schraubanker und zugehörige Sanddübel aus vorgenanntem Sandwerkstoff bekannt geworden, die zum Beispiel in Wirkverbindung mit Holzschrauben gemäß DIN 571 bzw. DIN 7998 und mit den Bohrlochwandungen in Beton sichere Verbundwirkung erzielen können und für Durchsteck-Verankerungen oder -Verdübelungen geeignet sind. Bei Versuchen konnten mobilisierbare Verbundspannungen im Bereich von 35–45 MPa nachgewiesen werden.
Es wird deshalb zum Koppeln von Bauteilen, insbesondere von Bauteilen mit Feinkornbetonen, vorgeschlagen, zwischen den Kontaktflächen der Bauteile Schichtstücke aus Sandwerkstoff anzuordnen, die die Sprödigkeit des Betons durch duktiles Druck- und Scherverhalten ausgleichen, sowie gegebenenfalls die Bauteile kraftschlüssig miteinander zu verspannen.
Die vorgeschlagene Anordnung wird anhand der Zeichnungen beispielhaft erläutert. Darin bedeuten:
Bezugszeichenliste

1: Bauteil, Betonbauteil, Feinkornbeton,
2: Verbundfuge, Verbundfugen-Element, Sandwerkstoff, Schichtstück,
3: Bauteil, Beton-Bauteil, Stahl-Bauteil,
A: Lagerachse, Bauteil-Systemachse, Wirkungslinie der Spannkraft,

1 zeigt beispielhaft die Ausbildung einer Rahmenecke zwischen zwei Wandbauteilen 1 und 3 oder die Auflagersituation einer Betonplatte 1 oder eines Balkens 1 mit Lagerachse A auf einer Betonwand 3 oder Stütze 3 mit einem Verbundfugen-Element 2.
2 zeigt beispielhaft die Befestigung einer Fassaden- oder Deckenplatte aus Beton 1 mit integriertem Sandwerkstoff-Schichtstück 2 an einem Stahlprofil-Bauteil 3 oder die Auflagersituation einer Betonplatte 1 oder eines Balkens 1 auf einem Profilträger 3 mit Systemachse A.
Je nach Bausituation werden die Bauteile 1 und 3 mit im Grunde bekannten Mitteln zusammengespannt. Es kann genügen, dass die Eigengewichtskraft des Bauteils 1 oder Auflasten groß genug sind, um die Verbundwirkung in der Verbundfuge ausreichend zu sichern. Oder die Bauteile werden mit bekannten Mitteln, zum Beispiel Schrauben oder Anker, miteinander verspannt oder gegeneinander vorgespannt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der vorgeschlagenen Anordnung wird das Verbundfugen-Element 2 bereits bei der Herstellung eines vorgefertigten Beton-Bauteils vorab in die Schalung eingelegt und mittels Haft-, Klebe- oder Formverbund somit integraler Bestandteil des Beton-Bauteils 1. Sollen zwei Bauteile 1 aus Feinkornbeton kraftschlüssig miteinander verspannt werden wird vorgeschlagen, jedes der beiden Bauteile bereits bei der Herstellung mit einem Verbundfugen-Element 2 auszustatten und unmittelbar (oder über weitere Bauteile oder Membranen mittelbar) über die Verbundfugen-Elemente miteinander zu verspannen.
Für die Verarbeitung von sehr flüssigen Feinbetonen wird dazu vorgeschlagen, das Sandwerkstoff-Schichtstück mit einer wenig durchlässigen Membran zu versehen, damit der Frischbeton das Korngefüge des Schichtstückes nicht vollständig durchdringen kann und die poröse Sandkornstruktur des Verbundfugen-Elementes maßgeblich erhalten bleibt. Als Membran können dünne Kunststoff- oder Metallfolien dienen. Zur Ausbildung eines vorteilhaften Verbundes zwischen Verbundfugen-Element und Frischbeton wird die zusätzliche oder alternative Anordnung einer textilen oder faserigen Membran vorgeschlagen, deren Durchlässigkeit auf die Feinbestandteile des Frischbetons abgestimmt ist. Ebenso vorteilhaft kann eine Membran auch aus einer dementsprechend filterstabilen Feinsandschicht gebildet sein.
In vorteilhafter Ausgestaltung der vorgeschlagenen Anordnung besteht das Schichtstück 2 überwiegend aus einem eckigen Sand, zum Beispiel gebrochenem Quarzsand oder einem Hartmineralsand, zum Beispiel Korund, um auch bei relativ kleinen Spann- oder Lagerkräften eine möglichst gute mechanische Verbundwirkung in der Verbundfuge zu erzielen.
Mit der vorgeschlagenen Anordnung wird eine duktile und Spannungen ausgleichende Kraftkopplung eines Bauteils (1) aus Beton, zum Beispiel aus hochdichtem Feinkornbeton, Selbstverdichtendem oder Hochfesten Beton, Ultrahochfestem Beton, dichtegradiertem Schaumbeton oder anderen Schaummineralstoffen, mit Bauteilen (3) aus Beton, Stahl oder ebensolchem Feinkornbeton vorteilhaft ermöglicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10209873 A1 [0003]
DE 102004037170 B4 [0003]
DE 102005003997 B3 [0003]
EP 1686271 B1 [0003]
DE 202015003072 U1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 571 [0003]
DIN 7998 [0003]

Claims

Anordnung zur Kraftkopplung zweier Bauteile unter Ausbildung einer Verbundfuge mit wenigstens einem Verbundfugen-Element (2), wobei das wenigstens eine Verbundfugen-Element flächig zwischen den Bauteilen angeordnet und zur Druck- und Scherkraftübertragung zwischen den Bauteilen ausgestaltet ist, wobei wenigstens ein erstes Bauteil (1) aus Beton besteht.
Anordnung zur Ausbildung einer Verbundfuge gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (3) aus Beton oder Stahl besteht.
Anordnung zur Ausbildung einer Verbundfuge gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundfugen-Element (2) bereits bei der Herstellung eines vorgefertigten Beton-Bauteils (1) vorab in die Schalung einbringbar ausgestaltet und infolge Haft-, Klebe- oder Formverbund integraler Bestandteil des Beton-Bauteils ist.
Anordnung zur Ausbildung einer Verbundfuge gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundfugen-Element (2) wenigstens mit einer wenig durchlässigen Membran oder Filterschicht ausgestattet ist.
Anordnung zur Ausbildung einer Verbundfuge gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Bauteile aus Feinkornbeton bestehen, wobei beide mit Verbundfugen-Elementen (2) ausgestattet und unmittelbar oder mittelbar über die Verbundfugen-Elemente miteinander zusammenspannbar sind.