DE202021103918U1 - Layered surface protection system - Google Patents
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Abstract
Schichtförmiges Oberflächenschutzsystem (1) zum Schutz von Betonbauteilen vor eindringenden Flüssigkeiten und Chloriden mit folgenden Inhaltsstoffen:
• einem Matrixmaterial (3) - wie Beton oder Mörtel - , das vorzugsweise mineralische Stoffe umfasst,
• zumindest einem Dichtmittel (4), das zumindest in einem Teilvolumen (17) des Oberflächenschutzsystems (1) enthalten ist,
• wobei das zumindest eine Dichtmittel (4) derart beschaffen ist, dass es bei Kontakt mit typischen Umgebungsstoffen wie Wasser und/oder Luft das Festkörpervolumen des schichtförmigen Oberflächenschutzsystems (1) steigert,
• und wobei das schichtförmige Oberflächenschutzsystem (1) sich vorwiegend in einer ersten Haupterstreckungsrichtung (X) und einer zweiten Haupterstreckungsrichtung (Y), die senkrecht zueinander sind und vorzugsweise parallel zu einer zu schützenden Oberfläche (5) verlaufen, erstreckt, gekennzeichnet durch
• ein Bewehrungssystem (6), das Langfasern (7) umfasst, welche eine Länge von zumindest 100 mm, vorzugsweise jedoch zumindest 200 mm, aufweisen, wobei das Bewehrungssystem (6) von dem Matrixmaterial (3) umschlossen ist.
Layered surface protection system (1) to protect concrete components from penetrating liquids and chlorides with the following ingredients:
• a matrix material (3) - such as concrete or mortar - which preferably comprises mineral substances,
• at least one sealant (4) which is contained in at least a partial volume (17) of the surface protection system (1),
• wherein the at least one sealing means (4) is designed in such a way that it increases the solid volume of the layered surface protection system (1) when it comes into contact with typical environmental substances such as water and / or air,
And wherein the layered surface protection system (1) extends predominantly in a first main direction of extent (X) and a second main direction of extent (Y), which are perpendicular to one another and preferably run parallel to a surface (5) to be protected, characterized by
• a reinforcement system (6) comprising long fibers (7) which have a length of at least 100 mm, but preferably at least 200 mm, the reinforcement system (6) being enclosed by the matrix material (3).
Description
Es ist seit vielen Jahren bekannt Betonbauteile, insbesondere Betonbauteile mit einer Stahlbewehrung, in Bauwerken (u.a. Gebäude, Brücken, Straßen) einzusetzen. Mit zunehmendem Alter der Bauwerke haben diese Betonbauteile allerdings den Nachteil, dass sich im Beton Risse bilden und Wasser, bzw. Feuchtigkeit bis zu der Stahlbewehrung durchdringen kann. Die Stahlbewehrung korrodiert in der Folge und die Tragfähigkeit des Betonbauteils nimmt ab. Besonders stark tritt dieses Problem bei Betonbauteilen auf, die bedingt durch ihren Einsatzort korrosiven Medien (z.B. Chloride, Salzwasser) ausgesetzt sind. Ein Beispiel hierfür sind befahrbare Oberflächen (Fahrbahnbeläge) von Straßen oder Tiefgaragen aus einem Betonbauteil, die besonders im Winter bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt einem erhöhten Eintrag an Tausalzen ausgesetzt sind. Zusätzlich sind Fahrbahnbeläge aufgrund der dynamischen Belastung durch die Fahrzeuge - zum Beispiel Bremsen und Beschleunigen - hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt, was ihre Anfälligkeit für Risse erhöht. Um die Stahlbewehrung in Betonbauteilen vor Korrosion zu schützen, sind daher bereits eine Vielzahl von Oberflächenschutzsystemen bekannt. Der Deutsche Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) stellt mit seiner Richtlinie „Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen“ einen Ansatz bereit, um Oberflächenschutzsysteme in Schutzklassen einzuteilen. Bodenplatten aus Stahlbeton in Tiefgaragen werden zum Beispiel üblicherweise mit Oberflächenschutzsystemen der Schutzklassen OS
Die
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein schichtförmiges Oberflächenschutzsystem, ein bewehrtes Betonbauteil und ein Verfahren zum Aufbringen eines schichtförmigen Oberflächenschutzsystems für mechanisch stark belastbare und befahrbare Oberflächen anzugeben, das auftretende Risse selbst heilen kann und im Vergleich zum Stand der Technik eine geringere Schichtdicke und einen geringeren Materialeinsatz bei vergleichbarer Schutzwirkung ermöglicht.The object of the invention is therefore to provide a layered surface protection system, a reinforced concrete component and a method for applying a layered surface protection system for mechanically strong and drivable surfaces, which can heal cracks itself and, compared to the prior art, a smaller layer thickness and a less material used with a comparable protective effect.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Oberflächenschutzsystem mit den Merkmalen des Anspruches 1. Ein schichtförmiges Oberflächenschutzsystem zum Schutz von Stahlbetonbauteilen vor eindringenden Flüssigkeiten und Chloriden mit folgenden Inhaltsstoffen:
- - einem Matrixmaterial - wie Beton oder Mörtel -, das vorzugsweise mineralische Stoffe umfasst,
- - zumindest einem Dichtmittel, das zumindest in einem Teilvolumen des Oberflächenschutzsystems enthalten ist,
- - wobei das zumindest eine Dichtmittel derart beschaffen ist, dass es bei Kontakt mit typischen Umgebungsstoffen wie Wasser und/oder Luft das Festkörpervolumen des schichtförmigen Oberflächenschutzsystems steigert (dadurch können Risse im schichtförmigen Oberflächenschutzsystem verschlossen bzw. geheilt werden),
- - und wobei das schichtförmige Oberflächenschutzsystem sich vorwiegend in einer ersten Haupterstreckungsrichtung und einer zweiten Haupterstreckungsrichtung, die senkrecht zueinander und parallel zu einer zu schützenden Oberfläche verlaufen, erstreckt, weist erfindungsgemäß zusätzlich ein Bewehrungssystem auf, das Langfasern umfasst, welche eine Länge von zumindest 100 mm, vorzugsweise jedoch von zumindest 200 mm, aufweisen, wobei das Bewehrungssystem von dem Matrixmaterial umschlossen ist. Langfasern im Sinne dieser Schutzrechtsanmeldung können Fasern jeglicher Art (z.B. Glasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern, Naturfasern, etc.) sein, die zumindest die vorgenannte Länge aufweisen. Besonders vorteilhaft sind jedoch Langfasern, die eine Länge von zumindest 1000 mm, vorzugsweise jedoch zumindest 5000 mm, aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich bei den Langfasern um Filamente, bzw. Endlosfasern. Das Matrixmaterial erstreckt sich vorzugsweise vorwiegend in der ersten und der zweiten Haupterstreckungsrichtung und bildet eine Schicht mit im Wesentlichen gleichmäßiger Schichtdicke in einer Dickenrichtung, die senkrecht zu der ersten und der zweiten Haupterstreckungsrichtung verläuft. In dieser Schicht ist auch das Bewehrungssystem angeordnet. Eine Schicht oder etwas schichtförmiges im Sinne dieser Schutzrechtsanmeldung ist eine flächenhaft ausgebreitete Masse (z.B. Matrixmaterial oder Dichtmittel) mit einer im Vergleich zu ihrer Erstreckung in Richtung der Haupterstreckungsrichtungen geringen Schichtdicke in Dickenrichtung. Die Schichten des schichtförmigen Oberflächenschutzsystems erstrecken sich also vorteilhafterweise vorwiegend in Richtung der ersten und der zweiten Haupterstreckungsrichtung. Einzelne Schichten des schichtförmigen Oberflächenschutzsystems sind durch Grenzflächen, die vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der zu schützenden Oberfläche verlaufen, voneinander getrennt. Das Teilvolumen, welches das Dichtmittel enthält, enthält vorteilhafterweise mineralische Stoffe. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Teilvolumen, das das Dichtmittel enthält, ein Beton oder Mörtel ist. Das Matrixmaterial und/oder das Teilvolumen, das das Dichtmittel enthält, enthalten vorteilhafterweise Bindemittel. Besonders vorteilhaft sind dabei alkalisch aktivierte Bindemittel. Das genannte Dichtmittel ist vorteilhafterweise derart mit einem Teilvolumen vermengt, dass das Dichtmittel im Wesentlichen gleichmäßig in diesem Teilvolumen verteilt ist. Dabei kann das Dichtmittel auch in Partikeln enthalten sein, die im Wesentlichen gleichmäßig in dem Teilvolumen verteilt sind. Wenn das Dichtmittel in Partikeln enthalten ist, wird das Dichtmittel vorteilhafterweise beim Entstehen eines Risses in dem Teilvolumen freigesetzt, wenn der Riss durch einen Partikel verläuft. Das Matrixmaterial und ein Teilvolumen, das das Dichtmittel enthält, können unterschiedliche stoffliche Zusammensetzungen (z.B. unterschiedliche Gewichtsanteile der Inhaltsstoffe) haben. In einer möglichen Ausführungsform enthält das Matrixmaterial kein Dichtmittel. Genauso ist aber auch eine Ausführungsform denkbar, bei der das Matrixmaterial selbst ein Teilvolumen ist, dass das Dichtmittel enthält.
- - a matrix material - such as concrete or mortar - that preferably comprises mineral substances,
- - at least one sealant that is contained in at least a partial volume of the surface protection system,
- - the at least one sealant being such that it increases the solid volume of the layered surface protection system when it comes into contact with typical environmental substances such as water and / or air (this allows cracks in the layered surface protection system to be closed or healed),
- - and wherein the layered surface protection system is predominantly in a first Main direction of extent and a second main direction of extent, which extend perpendicular to each other and parallel to a surface to be protected, according to the invention additionally has a reinforcement system that comprises long fibers which have a length of at least 100 mm, but preferably of at least 200 mm, wherein the Reinforcement system is enclosed by the matrix material. Long fibers within the meaning of this patent application can be fibers of any kind (eg glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, natural fibers, etc.) that have at least the aforementioned length. However, long fibers which have a length of at least 1000 mm, but preferably at least 5000 mm, are particularly advantageous. The long fibers are preferably filaments or continuous fibers. The matrix material preferably extends predominantly in the first and the second main direction of extent and forms a layer with a substantially uniform layer thickness in a thickness direction which runs perpendicular to the first and the second main direction of extent. The reinforcement system is also arranged in this layer. A layer or something in the form of layers in the sense of this patent application is a mass spread out over a large area (eg matrix material or sealant) with a small layer thickness in the direction of thickness compared to its extent in the direction of the main directions of extent. The layers of the layered surface protection system thus advantageously extend predominantly in the direction of the first and the second main direction of extent. Individual layers of the layered surface protection system are separated from one another by interfaces which preferably run essentially parallel to the surface to be protected. The partial volume which contains the sealant advantageously contains mineral substances. It when the partial volume that contains the sealant is a concrete or mortar is particularly advantageous. The matrix material and / or the partial volume which contains the sealant advantageously contain binders. Alkaline-activated binders are particularly advantageous. Said sealant is advantageously mixed with a partial volume in such a way that the sealant is distributed essentially uniformly in this partial volume. The sealant can also be contained in particles that are distributed essentially uniformly in the partial volume. If the sealant is contained in particles, the sealant is advantageously released when a crack occurs in the partial volume when the crack runs through a particle. The matrix material and a partial volume that contains the sealant can have different material compositions (eg different weight proportions of the ingredients). In one possible embodiment, the matrix material does not contain any sealant. However, an embodiment is also conceivable in which the matrix material itself is a partial volume that contains the sealant.
Auch wenn sich das schichtförmige Oberflächenschutzsystem vorwiegend in der ersten Haupterstreckungsrichtung und der zweiten Haupterstreckungsrichtung erstreckt, so ist es dennoch schichtförmig, erstreckt sich also (in deutlich geringerem Maße als in die Haupterstreckungsrichtungen) auch in einer Dickenrichtung, die senkrecht zu der ersten und der zweiten Haupterstreckungsrichtung verläuft. Durch die Steigerung des Festkörpervolumens bei Kontakt des Dichtmittels zu typischen Umgebungsstoffen können Risse direkt nach deren Entstehung wieder verschlossen werden. Das Dichtmittel ermöglicht also die Selbstheilung des Oberflächenschutzsystems. Derartige Dichtmittel können spezielle mineralische Zusatzstoffe (z.B. Flugasche, Quarzstaub, Hochofenschlacke, kalzinierter Kaolin), kristallbildende Stoffe, superabsorbierende Kunststoffe und/oder polymere Zusatzstoffe (z.B. Epoxidharz in Kombination mit Calciumhydroxid) sein. Superabsorbierende Kunststoffe können vorteilhafterweise in Form eines Hydrogels vorliegen. Ein derartiges Hydrogel kann polare vernetzte Polymere (z.B. Polyacrylimid, Polyvinylpyrrolidon) enthalten. Das Hydrogel kann aber auch Copolymere (z.B. ein Copolymer aus Natriumacrylat und Acrylamid) enthalten. Weiterhin kann das Dichtmittel in Partikeln enthalten sein, die das Dichtmittel mit einer Kapsel umhüllen und das Dichtmittel erst freisetzen, wenn die Kapsel zum Beispiel durch einen Riss beschädigt wird. Die Kapsel kann eine Polymerkapsel aus einem Kunststoff sein. Vorteilhafterweise umfasst die Kapsel zumindest einen der folgenden Kunststoffe: Polystyrol, Polylactid, Polymethylmethacrylat, Polyethylengylcol, Polyethylenterephthalat, Polypropylen, Polyethylen. Vorteilhafterweise kann das Dichtmittel ein Bakterium sein. Die Veröffentlichung „A Review of Self-Healing for Damage Management of Structures“ (
Es ist vorteilhaft, wenn das schichtförmige Oberflächenschutzsystem zumindest zwei vorzugsweise schichtförmige Teilvolumen mit unterschiedlicher Materialzusammensetzung aufweist. Zumindest eines der zwei vorzugsweise schichtförmigen Teilvolumen ist ein Teilvolumen, das das Dichtmittel enthält. Vorteilhafterweise enthalten beide der zwei vorzugsweise schichtförmigen Teilvolumen das Dichtmittel. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die zumindest zwei schichtförmigen Teilvolumen unterschiedliche Konzentrationen an Dichtmittel haben. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Oberflächenschutzsystem drei oder mehr schichtförmige Teilvolumen auf, von denen zumindest zwei, bevorzugterweise jedoch jedes Teilvolumen, das Dichtmittel enthalten.It is advantageous if the layered surface protection system has at least two preferably layered partial volumes with different material compositions. At least one of the two preferably layer-shaped partial volumes is a partial volume that contains the sealant. Advantageously, both of the two contain preferably layer-shaped partial volume the sealant. Further advantages result if the at least two layered partial volumes have different concentrations of sealant. In a further advantageous embodiment, the surface protection system has three or more layered partial volumes, of which at least two, but preferably each partial volume, contain the sealant.
Vorteilhafterweise ist das Dichtmittel mit dem Matrixmaterial vermengt. Das Matrixmaterial ist dann im Sinne dieser Schutzrechtsanmeldung ein Teilvolumen, das das Dichtmittel enthält. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Dichtmittel im Wesentlichen gleichmäßig mit dem Matrixmaterial vermengt ist. Vorteilhaft ist auch ein schichtförmiges Oberflächenschutzsystem mit zumindest einem zweiten Teilvolumen, das eine höhere Konzentration an Dichtmittel hat als das Matrixmaterial.The sealant is advantageously mixed with the matrix material. The matrix material is then, in the sense of this patent application, a partial volume that contains the sealant. It is particularly advantageous if the sealant is mixed essentially uniformly with the matrix material. A layered surface protection system with at least one second partial volume, which has a higher concentration of sealant than the matrix material, is also advantageous.
Vorteilhafterweise erstrecken sich die Langfasern des Oberflächenschutzsystems im Wesentlichen in einer Ebene, die von der ersten und der zweiten Haupterstreckungsrichtung aufgespannt wird. Die Langfasern verlaufen vorzugsweise parallel zu einer zu schützenden Oberfläche. An Stellen, an denen sich einzelne Langfasern kreuzen, kann es sein, dass zumindest eine der Langfasern einen Faserverlauf aufweist, der auch in Dickenrichtung läuft, um einer anderen kreuzenden Langfaser „auszuweichen“. Trotz dieses „Ausweichens“ verläuft eine derartige Langfaser dann im Sinne dieses Schutzrechts im Wesentlichen in einer Ebene, die von der ersten und der zweiten Haupterstreckungsrichtung aufgespannt wird.The long fibers of the surface protection system advantageously extend essentially in a plane that is spanned by the first and second main directions of extent. The long fibers preferably run parallel to a surface to be protected. At points where individual long fibers cross, it may be that at least one of the long fibers has a fiber course that also runs in the direction of the thickness in order to "avoid" another crossing long fiber. Despite this “evasion”, such a long fiber then runs in the sense of this property right essentially in a plane that is spanned by the first and the second main direction of extent.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Langfasern an jeder Stelle ihrer Längserstreckung von einer zumindest 5 mm, vorzugsweise zumindest 10 mm, dicken Schicht des Matrixmaterials umgeben sind. Es hat sich gezeigt, dass dadurch die Lasteinleitung in die Fasern verbessert werden kann. Weiterhin sind die Fasern dadurch geschützt und können insbesondere beim Befahren des Oberflächenschutzsystems nicht beschädigt werden. Auf diese Weise ergibt sich über den Langfasern auch eine Randschicht mit einer Dicke von zumindest 5 mm, vorzugsweise zumindest 10 mm, in Dickenrichtung, die Matrixmaterial aber keine Langfasern enthält. Diese Randschicht kann Verschleiß unterliegen, ohne dass die Funktion des Oberflächenschutzsystems dadurch beeinträchtigt wird, dass Langfasern freigelegt werden.Further advantages result if the long fibers are surrounded at every point along their length by a layer of the matrix material that is at least 5 mm, preferably at least 10 mm, thick. It has been shown that the load introduction into the fibers can be improved in this way. Furthermore, the fibers are protected and cannot be damaged, especially when driving on the surface protection system. In this way, over the long fibers, there is also an edge layer with a thickness of at least 5 mm, preferably at least 10 mm, in the direction of the thickness, but the matrix material does not contain any long fibers. This edge layer can be subject to wear without the function of the surface protection system being impaired by the exposure of long fibers.
Die Langfasern können eine Beschichtung aufweisen, die Vorsprünge umfasst. Vorteilhafterweise haben die Vorsprünge eine Größe von 0,1 mm bis 3 mm, vorzugsweise jedoch von 0,2 mm bis 1 mm. Die Vorsprünge sind in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche der Langfasern gegenüber einem Großteil der Beschichtung erhaben. Die Vorsprünge verbessern die Anbindung des Bewehrungssystems an das Matrixmaterial. Auf diese Weise kann die Entstehung großer Risse vermieden oder zumindest verzögert werden.The long fibers can have a coating that includes protrusions. The projections advantageously have a size of 0.1 mm to 3 mm, but preferably of 0.2 mm to 1 mm. The protrusions are raised in a direction perpendicular to the surface of the long fibers opposite a majority of the coating. The projections improve the connection of the reinforcement system to the matrix material. In this way, the formation of large cracks can be avoided or at least delayed.
Die Langfasern können eine ein Schüttgutmaterial enthaltende Beschichtung aufweisen. Hierfür ist es ausreichend, wenn die Oberfläche zumindest einer Teilmenge der Langfasern zumindest teilweise mit dem Schüttgutmaterial beschichtet ist. Das Schüttgutmaterial dient dazu die Vorsprünge zu bilden, die senkrecht zu der Oberfläche der Langfasern hervorstehen. Eine derartige Beschichtung ist dazu geeignet die Oberflächenrauheit des Bewehrungssystems zu erhöhen. Durch die damit verbesserte Anbindung des Bewehrungssystems an das Matrixmaterial kann die Schutzwirkung des Oberflächenschutzsystems gegen das Eindringen von Wasser und Chloriden durch Risse im Vergleich zu bisher bekannten Oberflächenschutzsystemen verbessert werden. Ein Schüttgutmaterial im Sinne dieser Schutzrechtsanmeldung ist ein pulvriges, körniges oder stückiges Gemenge eines Materials - es ist also ein Material, das in einer schüttfähigen Form vorliegt.The long fibers can have a coating containing a bulk material. For this it is sufficient if the surface of at least a subset of the long fibers is at least partially coated with the bulk material. The bulk material serves to form the projections that protrude perpendicular to the surface of the long fibers. Such a coating is suitable for increasing the surface roughness of the reinforcement system. As a result of the improved connection of the reinforcement system to the matrix material, the protective effect of the surface protection system against the penetration of water and chlorides through cracks can be improved in comparison to previously known surface protection systems. A bulk material within the meaning of this patent application is a powdery, granular or lumpy mixture of a material - it is therefore a material that is present in a pourable form.
Vorteilhafterweise umfasst das Schüttgutmaterial Sand, vorzugsweise Quarzsand. Ein Quarzsand ist Sand, der Quarzkörner enthält. Der Quarzsand umfasst vorteilhafterweise zu mindestens 50% (Gewicht) Quarzkörner. Das Schüttgutmaterial kann vorteilhafterweise auch jedes andere schüttfähige Material enthalten, insbesondere mineralische Stoffe.The bulk material advantageously comprises sand, preferably quartz sand. A quartz sand is sand that contains quartz grains. The quartz sand advantageously comprises at least 50% (weight) quartz grains. The bulk material can advantageously also contain any other bulk material, in particular mineral substances.
Das Schüttgutmaterial weist vorteilhafterweise eine Korngröße von 0,1 bis 1 mm auf. Besonders bevorzugt ist ein Schüttgutmaterial, das eine Korngröße von 0,2 bis 0,5 mm aufweist. Überraschenderweise hat sich in diesem Auswahlbereich in Kombination mit den anderen erfindungsgemäßen Merkmalen ein positiver Effekt eingestellt, der mit zunehmender Korngröße nicht mehr signifikant gesteigert werden kann.The bulk material advantageously has a grain size of 0.1 to 1 mm. A bulk material which has a grain size of 0.2 to 0.5 mm is particularly preferred. Surprisingly, in this selection area, in combination with the other features according to the invention, a positive effect has been established which can no longer be significantly increased with increasing grain size.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn das Dichtmittel bei Kontakt mit den typischen Umgebungsstoffen, vorzugsweise Wasser (bzw. Feuchtigkeit) und/oder Sauerstoff, Kristalle bildet. Derartige Dichtmittel sind zum Beispiel unter den Produktnamen „Xypex Admix“ von der Firma Xypex Chemical Corporation oder „Krystaline Add1“ von der Firma wba Abdichtungssysteme GmbH bekannt. Die erfindungsgemäße Lehre kann aber auch mit allen anderen Dichtmitteln, die bei Kontakt mit den typischen Umgebungsstoffen Kristalle bilden, vorteilhaft ausgeführt werden. Unter typischen Umgebungsstoffen im Sinne dieser Erfindung sind Stoffe zu verstehen, die in und/oder an Betonbauteilen üblicherweise vorkommen. Dies sind zum Beispiel Wasser, Luft oder mineralische Stoffe aus dem Beton selbst. Das Dichtmittel, das bei Kontakt mit den typischen Umgebungsstoffen Kristalle bildet, macht sich die Struktur des Matrixmaterials zunutze: es fördert das Nachquellen unhydratierter Bestandteile des Matrixmaterials und bildet in Rissen zusätzlichen Feststoff durch Kristallisation. Diese Prozesse finden vorteilhafterweise statt, bis das Dichtmittel keinen Kontakt mehr zu Wasser hat und werden fortgesetzt, sobald erneut Wasser mit dem Dichtmittel in Kontakt kommt. Auf diese Weise können Defekte im Matrixmaterial, wie zum Beispiel Risse, direkt nach deren Entstehung und auch noch nach vielen Jahren wasserdicht verschlossen werden. Das schichtförmige Oberflächenschutzsystem schützt eine von dem Oberflächenschutzsystem zu schützende Oberfläche dadurch effektiv vor Feuchtigkeit und korrosiven Stoffen, die mit der Feuchtigkeit transportiert werden.Further advantages result if the sealant forms crystals on contact with the typical surrounding substances, preferably water (or moisture) and / or oxygen. Such sealants are known, for example, under the product names “Xypex Admix” from Xypex Chemical Corporation or “Krystaline Add1” from wba Abdichtungssysteme GmbH. The teaching according to the invention can, however, also be carried out advantageously with all other sealants which form crystals on contact with the typical surrounding substances. Typical environmental substances in the context of this invention are to be understood as substances that usually occur in and / or on concrete components. These are, for example, water, air or mineral substances from the concrete itself. The sealant, which forms crystals on contact with the typical surrounding substances, makes use of the structure of the matrix material: it promotes the swelling of unhydrated components of the matrix material and forms additional solid material in cracks through crystallization. These processes advantageously take place until the sealant is no longer in contact with water and are continued as soon as water comes into contact with the sealant again. In this way, defects in the matrix material, such as cracks, can be closed in a watertight manner immediately after their formation and even after many years. The layered surface protection system effectively protects a surface to be protected by the surface protection system from moisture and corrosive substances that are transported with the moisture.
Das Dichtmittel kann vorteilhafterweise zumindest ein Bakterium umfassen, das bei Kontakt mit zumindest einem typischen Umgebungsstoff, einen Feststoff, vorzugsweise Calciumcarbonat CaCO3 - also Kalkstein -, in der Schutzschicht bildet. Ein derartiger Dichtstoff ist zum Beispiel unter dem Produktnamen „Green Basilisk“ der Firma wba Abdichtungssysteme GmbH bekannt. Vorteilhafterweise nutzt ein solches Dichtmittel biochemische Prozesse zur Bildung von Kalkstein. Es kann vorteilhaft sein, wenn das Dichtmittel neben dem zumindest einen Bakterium eine Nährlösung enthält, die neben den typischen Umgebungsstoffen alle Stoffe umfasst, die für die Bildung eines Feststoffes durch das Bakterium benötigt werden. Vorteilhafterweise umfasst die Nährlösung Calciumcarbonat. Auf diese Weise können Defekte im schichtförmigen Oberflächenschutzsystem - z.B. Risse -, direkt nach deren Entstehung wasserdicht verschlossen werden.The sealant can advantageously comprise at least one bacterium which, on contact with at least one typical ambient substance, forms a solid, preferably calcium carbonate CaCO 3 - that is, limestone - in the protective layer. Such a sealant is known, for example, under the product name “Green Basilisk” from wba Abdichtungssysteme GmbH. Such a sealant advantageously uses biochemical processes to form limestone. It can be advantageous if, in addition to the at least one bacterium, the sealant contains a nutrient solution which, in addition to the typical ambient substances, includes all substances that are required for the formation of a solid by the bacterium. The nutrient solution advantageously comprises calcium carbonate. In this way, defects in the layered surface protection system - for example cracks - can be closed in a watertight manner immediately after their formation.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das zumindest eine Bakterium aus einer der Gattungen Bacillus, Planococcus oder Sporosarcina stammt. Mit Bakterien aus diesen Gattungen hat sich in Kombination mit den erfindungsgemäßen Merkmalen eine besonders gute Rissheilung bei Kontakt mit den typischen Umgebungsstoffen gezeigt.It has proven to be particularly advantageous if the at least one bacterium comes from one of the genera Bacillus, Planococcus or Sporosarcina. With bacteria from these genera, in combination with the features according to the invention, particularly good crack healing on contact with the typical surrounding substances has been shown.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Langfasern des Bewehrungssystems zumindest eine Kohlenstofffaser und/oder zumindest eine Glasfaser umfassen. In einem derartigen schichtförmigen Oberflächenschutzsystem sind besonders die hohe chemische Beständigkeit und die guten mechanischen Eigenschaften dieser Fasern von Vorteil. Es können jedoch auch weitere Faserarten vorteilhaft mit allen zuvor offenbarten Ausführungsvarianten kombiniert werden, zum Beispiel Aramidfasern oder Naturfasern wie Hanf und Flachs.Further advantages result if the long fibers of the reinforcement system comprise at least one carbon fiber and / or at least one glass fiber. In such a layered surface protection system, the high chemical resistance and the good mechanical properties of these fibers are particularly advantageous. However, other types of fibers can also be advantageously combined with all of the design variants disclosed above, for example aramid fibers or natural fibers such as hemp and flax.
Vorteilhafterweise umfasst das Bewehrungssystem eine Polymermatrix, die die Langfasern umhüllt und zumindest ein duromeres Harz, vorzugsweise Epoxidharz oder Vinylesterharz, enthält. Unter einer Polymermatrix, die die Langfasern umhüllt, ist im Sinne dieses Schutzrechts auch eine Polymermatrix zu verstehen, mit der die Langfasern getränkt oder infiltriert sind. Vorteilhafterweise ist die Polymermatrix ein Bestandteil der Beschichtung der Langfasern. Mit einer derartigen Polymermatrix können die mechanischen Eigenschaften der Langfasern gezielt genutzt und eine Vielzahl von Langfasern stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Die Polymermatrix kann eine Vielzahl von Langfasern vorteilhafterweise umhüllen und Freiräume zwischen den Langfasern auffüllen, um eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Langfasern zu bilden. Langfasern mit einer Polymermatrix sind allgemein auch als Faserverbundkunststoffe oder faserverstärkte Kunststoffe bekannt.The reinforcement system advantageously comprises a polymer matrix which envelops the long fibers and contains at least one thermoset resin, preferably epoxy resin or vinyl ester resin. For the purposes of this property right, a polymer matrix that envelops the long fibers is also to be understood as a polymer matrix with which the long fibers are impregnated or infiltrated. The polymer matrix is advantageously part of the coating of the long fibers. With a polymer matrix of this type, the mechanical properties of the long fibers can be used in a targeted manner and a large number of long fibers can be materially bonded to one another. The polymer matrix can advantageously envelop a large number of long fibers and fill free spaces between the long fibers in order to form an integral connection between the long fibers. Long fibers with a polymer matrix are also generally known as fiber-reinforced plastics or fiber-reinforced plastics.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Bewehrungssystem Faserstränge auf, die jeweils eine Vielzahl der Langfasern umfassen, wobei die Faserstränge derart zueinander angeordnet sind, dass sich die Faserstränge in Knotenpunkten kreuzen, und wobei die Faserstränge in den Knotenpunkten miteinander verbunden sind. Faserstränge, die sich kreuzen, sind Faserstränge, deren Faserrichtung in unterschiedliche Richtungen verlaufen. Vorzugsweise sind die Faserstränge senkrecht zueinander angeordnet. Die Faserstränge sind vorzugsweise formschlüssig und/oder stoffschlüssig (z.B. durch eine Polymermatrix) miteinander verbunden. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Langfasern gestreckt angeordnet sind - also ein Gelege bilden. Gelege sind flächige textile Gebilde, die keine Maschen bzw. Faserondulationen (Faserwelligkeiten) aufweisen. Als Gelege unterscheiden sie sich von Textilien, in denen die Fasern üblicherweise nicht gestreckt vorliegen, sondern Faserondulationen (Faserwelligkeiten) aufweisen - also flächigen textilen Gebilden wie zum Beispiel Geweben, Gestricken, Geflechten, Nähgewirken, Vliesstoffen, Matten oder Filzen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Bewehrungssystem ein biegesteifer Festkörper ist. Es ist besonders vorteilhaft, wenn eine erste Menge an Fasersträngen in eine erste Richtung (also parallel zueinander in diese Richtung) und eine zweite Menge an Fasersträngen in eine zweite Richtung verlaufen, so dass sich die Faserstränge der ersten Menge und die Faserstränge der zweiten Menge in Knotenpunkten kreuzen, wobei die Faserstränge in den Knotenpunkten miteinander verbunden sind und ein Gitter mit vorzugsweise gleichmäßigem Gitterabstand bilden. Es kann vorteilhaft sein, diesem Gitter weitere Mengen an Fasersträngen, die in weitere Richtungen verlaufen, hinzuzufügen. Auf diese Weise wird ein Bewehrungssystem gebildet, bei dem in zwei oder mehreren Richtungen „Faserstränge“, die im Wesentlichen ausgerichtet oder gestreckt sind, verlaufen. Wenn die Faserstränge von einer Polymermatrix umhüllt sind, handelt es sich um ein Gitter aus Faserverbundkunststoff. Das Gitter wird vorteilhafterweise gebildet, indem eine Vielzahl an Fasersträngen in den jeweiligen Richtungen nebeneinander angeordnet und miteinander verbunden werden. Der Abstand der Faserstränge bildet den Gitterabstand des Gitters und beschreibt die Größe der Gitteröffnungen. Vorteilhafterweise liegen mehrere Faserstränge nebeneinander in mindestens zwei verschiedenen Richtungen. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn mehrere Faserstränge in einer Richtung nebeneinander angeordnet und durch Hilfsfäden in Ihrer Lage stabilisiert und verbunden sind. In diesem Fall würden die Knotenpunkte zwischen den Fasersträngen und den Hilfsfäden entstehen. Die Faserstränge können verschiedene Fasermaterialien umfassen. Zum Beispiel können die in eine erste Richtung weisenden Faserstränge Glasfasern und die in eine zweite Richtung weisenden Faserstränge Kohlenstofffasern umfassen. Es können zum Beispiel auch Faserstränge aus Glasfasern und Faserstränge aus Kohlenstofffasern, die in die gleiche Richtung weisen, alternierend nebeneinander angeordnet werden. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Faserstränge zunächst aus unbeschichteten Langfasern gebildet werden und die Langfasern der jeweiligen Faserstränge anschließend derart gemeinsam beschichtet werden, dass alle Langfasern des jeweiligen Faserstranges von einer Beschichtung umhüllt werden. Vorteilhafterweise füllt die Beschichtung dabei die Zwischenräume zwischen den Langfasern auf.In an advantageous embodiment, the reinforcement system has fiber strands each comprising a plurality of the long fibers, the fiber strands being arranged with respect to one another in such a way that the fiber strands cross at nodes, and the fiber strands are connected to one another at the nodes. Fiber strands that cross each other are fiber strands whose fiber direction runs in different directions. The fiber strands are preferably arranged perpendicular to one another. The fiber strands are preferably connected to one another in a form-fitting and / or cohesive manner (for example by a polymer matrix). Further advantages result if the long fibers are arranged in a stretched manner - that is, form a scrim. Non-woven fabrics are flat textile structures that have no meshes or fiber undulations (fiber waviness). As a scrim, they differ from textiles, in which the fibers are usually not stretched, but rather have fiber undulations (fiber waviness) - that is, flat textile structures such as woven, knitted, braided, stitched, nonwovens, mats or felts. It is particularly advantageous if the reinforcement system is a rigid solid body. It is particularly advantageous if a first amount of fiber strands run in a first direction (i.e. parallel to one another in this direction) and a second amount of fiber strands in a second direction, so that the fiber strands of the first set and the fiber strands of the second set run in Cross nodal points, the fiber strands being connected to one another at the nodal points and forming a lattice with a preferably uniform lattice spacing. It can be advantageous to add further quantities of fiber strands which run in further directions to this lattice. In this way, a reinforcement system is formed in which “fiber strands” that are essentially aligned or stretched run in two or more directions. If the fiber strands are encased in a polymer matrix, it is a grid Fiber reinforced plastic. The lattice is advantageously formed by arranging a plurality of fiber strands next to one another in the respective directions and connecting them to one another. The distance between the fiber strands forms the grid spacing of the grid and describes the size of the grid openings. Advantageously, several fiber strands lie next to one another in at least two different directions. It is also advantageous if several fiber strands are arranged next to one another in one direction and are stabilized and connected in their position by auxiliary threads. In this case, the nodes would arise between the fiber strands and the auxiliary threads. The fiber strands can comprise various fiber materials. For example, the fiber strands pointing in a first direction can comprise glass fibers and the fiber strands pointing in a second direction can comprise carbon fibers. For example, fiber strands made of glass fibers and fiber strands made of carbon fibers, which point in the same direction, can be arranged alternately next to one another. Further advantages result if the fiber strands are initially formed from uncoated long fibers and the long fibers of the respective fiber strands are then coated together in such a way that all long fibers of the respective fiber strand are covered by a coating. The coating advantageously fills the spaces between the long fibers.
Der Elastizitätsmodul zumindest einer der Langfasern beträgt mindestens 70.000 MPa, vorzugsweise jedoch mindestens 200.000 MPa. Mit derartigen Langfasern kann die Schutzwirkung des schichtförmigen Oberflächenschutzsystems gegen eindringendes Wasser verbessert werden, indem der Rissbildung entgegengewirkt wird.The modulus of elasticity of at least one of the long fibers is at least 70,000 MPa, but preferably at least 200,000 MPa. With such long fibers, the protective effect of the layered surface protection system against penetrating water can be improved by counteracting the formation of cracks.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn das schichtförmige Oberflächenschutzsystem eine Schichtdicke von maximal 50 mm, vorzugsweise jedoch maximal 20 mm, aufweist, wobei die Schichtdicke die Erstreckung des Oberflächenschutzsystems in einer Dickenrichtung, die senkrecht zu der ersten Haupterstreckungsrichtung und der zweiten Haupterstreckungsrichtung verläuft, ist. Die Dickenrichtung weist somit in Richtung der Flächennormale der zu schützenden Oberfläche. Durch die geringe Schichtdicke eignen sich solche schichtförmige Oberflächenschutzsysteme insbesondere in Tiefgaragen und Tunneln, wo durch die geringe Schichtdicke eine möglichst große Durchfahrtshöhe für Fahrzeuge erhalten bleibt.Further advantages result if the layered surface protection system has a layer thickness of a maximum of 50 mm, but preferably a maximum of 20 mm, the layer thickness being the extent of the surface protection system in a thickness direction which is perpendicular to the first main direction of extent and the second main direction of extent. The thickness direction thus points in the direction of the surface normal of the surface to be protected. Due to the low layer thickness, such layered surface protection systems are particularly suitable in underground garages and tunnels, where the low layer thickness means that the greatest possible headroom is maintained for vehicles.
Zusätzliche Vorteile ergeben sich bei einem schichtförmigen Oberflächenschutzsystem, das Kurzfasern, die eine Länge von maximal 50 mm aufweisen und mit dem Matrixmaterial vermengt sind, umfasst. Das Matrixmaterial kann mit den Kurzfasern zusätzlich verstärkt werden, um die Schichtdicke bei gleichbleibender Belastbarkeit des Oberflächenschutzsystems zu reduzieren und die Bildung großer Risse zu verhindern.Additional advantages result from a layered surface protection system which comprises short fibers which have a maximum length of 50 mm and which are mixed with the matrix material. The matrix material can be additionally reinforced with the short fibers in order to reduce the layer thickness while maintaining the load-bearing capacity of the surface protection system and to prevent the formation of large cracks.
Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls gelöst durch ein bewehrtes Betonbauteil mit folgenden Merkmalen:
- - einer Tragschicht, die sich schichtförmig vorwiegend in einer ersten Haupterstreckungsrichtung und einer zweiten Haupterstreckungsrichtung erstreckt und mineralische Stoffe umfasst, (z.B. Beton oder Mörtel)
- - einer Hauptbewehrung, die vorzugsweise zumindest ein metallisches Material umfasst und vorzugsweise als Gitter in der Tragschicht angeordnet ist,
- - einem schichtförmigen Oberflächenschutzsystem, das ein Matrixmaterial - wie Beton oder Mörtel - vorzugsweise aus mineralischen Stoffen umfasst, und das sich schichtförmig vorwiegend in einer ersten und einer zweiten Haupterstreckungsrichtung erstreckt,
- - zumindest einem Dichtmittel, das zumindest in einem Teilvolumen des schichtförmigen Oberflächenschutzsystems enthalten ist,
- - wobei das zumindest eine Dichtmittel derart beschaffen ist, dass es bei Kontakt mit typischen Umgebungsstoffen wie Wasser oder Luft das Festkörpervolumen des Oberflächenschutzsystems steigert,
- - a base course, which extends in layers predominantly in a first main direction of extent and a second main direction of extent and comprises mineral substances (e.g. concrete or mortar)
- - a main reinforcement, which preferably comprises at least one metallic material and is preferably arranged as a grid in the base layer,
- - a layered surface protection system which comprises a matrix material - such as concrete or mortar - preferably made of mineral substances, and which extends in layers predominantly in a first and a second main direction of extent,
- - At least one sealant that is contained in at least a partial volume of the layered surface protection system,
- - the at least one sealant being such that it increases the solid volume of the surface protection system when it comes into contact with typical environmental substances such as water or air,
In einer vorteilhaften Ausführungsform des bewehrten Betonbauteils ist das Dichtmittel mit dem Matrixmaterial vermengt. Das Materialmatrix ist dann im Sinne dieses Schutzrechts ein Teilvolumen des schichtförmigen Oberflächenschutzsystems, das das Dichtmittel enthält. Vorteilhafterweise ist das Dichtmittel im Wesentlichen gleichmäßig mit der Materialmatrix vermengt.In an advantageous embodiment of the reinforced concrete component, the sealant is mixed with the matrix material. The material matrix is then, in the sense of this property right, a partial volume of the layered surface protection system that contains the Contains sealant. The sealant is advantageously mixed with the material matrix essentially uniformly.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn zwischen der Tragschicht und dem Matrixmaterial ein vorzugsweise schichtförmiges Teilvolumen angeordnet ist, das das zumindest eine Dichtmittel enthält. Vorzugsweise verbindet ein schichtförmiges Teilvolumen, das das zumindest eine Dichtmittel enthält, zwischen dem Matrixmaterial und der Tragschicht das schichtförmige Oberflächenschutzsystem stoffschlüssig mit der Tragschicht. Vorzugsweise ist der Gewichtsanteil des Dichtmittels in dem schichtförmigen Teilvolumen, das das Dichtmittel enthält, mindestens doppelt so groß wie der Gewichtsanteil eines Dichtmittels in dem Matrixmaterial, wenn das Matrixmaterial ebenfalls ein Dichtmittel enthält. Derartige schichtförmige Teilvolumen bieten einen erhöhten Schutz gegen eindringende Feuchtigkeit, bzw. eindringendes Wasser - insbesondere zwischen dem Matrixmaterial und der zu schützenden Oberfläche.Further advantages result if a preferably layer-shaped partial volume is arranged between the support layer and the matrix material, which partial volume contains the at least one sealing means. A layered partial volume, which contains the at least one sealing means, preferably connects the layered surface protection system between the matrix material and the support layer in a materially bonded manner to the support layer. The weight fraction of the sealant in the layered partial volume containing the sealant is preferably at least twice as great as the weight fraction of a sealant in the matrix material if the matrix material also contains a sealant. Such layered partial volumes offer increased protection against penetrating moisture or penetrating water - in particular between the matrix material and the surface to be protected.
Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Aufbringen eines schichtförmigen Oberflächenschutzsystems mit den nachstehenden Verfahrensschritten:
- - Aufbringen zumindest eines ersten Anteils eines Matrixmaterials - wie Beton oder Mörtel -, das vorzugsweise mineralische Stoffe umfasst, auf zumindest einer zu schützenden Oberfläche derart, dass eine sich vorwiegend in einer ersten Haupterstreckungsrichtung
X und einer zweiten HaupterstreckungsrichtungY , die senkrecht zueinander und parallel zu der zu schützenden Oberfläche verlaufen, erstreckende Schicht gebildet wird, - - Aufbringen zumindest eines Dichtmittels,
- - wobei das zumindest eine Dichtmittel derart beschaffen ist, dass es bei Kontakt mit typischen Umgebungsstoffen wie Wasser und/oder Luft das Festkörpervolumen des Oberflächenschutzsystems steigert.
- - Application of at least a first portion of a matrix material - such as concrete or mortar -, which preferably comprises mineral substances, on at least one surface to be protected in such a way that one extends predominantly in a first main direction of extent
X and a second main direction of extentY which extend perpendicular to each other and parallel to the surface to be protected is formed, - - applying at least one sealant,
- - wherein the at least one sealant is designed in such a way that it increases the solid body volume of the surface protection system when it comes into contact with typical environmental substances such as water and / or air.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Langfasern des Bewehrungssystems vor dem Einlegen des Bewehrungssystems in das Matrixmaterial zumindest teilweise mit zumindest einem Schüttgutmaterial beschichtet werden. Die Vorteile einer Beschichtung mit einem Schüttgutmaterial wurden bereits in den vorstehenden Abschnitten erläutert. Vorteilhafterweise umfasst das Schüttgutmaterial Sand. Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Schüttgutmaterial Quarzsand umfasst. Vorteilhafterweise wird das Schüttgutmaterial mit Hilfe einer einstellbaren Streuvorrichtung auf die Langfasern aufgebracht. Die Streuvorrichtung umfasst einen Behälter mit zumindest einem Loch, wobei das Schüttgutmaterial, vorzugsweise durch Einwirken der Schwerkraft, durch das Loch fallend auf die Langfasern aufgebracht wird. Die Streuvorrichtung kann eine Einstellvorrichtung umfassen, mit der der Querschnitt des Loches teilweise überdeckt werden kann, um die Menge des Schüttgutmaterials zu regulieren. Alternativ kann die Beschichtung mit einem Schüttgutmaterial derart auf die Langfasern aufgebracht werden, dass die Langfasern unter Kontakt mit dem Schüttgutmaterial durch ein Behältnis geführt werden, welches mit dem Schüttgutmaterial gefüllt ist. Vorteilhafterweise sind die Langfasern hierfür mit einer Polymermatrix getränkt, die noch nicht ausgehärtet ist.Further advantages result if the long fibers of the reinforcement system are at least partially coated with at least one bulk material before the reinforcement system is inserted into the matrix material. The advantages of coating with a bulk material have already been explained in the previous sections. The bulk material advantageously comprises sand. It is particularly advantageous if the bulk material comprises quartz sand. The bulk material is advantageously applied to the long fibers with the aid of an adjustable spreading device. The scattering device comprises a container with at least one hole, the bulk material being applied falling through the hole onto the long fibers, preferably by the action of gravity. The spreading device can comprise an adjusting device with which the cross section of the hole can be partially covered in order to regulate the amount of the bulk material. Alternatively, the coating with a bulk material can be applied to the long fibers in such a way that the long fibers, in contact with the bulk material, are guided through a container which is filled with the bulk material. For this purpose, the long fibers are advantageously impregnated with a polymer matrix that has not yet hardened.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Langfasern zum Beschichten mit einer aushärtbaren Polymermatrix, die vorzugsweise einen Duroplast umfasst, getränkt werden. Vorteilhafterweise wird die Polymermatrix nach dem Beschichten mit dem zumindest einen Schüttgutmaterial ausgehärtet, bevor das Bewehrungssystem in das Matrixmaterial eingelegt wird. Auf diese Weise wird das Schüttgutmaterial stoffschlüssig mit dem Bewehrungssystem verbunden und kann ohne Verwendung eines zusätzlichen Klebstoffes in bestehende Herstellungsprozesse integriert werden.It has proven to be advantageous if the long fibers are impregnated for coating with a curable polymer matrix, which preferably comprises a thermoset. After coating with the at least one bulk material, the polymer matrix is advantageously cured before the reinforcement system is inserted into the matrix material. In this way, the bulk material is firmly connected to the reinforcement system and can be integrated into existing manufacturing processes without the use of an additional adhesive.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn das Dichtmittel vor dem Aufbringen des zumindest einen ersten Anteils des Matrixmaterials mit dem Matrixmaterial vermengt wird und das Dichtmittel gemeinsam mit dem Matrixmaterial aufgebracht wird. Die beiden zuvor beschriebenen Verfahrensschritte des Aufbringens des ersten Anteils des Matrixmaterials und das Aufbringen des Dichtmittels können auf diese Weise in einem gemeinsamen Verfahrensschritt erfolgen. Das Dichtmittel ist dann vorzugsweise gleichmäßig in einer von dem Matrixmaterial gebildeten Schicht enthalten.Further advantages result if the sealant is mixed with the matrix material before the application of the at least one first portion of the matrix material and the sealant is applied together with the matrix material. The two previously described method steps of applying the first portion of the matrix material and the In this way, the sealant can be applied in a common process step. The sealant is then preferably contained uniformly in a layer formed by the matrix material.
Vorteilhafterweise wird nach dem Einlegen des Bewehrungssystems in das Matrixmaterial ein zweiter Anteil des Matrixmaterials auf dem ersten Anteil des Matrixmaterials und dem Bewehrungssystem aufgebracht. So kann einerseits sichergestellt werden, dass das Bewehrungssystem von der zu schützenden Oberfläche beabstandet ist und dennoch von allen Seiten mit einer ausreichend großen Menge des Matrixmaterials umgeben ist.Advantageously, after the reinforcement system has been placed in the matrix material, a second portion of the matrix material is applied to the first portion of the matrix material and the reinforcement system. In this way it can be ensured on the one hand that the reinforcement system is spaced apart from the surface to be protected and is nevertheless surrounded on all sides with a sufficiently large amount of the matrix material.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Aufbringen des Matrixmaterials eine Schicht, die das zumindest eine Dichtmittel enthält, aufgebracht, wobei die Schicht vorzugsweise mineralische Stoffe umfasst. Die Schicht enthält vorteilhafterweise Beton oder Mörtel. Das Dichtmittel ist vorteilhafterweise im Wesentlichen gleichmäßig in der Schicht verteilt. Eine derartige Schicht, die vor dem Aufbringen des Matrixmaterials auf die zu schützende Oberfläche aufgebracht wird, stellt eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der zu schützenden Oberfläche und dem Matrixmaterial her und bietet einen zusätzlichen Schutz vor eindringendem Wasser zwischen der zu schützenden Oberfläche und dem Matrixmaterial. Die Schicht ist im Sinne dieses Schutzrechts ein Teilvolumen des schichtförmigen Oberflächenschutzsystems, das ein Dichtmittel enthält.In a particularly advantageous embodiment of the method, a layer containing the at least one sealant is applied before the matrix material is applied, the layer preferably comprising mineral substances. The layer advantageously contains concrete or mortar. The sealant is advantageously distributed essentially uniformly in the layer. Such a layer, which is applied to the surface to be protected before the matrix material is applied, creates a material connection between the surface to be protected and the matrix material and offers additional protection against water penetration between the surface to be protected and the matrix material. For the purposes of this property right, the layer is a partial volume of the layered surface protection system that contains a sealant.
Vorteile ergeben sich auch, wenn das Verfahren zusätzlich die nachfolgenden Schritte aufweist: vor dem Aufbringen des zumindest einen ersten Anteils des Matrixmaterials wird Material eines Betonbauteils zumindest teilweise abgetragen, und durch den Abtrag dieses Materials wird die zu schützende Oberfläche erzeugt. Vorzugsweise weist das Betonbauteil eine Bewehrung auf. Diese Verfahrensschritte können dem Verfahren zum Beispiel im Zuge einer Betoninstandsetzung hinzugefügt werden. Das abgetragene Material des Betonbauteils ist dann vorteilhafterweise eine Betondeckschicht, die die Bewehrung des Betonbauteils bedeckt. Die Betondeckschicht kann Defekte, wie Risse oder Fehlstellen enthalten, die durch den Abtrag des Materials entfernt werden, um anschließend mit dem schichtförmigen Oberflächenschutzsystem wieder ein qualitativ hochwertiges und fehlerfreies Bauteil mit langer Lebensdauer herzustellen. Zusätzlich entsteht durch den Materialabtrag ein Bauteil mit möglichst geringer Schichtdicke, was zum Beispiel bei Anwendung des Bauteils als Fahrbahn in einer Tiefgarage von großer Bedeutung ist.
-
1 1 zeigt ein Betonbauteil (2 ) mit einem schichtförmigen Oberflächenschutzsystem (1 ), das ein Bewehrungssystem (6 ) umfasst. -
2 2 zeigt eine Langfaser (7 ), die eine Beschichtung (9 ) mit einem Schüttgutmaterial (8 ) und einer Polymermatrix (10 ) aufweist. -
3 3 zeigt ein Betonbauteil (2 ) mit einem schichtförmigen Oberflächenschutzsystem (1 ), Kurzfasern (14 ) und einem Teilvolumen (17 ), das ein Dichtmittel (4 ) enthält. -
4 4 zeigt das Betonbauteil (2 )aus 1 , das einen Riss (18 ) aufweist. -
5 5 zeigt das Betonbauteil (2 )aus 4 , wobei der Riss (18 ) verschlossen ist.
-
1 1 shows a concrete component (2 ) with a layered surface protection system (1 ), which has a reinforcement system (6th ) includes. -
2 2 shows a long fiber (7th ) that have a coating (9 ) with a bulk material (8th ) and a polymer matrix (10 ) having. -
3 3 shows a concrete component (2 ) with a layered surface protection system (1 ), Short fibers (14th ) and a partial volume (17th ), which is a sealant (4th ) contains. -
4th 4th shows the concrete component (2 ) theend 1 that has a crack (18th ) having. -
5 5 shows the concrete component (2 ) the end4th , where the crack (18th ) is closed.
Die
Die
Die
Die
In einem erfindungsgemäßen Betonbauteil
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Schichtförmiges OberflächenschutzsystemLayered surface protection system
- 22
- BetonbauteilConcrete component
- 33
- MatrixmaterialMatrix material
- 44th
- Dichtmittelsealant
- 55
- zu schützende Oberflächesurface to be protected
- 66th
- BewehrungssystemReinforcement system
- 77th
- LangfaserLong fiber
- 88th
- SchüttgutmaterialBulk material
- 99
- BeschichtungCoating
- 1010
- PolymermatrixPolymer matrix
- 1111
- FaserstrangFiber strand
- 1212th
- KnotenpunktJunction
- 1313th
-
Schichtdicke des schichtförmigen Oberflächenschutzsystems (
1 )Layer thickness of the layered surface protection system (1 ) - 1414th
- KurzfaserShort fiber
- 1515th
-
Tragschicht des Betonbauteils (
2 )Base course of the concrete component (2 ) - 1616
-
Hauptbewehrung der Tragschicht (
15 )Main reinforcement of the base course (15th ) - 1717th
- TeilvolumenPartial volume
- 1818th
- RissCrack
- 1919th
- zusätzliches Festkörpervolumenadditional solid volume
- 2020th
- BewehrungsstabRebar
- 2121
- FaserrichtungGrain direction
- 2222nd
- Vorsprunghead Start
- XX
- Erste HaupterstreckungsrichtungFirst main direction of extent
- YY
- Zweite HaupterstreckungsrichtungSecond main direction of extent
- ZZ
- DickenrichtungThickness direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- AT 521434 B1 [0002]AT 521434 B1 [0002]
Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
- „A Review of Self-Healing for Damage Management of Structures‟, De Belie et al., Advanced Material Interfaces, Mai 2018 [0001]"A Review of Self-Healing for Damage Management of Structures", De Belie et al., Advanced Material Interfaces, May 2018 [0001]
- De Belie et al., Advanced Material Interfaces, Mai 2018 [0005]De Belie et al., Advanced Material Interfaces, May 2018 [0005]
Claims (21)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202021103918.3U DE202021103918U1 (en) | 2021-07-22 | 2021-07-22 | Layered surface protection system |
EP22182270.3A EP4122899A1 (en) | 2021-07-22 | 2022-06-30 | Layered surface protection system |
Applications Claiming Priority (1)
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DE202021103918U1 true DE202021103918U1 (en) | 2021-08-02 |
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CN114878755A (en) * | 2022-05-26 | 2022-08-09 | 福建省禹澄建设工程有限公司 | Method for detecting quality defects of heat-insulating wall of frozen warehouse |
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-
2021
- 2021-07-22 DE DE202021103918.3U patent/DE202021103918U1/en active Active
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---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
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