DE2348158A1

DE2348158A1 - Betonkonstruktion und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2348158A1
Application number: DE19732348158
Authority: DE
Inventors: Shinobu Uogaeshi
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1972-09-25
Filing date: 1973-09-25
Publication date: 1974-04-18
Also published as: JPS4953617A; CA1046304A; AU6050273A; IT993420B; BR7307433D0; JPS5247252B2; GB1447775A

Description

Dr. F. Zumsteln sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - DIpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.

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TELEX 529979

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8 MÜNCHEN 2.

BRÄUHAUSSTRASSE 4/III TEIJIN LIMITED, Osaka, Japan

Case F-1122-K323

Betonkonstruktion und Verfahren zu deren Herstellung

Die Erfindung betrifft Betonkonstruktionen und ein Verfahren zu deren Herstellung. Die Erfindung betrifft insbesondere Betonkonstruktionen, die in ihrem Körper kurze Fasern und Gewebestücke in miteinander verschlungenem Zustand aufweisen, und die somit einen hohen Widerstandsgrad gegen innere und äußere Veränderungen haben. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen derartiger Konstruktionen.

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Wenn das Erhärten einer Betonkonstruktion fortschreitet, geht normalerweise die in der hydraulischen Substanz enthaltene Feuchtigkeit verloren. Zusätzlich findet als Ergebnis der V7irkung äußerer Zustände eine Voluir.enänderung einer Eetonkonstruktion statt. Die Folge ist, daß sich in der Oberfläche und im Innern der Konstruktion Sprünge bilden. Beim Fortschreiten des Ei'rtens findet bei den bereits gebildeten Sprüngen ein Wachsen statt und es bilden sich große Sprünge, die eine Zunahme der Frost- und Tauwirkung, der Erosion und der Ausblühung ergeben, nit der Folge, daß die Neutralisierung der Konstruktion beschleunigt und deren Eigenschaften verschlechtert werden. Besonders in dem Fall, in dem diese Sprünge in der Oberfläche der Konstruktion ausgebildet sind, ist das Aussehen beeinträchtigt und ergibt eine Verminderung des Eandelsvrerts dieses Erzeugnisses.

Folglich ist die Vermeidung der Bildung von Rissen in Eetonkonstruktionen ein Probier, von höchster Bedeutung iir Bauingenieurwesen und in der Bauindustrie. Es wurden somit verschiedenartige, verbesserte Verfahren in der Vergangenheit vorgeschlagen. Als ein derartiges Verfahren kann z.B. ein solches erwähnt werden, bei dem in den grünen (ungehärteten) Beton ein Treibzusatz eingelagert ist, bei dem ein Zement mit geringem Schwund verwendet wird, bei dem das Gewichtsverhältnis von V.'asser zu hydraulischer Substanz vermindert wird (d.h. ein Verfahren bei den das Verhältnis der hydraulischen Substanz ii?. grünen Beton vergrößert ist), oder bei dem Verstärkungsstäbe in die Betonkonstruktion eingebettet werden, wodurch der Schwund des Betons gehemmt und die auf den Schwund beruhende, innere Spannung verteilt wird.

Jedoch keine der durch diese Verfahren erhaltenen Ee.tonkonstruktionen hat ein Niveau erreicht, das von Standpunkt der Qualität der Konstruktion sowie der Wirtschaftlichkeit zufriedenstellend ist. Es hat folglich bis heute noch kein Beispiel gegeben, bei dem in der Verhinderung dieser Sprünge ein Erfolg erzielt wurde.

40981S/0347 _8AD original

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, bei den oben genannten Nachteilen der herkömmlichen Betonkonstruktionen Verbesserungen zu erzielen und voll taugliche Betonkonstruktionen vorzusehen. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Es wurde gefunden, daß Betonkonstruktionen, die in ihrem Körper kurze Fasern und Gewebestücke in verschlungenem Zustand auf-· wiesen, sich in Einklang mit den oben genannten Zielen der Erfindung befanden, und daß derartige Betonkonstruktionen dadurch hergestellt v/erden konnten, daß zuerst die Gewebe und ein homogener 'Zementbrei hergestellt wurden, der auö Wasser, "' aus einer hydraulisch oder in Luft abbindenden Substanz und aus kurzen Fasern bestand, daß anschließend daran dem Zementbrei ein Abbinden in einem derartigen Zustand-gestattet

und
wurde / daß eine ausreichende Berührung zv7ischen den Geweben und den; Zementbrei in einem noch ungehärteten Sustand nicht behindert wurde, und zwar mit oder ohne Verwendung einer Form..

Die Gewebe befinden sich vorzugsweise in.den Oberflächenbereichen eier lietonl.onstruktion nach der vorliegenden Erfindung. Das Gewebe r-u.T· jcrloch nicht untedireft über die ganzen 01 erflächenbereiche verteilt sein, sondern kann in nur einem Teil der Oberflächenbereiche verteilt sein, um die besonderen Erfordernissen der beabsichtigten Konstruktion zu erfüllen. Mit dem hier verwendeten rf.usüruck "Oberfläckenbereich" ist nur die Oberfläche gemeint, d.h. die äußerste Fläche der Konstruktion, die in Berührung Eilt der Ur.gebungsluft steht. T-r. versteht sich jedoch, üdß uer Bereich bis zu einer geringen Tiefe innerhalb der Oberfläche der- Konstruktion auch Kit eingeschlossen ist. Der wie eben beschrieben in einen". Obcrflltchenbereich angeordnete Stoff ist durch cie ddnne Zeiuentnörtelschicht sichtbar, wenß er von der Außenseite der Eetonkonstruktion betrachtet wird.

Das Gewebe kann nicht nur in den Oberflächenbereichen der Betonkonstruktion, sonuern auch im inneren Bereich der Konstruktion

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angeordnet werden. Das im inneren Bereich angeordnete Gewebe muß nicht parallel zum Gewebe im Oberflächenbereich angeordnet sein. Solange die Gleichmäßigkeit der Anordnung aufrechterhalten bleibt, gibt es, was die Richtung und die Form, in der das Gewebe angeordnet ist, keine Einschränkungen. Das Gewebe muß nicht unbedingt breit, sondern kann auch schmal sein, etwa wie ein Band, Streifen usw.

der Betonkonstruktion eier vorliegenden Erfindung ist es notwendig, daß die kurzen Fasern im Körper der Konstruktion gleichförmig verteilt vorliegen und daß diese kurzen Fasern mit den genannten Geweben genügend verschlungen sind. Um diesen Erfordernissen -zu genügen, werden das Gewebe und die kurzen Fasern bei der vorliegenden Erfindung in der folgenden Weise ausgewählt.

Es kann jedes Gewebe verwendet werden, ohne Rücksicht darauf, ob es ein gewebtes, gestricktes oder ungewebtes Gewebe ist oder ohne Rücksicht auf die Größe oder Dichte des den Stoff bildenden Garns, vorausgesetzt, daß es ein solches ist, bei dem die Webung ausreichend offen ist, um den Durchtritt des Zementbreis zu gestatten. Aus wirtschaftlichen Überlegungen heraus wird jedoch ein Gewebe mit grober Struktur an· meisten bevorzugt. Von diesen grobstrukturierten Geweben v/ird für gewöhnlich der Stoff mit ebener Webung bevorzugt verwendet, bei dem Kette und Schuß aus einem Garn mit einer Feinheitsnummer von 5 bis bestehen, während die Dichte von Kette und Schuß 4 bis 10 Fäden je cm beträgt. Diese Stoffe können solche sein, die aus den folgenden Fasern zusammengesetzt sind: Zellulosefasern (Rayon und Azetat), Polyamidfasern, Polyvinylalkoholasern, Polyvinyli denchloridfasern, Polyvinylchloridfasern, Polyesterfasern, Polyakrylonitrilfasern, Polyäthylenfasern, Polypropylenfasern, Polyurethanfasern, Metallfasern, Glasfasern, Pflanzenfasern (z.B. Baumwoll- und Bastfasern), Tierhaarfasern, Seiden- oder Asbestfasern.

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Andererseits können als kurze Fasern irgendwelche der oben genannten, die Gewebe bildenden Fasern verwendet v/erden unabhängig davon, ob sie natürliche, halbsynthetische, synthetische, organische oder anorganische Fasern sind, vorausgesetzt, daß sie einen Durchmesser von 5 bis 100 Mikron und eine Länge von 5 bis 30 mm, vorzugsweise 10 bis 20 mm,haben. Wenn die kurzen Fasern einen größeren Durchmesser als 100 Mikron oder eine kürzere Länge als 5 mm haben, ergeben sich beim Ineinanderverschlingen mit dem Gewebe Schwierigkeiten. Wenn andererseits der Durchmesser der Fasern kleiner als 5 Mikron ist oder ihre Länge 30 mm übersteigt, ergeben sich Schwierigkeiten beim gleichmäßigen Verteilen der kurzen Fasern im Körper der Betonkonstruktion. Die kurzen Fasern werden vorzugsweise in einer Men ge von 0,2 bis 2 Gew.-% verwendet, bezogen auf den in der Betonkonstruktion enthaltenen Zement.

Der Körper der Betonkonstruktion wird durch ein gehärtetes Erzeugnis eines Zement enthaltenden Aggregats gebildet. Als Zement können alle hydraulisch oder in Luft abbindenden Substanzen verwendet werden, die bisher für gewöhnlich im Bauingenieurwesen und in der Bauindustrie verwendet wurden. Für gewöhnlich verwendbar sind z.B. Portlandzement, Magnesiazement, Tonerdezement und die Mischungen von siliziumhaltigem Sand oder Kalk (diese letztere Mischung bindet mit einer hydrothermischen Reaktion ab). Falls erforderlich, können in den Körper der lietonkonstruktion auch Luftblasen gemäß herkömmlichen Verfahren eingelagert werden.

Bei der erfindungsgemäßen Betonkonstruktion, in der Gewebe in den OLerflächenzonen der Konstruktion vorhanden ist, bilden sich nicht leicht Risse in der Oberfläche. Soiuit ist ihr sichtbarer Uert verbessert. Andererseits kann bei einer erfindungsger.iäßen betonkonstruktion, in der das Gewebe sowohl in den Oberfltichenbereichen als auch im Innenbereich der Konstruktion vorhanden ist, die Eildung von Rissen nicht nur in der Oberfläche der Konstruktion, sondern auch in deren inneren Teil verhiiiuert worden. Daß die erfinclungsgemäße iJetonl-.onstruktion

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wie beschrieben derartige Rißverhinderungseffekte zeigt, hat vermutlich den folgenden Grund. Es wird när.lich rr.lt den in; Körper der Konstruktion gleichmäßig verteilten kurzen Fasern und mit der Ineinanderverschlingung des iiu Körper vorhandenen Gewebes die während des Härtens und Schwindens des Zeir.entbreis eingetretene innere Spannung über die Konstruktion ohne lokale Konzentration verteilt. Die Eildung von Hissen wird folglich vermieden. Die Wichtigkeit der Verschlingung der kurzen Fasern mit dem Gewebe in dieser Erfindung ergibt sich aus der Tatsache, daß sogar, wenn ein Gewebe mit Mörtel an irgendeine Oberfläche einer in üblicher Weise gehärteten Eetonkonstruktion oder die Oberfläche einer gehärteten Betonkonstruktion, in der kurze Fasern verteilt wurden, geklebt wird, ein derartiges Kleben eines Gewebes beim Verhindern der Oberflächenrisse der oben genannten Konstruktionen nutzlos ist, äa zwischen allen kurzen Fasern und dem Gewebe keine Ineinanderverschlingung vorhanden ist.

Wie oben erwähnt, bilden sich in der Betonkonstruktion der vorliegenden ^Erfindung nicht leicht Risse. Zusätzlich besitzt die erfindungsgemäße Betonkonstruktion einen Widerstand gegen Frieren und Tauen, Erosion und Ausblühung. Besonders im Fall einer dünnen Tafel in der Größenordnung von O,5₍ bis 5 cm übertrifft sie in hohem Maße andere dünne Tafeln mit Verstärkungsstäben aus Eisen und ist diesen weitaus überlegen. Es ist folglich möglich, die erfindungsgemäßen Betonkonstruktionen für verschiedenartige, durch frühere Erfahrungen nicht bekannte Zwecke zu verwenden.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Betonkonstruktionen, können je·nach ihrer Art verschiedene Methoden angewendet werden. Allgemein gesagt ist es möglich, die erfindungsgenäßen Betonkonstruktionen, die in ihrem Körper die miteinander verschlungenen kurzen Fasern und Gewebe enthalten, durch ein Verfahren herzustellen, das darin besteht, daß die Gewebe und ein homogener Zementbrei hergestellt werden, der aus V/asser,

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einer hydraulisch oder an Luft abbindenden Substanz und kurzen Fasern besteht, und daß dann ohne Verwendung einer Form dem Zementbrei ein Abbinden in einem derartigen Zustand gestattet wird, daß eine genügende Berührung zwischen den Geweben und dem Zementbrei in dessen noch ungehärtetem Zustand nicht behindert wird, vorzugsweise in einem Zustand, daß die Gewebe in der endgültigen Betonkonstruktion Stellungen in den Oberflächenbereichen (und dem inneren Bereich) einnehmen können. Die speziell für jede der Konstruktionsarten beschriebenen Vorgänge sind die folgenden.

Bei einem typischen Verfahren zum Herstellen vorgefertigter Betonkonstruktionen, werden Gewebestücke in einer Form angeordnet. Die Form wird mit Zementbrei aus Wasser, einer hydraulisch oder an Luft abbindenden Substanz und kurzen Fasern angefüllt. Nachdem der Zementbrei abgebunden hat, wird die Form entfernt. Wenn die Gewebe neben den Innenwänden der Form angeordnet werden, wird bei der Anordnung der Gewebe in der Form eine erfindungsgemäße Betonkonstruktion mit Geweben in den Oberflächenzonen erhalten. Werin andererseits ein Gewebestück neben der Innenwand der Form angeordnet wird und gleichzeitig ein getrenntes Gewebestück in dem Raum ungefähr in der Mitte zwischen den Wänden der. Form (d.h. mittels einer Aufhängung) angeordnet wird, wird eine erfindungsgemäße Betonkonstruktion erhalten, in der Gewebe in dem Oberflächenbereich und im inneren Bereich vorhanden sind. In diesem Fall kann die Form entweder senkrecht oder waagerecht sein.

Lin weiteres Verfahren zum Herstellen vorgefertigter Betonr konstruktionen enthält das Auflegen eines Gewebes auf den Boden einer Form, das Gießen auf dieses waagerechte Gewebe und mit einer gewünschten Dicke eines Zementbreis aus Wasser, eine hydraulisch oder an Luft abbindende Substanz und kurzen Fasern, Aushärtenlassen des Zements und anschließendes Entfernen der Form. Nach diesem Verfahren ist es möglich, die erfindungsgemäße Konstruktion in Tafelform leicht herzustellen, in der ein Gewebe

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in eiric-j der Oberflächenzonen der Konstruktion vorhanden ist.

Als Abänderung des obigen Verfahrens kann folgendes Vorgehen angewendet werden. Bei Verwendung einer waagerechten Form der gleichen Art wird ein Gewebe am Boden der Form angebracht, es wird »-j.n Seinentbrei aus Wasser, einer hydraulisch oder an Luft abbindenden Substanz und kurzen Fasern mit einer gewünschten Dicke eingegossen und es wird ein Gewebe auf den eingegossenen Zement!.ι «Ί vor dessen Abbinden angebracht, wobei der,obige Vorgang n.il einer gewünschten Anzahl wiederholt wird, gefolgt vom Abbinciun des Zementbreis und dem anschließenden Entfernen der Form. In diesem Fall wird eine tafelförmige, erfindungsgemäße Konstrui. l ion erhalten, in der sich· ein Gewebe sowohl auf den oberen . i|_;; auch auf den unteren Obcrflächenbercichen und venigsten:. _t;in Gewebe im Inneren der Konstruktion befinden.

Als ein Verfahren zum Bauen einer Betonkonstruktion am Aufstellungsort kann ein solches verwendet werden, das besteht aus dem Eingießen eines Zementbreis aus Wasser, einer hydraulisch oder an Luft^.abbindenden Substanz und kurzen Fasern bis zu einer gewünaclti on Dicke air·. Aufstellungsort mit oder ohne Vervendung einer 1Ί n.., Anbringen eines Gewehes auf den eingegossenen Zementbrc ί vor dessen AbLinden und anschließenues Abbinden des "öifcentl.i .i;.j. ',vird in dieser V/eise gearbeitet, vird eine erfindungsy«.-j...-ir.tj Letonkonstruktion gebaut, in der sich ein Gewebe im ober.-π uberfl^chenbereich befindet.

Anderer.·:.-its kann als v/eiteres Verfahren zum Lauen einer DetonkoiiüLi uktion am Aufstellungsort das folgende Vorgehen angewcnuttt werden, bestehend aus Uirsgießen eines Zementbreis aus i.'asser, einer hydraulisch oder an Luft abbindenden Substanz und kur.-..-ΐι Fasern bis zu einer gewünschten Dicke am Aufstellungsort der Konstruktion mit oder ohne Verwendung einer Form, aus Anbringen oines Gewebes auf den eingegossenen Zementbrei vor dessen .^Minden, aus Wiederholen dieses Vorgangs ir.it einer gewünsclil «:ii Anzahl, gefolgt vom Abbinden des Zeiuentbreis. 'in

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diesen Fall wird eine erfindungsgemäße Betonkonstruktion am Aufstellungsort gebildet, in der sich nicht nur ein Gewebe im oberen Oberflächenbereich, sondern auch wenigstens ein Gewebestück im inneren Bereich der Konstruktion befinden.

Bei der Durchführung des erfinaungsgemäßen Verfahrens wird es bevorzugt, daß das zu verwendende Gewebe vorher mit einer wäßrigen Lösung eines wasserlöslichen Kunstharzes, etwa z.B. Methylzellulose, hydroxylpropylmethylzellulose. Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrrolidon behandelt wird. Wenn ein mit einem derartigen wasserlöslichen Kunstharz behandeltes Gewebe verwendet wird, wird die Vereinbarkeit zwischen dem Gewebe und dem Zementbrei verbessert mit der Folge, daß das .Ineinanderverschlingen zwischen dem Gewebe und den kurzen im Zerr.entbrei verteilten Fasern gefördert wird. Als Folge davon kann eine Betonkons.truktion mit einem hohen Widerstand gegen Außenbedingungen erhalten werden. Besonders in dem Fall einer Betonkonstruktion mit einem Gewebe im Oberflächenbereich tritt die Bildung von Rissen an der Oberfläche sehr selten auf.

Der bei der Herstellung der Betonkonstruktionen nach der vorliegenden Erfindung verwendete Zementbrei kann zusätzlich zum Wasser, zur hydraulisch oder an Luft abbindenden Substanz und zu 'den kurzen Fasern z.B. folgendes enthalten: einen leichten Zusatz, etwa expandierten Schiefer, einen groben Zusatz, etwa Kies, einen feinen Zusatz, etwa Sand, und einen Farbstoff, etwa ■ Pigmente, entsprechend der beabsichtigten Verwendung des sich ergebenden Erzeugnisses. Dieser Zementbrei kann auch eine Chemikalie zum Beschleunigen seines Aushärtens und eine Chemikalie zum schnellen Entwickeln der Festigkeit des ausgehärteten Erzeugnisses aufweisen.

Die erfindungsgemäße Betonkonstruktion hat als Ergebnis der Tatsache, daß die Konstruktion miteinander verschlungene, kurze Fasern und Gewebe in ihrem Körper aufweist, folgende Vorteile:

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(1) Ein abnormales Trocknen der Oberflächenbereiche findet nicht leicht statt, wodurch die Bildung von Rissen aufgrund des Trocknens und Schwindens wirksam vermieden wird.

(2) Die erfindungsgemäßen Betonkonstruktionen haben eine Schlagfestigkeit, die etv/a 1,5 bis 2mal höher ist als diejenige her-

kömmlicher Betonkonstruktionen, während ihre Biegefestigkeit eine Verbesserung von 10 bis 15 % zeigt.

(3) die erfindungsgeraäße Betonkonstruktion mit einem Gewebe in den Oberflächenbereichen ragt besonders mit ihrer Glattheit hervor, während die Erosion der Oberfläche durch ein abtrennendes Mittel oder das Abschälen der Oberfläche aufgrund der Entwicklung von Hitze während der Hydrationsreaktion kaum je auftreten. Ferner haften oberflächendekorative Stoffe, wie Anstriche_/ leicht an der Oberfläche der erfindungsgemäßen Betonkonstruktionen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. JDarin zeigt:

Fig. 1 bis 3 teilweise Schnitte der in Beispiel erhaltenen, tafelförmigen Konstruktion, wobei Fig. 1 ufid 2 Konstruktionen für Kontrollversuche und Fig. 3 die Konstruktion nach der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4 eifij^teilweisen Schnitt einer tafelförmigen Konstruktion nach der vorliegenden Erfindung, die im Beispiel 4 erhalten wurde.

Beispiel Ii

Es werden 450 Gewichtsteile Portlandzement und 146 Gewichtsteile Sand mit 216 Gewichtsteilen Wasser (Verhältnis "Viasscr:Zement = 0,46) zur Herstellung eines Ilörtels gemischt.

Dieser Hörte! wird in eine senkrechte Form r.it den Innenabir.es-

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sungen 900 χ 900 χ 25 nun gegossen und nach dera Aushärten des Mörtels nach 24 Stunden bei 70 % relativer Feuchtigkeit und 25°C wird die Form entfernt. Es wird somit eine tafelförmige Konstruktion mit den Abmessungen von 900 χ 900 χ 25 mm hergestellt. Dies wird als Probestück I bezeichnet. Das in Fig. 1 gezeigte Probestück I ist eine Tafelkonstruktion aus nur dem gehärteten Zementmörtel (a).

Es vnirden 450 Gewichtsteile Portlandzement, 146 Gewichtsteile Sand und 2,25 Gewichtsteile von kurzen Fasern aus Polyvinylchlorid mit einem Durchmesser von 40 Mikron und einer Länge von 15 mm mit 216 Gewichtsteilen Wasser gemischt. ^:' -.■■■-

Der sich ergebende, kurze Fasern enthaltende Mörtel wird in eine Form der gleichen Art wie oben verwendet gegossen und unter identischen Bedingungen wie oben angegeben ausgehärtet, mit der Folge, daß eine Tafelkonstruktion mit den Abmessungen von 900 χ 9OO χ 25 mm erhalten wird. Dies wird als Probestück II bezeichnet. Das in Fig. 2 gezeigte Probestück II ist eine Tafelkonstruktion,, aus gehärtetem Zementmörtel (a), in dem gleichmäßig kurze Fasern (b) aus Polyvinylchlorid verteilt sind.

Als nächstes werden an die gegenüberliegenden,,inneren Wände einer Form der gleichen Art wie oben verwendet (zwei Oberflächen haben die Abmessungen von 900 χ 900 mm) auf die ganzen Flächen ebene Gewebestoffe aus Polyvinylformaldehyd geklebt, in denen Garne mit einer Feinheitsnummer von 20 bei einer Dichte von 4,5 Enden je cm vorhanden sind. In die so hergestellte Form wird der gleiche, Fasern enthaltende ilörtel wie oben beschrieben gegossen, gefolgt vom Aushärten des eingegossenen Mörtels unter identischen Bedingungen wie oben beschrieben zur Bildung einer Tafelkonstruktion mit Abmessungen von 900 χ 9OO χ 25 mm. Dies wird als Probestück III bezeichnet.

Das in Fig. -3 gezeigte Probestück III ist eine Konstruktion, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sich an den oberen und un-

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teren Oberflächenbereichen eines Tafelmaterials aus gehärtetem Zementmörtel (a), in dem sich gleichmäßig verteilte, kurze Polyvinylchloridfasern (b) befinden, die obigen ebenen Gewebestoffe (c) in mit den kurzen Fasern (b) verschlungenem Zustand befinden.

Es wurden von jedem der Probestücke I, II und III zwei Tafeln hergestellt, von denen jede Tafel waagerecht unterstützt wurde, wobei sich der Abstützpunkt 30 cm von einem Ende der Tafel befand, Anschließend daran wurde die Tafel in diesem Zustand in freier Umgebung 16 Wochen lang (April - Juli) stehengelassen, wobei der Stand der Rißbildung während dieser Periode betrachtet wurde.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tafel 1 dargestellt. In dieser Tafel geben die Zahlenwerte die Anzahl der verstrichenen Wochen an (Durchschnittswert von zwei Tafeln). Es wird z.B. für den Fall des Probestücks I gezeigt, daß ein Durchschneiden von Rissen in sechs Wochen eintritt.

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Tafel 1

J,	*·»	Probestück	Keine Bil	Leichte	.Leichte Bil	Leichte Bil	Durch	Fortschrei	Rißbildung
	O		dung von	Bildung	dung von Rissen	dung von Ris	kreuzen	ten der Ris	in großer
	co 00		Rissen	feiner	aufgrund des	sen und Aus	von	se in das	. Zahl
	—»			Risse	Trocknens und	blühung	Rissen	Innere
	co				Schwindens
	"Ν, O	I	0	2	3	4	6	9	16
	CaJ	(Kontrolle)

II	0	2	6 ■■ ■	9			_
(Kontrolle)

III	0	6	16 ·	—	—	-	_
(Erfindung)

Einfache Risse sind verhältnismäßig lang und haben, verglichen mit Haarrissen,
wenig Verzweigungen. .

CO -ΓΟΟ

Im Fall des Probestücks III, das eine gemäß der Erfindung erhaltene Betonkonstruktion war, war sogar nach 16 Wochen nur eine geringe Rißbildung aufgrund des Trocknens und Schwindens vorhanden. Im Gegensatz hierzu waren im Fall der Kontrollprobe-

Rißbildungen
stücke I und II/schon nach drei bzw. sechs Wochen vorhanden. Im ersteren Fall war die Bildung einer großen Anzahl von Rissen nach 16 Wochen vorhanden, während im letzteren Fall die Eildung von einfachen Rissen mit Ausblühung nach 9 Wochen festgestellt wurde.

Beispiel 2;

Es werden .329 Gewichtsteile Portlandzement,780 Gewichtsteile Sand und 1,054 Gewichtsteile Kies reit 194 Gewichtsteilen Wasser (Verhältnis Wasser:Zement = 0,59) zur Bildung eines grünen Betons gemischt.

Dieser Eeton wird in eine senkrechte Form mit Innenabmessungen von 900 χ 900 χ 50 mm gegossen und nach dem Aushärten des Betons

während 25 Stunden bei 70 % relativer Feuchtigkeit und 25°C

Wg d. s G
wird die Form entfernt. Auf diese/wird eine Tafelkonstruktion mit den Abmessungen von 9OO χ 9OO χ 50 mm erhalten. Dies wird als Probestück I bezeichnet.

Es werden 329 Gewichtsteile Portlandzement, 780 Gewichtsteile Sand, 1,054 Gewichtsteile Kies und 1,1 Gevichtsteile kurze Fasern 36 aus Polyvinylformaldehyd mit einem Durchmesser von 36 Mikron und einer Länge von 15 irim mit 194 Gewichtsteilen Wasser gemischt.

Dor sich ergebende, kurze Fasern enthaltende, grüne Seton wird in eine Form der gleichen Art wie oben verwendet gegossen und unter identischen Bedingungen wie oben angegeben ausgehärtet. Auf uifcse V eise wird eine TafelJ-'onstruktion rr.it Abmessungen von 900 χ SOO χ 5O TiT₁ erhalten. Dies wird als Probestück II bezeichnet.

Als nächstes werden auf die gesamter; Oberflächen der gegenüberliegenden, inneren Vände einer Fcrrr von gleicher Art v;ie oben

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verwendet (zv;el Oberflächen haLen c.ie Abmessungen von 900 χ 900 um) ebene Gewebestoffe aus Polyvinylformaldehyd geklebt, in denen Garne reit einem Feinheitsgrad von 20 bei einer Dichte von 4,7 Enden je cm vorhanden sind. In die so hergestellte Fon.; wurde der gleiche, kurze Fasern enthaltende, grüne"Beton, der vorher verwendet vmrde, gegossen, gefolgt durch Aushärten des eingegossenen Betons unter identischen Bedingungen vie oben angegeben. Auf diese üeise wird eine Tafelkonstruktion mit den Abmessungen von 900 χ 900 χ 50 rrr. hergestellt. Dies wird als Probestück III bezeichnet.

Es wurden zwei Tafeln von jedem der Probestücke I_f II und III hergestellt. Jede Tafel wurde waagerecht unterstützt, wobei eier Abstützpunkt 30 era von einer. Ende der Tafel entfernt war. Anschließend daran wurde die Tafel in diesem Sustand in freier Umgebung während 16 Wochen (April - Juli) stehengelassen. Der Sustand der Rißbildung während dieser Periode wurde wie beim Beispiel 1 bestimmt. Die erzielten Ergebnisse sind in der Tafel 2 dargestellt.

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Tafel 2

«Ε» OD

CD

O CO

Probestück	Keine Bil dung von Rissen	Leichte iiildung feiner Risse	Leichte BiI- . dung von Ris sen aufgründe des Trocknens' und Schwindens	Leichte Bil dung von Ris sen und Aus blühung	Durch kreuzen von Rissen	Fortschrei ten der Risse in das Innere	Rißbildung in großer Zahl
I (Kontrolle) II (Kontrolle) III (Erfindung)	O O O	2 5 8	4 9 16 ■	6 . ■ -12	1.1	16	-

Beispiel 3:

600 Gewichtsteile Portlandzement, 150 Gewichtsteile Sand und 720 Gewichtsteile Wasser (Verhältnis Wasser:Zement = 1,2) und auch geeignete Mengen von Saponin und Hydroxpropylmethylzellulose werden gemischt zur Bildung eines schäumenden Mörtels, der zum endgültigen Herstellen eines belüfteten Betons mit einem spezifischen Gewicht von 0,8 verwendet werden soll.

Dieser Mörtel wird in eine senkrechte Form mit Innenabmessungen von 900 χ 900 χ 20 mm gegossen und nach dem Aushärten des eingegossenen Mörtels während 24 Stunden bei 70 % relativer Feuchtigkeit und 25°C wird die Form entfernt'. Hierdurch wird eine Tafelkonstruktion aus belüftetem Beton mit Abmessungen von 900 χ 900 χ 20 mm und einem spezifischen Gewicht von etwa 0,8 erhalten. Dies wird als Probestück I bezeichnet. "

Es werden 600 Gewichtsteile.Portlandzement,, 150 Gewichtsteile Sand, 720 Gewichtsteile Wasser.und 3 Gewichtsteile kurzer Fasern aus Polyamid mit einem Durchmesser von 40 Mikron und einer Länge von 15 mm und^^!eine geeignete Menge von Saponin und Hydroxpropylmethylzellulose gemischt zur Herstellung eines kurze Fasern enthaltenden, schäumenden Mörtels, der zum Herstellen eines belüfteten Betons mit einem spezifischen Gewicht von 0,8 verwendet werden soll.

Dieser Mörtel wird in eine Form der gleichen Art wie oben verwendet gegossen und unter den oben angegebenen Bedingungen.ausgehärtet zur Erzielung einer Tafelkonstruktion mit Abmessungen von 900 χ 900 χ 20 mm aus einem kurze Fasern enthaltenden, belüftetem Beton mit einem spezifischen Gewicht etwa 0,8. Diese Konstruktion wird als Probestück II bezeichnet.

Als nächstes werden auf die gesamten Oberflächen der gegenüberliegenden, inneren Wände einer Form der gleichen Art wie oben verwendet (zwei Oberflächen haben die Abmessungen von 900 χ 900 mm) ebene Gewebestoffe aus einem groben Geflecht, wie es beim Beispiel 1

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verwendet wird, geklebt. In die so hergestellte Form wird der gleiche, kurze Fasern enthaltende, schäumende Mörtel wie oben verwendet gegossen, gefolgt vom Aushärten des eingegossenen Mörtels unter identischen Bedingungen wie oben angegeben, zum Erhalten einer Tafelkonstruktion mit einem spezifischen Gewicht von e"twa 0,8 und mit Abmessungen von 900 χ 900.x 20 mm. Dies wird als Probestück III bezeichnet. Das Probestück III hat eine Konstruktion, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sich" auf den oberen und unteren Oberflächenbereichen eines Tafelmaterials aus gehärtetem, schäumendem Mörtel, in dem gleichförmig kurze Polyamidfasern verteilt wurden, sich die obigen, ebenen Gewebestoffe befinden, wobei die kurzen Fasern und die ebenen Gewebestoffe sich in ineinander verschlungenem Zustand befinden.

Es wurden zwei Tafeln von jedem Probestück I, II und III hergestellt. Jedes wurde waagerecht abgestützt, wobei sich der Abstützpunkt 22,5 cm von einem Ende der Tafel entfernt befand. . Anschließend daran wurde die Tafel in diesem Zustand in Umgebungsluft während 16 Wochen (April - Juli) stehengelassen. Der Zustand der Rißbildung während dieser Periode wurde wie im Beispiel 1 bestimmt. Die erzielten Ergebnisse sind in der Tafel 3 dargestellt.

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Tafel 3

co co

co

Probestück	^e ine 3JiI- uung von Rissen	Leichte Bildung feiner Risse	Leichte Bil dung von Ris sen aufgrund des Trocknens und Schwindens	Leichte Bil dung von Rissen und Ausblühung	Durch kreuzen von Rissen	Fortschrei ten der Risse in das Innere	Rißbil dung in großer Zahl
I (Kontrolle)	O	2	3	4	6	9	16
II (Kontrolle)	O	4	6 " ' V	. 10 .	16	-	-
III (Erfindung)	O	Vt)	.13 ; ··	- ·	■'·—	—

vo I

Durch ein Vorgehen in der gleichen Art wie oben beschrieben vmrden Tafelkonstruktionen mit einem spezifischen Gewicht von etwa 0,5/ 0,6, 1,0 und 1,2 hergestellt und getestet. Die in diesem Fall erzielten Ergebnisse sind im wesentlichen mit den in der Tafel 3 dargestellten identisch.

Beispiel 4;

Es wird eine Zementpaste mit einem Verhältnis Wasser:Zement von 0,4 und mit auf den Zement bezogenen 1,5 Gewichts-% von kurzen Fasern aus Poly-Epsilon-Capramid mit einem Durchmesser von 45 Mikron und einer Länge von 20 mm hergestellt.

Der Boden einer waagerechten Form, deren Bodenabmessungen 3OOx6OOmm betragen, wird mit einem ebenen Gewebestoff der gleichen Art wie im Beispiel 1 verwendet und mit Abmessungen von 300 χ 600 mm bedeckt. Die obige Zementpaste wird dann auf das obige Gewebe mit einer Dicke von 0,5 mm verteilt und es wird vor dem Aushärten der Zementpaste, ein ebener Gewebestoff der gleichen Art wie oben verwendet darübergelegt. Nach der Wiederholung dieser Vorgänge wird ein Druck von 6-7 kg/cm auf die sich ergebende Konstruktion von deren Oberseite her ausgeübt zum Entfernen des überschüssigen Wassers, gefolgt vom Aushärten der Konstruktion v/ährend 5 Stunden in einem unter normalem Druck stehenden Dampf von 60 - 70°C. Anschließend daran wird die Form entfernt. Auf diese Weise wird eine Tafelkonstruktion mit Abmessungen von 300 χ 600 χ 4 mm erhalten. Dies wird als Probestück I bezeichnet. Von diesem Probestück I werden zwanzig Tafeln hergestellt.

Das in Fig. 4 dargestellte Probestück I hat eine Konstruktion, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sich an den oberen und unteren Oberflächenbereichen und dem inneren Bereich des Tafelmaterials aus gehärteter Zementpaste (a), in der die obigen kurzen Fasern (b) gleichmäßig verteilt sind, die obigen, ebenen Gewebestoffe (c) befinden, wobei die kurzen Fasern (b) mit den ebenen Gewebestoffen (c) verschlungen sind.

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Zur Kontrolle wird eine Tafelkonstruktion mit Abmessungen von 300 χ 600 χ 4 mm hergestellt aus einer Zementpaste mit einem Verhältnis Wasser:Zement von 0,4. In diesem Fall wird eine gleiche Form wie oben verwendet und das Entfernen des überschüssigen Wassers durch Druckanwendung und das Dampfaushärten werden in der gleichen Weise wie im obigen Fall ausgeführt. Die sich ergebende Konstruktion wird als Probestück II bezeichnet.

Es werden zwanzig Tafeln des Probestücks II hergestellt. Das Probestück II ist. ein Tafelmaterial aus einer gehärteten Zementpaste, enthält jedoch nicht die kurzen Fasern und den ebenen Gewebestoff. * "^: ~ · -' " '"<

Zum Vergleich wurden zwei Probestücke I und II nach der Entfernung der Formen durch Lufttrocknen während drei Wochen* ausgehärtet und dann einem Zerstorungstest unterworfen. Der Zerstorungstest wurde in der folgenden VJeise ausgeführt. Das. zu testende Probestück wurde auf eine auf einem Tisch liegende, runde Stahlstange mit einem Durchmesser von 20 mm gelegt. Das Probestück wurde so ausgerichtet,vdaß es an seinem Mittelteil unterstützt wurde und sich dessen Längsachse unter einem rechten Winkel zur Achse der runden Stange befand. Die beiden Enden des Probestücks wurden dann herabgedrückt bis eine Berührung mit dem Tisch stattfand. Es wurde beobachtet, ob ein Bruch des Probestücks in diesem Fall stattfand.

Die Ergebnisse des Tests zeigten, daß von den 20 Tafeln nur eine für den Fall des Beispiels I (Versuch nach der vorliegenden Erfindung) gebrochen war, während 19 Tafeln von den 20 Tafeln im Fall des Probestücks II (Kontrolle) gebrochen waren.

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Claims

Patentansprüche

[ 1.jBetonkonstruktion, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Körper der. Konstruktion kurze Fasern und wenigstens ein Gewebestück in verschlungenem Zustand befinden.

2. Betonkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Gewebe in einem Oberflächenbereich der Konstruktion befindet. ...... . = ■

3. Betonkohstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gewebe in den Oberflächenbereichen und im inneren Bereich der Konstruktion befinden.

4. Betonkonstruktion" nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe ein ebener Gewebestoff ist, in dem sich Garne mit einem Feinheit sgr'ad von 5-30 bei einer Dichte von 4-10 Enden je cm befinden. . ^:

5. Betonkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen Fasern einen Durchmesser von 5 - 100 liikron und eine Länge von 5 - 30 ram haben.

6. Betonkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen Fasern iir. Körper mit einem Anteil von auf den Zeiuent bezogenen 0,2 - 2 Gewichts-% enthalten sind.

7. iietonkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in: Körner Luftblasen enthalten sind.

6. Verfahren zur Herstellung einer Letonkonstruktion, die in ihren,. Körper kurze Fasern und wenigstens ein Gewebestück in verschlungener.. Sustand enthält, gekennzeichnet durch Anordnung wenigstens eines Gewebestücks in einer Forrr., Gießen eines Zementbreis aus Wasser, kurzen Fasern und einem aus einer

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Gruppe von hydraulisch oder an Luft abbindenden Substanzen ausgewählten Material in die Form, Abbinden des Zementbreis und anschließendes Entfernen der Form.

9. Verfahren zur Herstellung einer Betonkonstruktion, die in ihrem Körper kurze Fasern und wenigstens ein Gewebestück in verschlungenen Zustand enthält, gekennzeichnet durch waagerechtes Gießen in eine Form bis zu einer gewünschten Dicke eines Sementbreis aus VTasser, einem aus einer Gruppe von hydraulisch oder an Luft abbindenden Substanzen ausgewählten Material und kurzen Fasern, Anordnen auf dem gegossenen Zementbrei eines Gewebestücks vor dem Erhärten des Zeir.entbreis und anschließendes Abbinden des Zementbreis.

10. Verfahren zur Herstellung einer Betonkonstruktion," die in ihrem Körper kurze Fasern und wenigstens ein Gewebestück in verschlungenem Zustand enthält, gekennzeichnet durch,waagerechtes Gießen bis zu einer gewünschten Dicke eines Zementbreis aus Wasser, einem aus einer Gruppe von hydraulisch oder an Luft abbindenden Substanzen ausgewähltem Material und aus kurzen Fasern, Anordnen auf dem gegossenen Zementbrei eines Gewebestücks vor dem Erhärten des Sementbreis, Wiederholen des obigen Vorgangs mit einer gewünschten Anzahl und anschließendes Abbinden des Zementbreis.

11. Verfahren zur Herstellung einer Betonkonstruktion, die in ihrer. Körper kurze Fasern und wenigstens ein Gewebestück in verschlungenem Zustand enthält, gekennzeichnet durch Anordnen eines Gewebestücks am Boden einer Form, waagerechtes Gießen in die Form auf das Gewebe bis zu einer gewünschten Dicke eines Zementbreis aus VTasser, einem aus einer Gruppe von hydraulisch oder an Luft abbindenden Substanzen ausgewählten Material und kurzen Fasern, Abbinden des Zementbreis und anschließendes Lntfernen der Form.

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12. Verfahren zur Herstellung einer Eetonkonstruktion, die in ihrem Körper kurze Fasern und wenigstens ein Gewebestück in verschlungenen Zustand enthält, gekennzeichnet durch Anordnen eines Gewebestücks am Eoden einer Form, waagerechtes Gießen in die Form auf das Gewebe bis zu einer gewünschten Dicke eines lleinentbreis aus Wasser, einera aus einer Gruppe von hydraulisch oder an Luft abbindenden Substanzen ausgewählten Material und kurzen Fasern, Anordnen eines Gev.ebestücks auf den gegessenen Zercentbrei vor dessen Erhärten, Wiederholen der vorhergehenden Vorgänge mit einer gewünschten· Anzahl, Abbinden des Zeiuentbreis und anschließendes Entfernen der Form.

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