DE2352843A1 - Multi-layer lightweight part-concrete building panel - with outer layers of tensile-stress-absorbing material fresh bonded in successive stages - Google Patents

Multi-layer lightweight part-concrete building panel - with outer layers of tensile-stress-absorbing material fresh bonded in successive stages

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DE2352843A1 DE19732352843 DE2352843A DE2352843A1 DE 2352843 A1 DE2352843 A1 DE 2352843A1 DE 19732352843 DE19732352843 DE 19732352843 DE 2352843 A DE2352843 A DE 2352843A DE 2352843 A1 DE2352843 A1 DE 2352843A1
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Abstract

The panel, for roofs, ceilings or other building elements, comprises a core layer of light concrete with a piled porous configuration, such as expanded clay concrete, pumice-concrete, etc. with two outside closed layers, with all the materials fully mechanically built in, and with the whole thickness of the slab being statically effective. The outer sealed layers are pref. or mortar cement with embedded corrosion-resistant fibres or similar material, accommodating the tensile stresses occurring in corresponding strength, and bonded to the core layer as one fresh material on another in successive working stages. The fibre reinforcement may run lengthways, or be embedded in two or three dimensions. The outer layers may be of plaster or plastic mortar or similarly effective agglomerating compounds, with a corresponding bonding material in the light concrete.

Description

DR. INQ. HANS LICHIi · DIPL.-INQ. HEINER LICHTIDR. INQ. HANS LICHIi DIPL.-INQ. HEINER LICHTI

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

KARLSRUHE-DURLACH · QRÖTZINQER STRASSE 61 2352843KARLSRUHE-DURLACH QRÖTZINQER STRASSE 61 2352843

TELEFON (07Ϊ1) 4 11 24TELEPHONE (07Ϊ1) 4 11 24

19„ Oktober 1973 27*7/73 '19 "October 1973 27 * 7/73"

DAHMIT Betonwerke, 8 München kO, Seusser Str. 11DAHMIT Betonwerke, 8 München kO , Seusser Str. 11

Mehrschichtiges plattenförmiges Bauelement aus Beton.Multi-layer plate-shaped construction element made of concrete.

Die Erfindung bezieht sich auf mehrschichtige plattenförmige Bauelemente, bestehend aus einer Kernschicht aus Leichtbeton mit haufwerksporigem Gefüge und zwei äußeren gefügedichten Schichten.The invention relates to multilayer plate-shaped Construction elements consisting of a core layer made of lightweight concrete with a structure with pores and two outer layers structured layers.

Platten, wie Dach- oder Deckenplatten aus Leichtbeton mit haufwerksporigem Gefüge, z.B. aus Blähton-Beton, Bimsbeton od. dgl., sind bekannte Sie werden zumeist als HohldielenPanels such as roof or ceiling panels made of lightweight concrete with a structure with pores and pores, e.g. made of expanded clay concrete, pumice concrete or the like, are known They are mostly as hollow planks

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hergestellt und erhalten zur Aufnahme der Zugspannungen, die aus Biegebeanspruchungen beim Transport oder nach dem Einbau herrühren, eine Bewehrung aus Stahl„ Dabei wird in der Regel im oberen Bereich des Bauelementes die Transportbewehrung, im unteren Bereich die tragende Bewehrung eingelegtemanufactured and received to absorb the tensile stresses resulting from bending stresses during transport or after Installation originate from steel reinforcement usually the transport reinforcement in the upper area of the structural element, the load-bearing reinforcement is inserted in the lower area

Bei einer bekannten Ausführungsform ist die Bewehrung in Form von Spanndrähten in den beiden äußeren gefügedichten Schichten angeordnet. Bei größerer Breite der Platte muß zusätzlich eine Querbewehrung eingebracht werden, wobei diese Bewehrung nur von Hand eingebaut werden kann. Die Betonüberdeckung der Bewehrung, die an Ober- und Unterseite vorhanden sein muß, kann keine Zugspannungen aufnehmen, vergrößert also nur unnötig die Plattenstärke. Die relativ starken gefügedichten Schichten bestehen aus Schwerbeton, so daß die gesamte Platte relativ schwer ist. Damit wird gerade der Vorteil des Leichtbetons, nämlich sein geringes Gewicht, teilweise wieder zunichte gemacht» Die Platten konnten sich deshalb in größerem Umfang nicht durchsetzen.In a known embodiment, the reinforcement is in Arranged in the form of tension wires in the two outer structured layers. With a larger width of the plate must In addition, a transverse reinforcement can be introduced, whereby this reinforcement can only be installed by hand. the Concrete covering of the reinforcement on the top and bottom must be present, cannot absorb any tensile stresses, so it only increases the panel thickness unnecessarily. The relatively strong ones Structurally dense layers consist of heavy concrete, so that the entire plate is relatively heavy. That just becomes the advantage of the lightweight concrete, namely its low weight, was partly destroyed again not enforce on a larger scale.

Bei den üblichen Bauelementen des eingangs zitierten Aufbaus wird die Bewehrung statt dessen in die Kernschicht eingelegt. Wegen der offenen Porigkeit dieser Kernschicht muß die Bewehrung gegen Korrosion geschützt werden» Dies geschieht im allgemeinen durch eine etwa 1 cm starke Umhüllung des Stahls aus gefügedichtem Beton» Statt dessen kann der Korrosionsschutz auch durch Verzinken der Stähle oder Beschichten mit Bitumenkautschuk etc, erreicht werden, doch ist dieser Korrosionsschutz deshalb nicht befriedigend, weil einerseits zwischen dem Zink und der basischen Zementschlämme chemische Reaktionen stattfinden können, anderer-In the case of the usual components of the structure cited at the beginning, the reinforcement is instead placed in the core layer. Because of the open pores of this core layer, the reinforcement must be protected against corrosion »This generally happens through a 1 cm thick covering of the steel made of structurally dense concrete. Instead, the Corrosion protection can also be achieved by galvanizing the steels or coating them with bitumen rubber etc, but this corrosion protection is unsatisfactory because on the one hand between the zinc and the basic cement slurry chemical reactions can take place, other-

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seits jede Art der Oberflächenbehandlung jedenfalls an den Stellen nutzlos ist, an denen für den Einbau eine nachträgliche Verformung des Stahls stattfindet, z.B0 Endhaken angebracht werden» Es wird deshalb in der Praxis der Umhüllung aus gefügedichtem Beton der Vorzug gegeben. Mit diesem Umhüllen soll außerdem ein besserer Verbund zwischen Stahl und Leichtbeton geschaffen werden, da anderenfalls aufgrund des haufwerksporigen Gefüges des Leichtbetons im wesentlichen nur punktförmige Verbindungen zwischen Beton und Stahl vorhanden sind, die nicht ausreichen würden, um die entstehenden Haftspannungen aufzunehmen. Es müssen deshalb an den Bewehrungsstählen Endhaken angeformt werden, die die beiden letztgenannten Möglichkeiten des Korrosionsschutzes praktisch ausschließen·since any type of surface treatment is useless in those places where a subsequent deformation of the steel takes place for the installation, e.g. 0 end hooks are attached. This covering is also intended to create a better bond between steel and lightweight concrete, since otherwise, due to the pore-like structure of the lightweight concrete, there are essentially only punctiform connections between concrete and steel that would not be sufficient to absorb the adhesive stresses that arise. End hooks must therefore be formed on the reinforcing steel, which practically exclude the two last-mentioned options for corrosion protection.

Das Einlegen der Bewehrung muß zumeist von Hand ausgeführt werden, da Länge und Durchmesser der eingebauten Stähle je nach Plattengröße häufig wechseln. Desgleichen kann die Bewehrung kaum maschinell exakt eingeschlämmt werden, da die von Hand eingelegten Stähle nie millimetergenau an der vorgesehenen Stelle liegen,, Beim Einschlämmen von Hand ist die Umhüllung selten lückenlos oder gar gleichmäßig dickeThe insertion of the reinforcement must mostly be done by hand because the length and diameter of the built-in steels often change depending on the plate size. The same can be said of the Reinforcement can hardly be grouted precisely by machine, as the steels inserted by hand are never precisely to the millimeter provided place, when sludging is done by hand the envelope is rarely completely or even evenly thick

Durch die Betondeckung der Bewehrung ist die statische Höhe und damit die Tragwirkung der Platte um das Maß der Betondeckung, die zur Zeit mindestens 1 cm beträgt, geringer als die Plattenstärke ο Es sind außerdem im Rahmen der Normung der Platten aus Leichtbeton mit haufwerksporigem Gefüge Bestrebungen im Gang, wonach die Betondeckung der Bewehrung nach allen Seiten, also auch nach den Hohlräumen hin, 1,5 cm betragen soll ο Dadurch wird die statische Höhe der Platte nochmals um 0,5 cm niedriger. Aufgrund der stärkeren BetondeckungDue to the concrete cover of the reinforcement, the static height and thus the load-bearing effect of the slab is by the amount of the concrete cover, which is currently at least 1 cm, less than the plate thickness ο It is also within the scope of the standardization of the plates made of lightweight concrete with haufwerksporigem structure efforts in progress, according to which the concrete cover of the reinforcement after all Sides, i.e. also towards the cavities, be 1.5 cm should ο This increases the static height of the plate again 0.5 cm lower. Due to the thicker concrete cover

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müssen außerdem die Stahleinlagen einen größeren Abstand von den Hohlräumen aufweisen mit der Folge, daß der Gesamt-Hohlrautnquerschnitt, bezogen auf den Gesamtquerschnitt der Platte, absinkt und die Platte dadurch relativ schwerer wird.must also have the steel inserts at a greater distance from the cavities with the result that the Total hollow cross-section, based on the total cross-section the plate, sinks and the plate becomes relatively heavier as a result.

Die geschilderten Bauelemente werden in der Kegel im Betonwerk auf" der Unterseite mit einer Feinschicht aus einem feinen Zementmörtel versehen. Diese Schicht bildet nach Einbau die Sichtfläche der Platten. An der Baustelle selbst erhalten die P .atten nach der Verlegung oft noch eine oberseitige Abschlämmung mit Zementschlämme, um für den Oberbelag einen besseren Untergrund zu haben« Weder die unterseitige Feinschicht noch die oberseitige Abschlämmung tragen zum statischen Verhalten der Platte etwas bei, so daß sich deren Stärke an sich nur unnötig vergrößert, ohne daß damit die Tragwirkung verbessert wird.The components described are made in the cone in the concrete factory on "the underside with a fine layer a fine cement mortar. After installation, this layer forms the visible surface of the panels. At the construction site Even the P. battens are often still preserved after they have been laid a top-side blowdown with cement slurry in order to have a better subsurface for the top layer «Neither that The fine layer on the underside and the blowdown on the top contribute somewhat to the static behavior of the plate, see above that their strength per se only increases unnecessarily without the load-bearing effect being improved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs geschilderte Bauelement so auszubilden, daß bei der Fertigung im Betonwerk alle Werkstoffe vollmechanisiert eingebaut werden können und die volle Plattenstärke statisch wirksam ist.The invention is based on the object of designing the component described above so that in the Production in the concrete works all materials can be installed fully mechanically and the full panel thickness is statically effective.

Diese Aufgabe wird bei einem Bauelement mit haufwerksporiger Kernschicht und zwei äußeren gefügedichten Schichten gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die gefügedichten Schichten aus einem die auftretenden Zugspannungen aufnehmenden Werkstoff in entsprechender Stärke bestehen und diese Schichten mit der Kernschicht frisch auf frisch in einem Arbeitsgang miteinander gebunden sind.This task is performed on a component with a haufwerksporiger Core layer and two outer structurally sealed layers according to the invention solved in that the structurally sealed Layers consist of a material that absorbs the tensile stresses that occur in an appropriate thickness and these layers are bound together with the core layer fresh on fresh in one operation.

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Jede Schicht trägt somit in voller Stärke zum statischen Verhalten der Platte bei, so daß nur der gerade notwendige Materialaufwand getrieben werden muß ο Die Platte muß nur so stark ausgelegt werden, wie dies die Statik verlangt, so daß sich eine entsprechende Ersparnis an Gewicht und Flattenstärke ergibt. Die Bindemittel der Kernschiciit und der gefiigedichtan Schichten entsprechen einander in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften, so daß die Schichten in aufeinanderfolgenden Arbeitsgangen maschinell eingebaut werden können und das Einlegen von Bewehrungen entfällt.Each layer thus contributes in full to the static behavior of the plate, so that only the necessary material expenditure has to be driven ο The plate only has to be designed as strong as the statics require, so that there is a corresponding saving in weight and slat thickness results. The physical and chemical properties of the binders of the core layer and the tightly sealed layers correspond to one another, so that the layers can be mechanically installed in successive work steps and there is no need to insert reinforcement.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die beiden gefügedichten Schichten aus Zementmörtel mit eingebetteten korrosionsfesten Fasern gebildet.In a preferred embodiment of the invention are two dense layers of cement mortar with embedded corrosion-resistant fibers.

Faserbewehrte Betone sind an sich bekannt, wobei alle Vorschläge bisher dahingehen, den Beton in seinem gesamten Querschnitt mit dieser Bewehrung zu versehen. Sofern es sich dabei um Leichtbeton handelt, dient er praktisch nur als Dämmstoff, nicht jedoch zur Herstellung tragender Bauteile. Durch die Erfindung wird nun ein mehrschichtiges Betonverbundelement geschaffen, das alle günstigen Eigenschaften des haufwerksporigen Gefüges unter Vermeidung der hierbei bisher auftretenden Mängel aufweist» Die bisher statisch wirkungslosen Feingefüge-Schichten werden durch die Erfindung aufgrund der Faserbewehrung zu tragenden Schichten, während die Stahlbewehrung mit all ihren physikalisch-chemischen und fertigungstechnischen Nachteilen entfallen kann. Da die Fasern aus beliebigen korrosionsfesten Werkstoffen, wie Asbest, Glas, Steinwolle u.dglo bestehen können, entfallen besondere Maßnahmen für denFiber-reinforced concretes are known per se, with all proposals so far aimed at providing the concrete with this reinforcement in its entire cross-section. If it is lightweight concrete, it is used practically only as an insulating material, but not for the production of load-bearing components. The invention now creates a multi-layer concrete composite element that has all the favorable properties of the pore-like structure while avoiding the deficiencies that have occurred up to now physico-chemical and manufacturing disadvantages can be eliminated. Since the fibers from any corrosion-resistant materials, such as asbestos, glass, rock wool, etc. o survive, accounting for special measures for

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Korrosionsschutz, so auch die beim Stand der Technik notwendige Betondeckungo Deren Verbundwirkung wird von den gefügedichten Schichten übernommen, deren Werkstoff aufgrund der Frischfertigung einerseits die Pasxern innig umhüllt, andererseits in das haufwerksporige Gefüge eindringt. Während bei Stahleinlagen oder Spanndrähten die Zugspannungen sehr konzentriert eingeleitet werden, sich demzufolge örtlich hohe ilaftkräfte ergeben, werden die Zugspannungen in den faserbewehrten Feingefüge-Schichten über den gesamten Querschnitt verteilt, so daß die lokalen Haftspannungen wesentlich geringer sind. Alle für den Aufbau des Bauelementes notwendigen Werkstoffe lassen sich ohne Schwierigkeiten maschinell einbauen.Corrosion protection, as well as the concrete cover required in the prior art o Their composite effect is taken over by the structurally dense layers, the material of which due to the fresh production on the one hand envelops the Pasxern intimately, on the other hand penetrates into the pore structure. While the tensile stresses are introduced in a very concentrated manner in steel inserts or tension wires, resulting in locally high adhesive forces, the tensile stresses in the fiber-reinforced fine-grained layers are distributed over the entire cross-section, so that the local adhesive stresses are significantly lower. All of the materials necessary for the construction of the component can be installed by machine without difficulty.

Die Feingefüge-Schicht kann statt aus Zementmörtel auch aus Gipsmörtel, Kunstharzmörtel od. dgl. bestehen, sofern für den Leichtbeton ein entsprechendes Bindemittel verwendet wird.Instead of cement mortar, the fine structure layer can also consist of plaster mortar, synthetic resin mortar or the like, provided that the Lightweight concrete an appropriate binder is used.

Die Faserbewehrung kann in der Längsachse des Bauelementes ausgerichtet oder aber auch in zwei- oder dreidimensionaler Anordnung eingebettet sein. Mit den beiden letztgenannten Ausführungen lassen sich Platten beliebiger Breite herstellen, da die faserbewehrten Betonschichten in allen ,Richtungen Zugspannungen aufnehmen, während Stahl nur in seiner Verlegerichtung Zugspannungen abträgt» Während bei den bisher bekannten Bauelementen eine größere Plattenbreite als 50 cm wegen der dann erforderlichen Querbewehrung mit nicht geringen Mehrkosten an Material und Einbauarbeit verknüpft ist, verringern sich bei der Platte gemäß derThe fiber reinforcement can be in the longitudinal axis of the component aligned or embedded in a two- or three-dimensional arrangement. With the latter two Versions can be made of panels of any width, as the fiber-reinforced concrete layers in all , Directions absorb tensile stress, while steel only carries tensile stress in its laying direction »During With the previously known components, a plate width greater than 50 cm because of the transverse reinforcement then required is associated with significant additional costs in terms of material and installation work, are reduced in the case of the plate according to the

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2 · Erfindung die Fertigungskosten je m mit zunehmender Breit·«2 · Invention the manufacturing costs per m with increasing Wide·"

In der Zeichnung ist lediglich zur Erläuterung der Erfindung ein Ausführungsbeispiel im schematischen Gefügeschnitt dargestellt. Die mit 1 bezeichnete Kernschicht ait haufwerksporigem Gefüget z.B„ aus Leichtbeton ist an der Unterseite mit einer die Sichtfläche bildenden gefügedichten Schicht 2, an der Oberseite mit einer den Untergrund für einen Belag ode dgl. bildenden weiteren gefügedichten Schicht 3 versehen. In beide Feingefüge-Schichten sind in ausgerichteter oder beliebiger Anordnung Fasern 4 als Bewehrung eingebettet. Das Bindemittel, ZoBo der Zementmörtel,der gefügedichten Schichten 2 und 3 dringt beim Einbau frisch auf frisch in das haufwerksporige Gefüge der Kernschicht 1 ein, so daß ein einwandfreier mechanischer Verbund gegeben isto Die untere gefügedichte Schicht 2 bildet die Sichtseite des Bauelementes, während auf die obere Schicht 3 ein Belag od, dgl. aufgebracht werden kann·In the drawing, an exemplary embodiment is shown in a schematic structural section merely to explain the invention. The designated 1 core layer ait-fines microstructure t eg "lightweight concrete, the viewing surface forming microstructure tight layer 2, at the top with a the substrate for a coating ode forming another microstructure tight layer 3 is like at the bottom with a. Provided. Fibers 4 are embedded as reinforcement in both fine-grained layers in an aligned or any arrangement. The binding agent, ZoBo the cement mortar, of the structurally dense layers 2 and 3 penetrates freshly into the pore-like structure of the core layer 1 during installation, so that a perfect mechanical bond is given o The lower structurally dense layer 2 forms the visible side of the component while on the upper layer 3 a covering or the like can be applied ·

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Claims (6)

Pat entanspriichePat ent claims Mehrschichtiges, plattenförmiges Bauelement bestehend aus einer Kernschicht aus Leichtbeton mit haufwerksporigem Gefüge und zwei äußeren gefügedichten Schichten, dadurch gekennzeichnet, daß ,die gefügedichten Schichten (2, 3) aus einem die auftretenden Zugspannungen aufnehmenden Werkstoff in entsprechender Stärke bestehen und diese Schichten (2, 3) mit der Kernschicht (l) frisch auf frisch in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen miteinander gebunden sind.Multilayer, plate-shaped component consisting made of a core layer of lightweight concrete with a pore-like structure and two outer layers that are dense, characterized in that the structurally dense layers (2, 3) from one that absorbs the tensile stresses that occur Material in the appropriate thickness and these layers (2, 3) with the core layer (l) fresh on are freshly bound to one another in successive operations. 2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gefügedichten Schichten (2, 3) aus Zementmörtel mit eingebetteten, korrosionsfesten Fasern (4) gebildet sind.2. Component according to claim 1, characterized in that the structurally dense layers (2, 3) are formed from cement mortar with embedded, corrosion-resistant fibers (4). 3β Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserbewehrung (4) in der Längsachse des Bauelementes ausgerichtet isto 3β component according to claim 1 or 2, characterized in that the fiber reinforcement (4) is aligned in the longitudinal axis of the component o 4» Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserbewehrung in zweidimensionaler Ausrichtung eingebettet ist.4 »Component according to claim 1 or 2, characterized in that the fiber reinforcement in two-dimensional alignment is embedded. 5. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserbewehrung (4) dreidimensional eingebettet isto 5. The component according to claim 1 or 2, characterized in that the fiber reinforcement (4) is embedded in three dimensions o 6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 und 3 ~ 5i dadurch gekennzeichnet, daß die gefügedichten Schichten (2, 3) aus Gipsmörtel, Kunstharzmörtel oder wirkungsgleichen agglomerierenden Mischungen bestehen und der Leichtbeton ein entsprechendes Bindemittel aufweist.6. Component according to one of claims 1 and 3 ~ 5i thereby characterized in that the structurally dense layers (2, 3) Gypsum mortar, synthetic resin mortar or equivalent There are agglomerating mixtures and the lightweight concrete has a corresponding binder. 509817/0647509817/0647 Lj/brLj / br
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