DE2400329A1 - Betonfertigteil - Google Patents

Description

• Betonfertigteil Die Erfindung betrifft ein Betonfertigteil in Form einer Platte oder eines Trägers und mit einem oder mehreren Löcher-Hohlräumen.
• Ganz allgemein können bei derartigen Fertigteilen drei zueinander senkrechte Abmaße festgestellt werden, nämlich eine Länge, eine Breite und eine Höhe, wobei das Höhenmaß beträchtlich kleiner ist als das Längenmaß. Das Breitenmaß kann entweder von gleicher Größenordnung oder von kleinerer Größenordnung wie das Längenmaß sein, wobei das Fertigteil dann als Platte bzw. als Träger angesehen werden kann. Das trägerförmige Fertigteil hat einen Querschnitt senkrecht zur Länge von im wesentlich rechteckigem Aussehen, d. h. mit einem Breitenmaß und einem Höhenmaß. Demzufolge werden runde oder ovale Rohrformen, die wenig gebräuchlich sind, im Bauwesen nicht als geeignete Formen für Fertigbauteile betrachtet.
• Es ist wichtig, daß ein Fertigteil eine größtmögLiche Zahl von Eigenschaften besitzt, um so viel Funktionen wie möglich zur gleichen Zeit zu erzielen. Deshalb sollte das Fertigteil ausreichende Belastungsfestigkeit aufweisen, so daß es als tragender Träger oder tragende Platte in Wänden und Decken verwendet werden kann, und darüber hinaus gute Schall- und Wärmeisolationseigenschaf ten aufweisen.
• Schließlich ist es wünschenswert, daß die Baueinheit in Fabriken hergestellt werden kann und von dort ein Transport auf die Baustelle möglich ist. Deshalb ist es notwendig, daß die Baueinheit optimale Stoßfestigkeit aufweist, um Rißbildung während des Transportes zu vermeiden, und daß sie für eine gegebene mechanische Festigkeit ein minimales Gewicht aufweist.
• Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, die Kombination einer größtmöglichen Zahl von miteinander in Einklang stehenden Eigenschaften in einer einzigen Baueinheit unterzubringen.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Beton zumindest teilweise mit 0,5 - 4 Vol,-qd gleichmäßig verteilter und zufällig ausgerichteter Metalldrähte armiert ist, wobei die Löcher Hohlräume zumindest 25 Vol.-% ausmachen.
• Die Armierung von Beton mittels gleichmäßig verteilter und zufällig ausgerichteter kurzer Stahldrähte wurde -an sich bereits verwendet. Hohle Betonträger, aber armiert mit relativ dicken parallelen Armierstäben, die voneinander relativ große Abstände aufweisen, beispielsweise 10 cm, wurden ebenso an sich bereits verwendet. Die Festigkeitseigenschaften dieser Träger sind nicht gleichmäßig über den Beton verteilt. Eine uberhöht große örtliche Festigkeit wird in der Umgebung der Armierstäbe hervorgerufen, während die örtliche Festigkeit in den dazwischenliegenden Bereichen wesentlich geringer ist, so daß in diesen Bereichen die örtliche Schwäche des Materials durch dicke Wände zwischen den Löchern überwunden werden muß.
• Das Armieren von hohlen Platten oder Trägern mittels gleichmäßig verteilten und zufällig ausgerichteten kurzen Stahldrähten bietet nicht nur den Vorteil eines festeren Betons, der dünnere Wände zwischen den Löchern ermöglicht und deshalb Betonmaterial einspart, sondern solche hohlen Platten oder Träger bieten wegen der Armierung mit Stahldrähten den zusätzlichen Vorteil einer gleicht mäßigen Festigkeitsverteilung. Und genau dies löst das Problem der ungleichmäßigen Festigkeitsverteilung bei hohlen Trägern, so daß die Einsparung an Beton höher ist als bei anderen Baufertigteilen. Darüber hinaus kann diese Betoneinsparung bei hohlen Elementen dazu verwendet werden, eben nicht nur um mehr Raum zur Verfügung zu haben, sondern um das Verhältnis des Hohlvolumens zum Betonvolumen zu erhöhen, so daß bessere Wärmeisoliereigenschaften erreicht werden können. Schließlich hat, da sich dünne Risse in den Bereichen, die den höchsten Belastungen ausgesetzt sind, wegen der Stahldrahtarmierung nicht weiter ausbreiten, die die Zugbelastung aufnimmt, Beton, der mit kurzen Stahldrähten armiert ist, eine sehr hohe Biegefestigkeit. Diese Eigenschaft wird in optimaler Weise bei hohlen Baueinheiten oder Baufertigteilen verwendet, da verhältnismäßig mehr Beton in den untersten Bereichen an beiden Seiten des neutralen Bereichs ist, und demzufolge auch in den Bereichen der größten Zugbelastung, als in dem neutralen Bereich selbst. Wegen der hohen Festigkeit im Vergleich zum Gewicht und wegen der großen Rißfestigkeit während des Transportes sind derartige Baueinheiten besonders geeignet zur Vorfabrikation und zum Transport zu der Baustelle.
• Es ist möglich, die Löcher mit Wãrmem und/oder Schall-Isolierstoff zu füllen, wie Glaswolle, Holzfasern, geschäumtem oder geblasenem Polystyrol und ähnlichem. Wenn dieses Material zusätzlich feuersicher ist, verbindet das Fertigteil hohe Tragfestigkeit, relativ geringes Gewicht, gute Wärme und Schallisolation und Feuerschutzeigenschaften.
• Die kurzen Drähte bestehen vorzugsweise aus Stücken aus Hart-Stahldraht mit einer Zugfestigkeit, die zwischen beispielsweise 50 und 2 300 kg/mm schwankt. Abhängig von den Abmessungen des zu armierenden Fertigteils und von dem verwendeten Beton kann der Durchmesser zwischen 0,05 mm und 1 mm schwanken. Das Verhältnis Länge zu Durchmesser ist vorzugsweise zwischen 60 und 120. Die Drähte können runden oder flachen Querschnitt aufweisen, und die Oberfläche kann - muß aber nicht - -mit einem Überzug zur besseren Haftung im Beton versehen sein. Vorzugsweise sind die Drähte nicht vollständig gerade, sondern die Enden sind umgebogen, obwohl auch kurze gerade Drähte verwendet werden können. Abhängig von den benötigten Festigkeitseigenschaften weist der Beton 0,5 - 4 Vol . - kurzer Stahldrähte auf, vorzugsweise zwischen 1,5 und 3 Vol .-%. Obwohl die obere Grenze nicht als absoluter Wert betrachtet werden kann, ist er begrenzt durch die Notwendigkeit, die kurzen Drähte in den Beton in einer solchen Weise einzumischen, daß sie nicht- zu Knäueln verstrikken. Diese Volumenprozentwerte sind auf der Grundlage der gesamten nassen Betonmischung berechnet.
• Beispielsweise kann der Beton mit Portlandzement gemäß der belgischen Spezifikation P 400 angemacht werden und mit Betonsand 0 bis 2 mm, mit oder ohne grobkörnigen Zuschlagstoffen, wie Kies und gebrochenem oder zerkleinertem Gestein. Abhängig von der benötigten Festigkeit kann ein Sand/Zement-Verhältnis zwischen 0,5 und 2 gewählt werden, und ein Wasser/Zementverhältnis zwischen 0,30 und 0,60, abhängig davon, ob mehr oder weniger Sand und Zement in der Mischung enthalten sind. Übliche kurze Drähte für Betonfertigteile der üblichen Abmessungen haben einen Durchmesser von beispielsweise 0,35 mm und eine Länge von 30 mm .
• Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein plattenförmiges Fertigteil; Fig. 2 ein Fertigteil, bei dem nur die Unterseite mit kurzen Stahldrähten armiert ist; Fig. 3 ein trägerförmiges Fertigteil, das voliständig mit kurzen Stahldrähten armiert ist und zusätzlich Armierstäbe enthält.
• Das Fertigteil gemäß Fig. 1 hat die Form eines rechteckigen Parallelepipeds, oder Parallelflachs, mit einer Breite b derselben Größenordnung wie die Länge 1. Die Höhe h ist beträchtlich kleiner, so daß das Fertigteil die Form einer Platte besitzt. Das Fertigteil weist drei gestreckte zylindrische Löcher-Hohlräume 1, .2 und 3 mit rechteckigem Querschnitt auf. Diese Löcher erstrecken sich parallel in Richtung der Längsausdehnung. Demzufolge können zwischen den Löchern und der Außenseite und zwischen den Löchern selbst eine Anzahl von Wänden mit einer Dicke d festgestellt werden. Die Dicken der Wände können auch wechselseitig unterschiedlich sein. Abhängig von den Abmessungen des Fertigteils und dem Vorhandensein von dazwischenliegenden Verbindungen kann diese Dicke zwischen 0,5 und 3 cm schwanken. Das ist relativ dünn im Vergleich zu bisher üblichen hohlen Betonelementen. Das Material des Fertigteils enthält Beton, das mit kurzen Stahldrähten armiert ist und hat eine Zusammensetzung innerhalb der oben genannten, bevorzugten Grenzen.
• Wie in Fig. 2 dargestellt ist, kann das Fertigteil auch ein Träger sein, der eine Breite besitzt, die beträchtlich kleiner ist als die Länge.
• Auch in diesem Fall kann der Träger ein oder mehrere parallele sylindrische Längs-Löcher 4 und 5 mit rechteckigem Querschnitt aufweisen. Der Träger, der in Fig. 2 dargestellt ist, wird für die Konstruktion tragender Decken verwendet. In einem solchen Träger ist nur eine Seite mit kurzen Stahldrähten armiert; insbesondere eine Seite senkrecht zur Höhe. Wenn der Träger als tragender Träger verwendet wird, liegt er horizontal mit seiner armierten Seite nach smten In Fällen vertikaler Belastung ist nur diese Unterseite Zugbeanspruchungen unterworfen. Plattenförmige Fertigteile können in gleicher Weise entworfen sein.
• Die Fertigteile für Bauten gemäß der Erfindung können auch mit zusätzlichen Stabarmierungen versehen sein. Dies ist dargestellt in der Fig. 3, die ein trägerförmiges Fertigteil zeigt mit drei parallelen Längslöchern 6, 7 und 8. Diese Löchs habenkreisförmigenQuer schnitt. Da sie nahe nebeneinander angeordnet sind, ist der gesamte Querschnitt des Trägers wieder im wesentlichen rechteckförmig mit einer Breite und einer Höhe. Das Fertigteil enthält eine Anzahl paralleler Stäbe 9 in Längsrichtung als zusätzliche Armierung.
• Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die in den Figuren dargestellten Formen beschränkt, jedoch müssen die Fertigteile plat ten- oder trägerförmig sein, mit Ausnahme von rund- und oval-rohrförmigen Fertigteilen. Selbstverständlich ist die Erfindung auch nicht auf die Form der Löcher beschränkt, soweit diese mindestens 25 Vol.-eG ausmachen, was durch die Armiereigenschaften der kurzen Stahldrähte in dem Beton ermöglicht wird. In größeren Trägern oder Platten können die Löcher einen größeren Anteil des Gesamtvolumens einnehmen. Es genügt nämlich tatsächlich, daß die Wände der Löcher dick genug sind, um ausreichende Festigkeit aufzuweisen, die bei großen Fertigteilen schon bei relativ kleinen Betonanteilen erreicht wird. Es kann festgestellt werden, daß für Platten oder Träger rnit einem Höhenmaß von mehr als 8 cm die Wanddicke 2 cm nicht überschreitet, und daß das Minimalvolumen, das von den Löchern eingenommen wird, in bezug 100 #(h - 4) auf das Gesamtvolumen gleich ist %, wobei h das Trägerh Höhenmaß in Zentimetern ist.

Claims (8)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Betonfertigteil in Form einer Platte oder eines Trägers und mit einem oder mehreren Löcher-Hohlräumen, d a d u r c h g e k e n n -zeichet, daß der Beton zumindest teilweise tnit 0,5 - 4 Vol.-% gleichmäßig verteilter und zufällig ausgerichteter kurzer Metalldrähte armiert ist, wobei die Löcher (1, 2, 3; 4, 5j 7, ö) zumindest 25 Vol.-% ausmachen.

2. Betonfertigteil nach AnslJruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalldrähte aus Stahl bestehen.

3 Betonfertigteil nach Anspruch 2 mit einem Höhenmaß von mehr als 8 cm, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Löcher (1 bis 100(h - 4) 8) mindestens % des Gesamt-Volumens einnehmen, wobei h h das Höhenmaß des Trägei's iii crn ist.

4. Betonfertigteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton mit 1,5 5 3 Vol.-% kuizer Stahldrähte armiert ist.

5. Betonleitigteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Längenmaß, das beträchtlich größer ist als das Höhenmaß, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Löcher ( 1 bis 8) gestreckt sind und sich parallef in Richtung der Länge (1) erstrecken.

6. Betonfertigteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Seite des Betonfertigteils mit kurzen Stahldrähten armiert ist.

(Fig. 2).

7. Betonfertigteil nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Anzahl Armierstäbe (9) in Längsrichtung (1) des Betonfertigteils.

8. Betonfertigteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (1 bis 8) im Beton mit einem Wärme-und/oder Schall-Isolierstoff gefüllt sind.