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Verfahren zur Herstellung von Faserbeton, Fasermörtel oder eines
sonstigen Faserbaustoffes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Faserbeton, Fasermörtel oder eines sonstigen Faserbaustoffes.
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Beton und Stahlbeton erfordern für eine fachgerechte Verarbeitung,
auch bei Verwendung von Verdichtungsgeräten, einen wesentlich höheren Wasseranteil,
als er durch den bloßen Abbindungsprozeß erforderlich wäre. Insbesondere durch die
verschiedenen Verdichtungsmethoden, z.B. durch Rütteln oder auch mittels Betondichtungsmittel
zur Herstellung von sog. Sperrbeton bewegt sich während der Verarbeitung ein Teil
des überflüssigen Wassers an die Oberfläche der jeweils betonierten Teile. Je dicker
die betonierten Elemente - Wände oder Platten -sind,
umsomehr Wasser
sammelt sich durch Vorlagern und Verdichten an der Oberfläche. Hier erfolgt durch
Einfluß von Wärme und Luftbewegungen eine rasche Verdunstung des Wassers, was zur
Bildung von Schwindrissen unterschiedlicher Größe und Tiefe führt. Dadurch tritt
eine Austrocknung des Betons ein, wobei ein Höchstmaß von Schwinden für Spannbeton
vorgeschrieben ist. Das größte Schwindmaß wird jedoch erst nach Jahren erreicht,
weshalb ein zu starkes Austrocknen beim Herstellen einer Betondecke unter Umständen
erst nach Jahren Fehler zeigt. Durch die Schwindrisse wird also dem Beton die für
ein normales Abbinden erforderliche Feuchtigkeit entzogen.
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Dadurch wird der Beton in seinem kompakten Gefüge gestört, weshalb
ein dichter zusammenhängender Betonkörper nach dem Erhärten nicht entsteht. Die
Schwindrisse treten vor allem bei dünnen Platten und Schalenelementen auf.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Herstellung von Faserbeton, Fasermörtel oder eines sonstigen hydraulisch abbindenden
Faserbaustoffes zu schaffen, bei dem das Wasser während des Abbindevorganges nicht
entweichen kann.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß man erfindungsgemäß auf
eine noch weiche Beton-, Mörtel- oder hydraulisch abbindende Baustoffoberfläche
Fasern aufspritzt, aufrieselt oder aufstreut und diese anschließend in den noch
nicht erhärteten Beton, Mörtel oder hydraulisch abbindenden Baustoff einwalzt, einglättet
oder einmischt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, einen hydraulisch abbindenden
Faserbaustoff, insbesondere Faserbeton oder Fasermörtel herzustellen, der gegenüber
den bekannten Baustoffen des Standes der Technik einige hervorstechende Vorteile
aufweist. Denn das erfindungsgemäße Aufbringen einer Faserschicht verhindert vollständig
das Auftreten von Schwindrissen, wodurch der ungerissene Betonquerschnitt voll erhalten
bleibt. Die für den Abbindeprozeß
erforderliche Feuchtigkeit kann
nicht mehr durch klaffende Risse aus dem Innern des Betonkörpers entweichen, wodurch
das Schwindmaß eines derartigen Betons herabgesetzt wird. Nach dem Abhärten besitzt
der Beton ein dichtes zusammenhängendes und kompaktes Gefüge, wodurch insbesondere
auch dünne Platten und Schalenelemente verbessert werden können.
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Die Erfindung gilt grundsätzlich für Fasern jeder Art und jeden Grundstoff,
aus dem sich Fasern mit hoher Zugfestigkeit herstellen lassen. Ebenso können Fasern
in eine große Anzahl von hydraulisch abbindenden Bindemittel eingebettet werden,
z.B. Portland-Zement, Tonerdeschmelz-Zement, Gips, Mörtel, und andere mehr. Insbesondere
sind Fasern geeignet, die hoch alkalibeständig sind.
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Desweiteren ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich, in
einem sehr dünnen Oberflächenbereich einen hohen.
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Prozentsatz an Fasern einzubauen. Dadurch können auch die Biegedruckfestigkeit
sowohl als die Biegezugfestigkeit und die Druckelastizität des Betons verbessert
werden. Durch die Verhinderung der Rißbildung wird auch eine höhere Wasserundurchlässigkeit
des Betons erreicht. Desweiteren erhöhen sich mit zunehmender Hydratation der Bindemittel
die Betonfestigkeit und die Haftverankerung der Fasern. Dadurch wiederum wird die
Biegezugfestigkeit des Betonelementes in zwei facher Weise erhöht; Durch den die
Faser bewirkten Anteil und zusätzlich durch die Tatsache, daß der Betonquerschnitt
rissefrei bleibt. Die Länge der Fasern hängt von der Größe des zu behandelnden Betonelementes
und seiner gewünschten Oberflächenstruktur ab. Äls Mindestlänge sind 25 mm Fasern
vorgesehen.
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Die Fasern können von Hand eingestreut werden oder mit dem Schneidwerk
direkt aufgesprüht werden. Es besteht die Möglichkeit, auf die Fasern zusätzlich
Zement-Matrix vor dem Abgl;åtten
aufzubringen. Wenn ein sehr hoher
Wasseranteil vorhanden ist, so kann auch zusätzlich auf die Fasern Zement aufgepudert
oder eingeglättet werden.
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In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung kann nach der Herstellung
einer ersten Faserschicht wiederum eine Beton-, Mörtel- oder Baustoffschicht aufgetragen
und danach nochmals eine Faserschicht aufgespritzt, aufgerieselt oder aufgestreut
werden. Es ist auch möglich, bei besonderen Anforderungen innerhalb der Beton-,
Mörtel- oder Baustoffschicht mehrere Faserschichten nacheinander vorzusehen.
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Die Fasern, die die oberflächige Faserschicht bilden, nehmen während
des Abhärtevorganges einen Teil des überschüssigen Wassers an der Betonoberfläche
auf, so daß sich dort der Wasser-Zementwert verbessert, die Konsistenz steifer wird,
wodurch bei eventueller Nachbearbeitung (z.B. Abziehen oder Profilieren der Oberfläche)
keine längeren Arbeitspausen eingelegt zu werden brauchen. Dabei kann der Faseranteil
so gewählt werden, daß sofort nach Einbringen des Betons oder des Baustoffs ohne
Unterbrechung weitergearbeitet werden kann.
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Selbst zu nasser Beton kann durch Einstreuen ton Fasern mit Zement
an der Oberfläche sofort verarbeitet werden, wodurch die Betonqualität verbessert
wird. Es ist möglich, in diesem Falle auch zusätzlich Zement aufzupudern. Bei geringen
Betongüten läßt sich durch Aufbringen einer dünnen Faserbetonschicht durch die dadurch
verbesserte Oberflächenqualität die Gesamtqualität des Betons erhöhen.
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Ein weiterer wirtschaftlicher Vorteil vorliegenden Verfahrens besteht
darin, daß nur sehr geringe Aufwendungen für Werkzeuge zur Durchführung des Verfahrens
gemacht werden müssen. Beim Einstreuen von Hand beispielsweise werden zu den am
Bau allgemein verwendeten Werkzeugen zusätzlich nur eine Handwalze
benötigt.
Bei größeren Flächen kann die Anwendung eines Schneidwerkes für das gleichzeitige
Einstreuen der Fasern günstiger sein, da in der Regel der Roving gegenüber der Kurzfaser
billiger ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist für viele Anwendungsmöglichkeiten
geeignet, von denen nachfolgend Beispiele aufgezählt werden: für Bauteile und Elemente,
die wärmebehandelt werden, Oberflächen von Wänden, Boden- und Deckenplatten bei
wasserdichten Stahlbetonbehältern, Geschoßdecken im Wohnhaus- und Industriebau als
Massivdecken, insbesondere oberste Geschosse, Betonstraßen, Brücken, Dämme und Deiche,
rissefreie Estriche auf sehr geringer Stärke, Industriefußböden, Schalenbauteile
mit ebenen, gekrümmten oder gewölbten Platten, Abdichten der Innenflächen von Schleuderbetonrohren
als letzter Arbeitsgang beim Schleudern, beidseitig faserbeschichtete Tafeln, Fassaden
mit strukturierten Oberflächen.
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Bei der Herstellung z.B. einer Geschoßdecke können Faserschichten
immer entsprechend der Zug- oder Druckspannungen eingesetzt werden. Dort, wo die
Decke Druckspannungen aufnehmen muß, wird in diesen Bereich eine Faserschicht eingearbeitet,
also z.B.
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auf der Unterseite der Decke zwischen zwei Auflageg; dort wo die Decke
Zugspannungen aufnehmen muß, wird in diesem Bereich eine Faserschicht eingearbeitet,
also z.B. auf der Unterseite der Veckezsischen zwei Auflagern und ebenfalls im Bereichs
eines Auflagers in der oberen Oberfläche einer Decke.
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Eine derartige Decke besitzt also abwechselnde Faserschichten entweder
an der oberen oder unteren Oberfläche der Decke liegend entsprechend der jeweiligen
Belastung dieses Teils.
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Patentansprüche