DE2756820A1 - Mischmaterialbausteinelement und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Mischmaterialbausteinelement und verfahren zu seiner herstellung

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DE2756820A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verbund- oder Mischmaterialbausteinelement, insbesondere zur Verwendung bei der Errichtung von Gebäuden, das in Aussehen und Verwendung den monolithischen Gießbetonbausteinen ähnelt, dabei aber wesentliche Verbesserungen bezüglich der Isolationseigenschaften und der Gewichtsminderung bietet. Insbesondere betrifft die Erfindung ein solches Mischmaterialbausteinelement mit einem Hartschaumkern, der in eine Schale aus einen mit zwei verschiedenen Faserarmierungsmaterialien armierten bzw. verstärkten zementartigen Material eingekapselt ist.
Im Hinblick auf die steigenden Material- und Arbeitskosten ging die Bauindustrie in jüngster Zeit auf die Verwendung von vorgefertigten Bauteilen, z. B. Wandplatten , Dach- oder Deckenplatten und dgl., über. Eine bekannte Form einer solchen Bauweise ist als "Kernmauer"-Konstruktion bekannt, bei welcher ein tragendes Stahlgerüst verwendet wird, an dem vorgefertigte bzw. vorgegossene Tafeln befestigt werden. Derartige Kernmauertafeln werden üblicherweise aus
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armiertem Beton gegossen und mit einer Oberflächenveredelung versehen, etwa mit einer glatten Betonoberfläche oder mit in die Tafeloberfläche eingebettetem Aggregat. Derartige Tafeln sind außerordentlich schwer. Beispielsweise wiegt eine etwa 1,2 χ 2,4 m große Kernmauertafel, die aus armiertem Beton gegossen ist, etwa 635,6 - 726,4 kg, so daß für ihren Einbau schweres Baugerät nötig ist. Darüber hinaus besitzen diese Tafeln sehr schlechte Isoliereigenschaften, und sie stellen für sich eine sehr mangelhafte Dampf- bzw. Feuchtigkeitssperre dar. Dieser Umstand macht weitere Bauarbeiten erforderlich, um die Fertiggußbeton-Kernmauer zu isolieren und abzudichten.
Die Bauindustrie sucht nun seit langem nach verbesserten Bauelementen, die Vorteile bezüglich Material- und Baukosten bieten.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines monolithähnlichen Bauelements oder -steins, das bzw. der im Vergleich zu z. B. den Fertiggußbeton-Platten ein außerordentlich niedriges Gewicht besitzt und für sich wesentlich verbesserte Isolier- und Feuchtigkeitssperren-Eigenschaften bietet.
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Diese Aufgabe wird bei einem derartigen Bausteinelement erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß es einen in eine Schale aus zementartigem Material mit Randabschnitten und Hauptflächenabschnitten eingekapselten Hartschaumkern aufweist und daß diese Rand- und Hauptflächenabschnitte der Schale mit einem ersten Faserarmierungsmaterial in Form von diskreten Fasern, die in einer zusammenhängenden wahllosen bzw. Wirrmatrix praktisch durch die gesamte Schale hindurch verteilt sind, und mit einem zweiten Faserarmierungsmaterial in Futter(stoff)form armiert sind, das an mindestens einem Rand- oder Hauptflächenabschnitt der Schale und/oder des Hartschaumkerns angeordnet ist.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Mischmaterialbaus te ine lernen te erfolgt in einer Gieß-Form mit einem Boden und Seitenwänden, bei welcher eine Schicht eines nassen zementartigen Materials und eines Faserarmierungsmaterials in den Boden der Form eingebracht wird. Ein Futterarmierungsmaterial kann unter oder über der Bodenschicht angeordnet sein und sich auch aufwärts und über die Seitenwände erstrecken; wahlweise kann dieses Futtermaterial um die Ränder der Form herum und aufwärts sowie über die Seitenwinde
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herum angeordnet sein.
Auf diese Schicht wird ein Hartschaumkern aufgelegt, der teilweise (d. h. am die Ränder herum) oder vollständig von· Futterarmierungsmaterial umhüllt sein kann. Die 'Jmrißform dieses Hartschaumkerns ist kleiner als diejenige des Formraums, so daß zwischen dem Kern und den Forrnseitenwänden ein Zwischenraum verbleibt. Außerdem ist die Dicke des Kerns kleiner als die Hohe der Formseitenwände.
Wenn der Hartschaumkern eingesetzt worden ist, wird ein weiteres Gemisch aus dein nassen zementartigen Material und dem Faserarmierungsmaterial eingefüllt, so daß es ;ien Zwischenraum ausfüllt und den Hartschaumkerr. mit einer oberseitigen bzw. Deckschicht bedeckt und somit der Hartschaumkern in eine Schale aus nassem zementartigen Material eingekapselt ist, wobei das über die Formseitenwände hinausragende Futtermaterial nach innen umgefaltet und vor, während oder nach der Aufbringung der Deckschicht in diese einbezogen werden kann.
Abschließend wird die nasse Zementschale zum Aushär ten bzw. Abbinden stehengelassen, wonach der fertige
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aus der Form entnommen werden kann.
Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Verbund- oder Mischmaterialbausteinelement gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine teilweise weggebrochene perspektivische Schnittansicht einer Abwandlung des Bausteinelements gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines in ein armierendes Futtermaterial eingewickelten Hartschaumelements in dem für die Einbeziehung in ein Mischmaterialbausteinelement gemäß der Erfindung bereiten Zustand,
Fig. 4 eine Fig. 2 ähnelnde Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 5 eine teilweise weggebrochene prespektivlsche Darstellung zur Verdeutlichung eines Aus-
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führungsbeispiels für die Herstellung der erfindungsgemäßen Bausteinelemente,
Fig. 6 einen Querschnitt zur Verdeutlichung der Formung des erfindungsgemäßen Bausteinelements ,
Fig. 7 a und 7 b Schnittansichten zur Verdeutlichung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mischmaterialbausteinelemente,
Fig. 8 a und 8 b den Fig. 7 a und 7 b ähnelnde Ansichten zur Verdeutlichung eines abgewandelten Ausführungsbeispiels und
Fig. 9 eine Querschnittsdarstellung eines weiteren
Ausführungsbeispiels für die Herstellung eines Mischmaterialbausteinelements, etwa einer Schnellstraßen-Begrenzung oder -Leitplanke, gemäß der Erfindung.
Bei der im folgenden zu beschreibenden, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen das erste Armierungsmaterial aus Glasfaser, das armierende
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Futtermaterial aus beschichtetem Glasfaser-Futtergewebe (coated glass fiber scrim) und der Hartschaumkern aus Polyurethanschaum.
Bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 7 und 8 weist das Verbund- oder Mischmaterial-Bausteinelement, vorzugsweise eine platten- bzw. tafelförmige Baueinheit und im folgenden auch einfach als "Baustein" bezeichnet, einen Hartschaumkern 10 auf, der in eine Schale aus einem zementartigen Material mit Randabschnitten 12' und einem Hauptflächenabschnitt 12 eingekapselt ist. Die Schale ist mit einem ersten Faserarmierungsmaterial in diskreter Faserform und in zwei verschiedenen Faserlängen armiert bzw. bewehrt, wobei die kürzeren Fasern in einer untereinander zusammenhängenden, wahllos verteilten bzw. Wirrmatrix durch die Schale hindurch, d. h. in den Randbereichen 121 und im Hauptflächenabschnitt 12 verteilt sind, während die längeren Fasern in einer zusammenhängenden, wahllosen bzw. Wirrmatrix zusammen mit den kürzeren Fasern in zumindest einem oder vorzugsweise beiden Hauptflächenabschnitten 12 der Schale verteilt sind. Das zweite Faserarmierungsmaterial 14 in Futter(gewebe)form befindet eich in den Randbereichen 12' der Schale, und es erstreckt
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sich von hier aus in mindestens einen und vorzugsweise zu beiden Hauptflächenabschnitten 12 der Schale.
Die gemeinsame Verwendung von kurzen und langen Fasern bietet den Verarbeitungsvorteil, daß die kurzen Fasern vorher mit dem Zementmaterial gemischt und die längeren Fasern z. B. durch Schneiden und Hacken während der Herstellung der Schale an Ort und Stelle abgelagert werden können. Hierdurch wird in Verbindung mit der Verwendung des armierenden Futtermaterials 14 neben einer wirtschaftlichen Arbeitsweise auch eine ausgezeichnete Armierung für die Schale geboten. Die vorgemischten kürzeren Fasern können eine Länge von etwa 6,3 5 - 19,0 mm und vorzugsweise etwa 12,7 mm besitzen. Sie können in einer Menge von etwa 1-3 Gew.-%, vorteilhaft von etwa 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des nassen Zements, vorhanden sein. Die längeren Fasern, die vorzugsweise während der Ausbildung der Hauptflächenabschnitte 12 der Schale gehackt (gehäckselt) und auf das Gemisch abgeworfen werden, können eine Länge von bis zu etwa 76 mm und vorzugsweise etwa 51 mm besitzen; sie sind in einer Menge von etwa 1 - 3 Gew,-%, bevorzugt von etwa 2 Gew.-%/ bezogen auf das Gewicht des nassen Zementmaterials, vorhanden. Die Gesamtmenge an Faserarmierungsmaterial,
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in Form sowohl von kürzeren als auch längeren Fasern und in Form des Futtermaterials, beträgt idealerweise etwa 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des nassen Zementmaterials. In der Praxis hat es sich jedoch herausgestellt, daß diese Menge auf bis zu etwa 4 Gew.-% reduziert werden kann, ohne die gewünschte Festigkeit des fertigen Bausteins bzw. der Baueinheit zu beeinträchtigen. Es kann vorausgesetzt werden, daß diese einzigartige Kombination von Armierungsmaterialien, wie sie erfindungsgemäß vorgesehen ist, eine Verringerung der Gesamtmenge an Faserarmierung ermöglicht, ohne die gewünschten physikalischen Eigenschaften in irgendeiner Weise zu beeinträchtigen.
Fig. 1 zeigt einen Polyurethanschaumkern 10, der in eine Zementschale 12 eingekapselt ist, die ihrerseits mittels einer Glasfasermatrix armiert ist. Bei dieser Ausführungsform befindet sich das Futter 14 an den beiden Hauptflächen der Platte bzw. Tafel, nämlich an Vorder- und Rückseite derselben. Gemäß Fig. 1 kann sich das armierende Futter 14 unmittelbar unter der Oberfläche der Schale 12 befinden, wobei sorgfältig darauf zu achten ist, daß dieses Futter 14 einwandfrei in die Zement/Glasfaser-Schale 12 eingebettet ist. Mit anderen Worten: zur Gewährleistung maximaler
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Armierung müssen die Glasfasermatrix und das armierende Futter 14 gründlich mit dem Zementmaterial durchtränkt sein.
Gemäß Fig. 2 kann das armierende Futter 16 den Schaumstoff kern 10 umschließen, wobei wiederum darauf zu achten ist, daß die Futterschicht 16 einwandfrei und durchgehend in die Zement/Glasfaser-Schale 12 eingebettet wird. Gemäß Fig. 3 kann die Futterschicht 16 den Schaumstoffkern 10 vollständig umschließen. In bestimmten Anwendungsfällen ist es möglich, den Kern 10 mit Streifen des armierenden Futtermaterials in einem zickzackförmigen oder parallelen Schema zu umwickeln, um dadurch die gewünschte Armierung zu erreichen.
Gemäß der der Fig. 2 ähnelnden Fig. 4 ist eine weitere armierende Futterschicht 18 vorgesehen, die in Form einer dichten Schicht eines gehackten Faserarmierungsmaterials vorliegt.
Der benutzte Ausdruck "Futter" umfaßt Gewebe und nicht-gewebte Stoffe sowie dichte Häcksel- bzw. Schnittfaserschichten (z. B. die Schicht 18 gemäß Fig. 4), die für die erfindungsgemäßen Bausteinein-
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heiten als Verstärkungs- bzw. Armierungslage dienen. Das Futtermaterial kann grob oder fein sein, solange es nur ausreichend offen ist, damit das Zementgemisch in die Futterlage eindringen und diese benetzen kann. Das armierende Futtermaterial besitzt im allgemeinen ein maschendrahtähnliches Aussehen mit öffnungen einer Größe von etwa 3,2 - 50,8 mm oder mehr und vorzugsweise von etwa 6,35 - 25,4 mm. Selbstverständlich hängen Art und Form des armierenden Futtermaterials vom Endverwendungszweck der herzustellenden Bausteineinheit ab. Im Fall von Bedachungs- oder Kernmauertafeln mit den Abmessungen von ungefähr 1,5 χ 3 χ 0,10 m hat es sich beispielsweise herausgestellt, daß eine einzige Futterschicht mit öffnungen einer Weite von etwa 12,7 mm, welche an den Hauptflächen des Schaumstoffkerns angeordnet ist oder sich um dessen Ränder erstreckt (Fig. 7 und 8), für den betreffenden Verwendungszweck eine zufriedenstellende Armierung bietet.
Die erste Armierung in Faserform besteht vorzugsweise aus von Strängen oder Lunten gehäckseltem oder geschnittenem Glasfasermaterial mit Faserlängen von etwa 6,35 - 76 mm und vorzugsweise von etwa 25,4 - 50,8 mm. Ein bevorzugtes Glasfasermaterial ist ein unter
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der Handelsbezeichnung CEM-FIL vertriebenes, alkalibeständiges Glasfasermaterial, wie es in der US-PS 3 901 720 näher beschrieben ist.
Im Fall von glas(faser)armiertem Beton beträgt der allgemein bewährte Glasgehalt etwa 5 Gew.-&, wobei die Glasfasern in einer zusammenhängenden, wahllosen bzw. Wirrmatrix verteilt sind. Infolge der beschriebenen Verwendung eines zweiten armierenden Futtermaterials kann die Gesamtmenge der Glasfaserarmierung auf etwa 4 Gew.-% verringert werden. Hieraus ergeben sich wirtschaftlichere Handhabung bzw. Verarbei tung und Kosteneinsparungen.
Wegen der Verfügbarkeit und der Kosten besteht die erste Faserarmierung bevorzugt aus Glasfaser, vorzugsweise alkalibeständiger Glasfaser, während das zweite Armierungs- bzw. Futtermaterial bevorzugt aus einem Glasfaserfutter, etwa einem E-Glasfaserfuttermaterial besteht, das beispielsweise mit einem Polyesterüberzug beschichtet ist, um dem Glas Alkalibeständigkeit zu verleihen. Innerhalb des Erfindungsrahmens können jedoch auch andere, ähnliche und äquivalente Fasermaterialien für die erste und die zweite Faserarmierung verwendet werden. Beispielsweise können die
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Faserarmierung und/oder die Futterschicht von gleicher oder verschiedener Art sein und ggf. aus Aramidfaser, etwa dem von der Firma DuPont unter der Bezeichnung KAVLAR vertriebenen Material, einem alkalibeständigen Glas der genannten Art, Nylonfasern, Polyesterfasern und dgl., einschließlich natürlicher und synthetischer, anorganischer und organischer Fasern, z. B. Graphitfasern, bestehen. Das Futtermaterial kann auch aus einer Kombination von Fasern, z. B. aus Glasfaser und Aramidfaser, bestehen.
Das zementartige Material ist vorzugsweise gewöhnlicher Zement im Gemisch mit herkömmlichen Füllstoffen, wie Sand oder Bimsstein. Dieses Gemisch kann übliche Zusätze, wie Kalk und Stearate zur Erteilung von Wasserfestigkeit, Latex zur Gewährleistung zusätzlicher Festigkeit und Benetzbarkeit für die Faserarmierung sowie Wasserreduzierungsmittel, wie "Pozzilith", zur Gewährleistung eines schnellen Abbindens enthalten. Ebenso können herkömmliche Fönungsmittel oder Farbstoffe verwendet werden, um dem Material die gewünschte Färbung zu verleihen.
Weiterhin ist es möglich, als Zementmaterial ein von der Firma Chevron Chemical Company unter der Handels-
bezeichnung SUMENT vertriebenes Material auf Schwefelbasis zu verwenden. Dieses Material kann nach an sich bekannten, dafür zutreffenden Handhabungs- und Verarbeitungsverfahren im Gemisch mit Sand oder anderen üblichen Füllstoffen eingesetzt werden.
Die Glasfaserarmierung kann dem zementartigen Material in einer zusammenhängenden, wahllosen bzw. Wirrmatrix durch vorheriges Mischen und/oder durch fortlaufendes Auftragen von nassem Zementmaterial und gehackten und versprühten Glasfasern einverleibt werden. Bei dem üblichen glas(faser)armierten Beton, bei dem der Glasfasergehalt im allgemeinen etwa 5 Gew.-% beträgt, ist das Vormischen der Glasfaser und des Zements normalerweise ohne Beeinträchtigung oder Zerstörung der Glasfasermatrix nicht möglich. Es ist jedoch möglich, das Vormischen unter Erhaltung der Glasfasermatrix durchzuführen, wenn eine geringere Glasfasermenge von z. B. 2 Gew.-% verwendet wird. Die Erfindung bietet damit einen zusätzlichen Vorteil insofern als sie das Vormischen von nassem Zement und Glasfaser, vorzugsweise in Verbindung mit längeren, gehackten oder geschnittenen und versprühten Fasern ermöglicht.
Die Glasfasermatrix und/oder das armierende Futter-
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material können auch mittels mechanischer Behandlung in das nasse Zementgemisch eingearbeitet werden. Beispielsweise können Walzen aus Draht, Gittermaterial oder Maschendraht an das Gemisch aus Glasfaser und Zement und/oder armierendem Futtermaterial angesetzt werden, um eine gründliche Benetzung der Armierungsmaterialien durch den Zement zu gewährleisten. Dieses Benetzen kann auch durch Verwendung eines verdünnten Latex begünstigt werden.
Geeignete Hartschaummaterialien sind anorganische und organische Schaumstoffe, vorzugsweise ürethanpolymer-Hartschaumstoffe. Diese an sich bekannten Werkstoffe werden verbreitet hauptsächlich für Isolationszwecke benutzt. Urethanpolymer-Schaumstoffe werden normalerweise durch Vereinigung der Reaktionsteilnehmer (ein Polyol und ein Isocyanat) durch luftloses Spritzen oder nach einem Flüssigkeitsauftragsverfahren hergestellt. Die Schaumbildung setzt nahezu augenblicklich ein und ist, je nach Art der verwendeten Urethanpolymermasse, innerhalb kurzer Zeit abgeschlossen. Die Dichte der Urethan-Hartschaumstoffe hängt zwar von der Art der verwendeten Urethanzusammensetzung ab, liegt jedoch allgemein im Bereich von etwa 0,68 - 4,54 kg pro 0,0283 m3 (Kubikfuß) oder 24 - 160,4 g/dm3 und üblicher-
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weise im Bereich von 0,907 - 2,27 kg pro 0,0283 m oder 32 - 80,2 g/dm . Andere geeignete Hartschaumstoffe sind Polyesterschaumstoffe, Phenolharzschaumstoffe, Isocyanuratschaumstoffe und die Schaumstoffe auf Schwefelbasis, wie sie von der Firma Chevron Chemical Company unter der Handelsbezeichnung SUFOAM vertrieben werden.
Im folgenden ist nunmehr das Verfahren zur Herstellung der Verbund- oder Mischmaterial-Bausteinelemente erläutert. Zunächst wird eine Form mit einem Boden und Seitenwänden bereitgestellt, wie sie z. B. in Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Nasser Zement und Glasfasern werden, vorzugsweise unter Rüttelechwingung, zur Bildung einer Bodenschicht in den Boden der Form eingebracht. Sodann wird ein Urethanpolymer-Hartschaumkern 10 mit einer Dichte von z. B. 0,907 - 1,13 kg pro 0,0283 m3 oder 32 - 39,9 g/dm3 auf die Bodenschicht aufgelegt. Gemäß Fig. 6 besitzt der Kern 10 einen kleineren Umriß als der Formraum, so daß zwischen Kern 10 und den Formseitenwänden ein freier Zwischenraum verbleibt. Außerdem ist die Höhe des Kerns 10 kleiner als die Höhe der Formseitenwände.
Sodann werden nasser Zement, d. h. Zementbrei, und
losue/otis
"S"
Glasfasern in die Form eingefüllt, um den Zwischenraum zwischen dem Hartschaumkern 10 und den Seitenwänden der Form auszufüllen und den Kern 10, vorzugsweise^ wiederum unter Rüttelbewegung, mit einer Deckschicht zu bedecken und ihn somit mit einer Schale aus armiertem Zement 12 zu umhüllen. Anschließend wird die nasse Schale ausgehärtet, und der fertige Baustein wird aus der Form entnommen.
Zur Herstellung des Bausteins bzw. -elements gemäß Fig. 1 wird eine Lage des Futtermaterials 14 auf den Boden der Form gelegt, bevor die erste Schicht aus Glasfaser und Zement auf beschriebene Weise aufgebracht wird. Nach dem Einbringen des weiteren Gemisches aus Zement und Klasfaser zur Bedeckung des Hartschaumkerns 10 wird eine zweite Lage Futtermaterial 14 in die Oberseite des die Oberfläche des Kerns 10 bedeckenden Gemisches aus Zement und Glasfaser eingearbeitet.
Zur Herstellung des Bausteins gemäß Fig. 2 wird der Hartschaumkern 10 zunächst auf die in Fig. 3 gezeigte Weise mit Futtermaterial 16 umwickelt, worauf die vorstehend beschriebenen Arbeitsgänge durchgeführt werden.
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- ve -
Für die Herstellung des Bausteins gemäß Fig. 4 wird ein ähnliches Verfahren angewandt, wobei jedoch anstelle einer Futtermaterialschicht 14 zunächst eine dichte Lage aus Hack- oder Schnittfasern auf den Boden der Form aufgebracht wird, bevor das Gemisch aus Glasfaser und Zement 12 in die Form eingefüllt wird. Eine ähnliche Lage 18 wird auf die Oberseite des den Kern 10 bedeckenden Glasfaser/Zement-Gemisches aufgebracht und in dieses Gemisch eingebettet. Die dichte Faserlage 18 kann aus Glasfasermaterial, vorzugsweise alkalibeständigen Glasfasern, oder aus gehackten bzw. geschnittenen Aramidfasern bestehen.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Möglichkeit zur Anbringung der Futterarmierung 20 auf der Gesamtoberfläche der glasfaserarmierten Zementschale 12. Hierbei wird das armierende Futtermaterial 20 auf den Boden der Form gelegt und längs der Seitenwände hochgezogen. Sodann werden Boden-, Seiten- und Deckschichten auf beschriebene Weise um den Hartschaumkern 10 herum ausgebildet, worauf das überstehende Futtermaterial 20 einwärts über das die Oberseite bedeckende Gemisch 12 aus Zement und Glasfaser umgeschlagen und in dieses Gemisch eingearbeitet wird, vorzugsweise mittels mechanischer Walzen der genannten Art.
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- ve -
Vorzugsweise wird die Zement/Glasfaser-Matrix durch aufeinanderfolgendes Auftragen von gehackten Glasfasern und nassem Zement (vorteilhaft mit kürzeren Glasfasern vermischt) gebildet, während die Form gerüttelt wird. Hierdurch wird eine vollständige Benetzung der Glasfasern durch den Zement ohne Störung der Glasfasermatrix und außerdem ein vollständiges Ausfüllen des Zwischenraums zwischen dem Kern 10 und den Seiten der Form gewährleistet.
Die Fig. 7 und 8 zeigen eine vorteilhafte AusfUhrungsform, bei welcher die Bodenschicht der Schale durch fortlaufendes Ablagern eines Vorgemisches aus nassem Zementmaterial und Fasern sowie Einzelfasern mit größerer Länge als derjenigen der Fasern des Vorgemische« ausgebildet wird. Beispielsweise kann nasser Zement, mit Glasfasern von etwa 12,7 mm Länge vermischt, bis zur gewünschten Dicke aufgetragen werden, worauf durch Sprühen bzw. Faserspritzen gehackte oder geschnittene Glasfasern mit einer Länge von etwa 50,8 mm auf die nasse Vorgemischmasse aufgebracht und eingewalzt werden, um eine vollkommene Benetzung dieser Fasern ohne Zerstörung der Matrix zu gewährleisten. Die Hack- oder Schnittfasern können gewUnschtenfalls in mehreren Arbeitsgängen aufgetragen und in die Schicht
der Vorgemischmasse eingewalzt werden, bis der für die Bodenschicht erforderliche Faserfüllungsgrad erreicht ist.
Der Zwischenraum um die Ränder des Hartschaumkerns 10 und die Formseitenwände herum wird vorteilhaft mit einer vorher gemischten Masse aus nassem Zement und 2 Gew.-% Glasfasern einer Länge von 12,7 mm gefüllt, vorzugsweise mit Rüttelbewegung der Form, um ein vollständiges Ausfüllen des Zwischenraums und ein gründliches Benetzen des in diesem Zwischenraum angeordneten Futtermaterials zu erreichen. Sodann kann die oberseitige bzw. Decksicht auf dieselbe Weise geformt werden wie der Boden.
Gemäß den Fig. 7 und 8 wird beispielsweise eine Form verwendet, die einen Boden und Seitenwände einer Höhe von etwa 101,6 mm besitzt.
Die Vorgemischmasse aus Zement und 2 % Glasfasern von 12,7 mm Länge wird in der Weise zubereitet, daß zunächst ein Benetzungsmittel, wie Methylellulose, mit den 12,7 mm langen Glasfasern vermischt wird und dann die benetzten Fasern einem Gemisch aus Zement und Sand untergemischt werden, bei dem die Wasser-
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menge zum Ausgleich für das den Fasern zugesetzte Benetzungsmittel entsprechend eingestellt ist. Die vorher benetzten Glasfasern werden dann in einer Menge von bis zu 2 Gew.-%# bezogen auf das Gewicht des nassen Zements, dem Zement/Sand-Gemisch zugemischt, worauf das Gesamtgemisch vor der Verwendung während einer weiteren Zeitspanne von etwa 5 min weiter durchgemischt wird. Hierdurch wird ein Zusammenballen (cat balling) der Glasfasern aufgrund eines übermäßigen Mischens vermieden.
Das Gemisch aus nassem Zement und 2 % Glasfasern mit einer Länge von 12,7 mm wird dann in einer Dicke von etwa 9,5 mm in den Boden der Form eingegossen. Anschließend werden durch Faserspritzen gehackte, etwa 50,8 mm lange Glasfasern in mehreren Durchgängen auf die Oberseite der Bodenschicht aufgetragen und nach jedem Auftragsgang eingewalzt, um ein vollständiges Benetzen dieser Fasern zu gewährleisten, ohne die durch das Hacken bzw. Schneiden und Aufspritzen der Fasern gebildete Matrix aufzubrechen.
Hierauf werden die Ränder der Form mit einem Glasfaser-Futtermaterial belegt, beispielsweise mit einem beschichteten E-Typ-Glasfaserfuttergewebe mit etwa
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6,35 mm großen Öffnungen, wie es von der Firma J. P. Stevens unter der Bezeichnung "Lino scrim" geliefert wird. Das zu langen Stücken geschnittene Futtermaterial erstreckt sich dabei über eine Strecke von etwa 100 mm von der Formseitenwand auf die Bodenschicht, an der Formseitenwand nach oben und über eine Strecke von etwa 100 mm über diese Seitenwand hinaus. Zur Gewährleistung einer vollständigen Benetzung des mit der Bodenschicht in Berührung stehenden Teils des Futtermaterials wird dieses in die nasse Bodenschicht eingepreßt.
Danach wird ein etwa 76 mm dicker Urethan-Hartschaumkern auf die Bodenschicht und das in diese eingearbeitete Futtermaterial unter Zurücklassung eines Zwischenraums um die Seiten der Form herum (vergl. Fig. 7 a) aufgelegt. Gewünschtenfalls kann das Kernmaterial durch die Form hindurch mit Zapfen oder Stiften festgelegt werden, wobei vorübergehend Abstandstücke zur Sicherstellung der einwandfreien Ausrichtung des Kerns 10 einsetzbar sind.
Eine weitere Charge eines Vorgemisches aus Zement und etwa 12,7 mm langen Glasfasern in einer Menge von 2 Gew.-% wird sodann auf die Oberseite des Kerns
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- ja -
aufgetragen und zur Ausfüllung des Zwischenraums in diesen eingefüllt. Dann wird das über die Oberseiten der Formseitenwände gelegte Futtermaterial nach innen umgeschlagen, worauf eine weitere Vorgemischschicht aus Zement und Glasfaser in einer Dicke von etwa 9,5 mm aufgetragen und dadurch eine oberseitige Deckschicht gebildet wird. Für die Deckschicht wird dasselbe Gemisch mit 2 % an etwa 12,7 mm langen Glasfasern verwendet. Wie im Fall der Bodenschicht werden wiederum etwa 50,8 mm lange Glasfasern gehackt bzw. geschnitten, in mehreren Durchgängen auf die Deckschicht aufgespritzt und nach jedem Durchgang eingewalzt. Die Menge dieser längeren Glasfasern in Boden- und Deckschicht beträgt jeweils 2 %. In der gesamten, auf diese Weise ausgebildeten nassen Schale sind die dem Zement vorher untergemischten, etwa 12,7 mm langen Glasfasern gleichmäßig verteilt, nämlich in den Seitenabschnitten 121 und in den Bereichen der beiden Hauptflächen 12. Zusätzlich sind in den beiden Hauptflächen 12 wahllos verteilte, längere Glasfasern von etwa 50,8 mm Länge in einer zusanunenhängenden, wahllosen bzw. Wirrmatrix mit den kürzeren Fasern enthalten, so daß durch die ganze Schale hindurch ein Glasfasergehalt von etwa 4 Gew.-%, bezogen auf den nassen Zement, vorhanden ist.
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Zur Begünstigung der Verteilung und Benetzung der
Fasern wird die Form während der Ausbildung der
Boden- und Deckschichten sowie während des Ausfüllens des Zwischenraums zwischen Formseitenwänden und Kern 10 intermittierend in Rüttelbewegung versetzt.
Gemäß Fig. 8 kann das Futtermaterial 14 im voraus
um die Ränder des Schaumstoffkerns 10 herumgelegt und mit Hilfe von Nadeln bzw. Stiften oder eines Klebmittels festgelegt werden.
Ein bedeutsames Merkmal der bevorzugten Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 7 und 8 besteht darin, daß
eine Verbund- oder Mischmaterialplatte bzw. -tafel,
d. h. ein Bausteinelement, mit einer in situ bzw.
an Ort und Stelle um einen Kern 10 herum ausgebildeten, faserarmierten Schale hergestellt werden kann.
Die gesamte Schale, bestehend aus den Randabschnitten 121 und den Hauptflächenabschnitten 12, wird in nassem Zustand um den Schaumstoffkern 10 herum gegossen bzw. geformt, wobei durch das Rütteln (der Form) ein vollständiges Ausfüllen der Zwischenräume sowie eine vollständige Verteilung und die Vermeidung von Hohlräumen oder Trennfugen gewährleistet werden. Beim
Aushärten oder Abbinden der den Schaumstoffkern 10
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umschließenden nassen Schale zeigt der Zement eine Schrumpfneigung, durch welche die in der Schale enthaltenen Fasern um den Hartschaumkern herum unter eine Zugspannung gesetzt werden, die einem Schrumpfen des Zements entgegenwirkt. Die faserarmierte Zementschale ist dabei selbsttragend, was bedeutet, daß sie in sehr kurzer Zeit nach dem Gießen dieser Schale um den Kern 10 herum aus der Form entnommen werden kann. Zweckmäßige Zeitspannen für das Herausnehmen des teilweise ausgehärteten Bausteinelements aus der Form liegen bei einer Stunde oder mehr, und das vollständige Aushärten oder Abbinden wird durch feuchte Lagerung des Elements während Zeitspannen von bis zu 3-5 Tagen erreicht.
Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 7 und 8 kann reiner Zement ohne Armierungsfasern zum Ausfüllen der Zwischenräume unter Bildung der Randabschnitte 12' der Schale benutzt werden,weil die Futterarmierung 14 die für den Zusammenhalt der Randabschnitte erforderliche Versteifung bzw. Armierung bietet. Vorzugsweise wird jedoch, wie erwähnt, ein Vorgemisch ausv Glasfasermaterial und nassem Zement für das Ausfüllen des Zwischenraums zwischen den Formseitenwänden und den Seiten bzw. Rändern des Kerns 10
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- ,26 -
verwendet.
In Fig. 9 ist ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit einem Straßen-Randsteinbzw. -Leitplankenprofil dargestellt, wie sie derzeit üblicherweise aus Gießzement bzw. -beton hergestellt werden. Hierbei wird die Form zunächst mit einer Lage des armierenden Futtermaterials 14 ausgekleidet, worauf ein in armierendes Futtermaterial 14 eingewickelter Hartschaumkern 10 mit Hilfe von Zapfen oder Bolzen 30 so in der Form gehaltert wird, daß zwischen dem umwickelten Kern 10 sowie dem Boden und den Seitenwänden der Form jeweils ein Zwischenraum verbleibt, der dann gemäß Fig. 9 mit einem Gemisch nur aus Zement oder mit einer vorgemischten Masse aus Zement und Glasfasermaterial in einer Menge von etwa 2 Gew.-% ausgefüllt werden kann. Gemäß Fig. 9 ist mit gewöhnlichem Zement 12' ein Teil des Zwischenraums zwischen dem eingewickelten oder umhüllten Kern 10 und den ausgekleideten Seitenwand- und Bodenflächen der Form ausgefüllt. Für die vollständige Ausbildung des angestrebten Produkts müssen selbstverständlich der Zwischenraum vollständig gefüllt, die Oberseite des umhüllten Kerns 10 bedeckt und das Futtermaterial 14, welches die Form auskleidet und
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über de Oberseiten ihrer Seitenwände hinausragt, nach innen umgelegt und in die Zementmasse eingebettet werden. Gewünschtenfalls können die Formseitenwände noch weiter hochgezogen werden, und es kann ein schwereres Grundmaterial, wie Beton, aufgetragen werden, bevor das überstehende, die Form auskleidende Futtermaterial 14 nach innen umgeschlagen wird; wahlweise kann dieses überstehende Futtermaterial aber auch nach dem Auftragen der Masse nach innen über den Boden umgeschlagen und in diese Masse eingebettet werden.
Für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 ist besonders die Verwendung des vorher erwähnten Gemisches aus SUMENT und Sand geeignet.
Nach Abschluß der Herstellung des Bausteinelements wird der Zement unter Umgebungsbedingungen oder vorzugsweise in einem dampfbeheizten Abbinderaum ausgehärtet. Das Aushärten bzw. Abbinden kann auch durch Verwendung von mit etwa 50 - 93° C warmem Wasser angemachtem Naßzement beschleunigt werden. Sobald der Zement abgebunden hat, kann das Bausteinelement aus der Form entnommen und seiner Verwendung zugeführt werden.
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An einer oder mehreren Außenflächen der Schale kann ein beliebiges Veredelungsgefüge oder -dekor vorgesehen werden. Beispielsweise können in diese Oberfläche(n) anorganische Aggregate, wie Kies, Bruchstein, Marmoersplitter und dgl. eingebettet werden. Bezüglich der Oberflächengestaltung paßt sich die Außenfläche der Schale 12 an die Oberflächengestalt der Form an, so daß beliebige gewünschte Effekte erzielt werden können, beispielsweise ein Holzmaserungsmuster, eine gerippte Oberflächenform und dgl.
Das erfindungsgemäße Mischmaterial-Bausteinelement kann auf dieselbe Weise verwendet werden wie die bisherigen Bauelemente, etwa Gießbeton-Kernmauertafeln, doch wird wegen der großen Gewichtssenkung die Installation erheblich vereinfacht. Aufgrund der erheblich verbesserten Isolier- und Wasser- bzw. Dampfschutzeigenschaften der erfindungsgemäßen Bausteinelemente sind für die Gewährleistung dieser Eigenschaften keine weiteren Arbeitsgänge erforderlich, wie dies bei den bisherigen Bauelementen nötig ist.
Beim Einbau als Decken- oder Dachplatten oder
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Kernmauertafeln kann ein bei Raumtemperatur aushärtendes Elastomeres, etwa ein Silikonelastomeres, für die Stoßfugenverbindung zwischen aneinander angrenzenden Bauelementen verwendet werden, wobei die gesamte Konstruktion dann mit einem überzug aus einem geeigneten Elastomeren versehen werden kann. Hierdurch wird eine stoßsichere Konstruktion erreicht, die auch spätere Verschiebungen eines Bauwerks, beispielsweise beim "Setzen" eines Gebäudes nach dessen Errichtung, auszugleichen vermag. Die Randkanten der erfindungsgemäßen Elemente können auch mit einer oder mehreren, einen halbkreisförmigen Querschnitt besitzenden Nuten versehen werden. Hierdurch wird die Verwendung eines flexiblen bzw. elastischen Wulstmaterials aus z. B. Kunstpolymerschaum vereinfacht, das zur Herstellung einer Feuchtigkeits- und Luftabdichtung zwischen benachbarte Elemente eingefügt wird.
Das erfindungsgemäße Mischmaterialelement läßt sich auch zu isolierten Rohren und Leitungen, Eisenbahnschwellen, Wandfertigteilen und auch lastaufnehmenden Plattenelementen formen, die Versorgungsleitungen, Fensterrahmen, Türrahmen o. dgl. enthalten können. Außerdem ist darauf hinzuweisen, daß das erfindungsgemäße Bausteinelement aufgrund des Hartschaumkerns 10
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schwimmfähig ist; dieses Merkmal kann mit Vorteil für die Errichtung von Schwimmdocks und Werftanlagen sowie von Küstengewässer-Rohrplattformen ausgenutzt werden.
Typische Eigenschaften von im Handel erhältlichen Hartschaummaterialien aus Urethanpolymeren sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
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- 31 -
Typische Eigenschaften von Urethanhartschauin
Dichte 32,1 Dichte •1 Druckfestig (kg/cm*) Druckmodul Scher ,5 Scher a 17,5 - 38,5
g/dm3 kg pro m3 keit D 1621 (kg/cm2) festig modul Ϊ
480 0,0283 1622 ASTM ASTM D 1621 keit ,9 (kg/cm2) mm 24,5 - 56
OO 721 ASTM D (kg/cm2) ,8 35 - 91
CO 1123 ,6 59,5 - 140
α»
N* 0,91 - 4,2
0>
■*<*
24 0,68 - 1,4 28 - 140 1,4 - 3
O 13,6 - 6,65
OO
U)
33,5 - 0,95 - 20,4 2,45 - 13 56 - 245 2,1 - 4
tn 49,5 - 1,4 - 31,8 3,5 - 24,5 105 - 420 3,15 - 8
74,2 - 2,1 - 7,0 266 - 840 5,25 - 12
HO V- -
In Zusammenfassung wird mit der Erfindung also ein Verbund- oder Mischmaterial-Bausteinelement mit einem Hartschaumkern geschaffen, der in eine Schale aus armiertem, zementartigem Material eingekapselt ist. Die Schale ist mit mindestens zwei verschiedenen Materialarten armiert, nämlich einmal mit einem in einer zusammenhängenden wahllosen bzw. Wirrmatrix praktisch durch die gesamte Schale hindurch verteilten Faserarmierungsmaterial und zum anderen mit einem armierenden Futter(stoff)material, das an mindestens einer Oberfläche der Schale und/oder des Hartschaumkerns angeordnet ist.
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Leersei te

Claims (15)

  1. Patentansprüche
    ( 1AMischmaterialbausteinelement, dadurch gekennzeichnet, daß es einen in eine Schale aus zementartigem Material mit Randabschnitten und Hauptflächenabschnitten eingekapselten Hartschaumkern aufweist und daß diese Rand- und Hauptflächenabschnitte der Schale mit einem ersten Faserarmierungsmaterial in Form von diskreten Fasern, die in einer zusammenhängenden wahllosen bzw. Wirrmatrix praktisch durch die gesamte Schale hindurch verteilt sind, und mit einem zweiten Faserarmierungsmaterial in Futter-(stoff)form armiert sind, das an mindestens einem Rand- oder Hauptflächenabschnitt der Schale und/ oder des Hartschaumkerns angeordnet ist.
  2. 2. Bausteinelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Faserarmierungsmaterial in zwei verschiedenen Faserlängen vorliegt, wobei die kürzeren Fasern in einer zusammenhängenden Wirrmatrix praktisch durch die gesamte Schale hindurch verteilt und die längeren Fasern in einer zusammenhängenden Wirrmatrix zusammen mit den kürzeren Fasern in mindestens einem Hauptflächenabschnitt
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    der Schale verteilt sind, und daß sich das zweite Faserarmierungsmaterial in den Randabschnitten der Schale befindet und sich von dort in mindestens einen Hauptflächenabschnitt der Schale erstreckt.
  3. 3. Bausteinelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kürzeren Fasern eine Länge von etwa 6,35 - 19 mm, vorzugsweise etwa 12,7 mm besitzen und in einer Menge von 1-3 Gew.-%, vorzugsweise etwa 2 Gew.-% vorhanden sind.
  4. 4. Bausteinelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die längeren Fasern eine Länge von bis zu etwa 76 mm, vorzugsweise etwa 50,8 mm besitzen und in einer Menge von 1-3 Gew.-% vorhanden sind.
  5. 5. Bausteinelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kürzeren Fasern in dem die Schale bildenden zementartigen Material vorgemischt sind und daß die längeren Fasern bei der Ausbildung
    der Schale in situ bzw. an Ort und Stelle aufgetragen worden sind.
  6. 6. Tafel- bzw. plattenförmiges Verbund- oder Misch-
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    material-Bauelement, dadurch gekennzeichnet, daß es einen in eine faserarmierte, zementartige Schale eingekapselten Hartschaumkern aufweist, daß die Schale in situ bzw. an Ort und Stelle um den Kern herum geformt worden ist, indem Einzelfasern mit einer Länge von bis zu etwa 76 mm sowie nasser Zement, mit Fasern einer kleineren Länge als derjenigen der Einzelfasern vorgemischt, auf den Boden einer Form mit Seitenwänden aufgetragen wurden, um eine Naßzementschicht zu bilden, in welcher beide Faserarten in einer zusammenhängenden wahllosen bzw. Wirrmatrix von Fasern verteilt sind, ein armierendes Futter-(stoff)material um die Seitenwände der Form herumgelegt und von dort aus in die Bodenschicht und auswärts über die Formseitenwände gezogen wurde, der Hartschaumkern auf die Bodenschicht aufgelegt wurde, wobei der Umriß des Hartschaumkerns kleiner ist als der Formraum, so daß zwischen ihm und den Formseitenwänden ein Zwischenraum verbleibt, und die Höhe des Hartschaumkerns kleiner ist als die Höhe der Formseitenwände, danach der Zwischenraum mit nassem Zement, mit Fasern vorgemischt, ausgefüllt wurde, das über die Formseitenwände hinausragende Futtermaterial nach innen über die Oberseite des Hartschaumkerns umgeschlagen wurde, nacheinander Einzel-
    - 36 -
    fasern mit einer Länge von bis zu etwa 76 mm und Naßzement, mit Fasern von kürzerer Länge als derjenigen der Einzelfasern vermischt, auf die Oberseite des Hartschaumkerns aufgetragen wurden, um dadurch den Hartschaumkern in einer Schale aus faserarmiertem Naßzementmaterial einzukapseln, und die Schale getrocknet und ausgehärtet wurde.
  7. 7. Verbund- oder Mischmaterial-Bauelement, beispielsweise Straßen-Randstein bzw. -Leitplanke, gekennzeichnet durch einen Hartschaumkern, der in eine Schale aus zementartigem Material eingekapselt ist, das mit einem ersten Faserarmierungsmaterial in Futter(stoff)form an der Oberfläche der Schale und mit einem zweiten, den Hartschaumkern umschließenden Faserarmierungsmaterial in Futter(stoff)form armiert ist.
  8. 8. Bauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zementartige Schale weiterhin mit einem Faserarmierungsmaterial in Faserform armiert ist, das in einer zusammenhängenden Wirrmatrix praktisch durch die gesamte Schale hindurch verteilt ist.
    809826/0835
  9. 9. Verfahren zur Herstellung eines Bausteins bzw. Bauelements nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem Hartschaumkern, der in eine Schale aus armiertem, zementartigem Material eingekapselt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Form mit einem Boden und mit Seitenwänden vorgesehen wird, daß auf den Boden der Form ein Gemisch aus nassem Zementmaterial und Faserarmierungsmaterial in Einzelfaserform aufgetragen wird, um am Formboden eine mit einer zusammenhängenden Matrix des Fasermaterials armierte Naßzementschicht zu bilden, daß ein teilweise oder vollständig in ein armierendes Futteristoff ) material eingewickelter Hartschaumkern auf die Naßzementschicht aufgelegt wird, wobei der Hartschaumkern einen kleineren Umriß besitzt als der Formraum, so daß zwischen ihm und den Formseitenwänden ein Zwischenraum verbleibt, und wobei die Höhe des Hartschaumkerns kleiner ist als diejenige der Formseitenwände, daß mit weiterem Gemisch aus Naßzementmaterial und Faserarmierungsmaterial der Zwischenraum ausgefüllt und der eingewickelte Hartschaumkern mit einer Deckschicht des Naßzementmaterials mit einer zusammenhängenden Matrix des Faserarmierungsmaterials armiert, bedeckt und dadurch in eine nasse Schale aus armiertem Zementmaterial
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    eingekapselt wird, und daß die Schale aus Zementmaterial ausgehärtet und das so hergestellte Bauelement aus der Form entnommen wird.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausbildung der Bodenschicht nacheinander ein Vorgemisch aus nassem Zementmaterial und Fasern sowie Einzelfasern einer größeren Länge als bei den Fasern des Vorgemisches aufgetragen werden.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum mit einem Vorgemisch aus nassem Zementmaterial ausgefüllt und sodann die oberseitige Deckschicht ausgebildet wird, indem nacheinander ein Vorgemisch aus nassem Zementmaterial und Fasern sowie Einzelfasern einer größeren Länge als der Fasern des Vorgemisches aufgetragen werden.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der Bodenschicht und das Ausfüllen des Zwischenraums durch aufeinanderfolgendes Einbringen von Fasern und des nassen Zementmaterials in die Form unter Rütteln der Form erfolgen.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
    §09826/0635
    daß das armierende Futtermaterial um die Ränder des Bodens der Form gelegt und aufwärts über die Seitenwände der Form gezogen wird und daß das über die Seitenwände überstehende Futtermaterial nach innen umgeschlagen und in die Deckschicht aus nassem Zementmaterial eingebettet wird.
  14. 14. Verfahren zur Herstellung eines Verbund- oder Mischmaterial-Bauelements, etwa eines Straßen-Randsteins bzw. einer -Leitplanke, mit einem in eine Schale aus armiertem, zementartigem Material eingekapselten Hartschaumkern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Form mit einem Boden und mit Seitenwänden vorgesehen wird, daß die Form mit einem armierenden Futter(stoff)material ausgelegt wird, daß ein in ein Futter(stoff)material eingehüllter Hartschaumkern unter Zurücklassung eines Zwischenraums zwischen ihm sowie Boden und Seitenwänden der Form in der Form aufgehängt wird, daß der Zwischenraum mit einem nassen Zementmaterial ausgefüllt wird und
    daß das Zementmaterial sodann ausgehärtet und das so gebildete Bauelement aus der Form entnommen wird.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Zementmaterial ein Faserarmierungsmaterial
    S09S26/OS3S
    enthält, das in ihm in einer zusammenhängenden wahllosen bzw. Wirrmatrix verteilt ist.
    • OMlf/OttS
DE19772756820 1976-12-27 1977-12-20 Mischmaterialbausteinelement und verfahren zu seiner herstellung Withdrawn DE2756820A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US75487776A 1976-12-27 1976-12-27
US05/848,411 US4229497A (en) 1977-11-03 1977-11-03 Composite module with reinforced shell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2756820A1 true DE2756820A1 (de) 1978-06-29

Family

ID=27116002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19772756820 Withdrawn DE2756820A1 (de) 1976-12-27 1977-12-20 Mischmaterialbausteinelement und verfahren zu seiner herstellung

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JP (1) JPS5392822A (de)
AU (1) AU3188777A (de)
BR (1) BR7708678A (de)
CA (1) CA1085182A (de)
DE (1) DE2756820A1 (de)
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GB (1) GB1588899A (de)
IL (1) IL53573A (de)
IT (1) IT1091800B (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4826127A (en) * 1980-08-16 1989-05-02 Peter Koblischek Machine supports made from acrylic concrete
FR2697858A1 (fr) * 1992-11-10 1994-05-13 Guenee Alain Procédé de fabrication d'un panneau de construction de type sandwich à trois couches et panneau obtenu par la mise en Óoeuvre de ce procédé.
EP0647745A1 (de) * 1993-10-11 1995-04-12 Jung-Fa Lin Mauersteinausformung
AU665695B2 (en) * 1992-07-08 1996-01-11 Yves Pierre Marcel Treuil Cementitious building element
US10227777B2 (en) 2013-07-02 2019-03-12 Groz-Beckert Kg Method for producing a concrete component, prefabricated structural element of a concrete component, and concrete component
CN110185193A (zh) * 2019-04-30 2019-08-30 同济大学 一种结构功能一体化混凝土的组合方法
CN112726326A (zh) * 2020-12-30 2021-04-30 威海利东建筑科技有限公司 一种曲线型预制混凝土路缘石的施工方法

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8201677A (nl) * 1981-05-01 1982-12-01 Bpb Industries Plc Bouwcomponent.
EP0122268A4 (de) * 1982-10-05 1985-03-06 Pool Fabrications Singapore Pt Strukturierte glieder.
JPS60179202A (ja) * 1984-02-28 1985-09-13 小林 信和 断熱用タイルパネルの成形加工法
DE59002755D1 (de) * 1990-04-28 1993-10-21 Herbert Hohenleitner Verbundformstein und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Steines.
EP0879123A1 (de) * 1996-11-29 1998-11-25 Giancarlo Meli Produktions- und formsystem für elemente aus einer zementmatrix verstärkt durch glasfasern
EP1250222A4 (de) * 2000-01-05 2003-04-16 Saint Gobain Technical Fabrics Glatte, verstärkte zementplatten sowie verfahren zur herstellung derselben
DE50110472D1 (de) * 2000-04-08 2006-08-31 Zueblin Ag Schallabsorbierendes Element auf der Basis von textilbewehrtem Beton
EP1152088B1 (de) * 2000-04-08 2006-07-19 Ed. Züblin Aktiengesellschaft Tunnelverkleidung aus textilbewehrtem Beton
GB0220510D0 (en) * 2002-09-04 2002-10-09 Kane Kevin J O Composite board
ZA200509140B (en) 2003-04-14 2007-03-28 Serwin Holding Aps Sandwich plate-like construction
US7786026B2 (en) 2003-12-19 2010-08-31 Saint-Gobain Technical Fabrics America, Inc. Enhanced thickness fabric and method of making same
ITBO20090497A1 (it) * 2009-07-29 2011-01-30 Federico Sazzini Parete precoibentata in cls prefabbricato
US9139473B2 (en) 2012-02-09 2015-09-22 Tuscan StoneWorx USA, LLC Glass-fiber-reinforced concrete compositions and related methods
US8863456B2 (en) * 2012-02-09 2014-10-21 Tuscan StoneWorx USA, LLC Structural insulated panels
DK178289B1 (en) * 2012-08-07 2015-11-09 Frank Nielsen Light weight composite armor with structural strength
EP2767373A1 (de) * 2013-02-15 2014-08-20 Bayer MaterialScience AG Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen, bewehrten Betonelements
BE1021247B1 (nl) * 2013-08-26 2015-09-22 Oeterbeton Isolatiewand voor constructies
IT201600074350A1 (it) * 2016-07-15 2018-01-15 Gennaro Bencivenga Metodo di costruzione in blocchi di cemento armato alleggeriti e prodotto così ottenuto.
FR3072401B1 (fr) * 2017-10-12 2020-11-20 Jeremy Franck Bernard Theveny Bloc de construction a isolation integree ameliore et procede de fabrication associe

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2045743B1 (de) * 1969-06-30 1973-10-19 Elkalite Ltd
FR2252465A1 (en) * 1973-11-27 1975-06-20 Chevanne Sylvain Building panel with low density cellular core - has reinforced plaster around the parallelepiped shape core
IE42358B1 (en) * 1974-12-09 1980-07-30 Ametex Ltd Composite building module

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4826127A (en) * 1980-08-16 1989-05-02 Peter Koblischek Machine supports made from acrylic concrete
AU665695B2 (en) * 1992-07-08 1996-01-11 Yves Pierre Marcel Treuil Cementitious building element
FR2697858A1 (fr) * 1992-11-10 1994-05-13 Guenee Alain Procédé de fabrication d'un panneau de construction de type sandwich à trois couches et panneau obtenu par la mise en Óoeuvre de ce procédé.
EP0647745A1 (de) * 1993-10-11 1995-04-12 Jung-Fa Lin Mauersteinausformung
US10227777B2 (en) 2013-07-02 2019-03-12 Groz-Beckert Kg Method for producing a concrete component, prefabricated structural element of a concrete component, and concrete component
CN110185193A (zh) * 2019-04-30 2019-08-30 同济大学 一种结构功能一体化混凝土的组合方法
CN112726326A (zh) * 2020-12-30 2021-04-30 威海利东建筑科技有限公司 一种曲线型预制混凝土路缘石的施工方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA1085182A (en) 1980-09-09
IL53573A0 (en) 1978-03-10
FR2375405A1 (fr) 1978-07-21
GB1588899A (en) 1981-04-29
IL53573A (en) 1980-09-16
IT1091800B (it) 1985-07-06
BR7708678A (pt) 1978-08-15
JPS5392822A (en) 1978-08-15
AU3188777A (en) 1979-06-28

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