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BFZEICHNUNG: Verfahren zur Herstellung von
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Fertigteiltrittstufen aus Glasfaserbeton mit Hartsphaumkern und Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtunz
zur Herstellung von Fertigteiltrittstufen aus Glasfaserbeton mit Hartschaumkern,
insbesondere für Treppen mit geraden undyoder gewendelten Laufteilen, bei der die
der kleinsten Stufenbreite-zugewandten Endabschnitte der Wendelstufen in Richtung
der Lauflinie konvex gekrümmt sind und eine Vorrichtung zur Durchfilhrung des Verfahrens.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur werkmMßigen
Herstellung von Glasfaserbetonstufen mit Hartschaumkern, die zur Ausbildung einer
Treppe treppenaugenseitig an einem Harfenteil, einer Wange oder miteinander mittels
distanzierten StUtzbolzen und wandseitig auf einer Treopenwange, auf Wandankern,
Wandwinkeln oder miteinander mittels distanzierten StUtzbolzen befestigbar sind,
zu schaffen, das einfach anzuwenden ist und Rertigungsmffngel ausschließt sowie
eine Vorrichtung zur Durchftlhrung des Verfahrens.
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Erfindungsgem§ß erfolgt die Lösung der Aufgabe wie im Kennzeichen
des Hauptanspruchs beschrieben. Eine weitere Lösung der Aufgabe ist gekennzeichnet
durch eine den Abmessungen der Stufenform der geraden Stufe oder der Wendelstufe
entsprechende muldenförmige Stufenform, die auf einer RUtteleinrichtung festspannbar
ist und auf der eine Klemmspanneinrichtung befestigbar ist.
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Weitere merkmale der Erfindung werden in den UnteransprUchen beschrieben.
Des weiteren wird die Erfindung anhand eines
Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Vorrichtungen zur Durchfilhrung
des Verfahrens näher erläutert.
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Es zeigt Fig. 1 die erfindungsgemße VorrIchtung zur Herstellung von
Fertjgteiltrittstufen aus Glasfaserbeton in einer schematischen schaubildlichen
Ansicht in einer Explosionsdarstellung, Fig.2a eine Stufenform in der Draufsicht,
Fig. 2b die Stufenform nach Fig. 2a mit einer Klemmspanneinrichtung, Fig. 3a die
Stufenform nach Fig. 2b in einer Queransicht im Schnitt A-A, Fig.3b die Stufenform
nach Fig. 3a mit einem eingelegten Stufenkern nach der Verfüllung mit ,lasfaserbeton
im Schnitt A-A, Fig. 4 die Klemmspanneinrichtung in einer Draufsicht, Fig. 5a eine
Stufenform für eine Wendelstufe mit eingelegtem Kern in einer schaubildlichen Ansicht,
Fig.5b die Stufenform nach Fig. 5a nach der Verfüllung mit Glasfaserbeton und eine
Klemmspanneinrichtung in einer schaubildlichen Ansicht,
Fig. 6
einen Stufenkern in einer schaubzldlichen Ansicht, Fig.7a - c eine nach dem erfindungsgemrßen
Verfahren hergestellte Fertigteiltrittstufe in einer Draufsicht, einer Seitenansicht
und einer Queransicht im Schnitt, Fig. 7d das Detail 'tB" nach Fig. 7c In einer
vergrßerten Darstellung.
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Die in Fig, 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus
einer RUtteleinrichtung 1, auf der mittels Spannbacken 7 eine Stufenform 8, 8a festgeklemmt
werden kann.
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In Fig. 1 ist hierzu beispielsweise eine Stufenform 8 für eine gerade
Stufe dargestellt. ueber der freien Öffnung der Stufenform 8, 8a ist eine Klemmspanneinrichtung
15 anzuordnen. Die Rütteleinrichtung 1 besteht aus zwei parallel im Abstand zueinander
angeordneten Spannholmen, auf denen jeweils zwei StUtzprofile 7 befestigt sind.
Auf jedem Stiltzprofil 3 ist ein Schwingelement 4 angeordnet. Auf den zwei Schwingelementen
ist ein Rilttelholm 6 befestigt. An der Unterseite eines jeden Rflttelholms 6 befindet
sich ein elektromotorisch oder pneumatisch betreibbarer Rüttler 5. Die Stufenform
8, 8a wird auf der Oberseite der Rilttelholme 6 abgelegt und mit den Spannbacken
7 an diesem festgeklemmt.
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Wie in den Fig. 2a, 2b, 3a dargestellt, besteht die Stufenform 8 ebenso
wie die Stufenform 8a aus einer Mulde, die im
Bereich der öffnung
von einem umlaufenden Randsteg 16 umgeben ist. Die Mulde 9 und der Randsteg 16 kdnnen-einstUckig
austebildet sein und aus einem glasfaserarmierten Kunststoff bestehen. An dem einen
lSnglichen Randsteg 16 befinden sich zwei Flansche 11, die die obere Ebene der Randstege
16 berragen und in denen Durchbrechungen als Lager 12 für die Klemmspanneinrichtung
15 ausgebildet sind. Die Klemmspanneinrichtung 15 besteht aus einem Tragrahmen,
an dem drei im Abstand voneinander in einer Ebene angeordnete Klemmstttcke 16 befindlich
sind. Der Tragrahmen besteht aus zwei stabförmigen Traversen 17, die mittels eines
Verbindungsstücks 18 verbunden sind. Der eine Endabschnitt jeder Traverse 17 kann
durch das Lager 12 des Flansches 11 gefUhrt werden. An dem anderen Endabschnitt
jeder Traverse 17 ist ein Spannbügel 19 angeordnet, der mit jeweils einem an dem
Randsteg 16 befestigten Spannstück 20 in Wirkverbindung bringbar ist. An der Unterseite
der Traversen 17 und des Verbindungsstücks 18 sind die als Niederhalter wirkenden
Klemmstücke 16 angeordnet. Diese befinden sich in einer Ebene und verhindern, daß
der in die Mulde 9 eingelegte Stufenkern 21, der vorzugsweise aus Hartschaum besteht,
auStreibt, Wie in Fig. 3b und den Fig. 5a, 5b dargestellt, erfolgt beim Einbau der
Klemmspanneinrichtung 15 vielmehr ein Umquellen des Stufenkerns 21 von einem Teil
des bereits in der Mulde 9 befindlichen Glasfaserbetons. Da der Stufen kern 21 während
des Rilttelns der mit Glasfaserbeton gefUllten Mulde 9 in diese eingelegt wird,
ist der Glasfaserbeton beim
Einlegen der Klemmspanneinrichtung
15 bereits verdichtet, wodurch verhindert wird, daß unterhalb des Stufenkerns 21
Luftblasen bestehen bleiben.
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Der Stufenkern 21 besteht vorzugsweise aus einer Hartschaumplatte
21a, an deren lSngsseitigen Seitenabschnitten jeweils zwei Nuten 24 ausgebildet
sind. In den Nuten 24 sind auf Abstandshaltern 28 Längsbewehrungsstäbe 26 haltert,
die im Bereich der Stirnseiten des Hartschaumkerns 21a mittels sich Uber die Stirnseiten
erstreckender Biigel 27 miteinander verbunden sind. Die Bügel 27 können hierbei
mittels Bindedraht mit den L§ngsbewehrungsstSben verbunden sein.
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An den SeitenflMchen des Stufenkerns 21 sind Distanzhalter 25 angeordnet,
die eine Zentrierung des Stufenkerns 21 in der Stufenmulde 8, 8a ermdglichen.
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Gerade das Zusammenwirken der RUtteleinrichtung 1 der Stufenform 8,
8a und der Klemmspanneinrichtung 15 bewirken die Ausbildung einwandfreier Trittstufen
29, die aus einem.
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Stufenkern 21 aus Hartschaum bestehen, der nur von einem dünnen Glasfaserbetonmantel
30 umgeben ist. Es hat sich gezeigt, daß bis zu einer wirksamen StufenlAnge von
1,40 m eine Dicke des Glasfaserbetonmantels 30 von 15 mm ausreichend ist. Lediglich
im Bereich der Nuten 24 ist die Glasfaserbetonschicht verstärkt, damit auch die
LKngsbewehrungsstAbe 26 in Glasfaserbeton eingelagert sind (Fig. 7a - 7d).
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Lediglich an den Endabschnitten der Stufe 29 ist eine verdickte
homogene
Glasfaserbetonschicht angeordnet. Diese dient dazu, um die Stufe 29 mit beispielsweise
Schraubverbindungen an Stützelementen befestigen zu kEnnen. Als ausreichend hat
sich eine Dicke von ca. 80 mm für diese stirnseitigen Glasfaserbetonschichten erwiesen.
Bei Wendelstufen erfolgt ferner noch im Bereich der Wendelung an der Inneren Seitenwand
des Stufenkerns 21 eine verdickte Ausbildung von Glasfasern beton 31, da andernfalls
die Ausbildung des Stufenkerns 21 recht aufwendig werden wUrde (Fig. 5a, 5b).
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Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Verfahren zur Herstellung
von Fertigteilstufen aus Glasfaserbeton 31 wie folgt durchgefilhrt. Zunchst wird
die im Muldenbereich gereinigte Stufenform 8, 8a auf den RTlttelholmen 6 der RUtteleinrichtung
1 mittels der spannbacken 7 festgespannt.
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Vor dem EinfUllen von Glasfaserbeton emnfiehlt es sich, die Mulde
mit einem fettfreien Schall zu bentrenchen. Der fur die Herstellung der Tritt stufe
29 zu verwendende Glasfaserbeton 31 ist ein Verbundwerkstoff, der eine hohe Zug-und
Biegezugfestigkeit> hohe Schlagfihigkeit, große Bruchdehnung und geringe Reißneigung
aufweist. Er besteht im wesentlichen aus der Zementmatrix und den Verstmrkungsfasern.
Grundvoraussetzung dieser Dauerstandfestigkeit des Glasfaserbetons ist eine ausreichende
mechanische und chemische Verträglichkeit der Glasfasern und der Zementmatrix. Der
Haftverbund zwischen den Glasfasern und der
Zementmatrix entsteht
durch die Hydrationsnrodukte des Zements. Vorzugsweise werden alkaliresistente Glasfasern
verwendet, deren Länge 12 mm nicht fiberschreitet. PUr den Glasfaserbeton 31 für
die Stufen 29 hat sich ein Gemisch aus alkaliresistenten Glasfasern, Weißzement
und Zuschlägen bewährt. Die Zuschläge müssen eine günstige Kornzusammensetzung und
ausreichende Eigenfestigkeit haben. Sie dürfen weder die Erhrtung des Zementsteines
stören noch die eingebetteten Glasfasern beschdigen. Gerade fflr die Anwendung bei
Treppenstufen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, als Zuschlag ein pulverisiertes
Flintsteingranulat zu verwenden. Hierbei ist Voraussetzung, daß als Ausgangsmaterial
sehr reines Flintgestein verwendet wurde, das anschließend einer Sinterung auf t
6fl0 °C unterzogen wurde. Durch diese Snterungsverfahren erhalt das Flintsteingranulat
besonders vorteilhafte Eigenschaften wie eine schneeweiße Farbe, FarbtonbestQndigkeit,
Bestdndigkeit gegen Witterungseinflilsse, SRurebestHndigkeit, große Härte, Abriebfestigkeit,
Wasserdichtheit und Unempfindlichkeit gegen Verschmutzung. Durch Verwendung dieses
Natursteingranulats aus gesintertem Flintgestein wird ein Glasfaserbeton groRer
Weißheit und FarbbestSndigkeit erzielt. Es ist selbstverstXndlich auch sich, andere
Natursteingranulate zu verwenden wie z.B. solche aus Marmor. FUr die Verwendung
als Glasfaserbeton 31 für Stufen 29 hat sich ein Mischungsverh?tltnis von Weißzement
Zuschlagstoffen
Glasfasern von 156:235:10 als besonders vorteilhaft erwiesen. Diese Mischung muß
sorgf.!ltig verrührt sein, damit der Glasfaserbeton eine homogene Struktur aufweist.
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Dieser Glasfaserbeton 31 wird dann in die Mulde 9 der Stufenform 8,
8a eingebracht, bis diese etwa zu einem Drittel befüllt iet. Die Befüllung der Mulde
9 erfolgt wShrend des Betriebs der Rüttler 5. Hierbei erfolgt bereits eine Verdichtung
des Glasfaserbetons 31.
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Danach wird der Stufenkern 21 mit dem zugehörigen Bewehrungskorb in
die Mulde 9 eingelegt. Durch die DistanzstUcke 25 ist eine einfache Zentrierung
in der Mulde 9 möglich.
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Danach wird der Stufenkern 21 in die Mulde 9 eingebracht und mittels
als Niederhalter wirkenden Klemmstileken 16 einer Klemmspanneinrichtung 15 in der
Mulde 9 gegen Auftrieb gesichert gehaltert. Hierzu werden die Endabschnitte 17a
der Traversen 17 in die Lager 12 der Flansche 11 eingeführt und die Endabsohnitte
17b der Traversen 17 mittels der Spannbügel 19 mit den an den Randstegen 10 angeordneten
Spannstücken 20 verbunden. Hierbei quillt an den Randbereichen zwischen dem Stufenkern
21 und der Muldenwandungs Glasfaserbeton nach oben, Dann wird so viel weiterer Glasfaserbeton
31 in die Mulde 9 eingebracht, bis der Glasfaserbeton beim Fortsetzen des RUttelns
etwa mit der
Öffnungsebene der Mulde 9 abschließt. Danach wird
die Klemmspanneinrichtung 15 entfernt und die offene OberflAche des Glasfaserbetons
31 bUndig zur Öffnungsebene der Mulde 9 geglättet. Wegen der flachen Ausbildung
der Mulde 9 ist beim Einbringen des Glasfaserbetons 31 für diesen stQndig eine relativ
große Oberfläche vorhanden, an der er beim Verdichten durch RUtteln entgasen kann.
Hierdurch wird verhindert, daß in dem Glasfaserbeton dessen Festigkeit vermindernde
Luftlöcher entstehen. Da deren Ausbildung auch an der Oberfläche des Glasfaserbetons
31 vermieden wird, wird somit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein porenfreier
Sichtbeton erzielt.
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Nach dem Glätten des Glasfaserbetons 31 wird die Stufenform 8, 8a
nach Lösen der Spannbacken 7 von der R5tteleinrichtung 1 entfernt und in einem vorbestimmten
Rahmen gelagert, um dem Glasfaserbeton 31 ßelemenheit zum Abbinden zu geben. Bei
Raumtemperatur erfolgt die AushMrtunz innerhalb von 24 Stunden. Die Aushrrtzet kann
in an sich bei Beton bekannter Weise durch Zufuhr von warme oder aber Zugabe von
Aushärtbeschleunigern zum Glasfaserbeton beschleunigt werden. Da der Glasfaserbeton
31 bei der Stufe 29 dünnwandig ausgebildet wird, ist er empfindlicher gegenüber
einer Austrocknung als beispielsweise vergleichbare dickwandige Betonteile. Deshalb
sind die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Glasfaserbetonteile
nach
dem Einbringen des Glasfaserbetons vor einem raschen Wasserentzug zu schützen. Ein
vorzeitiges Austroeknen des Glasfaserbetons 31 wUrde zu Schwindspannungen und zum
oberflächlichen Verdunsten der Matrix fuhren, Um diese Qualit.5tsminderung des Glasfaserbetons
31 zu vermeiden sind die frisch gefertigten Stufen 29 entweder mit Folien abzudecken,
in Räumen mit sehr hoher relativer Luftfeuchtip:-keit zu lagern oder aber die junzen
Glasfaserbetonoberflächen unmittelbar mit geeigneten Nachbehandlunp:smitteln zu
besprühen. Als zweckmäßig hat sich ein Einlagern der fertigen Stufe 29 in einer
Schrumpffolie erwiesen, da diese gleichzeitig als Schutz gegen Beschdigungen bein
Transport dienen kann.
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Nach dem Aushärten des Glasfaserbetons 31 wird die Stufe 29 aus der
Stufenform 8, 8a entfernt. Die der offenen Oberseite der Stufenform 8, 8a entsprechende
Flache der Stufe 29 wird nun plan geschliffen. Gleichzeitig kann eine Anfasung der
Kanten der Stufe 29 erfolgen. Die hieran anschließende Nachbehandlung ist abhägig
von dem dem Glasfaserbeton beigemischten Zuschlagstoff. Tst dieser beispielsweise
ein feinkörniges Granulat aus gesintertem Flintgestein, ist lediglich eine Versiegelung
der Stufen oberflache erforderlich. Wenn ein Wiarmorgranulat als Zuschlag verwendet
wurde, kann die Oberfläche der Stufen 29 auch fluatiert werden.
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Durch die Verwendung von Glasfaserbeton und hartschaum werden derart
leichte Fertigteiltrittstufen hergestellt, daß für deren Transport keine mechanischen
Hilfsmittel erforderlich sind, sondern der Transport von lediglich zwei Personen
durchgeführt werden kann. Da die Herstellung der erforderlichen Glasfaserbetonmischung
ebenfalls relativ einfach ist und die Durchfllhrung des Herstellungsverfahrens lediglich
eine einfache Vorrichtung erfordert, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren
insbesondere auch für mittlere Betriebe, die ohne größere Vorlaufzeiten auch kurzfristig
entstehende Bedarfsspitzen befriedigen können. Da aufgrund der besonderen Form der
Wendelstufen mittels nur weniger Fertigteiltrittstufen eine große Anzahl standardisierter
Treppengrundrisse herstellbar ist, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren auch
zur Vorfertigung bei Mittelbetrieben, da das Lageruflgsrisiko relativ gering ist.
Hierdurch wird das witerungsabhMngige Risiko der Treppenherstellungs- und Montagebetriebe
verringert.