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Bei Abschluß des Gasentwicklungsvorganges nimmt nämlich die Gasbetonmasse
und die mit ihr als Wand des Formkastens unmittelbar in Berührung stehende Bodenplatte
des Härtebodens eine Temperatur von 80- 90"C an, während der der Umgebungsatmosphäre
ausgesetzte Rahmen etwa auf Raumtemperatur von 20"C bleibt. Da im allgemeinen die
Bodenplatte und der Rahmen aus einem Material mit etwa gleichem oder vergleichbarem
positivem Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen, führt dieser Temperaturunterschied
dazu, daß sich die Bodenplatte relativ zum Rahmen entsprechend dem Temperaturunterschied
von ca. 70"C nennenswert in Längsrichtung ausdehnt Dadurch treten zwischen der Bodenplatte
und dem Rahmen außerordentlich hohe Kräfte auf, die zu einer Zerstörung der Verbindungen
der Bodenplatte mit dem Rahmen oder zu einer Auswölbung der Bodenplatte führen.
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Bei der abschließenden Dampfhärtung werden sowohl der Rahmen als
auch die Bodenplatte mit dem darauf liegenden Gasbetonblock auf eine Temperatur
von etwa 160- 1800C aufgeheizt, wobei der frei der Dampftemperatur ausgesetzte Rahmen
eine geringfügig höhere Temperatur als die Bodenplatte annehmen kann. Ein weiterer
kritischer Zustand entsteht beim Herausfahren des ausgehärteten Gasbetonblockes
aus dem Autoklaven, da hierbei der Rahmen außerhalb des Autoklaven auf dem Boden
eines Lagerplatzes abgesetzt wird. Dabei sinkt die Temperatur des Rahmens sehr rasch
auf Raumtemperatur ab, während der ausgehärtete Gasbetonblock zusammen mit dem unmittelbar
in inniger Berührung mit ihm stehenden Formboden nur sehr langsam abkühlt. Wenn
der Rahmen beispielsweise eine Temperatur von etwa 40° C, also geringfügig über
der Raumtemperatur des Lagerplatzbodens, erreicht hat, dann beträgt die Temperatur
der Bodenplatte und des Gasbetonblockes noch etwa 120"C. Zwischen der Bodenplatte
und dem Rahmen entsteht also eine Temperaturdifferenz von 80"C, die wiederum eine
beträchtliche Längsausdehnung der Bodenplatte in bezug zum Rahmen und damit eine
Auswölbung und/oder Zerstörung der Verbindungen der Platte mit dem Rahmen zur Folge
hat.
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Selbst wenn durch sehr stabile Dimensionierung der Verbindungsstellen
des Rahmens mit der Platte eine Zerstörung unterbleibt, ergibt sich dabei das Problem,
daß die unvermeidbaren Verformungen der Bodenplatte im Verlauf des Verfahrenszyklus
zu Rissen in dem noch nicht völlig ausgehärteten Gasbetonblock und damit zur Qualitätsminderung
des Produktes führen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demgemäß darin,
einen Härteboden der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der die Herstellung
von Gasbetonblöcken ohne Rißbildung ermöglicht.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Bodenplatte
unter Zugvorspannung in Längsrichtung nur an ihren Endbereichen fest mit dem Rahmen
verbunden ist und daß an der Rückseite der Bodenplatte eine Vielzahl von in Längsrichtung
im Abstand verteilt wegragenden Halteklauen angebracht ist, die die Bodenplatte
senkrecht und quer zur Längsrichtung im Abstand zum Rahmen abstützen.
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Der dieser erfindungsgemäßen Ausbildung zugrunde liegende Gedanke
beruht auf der Erkenntnis, daß eine völlige Planhaltung der Bodenplatte wegen der
auftretenden, zum Teil inhomogenen Temperaturwechselbelastungen und der mechanischen
Beanspruchung durch externe Einflüsse im Betrieb nicht möglich ist und daß rißfreie
Gasbetonblöcke ohne Qualitätsbeeinträchtigung dann erzielt werden können, wenn die
unvermeidlichen im Betrieb auftretenden Verformungen ein gewisses Maß nicht überschreiten.
Solange nämlich die Verformungen der Bodenplatte nicht zu einer Rißbildung im Gasbetonblock
führen, ist die durch sie hervorgerufene leicht unebene Außenfläche des Gasbetonblockes
schon allein deshalb ohne Belag, weil diese Oberflächenschicht ohnedies durch das
stets verwendete Entformungsmittel verunreinigt ist und daher beim Zerteilen der
Form in Einzelelemente als Abfallschicht abgetrennt werden muß.
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Beim Härteboden nach der Erfindung hält der starre und stabil aufgebaute
Rahmen im Ruhezustand die Bodenplatte unter einer Zugvorspannung und »streckt« sie
gewissermaßen, so daß auch bei Verwendung von ungerichteten groben Blechen ohne
besondere Quali-
tätsansprüche eine verhältnismäßig ebene Platte mit minimaler Welligkeit
und Durchbiegung vorliegt.
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Die im Ruhezustand vorhandene Zugvorspannung der Bodenplatte hat
überdies die Wirkung, daß sie einen Großteil der am Ende des Gasentwicklungsvorganges
durch die Erhöhung der Temperatur der Platte auf 80 - 900 C hervorgerufene Dehnung
auffängt, so daß nur ein geringer Überschuß an Druckspannung und damit an Auswölbung
an der Bodenplatte auftritt. Ähnliches gilt auch für den besonders kritischen Zustand
beim Herausnehmen des gehärteten Gasbetonblockes aus dem Autoklaven und Absetzen
des Härtebodens auf dem Lagerplatz, wobei, wie eingangs ausgeführt wurde, zwischen
dem Rahmen und der Bodenplatte eine Temperaturdifferenz von bis zu 80"C auftreten
kann.
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Die anfänglich der Bodenplatte verliehene Zugspannung nimmt nämlich
hier wiederum einen großen Teil der durch ihre nunmehr höhere Temperatur bedingten
Dehnung auf, so daß in der Bodenplatte in Längsrichtung eine geringe Druckspannung
auftritt. In beiden kritischen Fällen, nämlich nach dem Ende des Gasentwicklungsvorganges
und nach dem Herausnehmen aus dem Autoklaven, treten also im Vergleich zu einer
herkömmlichen starren Konstruktion erheblich kleinere Kräfte an den Verbindungsstellen
der Bodenplatte mit dem Rahmen auf, und die Bodenplatte wird während des gesamten
Temperaturzyklus erheblich geringeren Verformungen unterworfen.
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Trotz der Vorspannung würde sich jedoch die Bodenplatte infolge der
im Betrieb noch vorhandenen Druckspannung um ein der gesamten Längsdehnung entsprechendes
Maß auswölben, wobei die Amplitude der Auswölbung in Längsrichtung der Bodenplatte
gesehen in der Mitte am größten wäre. Durch die Vielzahl der verteilt angeordneten
Halteklauen wird nun aber die gesamte Auswölbung über die Länge der Bodenplatte
derart verteilt, daß in der Bodenplatte entsprechend der Anzahl der Halteklauen
mehrere kleinere Wellen entstehen, deren jeweiliges Ausbeulungsmaß sehr gering ist
und daher auf den Gasbetonblock keine nachteilige Auswirkung hat.
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Besonders bevorzugt ist es gemäß der Erfindung, daß die Zugvorspannung
der Bodenplatte betragsmäßig etwa der Hälfte der maximal während eines Betriebszyklus
auftretenden Druckspannung einer nicht vorgespannten, mit dem Rahmen an den Enden
starr verbundenen Platte entspricht. Dadurch wird die durch die höhere Temperatur
der Bodenplatte in bezug auf den Rahmen hervorgerufene resultierende Druckspannung
der Platte etwa auf die Hälfte herabgesetzt, so daß die Verbindungsstellen der Platte
mit dem Rahmen auch nur mit den halben Kräften beaufschlagt werden. Auf diese Weise
lassen sich also nicht nur Brüche der Verbindungen, beispielsweise Schweißverbindungen,
verhindern, sondern es wird zugleich sichergestellt, daß die Bodenplatte während
des Temperaturzyklus nur geringfügig verformt und damit auch eine Rißbildung in
der Gasbetonmasse vermieden wird.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines
Härtebodens, bei dem der Rahmen einen in Längsrichtung der Bodenplatte verlaufenden
mittleren I-Profilträger und zwei beiderseits parallel zu diesem angeordnete, zum
I-Profilträger hin offene U-Profilträger aufweist und die freien Ränder der der
Bodenplatte nächstgelegenen Schenkel der U-Profilträger in im Abstand etwa parallel
zur Bodenplatte verlaufende Schlitze der Halteklauen eingreifen. Dieses Verfahren
ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß der vorbereitete
Rahmen zur Ausrichtung in Längsrichtung in die Schlitze der Halteklauen der Bodenplatte
eingeschoben wird und daß dann die Bodenplatte durch Erwärmung in Längsrichtung
vorgedehnt und im vorgedehnten Zustand an den Endbereichen mit dem Rahmen fest verbunden
wird.
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Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen
Härtebodens und des Verfahrens zu seiner Herstellung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 die Draufsicht der linken Hälfte eines Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Härtebodens, und Fig 2 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie
A-A in Fig. 1.
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Die in der Fig.1 in Draufsicht dargestellte linke Hälfte eines Ausführungsbeispiels
des Härtebodens ist symmetrisch zu der nicht gezeigten rechten Hälfte ausgebildet.
Insgesamt besteht der Härteboden aus der Bodenplatte 1 und dem Rahmen 2.
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Wie im einzelnen aus den F i g. 1 und 2 zu entnehmen ist, sind an
der Rückseite der Bodenplatte 1 zwei parallel zur Längsrichtung angeordnete Reihen
von jeweils einer Vielzahl im Abstand zueinander angeordneter Halteklauen 10 angebracht.
Jede dieser Halteklauen besteht aus einem rechteckigen, etwa senkrecht zur Rückseite
der Bodenplatte 1 ausgerichteten Blech, das mit einem Seitenrand an der Bodenplatte
1 verankert, beispielsweise angeschweißt ist Jede der Halteklauen weist einen parallel
und im Abstand zur Rückseite der Bodenplatte verlaufenden Schlitz 13 auf, der sich
bei der oberen Reihe (F i g. 2) der Halteklauen nach oben und bei der unteren Reihe
der Halteklauen nach unten öffnet.
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Der Rahmen 2 umfaßt einen mittleren I-Profilträger 21 und jeweils
einen oberhalb und unterhalb angeordneten U-Profilträger 20, die parallel zueinander
und im Abstand zur Rückseite der Bodenplatte 1 sich parallel zu deren Längsrichtung
erstrecken. Der I-Profilträger 21 und die beiden U-Profilträger 20 sind in jeder
Hälfte des Härtebodens durch zwei Rohre 22 miteinander verbunden, die sich jeweils
durch Öffnungen in den Querstegen 28 der U-Profilträger 20 bzw. des Mittelsteges
des I-Profilträgers 21 hindurch erstrecken und mit Schweißnähten 24 fest mit den
Trägern 20, 21 verbunden sind, so daß sich insgesamt ein starrer Rahmen ergibt.
In jeder Hälfte des Rahmens 2 ist zwischen den freien Rändern des Schenkels 26 des
U-Profilträgers 20 und des Flansches 27 des I-Profilträgers 21 jeweils eine Stützplatte
23 angebracht, die mittels der Schweißnähte 24 befestigt ist. Diese Stützplatten
23 ragen etwas über die fluchtenden Außenflächen der Profilträger 20 und 21 hinaus;
sie dienen einerseits der Versteifung des Rahmens und andererseits aber als Stützfüße
zur Auflage des Härtebodens auf einem Transportwagen oder einer anderen Unterlage.
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Wie in der Fig.2 zu erkennen ist, sind die freien Ränder der der
Bodenplatte zugewandten Schenkel 26 des oberen und unteren U-Profilträgers 20 in
den Schlitzen 13 der an der Bodenplatte 1 befestigten Halteklauen aufgenommen. Die
Gestaltung und die Abmessungen der Schlitze 13 der Halteklauen 10 sind dabei derart
an die Querschnittsgestalt der Schenkel 26 der U-Profilträger 20 angepaßt, daß sich
ein allseitiges Spiel von etwa 1 mm ergibt, um Maßtoleranzen der
Profilträger und
Ungenauigkeiten der Ausrichtung der Halteklauen bei der Herstellung ausgleichen
zu können.
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An den beiden Endbereichen des Härtebodens sind die Bodenplatte 1
und der Rahmen 2 jeweils über zwei Verbindungsstücke 11 starr miteinander verbunden.
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Jedes Verbindungsstück 11 besteht aus einem den Abstand zwischen dem
Rahmen 2 und der Rückseite der Bodenplatte überbrückenden länglichen Blech, welches
etwa senkrecht zur Ebene der Bodenplatte und parallel zu deren Längsrichtung ausgerichtet
ist und an der Außenfläche des Querstegs 28 jedes U-Profilträgers 20 anliegt. Die
Verbindungsstücke 11 sind jeweils über längslaufende Schweißnähte 12 mit der Rückseite
der Bodenplatte 1 und der Außenseite des Quersteges 28 des zugehörigen U-Profilträgers
20 fest verbunden.
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Zusätzlich ist an dem der Bodenplatte 1 zugewandten Flansch 27 des
I-Profilträgers 21 etwa in der Mitte der Länge des Härtebodens ein quer zur Längsrichtung
angeordneter Anschlagsteg 25 vorgesehen, der am Flansch 27 befestigt ist und lose
an der Rückseite der Bodenplatte 1 anliegt.
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Bei der Herstellung eines derartigen Härtebodens wird zuerst der
Rahmen 1, bestehend aus den Teilen 20 bis 28, fertig zusammengebaut und die Bodenplatte
1, die aus gewöhnlichem Grobblech besteht, mit den Halteklauen 10 bestückt. Sodann
wird der Rahmen 2 in die Schlitze 13 der Halteklauen 10 in Längsrichtung eingeschoben,
so daß er quer zur Längsrichtung der Bodenplatte 1 und im senkrechten Abstand zur
Rückseite der Bodenplatte gehalten ist. Daraufhin wird die Bodenplatte soweit erwärmt,
daß sich in Längsrichtung etwa um ein Maß D/2 dehnt, das etwa der Hälfte derjenigen
Dehnung D entspricht, die sich aufgrund einer maximal während des vorgesehenen Betriebs-Temperaturzyklus
auftretenden Temperaturdifferenz zwischen der Bodenplatte und dem Rahmen einstellen
würde. Die derart vorgedehnte Bodenplatte 1 wird nun unverzüglich mittels jeweils
zweier Verbindungsstücke 11 an jedem Endbereich fest mit dem Rahmen 2 verschweißt.
Nach dem Erkalten auf Raumtemperatur weist nun die Bodenplatte 1 entsprechend dem
Rückgang ihrer Wärmedehnung eine Zugvorspannung in Längsrichtung auf, die von dem
starren Rahmen 2 aufrechterhalten wird.
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Die Erwärmung der Bodenplatte 1 zur Vordehnung beim Zusammenbau mit
dem Rahmen 2 kann auf einfache Weise mittels eines Gasbrenners erfolgen, wobei im
allgemeinen unmittelbar nur der mittlere Bereich der Bodenplatte erhitzt werden
muß. Vorteilhaft kann es auch sein, daß die Erwärmung der Bodenplatte insgesamt
in einem Sand- oder Wasserbad erfolgt, da hierbei eine gleichmäßigere Erwärmung
ohne Verwerfungen erzielbar ist.
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Bei einem Temperatur-Betriebszyklus, wie er bei der Herstellung von
Gasbeton üblich ist, d. h. mit einer Gasentwicklungs-Endtemperatur von 80-90"C und
einer Dampfhärtungstemperatur im Autoklaven von etwa 180"C, wird die Bodenplatte
zur Vordehnung auf etwa 40° C über Raumtemperatur erwärmt Beim Gebrauch eines derartigen
Härtebodens mit vorgespannter Bodenplatte treten die folgenden Zustände auf: Im
Ruhezustand, beispielsweise bei Lagerung, beträgt die Temperatur TB der Bodenplatte
und die Temperatur TR des Rahmens etwa 200 C (Raumtemperatur), und die Temperaturdifferenz
TB - TR = 0° C und die Bodenplatte ist einer Zugspannung unterworfen, die einer
Längsdehnung von D/2 entspricht, wobei D diejenige Dehnung
ist,
die bei maximaler Temperaturdifferenz zwischen Bodenplatte und Rahmen während des
Betriebszyklus ohne Vorspannung auftreten würde.
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Nach Beendigung des Gasentwicklungsprozesses im Formkasten weist
die Bodenplatte eine Temperatur TB von etwa 80-900C auf, während sich der Rahmen
nur auf eine Temperatur von etwa TR 300 C erwärmt hat: die Temperaturdifferenz TR-TR
beträgt also etwa 60"C.
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Aufgrund dieser Temperaturdifferenz will sich die Bodenplatte in Längsrichtung
derart ausdehnen, daß die Zugvorspannung mehr als ausgeglichen wird, so daß sich
in der Bodenplatte eine Druckspannung in Längsrichtung einstellt, die etwa einer
Dehnung von - D/4 (also einer Kompression in Längsrichtung) entspricht und daher
zu einer geringfügigen Ausbeulung führt. Diese geringfügige Ausbeulung, die sich
am stärksten etwa in der Mitte der Bodenplatte auswirken würde, wird durch die Vielzahl
der Halteklauen 10 über die Länge der Bodenplatte verteilt, da die Schlitze 13 in
den Halteklauen 10 jeweils örtlich das Maß der Ausbeulung begrenzen. Insgesamt wird
also die Bodenplatte eine in Längsrichtung leicht gewellte Gestalt annehmen, deren
maximale Wellenamplitude jedoch sehr gering ist und auf den Gasbetonblock keine
nachteilige Auswirkung hat.
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Bei der Dampfhärtung im Autoklaven werden insgesamt die Bodenplatte.
der Rahmen und auch der (;asbetonblock etwa auf eine Temperatur von 160' C - 180"
C aufgeheizt, wobei die geringfügigen
Temperaturdifferenzen praktisch unbeachtet
bleiben können, da sie wesentlich geringer sind als beim Ende des Gasentwicklungsprozesses.
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Nach dem Herausnehmen des ausgehärteten Gasbetonblocks aus dem Autoklaven
und dem Abstellen auf dem Boden eines Lagerplatzes sinkt die Temperatur des Rahmens,
der ja unmittelbar mit dem Boden des Lagerplatzes in Berührung steht, sehr rasch
ab. Die ungünstigste Situation besteht bei diesem Abkühlungsvorgang etwa dann, wenn
die Bodenplatte eine Temperatur von etwa Ta = 120°C und der Rahmen eine Temperatur
von etwa TR=40°C aufweisen. In diesem Zustand beträgt die Temperaturdifferenz TB-TR
etwa 80"C. Durch diese hohe Temperaturdifferenz wird die Zugvorspannung der Bodenplatte
völlig überwunden und es tritt eine maximale Druckspannung in Längsrichtung auf,
die etwa einer Dehnung von - D/2 (also Kompression) entspricht. Wiederum wird hier
die maximale örtliche Ausbeulung der Bodenplatte, die ohnedies nur die Hälfte derjenigen
Ausbeulung beträgt, die bei einem herkömmlichen Härteboden ohne Vorspannung auftreten
würde, durch das Spiel in den Schlitzen 13 der Halteklauen 10 begrenzt. Die Ausbeulung
der Bodenplatte wird also, wie am Ende des Gasentwicklungsprozesses wellenförmig
über die gesamte Länge verteilt, so daß sich keine nachteiligen Auswirkungen auf
den ausgehärteten Gasbetonblock ergeben.