DE3316148A1

DE3316148A1 - Verfahren zur herstellung von betonplatten, insbesondere industriefussboeden

Info

Publication number: DE3316148A1
Application number: DE19833316148
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl.-Bau-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. 2054 Geesthacht Brokmann
Original assignee: ROBERT KIESERLING ASPHALT- und BETONBAU; ROBERT KIESERLING ASPHALT und; Robert Kieserling Asphalt und Betonbau & Co 2000 Hamburg GmbH
Current assignee: Robert Kieserling Industriefussboden 2000 Ha GmbH
Priority date: 1983-05-03
Filing date: 1983-05-03
Publication date: 1984-11-08
Also published as: DE3316148C2

Description

Verfahren zur Herstellung von Betonplatten,
insbesondere Industriefußböden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit Dehnungsfugen versehenen Betonplatten, insbesondere Industriefußböden, wobei in die Betonmasse den Fugenbereich kreuzende Stabelemente eingesetzt werden.
Es sind zwar fugenlose Industriefußböden bekannt, bei welchen aufgrund einer Herabsetzung des E-Moduls und eines speziellen zweischichtigen Einbauverfahrens eine Längenänderung in begrenztem Umfange möglich ist, so daß Fugen entfallen können, nachteilig ist jedoch, daß die Verringerung des E-Moduls auch eine Verringerung der Festigkeit zur Folge hat und daß bei zweischichtigen Aufbauten gravierende Verbundprobleme entstehen können.
Bei stärker belasteten Betonflächen ist es folglich im allgemeinen vorteilhafter, die Betonfläche einschichtig herzustellen und in einzelne, durch Fugen voneinander getrennte Betonsegmente zu unterteilen. Ein schwerwiegendes Problem bei diesen waagrechten, durch Wechselbelastungen, insbesondere durch rollenden Verkehr, ausgesetzten Betonflächen liegt in dieser Fugenausbildung.
Bei den bekannten Fugenausbildungen kommt es jedoch immer wieder,je nach Bauart, zu einem Aufwölben bzw.
Pumpen der Plattenränder, zu einem Abriß der Fugenvergußmasse oder zu einem Abbröckeln der Fugenkanten.
Bei der Raumfugenausbildung, mit völliger Trennung der Fugenflanken und Einfügen von Trennmaterialien, wie z.B. Holz, Weichfaser, Styropor oder dergl., ergibt sich eine relativ breite Fuge (Fugenbreite ca.
20 mm). Mit der Ausbildung wird eine ausreichende Kompensation von Längenänderungen der Segmente ermöglicht, aufgrund der breiten Fugen bröckeln die Fugenkanten jedoch häufig ab, insbesondere dann, wenn Gabelstapler mit Reifen kleinen Durchmessers die Fugenkanten überfahren. Dies macht häufige Erneuerungsarbeiten mit Kantensanierung sowie Handglättung der Fugenkanten (ungenügende Kantenverdichtung) und Erneuerung des Bitumenvergusses als Fugenabdeckschicht erforderlich. Ein weiteres, und zwar das gravierenste Problem beim Einsatz von Raumfugen liegt darin, daß aufgrund der völligen Trennung der Fugenflanken keine Querkraftübertragung (senkrecht zur Betonflächenebene) stattfindet, so daß der Wirksamkeitsindex (Anteil der übertragbaren Querkraft an der anliegenden Querkraft) 0 % beträgt. Dies führt zu einer Verdoppelung der Biegezugspannung am Plattenrand gegenüber der bei Nichtvorhandensein der Fuge- au£tretenden Biegezugspannung, welche letztere der Biegezugspannung in der Plattenmitte etwa entspricht. Damit die zulässige, bei Beton relativ niedrig liegende maximale Biegezugspannung nicht über- schritten wird, ist erhöhter Arbeits- und Materialaufwand erforderlich, insbesondere eine stärkere Verfestigung des Untergrunds mit zusätzlicher Bewehrung. Auch kann insbesondere bei schwächerer Ausbildung des Fußbodens ein Aufwölben bzw. Pumpen der aneinander vorbeischerenden Plattenränder auftreten, was zu einem Fugenverguß-Abriß und zu einem Abplatzen der Fugenkanten führt.
Eine geringere Fugenbreite ergibt sich bei den bekannten Preßfugen, z.B. mit Nut- und Feder-Verdübelung.
Hierbei ist an einer der beiden Fugenflanken ein keilartiger Vorsprung ausgebildet, welcher in eine entsprechende Ausnehmung in der gegenüberliegenden Fugenflanke eingreift. Hierdurch erreicht man, daß nach einem momentanen Auseinanderklaffen der Fuge aufgrund entsprechender Verkürzung der Plattensegmente, bei einer anschließenden Segmentausdehnung die Nutflanken sich höhengleich wieder aneinander anlegen. Für eine Querkraftübertragung reicht jedoch die mechanische Festigkeit der Nut- und Federverdübelung bei weitem nicht aus, so daß es wiederum zu einer Erhöhung der Biegezugspannung am Plattenrand kommt sowie zur Möglichkeit von Aufwölbungen.
Ferner ist es bekannt, nachträglich Scheinfugen in die ausgehärtete Betonmasse einzufräsen (Nuttiefe etwa 25 % der Betonplattendicke), die nach Art einer Sollbruchstelle eine Längenentlastungsstelle darstellen.
Auch hier ergibt sich nach erfolgtem Sollbruch das Problem, daß Querkräfte nicht übertragen werden können, mit der Folge verringerter Festigkeit und der Gefahr von Aufwölbungen. Um bei Preß- und Scheinfugen die Übertragung von Querkräften zu ermöglichen, ist es bekannt, eine Lage der Stahlbewehrung (gerippter Torstahl) über den Fugenbereich durchgehend auszubilden. Diese Bewehrung behindert jedoch die Längenänderung an der Fuge, so daß es nicht an der Fuge sondern an irgendwelchen Schwachstellen der Betonplattensegmente zu unkontrollierter Rißbildung kommt.
Es ist auch bekannt, anstelle des durchgehenden Baustahlgewebes eine Stabstahl-Verdübelung des Dehnungs- bzw.
Preßfugenbereiches vorzunehmen, wie diese aus dem Betonstraßenbau bekannt ist. Hierbei werden über ihre gesamte Länge bitumierte oder kunststoffummantelte, glatte Stahlstabelemente mit sehr großem Durchmesser (ca. 20 -26 mm), den Fugenbereich kreuzend in die Betonmasse eingesetzt. Die Fugendehnbarkeit ist hier unbeschränkt, da die Stabelemente nur einseitig im Beton verankert sind.
Der Wirksamkeitsindex ist relativ hoch (50 - 60 %) mit entsprechend wesentlicher Reduzierung der Biegezugspannungen am Plattenrand. Nachteilig ist jedoch, daß es aufgrund der unbeschränkten Fugendehnbarkeit und durch das sogenannte "Paketreißen" (Öffnung nur jeder zweiten oder dritten Fuge, wobei zwischen diesen Fugen weitere nicht geöffnete Fugen liegen) zum überproportionalen öffnen und damit zu den bei den Raumfugen beschriebenen Problemen kommen kann. Außerdem führt eine Verdübelung in x- und y-Richtung zu einer Behinderung der Längenänderung in y- bzw. x-Richtung und damit zur Rißbildung. Die Aufgabe der Erfindung liegt demgegenüber darin, das Verfahren der Fugenausbildung dahingehend zu optimieren, daß der Wirksamkeitsindex noch weiter erhöht und daraus resultierend die Biegezugspannung und Dimensionierung verringert wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man vorzugsweise glatte Stabelemente beidseits der Fuge mit Abstand von der Fuge im Beton verankert, mit einem zwischen den beiden Verankerungsstellen der erwünschten Fugendehn- barkeit entsprechend im wesentlichen frei dehnbaren Stabmittelabschnitt. Um sicherzustellen, daß das in die Fuge (Preßfuge, Scheinfuge oder dergl.) eingebrachte, insbesondere eingegossene, dauerelastische Fugendichtmaterial sich nicht aufgrund zu großer Fugendehnung von den Fugenflanken abreißt oder Risse bekommt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß man die Länge des frei dehnbaren Stabmittelabschnitts sowie den von den Stabelementen gebildeten Bewehrungsanteil derart bemißt, daß unter den zu erwartenden Betriebsbedingungen eine Fugendehnung stattfinden kann, welche in der Größenordnung der Dehnfähigkeit des Fugendichtmaterials liegt, diese jedoch nicht übersteigt. Man erhält eine kontrollierte Fugendehnung unter Vermeidung des Paketreißens.
Dies ermöglicht es, je nach Anwendungsfall breitere oder schmälere Fugen vorzusehen, wobei man dann durch entsprechende Festlegung der Dimensionen des Stabmittelabschnitts sowie des Bewehrungsanteils sicherstellt, daß die Fugendehnung die Dehnfähigkeit des Fugendichtmaterials nicht überschreitet. Der Einsatz der erfindungsgemäßen Stabelemente sichert jedoch nicht nur eine glatte, abrißfreie Oberfläche des Fugenbereichs der Betonplatten, sondern führt auch aufgrund einer Erhöhung des Wirksamkeitsindexes zu einer wesentlichen mechanischen Verstärkung der Platten im Fugenbereich. Bei vorgegebener maximaler Belastbarkeit der Betonplatten können diese geringer dimensioniert werden, insbesondere mit weniger übriger Stahlbewehrung, was zu einer wesentlichen Erniedrigung der Herstellungskosten führt.
Aufgrund der weitgehenden Ausnutzung der Dehnfähigkeit des Fugendichtmaterials bei gegebenem Fugendehnungsmaximalwert kann eine relativ geringe Fugenbreite ge- wählt werden mit entsprechend geringer Fugenbeschädigungsgefahr durch den rollenden Verkehr. Die Fugenbreite kann zwischen 2 und 10 mm, vorzugsweise 3 bis 8 mm, am besten 4 bis 6 mm, liegen.
Im allgemeinen reicht es, gemäß der Erfindung, völlig aus, wenn die das Fugendichtmaterial aufnehmende Fuge lediglich eine Tiefe von 10 bis 40 %, vorzugsweise 20 bis 25 %, am besten 25 bis 30 %, aufweist. An diese in der Regel nachträglich einzuschneidende Fuge schließt sich dann je nach Bauart das Flankenpaar der Preßfuge oder die Sollbruchstelle der Scheinfuge an. Die nachträgliche Fugenherstellung ergibt eine relativ hohe Maßgenauigkeit der Fuge, so daß mit der Fugendehnbarkeit bis knapp an die durch die Dehnfähigkeit des Fugendichtmaterials definierte Grenze gegangen werden kann.
Bei der angegebenen Fugenbreite hat sich eine Länge des frei dehnbaren Stabmittelabschnitts größer als 10 cm, vorzugsweise größer als 30 cm. am besten etwa 50 cm als vorteilhaft herausgestellt. Die zugeordnete Betonplatten-Segmentgröße trägt etwa 6 m x 6 m.
In aller Regel wird man die Stabelemente in die Betonmasse eingeben, wenn es auch prinzipiell im Rahmen der Erfindung denkbar ist, daß man einige oder sämtliche Stabelemente nach Art von Zugankern nachträglich unter entsprechender Verdübelung der Stabenden in die erhärteten Betonplatten, z.B. in die Dehnungsfugen kreuzende Einsetzfugen einbaut. Um bei der Verfahrensweise mit Eingießen der Stabelemente auszuschließen, daß der Stabmittelabschnitt an einer oder mehreren Stellen eine die freie Dehnbarkeit einschränkende Bindung mit der Betonmasse eingeht, wird vorgeschlagen, daß man den Stabmittelabschnitt mit einer Gleitschicht, vorzugs- weise Bitumenschicht versieht.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich bei mit Dehnungsfugen versehenen Betonplatten beliebiger Art einsetzen, beispielsweise auch bei Betonfahrbahnen, bei welchen im allgemeinen lediglich eine maximal zwei parallel nebeneinander liegende Reihen von Betonplatten vorgesehen sind mit quer zur Reihenrichtung verlaufenden Dehnungsfugen. Gegenüber der bekannten Verdübelung dieser Dehnungsfugen mit über ihre gesamte Länge bituminierten oder kunststoffummantelten glatten also nicht verankerten Stahldübeln wird bei den erfindungsgemäß hergestellten Betonplatten mit beidseits der jeweiligen Fuge verankerten, zwischen den Verankerungsstellen frei dehnbaren Stabelementen eine definierte Fugendehnung erreicht unter Ausschluß des erwähnten Paketreißens. Die bekannte Stabstahlverdübelung kommt jedoch nicht für Industriefußböden in Frage, da hier im Gegensatz zu den Betonfahrbahnen die Dehnungsfugen nicht nur eine Voneinanderwegbewegung de Fugenflanken aufnehmen müssen, sondern auch eine Querschiebung der Fugenflanken also eine gegenseitige Verschiebung in Fugenlängsrichtung. Die bekannten Stahidübel lassen jedoch eine derartige Querschiebung nicht zu.
Erfindungsgemäß wird demgegenüber vorgeschlagen, daß man die Stabelemente derart in die Betonplatten einsetzt, daß sie eine gegenseitige Verschiebung der Fugenflanken in Fugenlängsrichtung (Querschiebung) entsprechend der unter den erwarteten Betriebsbedingungen stattfindenden Betonplattenverschiebung in dieser Richtung zulassen. Man kann dies z.B. dadurch erreichen, daß man eine besonders dicke Gleitschichtummantelung vorsieht. Anstelle oder zusätzlich zu dieser Maßnahme ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Durchmesser des Stabmittelabschnitts 2 bis 15 mm, vorzuasweise 4 bis 10 mm, am besten etwa 5 mm beträgt, so daß der Stabmittelabschnitt bei der Querschiebung unter entsprechender Abbiegung nachgibt.
Als im allgemeinen ausreichender Bewehrungsanteil der Stabelemente in der Betonmasse hat sich ein Bewehrungsanteil von 50 bis 200, vorzugsweise 100 bis 150, am besten etwa J30 mm2/m herausgestellt. Die Verankerung der Stabelemente beidseits der Fuge mit Abstand von der Fuge im Beton läßt sich auf vielerlei Weise verwirklichen, beispielsweise durch Umbiegen der Stabenden der einzeln in den Beton eingesetzten Stabelemente.
Man erhält eine besonders hohe Ausrißfestigkeit bei niedrigen Herstellungskosten dadurch, daß zur Verankerung der Stabelemente im Beton an beiden sich an den Stabmittelabschnitt beidseits anschließenden Stabendabschnitte wenigstens ein, vorzugsweise zwei voneinander beabstandete quer zur Stabelementlängsachse verlaufende, mit dem Stabendabschnitt verbundene, vorzugsweise verschweißte Querstäbe vorgesehen werden. Bei zwei voneinander beabstandeten Querstäben verteilt sich die auftretende Zugkraft auf beide Querstäbe, was deren Belastung sowie die Belastung der entsprechenden Schweißpunkte im Vergleich zu lediglich einem Querstab verringert.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn man in den Fugenbereich aus den Stabelementen und den Querstäben gebildete Bewehrungsmatten einsetzt, da dies ein schnelles einfaches Verlegen der Stabelemente unter genauer Einhaltung der vorgesehenen. Stababstände ermöglicht.
Als Fugendichtmaterial kommt erfindungsgemäß vor allem Kunststoff (bei einer Fugenbreite unter 6 mm) und Bitumen in Frage.
Die Erfindung betrifft auch eine Bewehrungsmatte mit Stabelementen und Querstäben zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die erfindungsgemäße Ausführung der Fugen gilt vorzugsweise für alle herzustellenden Fugen der Betonplatte.
Die Erfindung wird im folgenden an bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigt: Fig. 1 eine Draufsicht auf mehrere zum Teil abgebrochene Segmente eines Industriefußbodens mit Bewehrung der Dehnungsfugen, Fig. 2 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform einer Fugen-Bewehrungsmatte; Fig. 3 einen Querschnitt durch den Bereich einer Scheinfuge zwischen zwei Betonplattensegmenten mit eingesetzter Fugen-Bewehrungsmatte gemäß Fig. 2; Fig. 4 einen Schnitt entsprechend Fig. 3 jedoch mit Ausbildung der Trennfuge als Nut- und Feder-Preßfuge; und Fig. 5 das Detail A in Fig. 4.
Der in Fig. 1 in einer Draufsicht teilweise dargestellte Industriefußboden 10 besteht aus einer Vielzahl von im dargestellten Beispiel quadratischen Plattensegmenten gleicher Größe (Kantenlänge a ca. 6 m), welche durch ein rechtwinkeliges, gleichabständiges Gitter aus durchgehenden, geraden Dehnungsfugen festgelegt sind. Die in Fig. 1 von links nach rechts verlaufenden Fugen sind mit 14 bezeichnet, die von unten nach oben verlaufenden Fugen mit 16.
In Fig. 1 ist grob schematisch die Fugenbewehrung dargestellt, welche aus einer Bewehrungsmatte 18 an jedem den Rand eines Segmentes 12 bildenden Abschnitt der durchgehenden Fugen 14 und 16 besteht. So befinden sich an den vier Rändern des einzigen in Fig. 1 vollständig dargestellten Segments 12a der Reihe nach die Matten 18a, 18b, 18c und 18d. Jede Matte 18 besteht aus einer Reihe parallel nebeneinander angeordneter, den jeweils zugeordneten Abschnitt der Fuge rechtwinkelig schneidenden Stabelementen 20 sowie im dargestellten Beispiel zwei Querstäben 22, welche parallel zum jeweils zugeordneten Kantenabschnitt (z.B. Kantenabschnit; 14a mit zugeordneter Matte 18a) verlaufen und jeweils gleichen Abstand zum zugeordneten Kantenabschnitt 14a aufweisen. Der Gesamtabstand zwischen den beiden Querstäben 22 ist in Fig. 1 mit b bezeichnet und beträgt etwa 50 cm. Dieser Abstand wie auch die anderen Dimensionen z.B. der Abstand c benachbarter Stabelemente 20 von etwa 15 cm ist nicht maßstabsgetreu zueinander und zur Kantenlänge a der Segmente 12 in Fig. 1 eingetragen. Die beiden Querstäbe 22 einer Matte 18 zu beiden Seiten des zugeordneten Kantenabschnitts sind mit den Stabelementen 20 verschweißt. Die Stabelemente 20 haben glatten zylindrischen Außenumfang, so daß diese im Beton nicht verankern. Sie können sich folglich zwischen ihren durch die Schweißpunkte mit den Querstäben 22 gebildeten Verankerungsstellen beidseitig des Figurenabschnitts im wesentlichen frei dehnen, aufgrund von Verschiebungen der Segmente 12 beidseits der betreffenden Fuge relativ zueinander. Derartige Verschiebungen können durch statische oder wechselnde Belastungen der Segmente 12 hervorgerufen werden. Die Fugenbewehrungsmatten 18 sorgen so dafür, daß einander benachbarte Segmente 12 sich im Fugenbereich einander nähern und voneinander weg bewegen können; darüber hinaus ist aufgrund der relativ geringen Stärke der Stabelemente (Durchmesser d etwa 5 mm in Fig. 2) auch gewährleistet, daß sich einander benachbarte Segmente in Längsrichtung ihrer gemeinsamen Fuge relativ zueinander verschieben können (Querschiebung).
Dieser Bewegungsfreiheitsgrad ist offensichtlich erforderlich, um die begrenzte Verschiebbarkeit der Segmente gegeneinander zum Abbau von mechanischen Spannungen zu gewährleisten. Bewegt sich beispielsweise das in Fig. 1 zentrale Segment 1 2a auf das in Fig. 1 vordere Segment 1 2b zu (Bewegungspfeil Ain Fig. 1), so führt dies zum einen zu einer Aufweitung des Fugenabschnitts 14b zwischen dem Seqment 12a und dem gegenüberliegenden Segment 12c und zu einer dementsprechenden Verengung des Fugenabschnitts 14a zwischen den Segmenten 12a und 12b. Zum anderen ergibt sich eine Querschiebung zwischen dem zentralen Segment 12a und dem in Fig. 1 sich links anschließenden Segment 12d sowie eine gleichgerichtete Querschiebung zwischen dem zentralen Segment 12a und dem sich nach rechts anschließenden Segment 12e.
Anstelle der einzelnen den Fugenabschnitten jeweils zugeordneten Matten 18 deren Mattenlänge e kleiner ist als die Kantenlänge a, können auch durchgehende Matten verwendet werden mit einer einem Mehrfachen der Länge a entsprechenden Mattenlänge. Der Vorteil derartiger langer Matten liegt in der Vereinfachung des Verlegens; nachteilig ist jedoch, daß im Uberkreuzungsbereich der Matten die Bewehrungsdichte höher ist als im übrigen Fugenbereich zwischen den Uberkreuzungen, was durch gesonderte kürzere Matten gemäß Fig. 1 verhindert wird.
Zusätzlich zu den Fugenbewehrungen gemäß Fig. 1 können die Segmente in nicht dargestellter Weise mit sich über die Segmentflächen jeweils durchgehend erstreckenden Bewehrungsmatten versehen sein. Diese zusätzliche Bewehrung kann jedoch im Vergleich zu Fugen, welche nicht in der erfindungsgemäßen Art und Weise bewehrt sind, verringert werden, da aufgrund der über die Stabelemente 20 erfolgende Querkraftübertragung (in vertikaler Richtung) auf das benachbarte Segment (relativ hoher Wirksamkeitsindex) dieses benachbarte Segment bei einer vertikalen Krafteinwirkung auf das betreffende Segment mitträgt.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß durch entsprechende Dimensionierung der Matten 18 sichergestellt werden kann, daß die betreffende Fuge selbst im Zustand größter zu erwartender Fugendehnung abgedichtet bleibt. Dies soll im folgenden anhand der Fig. 2 und 3 erläutert werden, in welchen eine spezielle Fugenform (Scheinfuge) dargestellt ist. Bauelemente in den Fig. 2 und 3, welche ihrer Funktion nach Bauelementen in Fig. 1 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugsziffern, jeweils vermehrt um 100, versehen.
Die Scheinfuge 124 (in Fig. 2 strichliert angedeutet) wird durch Einschneiden einer Nut 126 in die mehr oder weniger erhärtete Betonmasse von der Plattenoberseite 128 her hergestellt. Die Nut 126 stellt eine Art "Sollbruchstelle" dar, welche unter thermischer und/oder mechanischer Belastung des Industriefußbodens 110 die Ausgangslinie für eine den Fußboden 110 in Segmente 112a und 112b trennende Bruchfläche 130 bildet. Die Nut 126 wird, wie in Fig. 5 für den in dieser Hinsicht gleich gelagerten Fall einer Preßfuge 224 dargestellt ist, mit Fugendichtmaterial 132 (bzw. 232) aus dauerelastischem Kunststoff (bei einer Fugenbreite f von etwa 4 mm) bzw. Bitumen (bei Fugenbreiten von 6 mm und größer) ausgefüllt. Von Vorteil ist es hierbei, wenn die Nut 126 (bzw. 226) nicht bis zum Nutgrund 226a ausgefüllt wird, sondern vor dem Einfüllen des Fugendichtmaterials 132 eine Fugenschnur 234, beispielsweise aus einem Gummiprofil, in die Nut 226 eingelegt wird und erst anschließend in den Raum oberhalb der Fugenschnur das Fugenabdichtmaterial 232 eingespritzt wird. Die Fugenschnur 234 verhindert, daß das Fugendichtmaterial 232 in unmittelbaren Kontakt mit den Fugenflankenflächen 130a und 130b bzw. 230a und 230b kommt, welche Flankenflächen anfangs dicht aneinander anliegen und sich mit wachsender Relastung der Segmente der Fugendehnung entsprechend voneinander entfernen. Würde das Fugendichtmaterial 232 bis in den Bereich der aneinander anstoßenden Flankenflächen reichen, so käme es bei wachsender Fugendehnung zur Rißbildung des Fugendichtmaterials im Bereich der sich voneinander mehr und mehr entfernenden Flankenflächen. Die vermeidet die vorzugsweise federelastisch der Fugendehnung entsprechend mitgehende Fugenschnur 234.
Die Nuttiefe g beträgt im Fall der Scheinfuge gemäß Fig.
2 und 3 etwa 25 bis 30 % der Betonplattendicke h. Für den Fall der Preßfuge gemäß Fig. 3 und 4 beträgt die Nuttiefe g' etwa 2 cm unabhängig von der Plattenstärke.
Die in den Industriefußboden 110 gemäß Fig. 3 eingesetzte Fugenbewehrungsmatte 118 unterscheidet sich von der Bewehrungsmatte 18 gemäß Fig. 1 vor allem darin, daß zur Verbesserung der Verankerungswirkung jeweils zwei Querstäbe 122 beidseits der Scheinfuge 124 mit den Stabelementen 120 verschweißt sind. Die jeweils innen liegenden, mit 122a bezeichneten Querstäbe legen die beiden Enden eines frei dehnbaren Stabmittelabschnitts 140 fest. Die Länge dieses Abschnitts wird in Übereinstimmung mit Fig. 1 wiederum mit b bezeichnet. Etwa über die gesamte Mittelabschnittslänge sind die Stabelemente 120 mit einer Bitumenschicht 142 ummantelt, welche für die geforderte freie Dehnbarkeit des Abschnitts 140 zwischen den, durch die Schweißpunkte mit den Querstäben 122a gebildeten Verankerungsstellen im Beton sorgt. Der Abstand zwischen dem äußeren Querstab 122b und dem nächst gelegenen inneren Querstab 122a ist mit c' bezeichnet und liegt im gleichen Größenbereich wie der Abschnitt c (15 cm). Die Querstäbe 122 weisen einen Durchmesser d' auf, welcher dem Durchmesser d der Stabelemente 120 entsprechen kann.
Die Länge b des frei dehnbaren Mittelabschnitts 140 sowie der Bewehrungsanteil der Stabelemente 120 im Industriefußboden 110 wird nun derart festgelegt, daß unter den zu erwartenden ungünstigsten Betriebsbedingungen (unter denjenigen Betriebsbedingungen, die zu einer maximalen Fugen- öffnung führen) die Fugenöffnung gerade so groß ist, daß die Dehnfähigkeit des in die Nut 126 eingegossenen Fugendichtmaterials 132 noch nicht überschritten ist, so daß es zu keinerlei Rissen innerhalb des Fugendichtmaterials oder zu Ablösen des Fugendichtmaterials von den Flanken der Nut kommt.
Im folgenden sollen kurz einige Berechnungsgrundlagen für die Dimensionierung der erfindungsgemäßen Fugenbewehrung angegeben werden.
Ohne Bewehrung des Fugenbereichs ergibt sich eine maximale Längenänderung eines Plattensegments der Länge L (im vorstehenden mit a bezeichnet) und dementsprechend eine Aufweitung der Fuge zum benachbarten Segment hin, nach der folgenden Beziehung: Hierbei beschreibt die mit aLT bezeichnete Komponente die bei vorgegebener Temparaturänderung4T und vorgegebenem Temperaturkoeffizienten αT auftretende Kontraktion des Segmentes sowie oLe das durch eine Schwind-Konstantes beschriebene, durch die Zusammenziehung der Betonplatte beim Erstarren des Betons auftretende Schwindmaß.
Die zulässige Längenänderung im Fugenbereich ergibt sich aus dem folgenden Ausdruck: zul L = Fb x VLF (B) wobei mit Fb die Fugenbreite und mit6LF die Dehngrenze des Fugenfüllmaterials 132 bezeichnet ist. Letztere liegt im Bereich von 20%.
Durch die beidseits der Fuge im Beton verankerten, erfindungsgemäßen Stabelemente soll nun eine derartige Gegenkraft zwischen den beiden an der Fuge zusammenstoßenden Platten aufgebracht werden, daß diese sich im Fugenbereich nicht weiter voneinander entfernen als durch zul gL angegeben ist. (Prof. Eisemann, "Betonfahrbahnen, Entwurf-Berechnungs-Ausführung, Verlag: Wilhelm Ernst u. Sohn; Berlin, München, Düsseldorf 1979).
Somit ergibt sich für die Längenänderung vLB des die Fugenöffnung auf den in Gleichung B angegebenen Wert begrenzenden Zugankers der Ausdruck: LB = aL - zulaL CC), wobei die Verlängerung des Betonsegments durch die Stahlzugkraft vernachlässigt ist. Für die wirksame Ankerlänge LB und damit für die Länge b des bitumierten Mittelabschnitts 140 der erfindungsgemäßen Bewehrung ergibt sich unter Berücksichtigung des Elastizitätsmoduls sowie der Zugfestigkeit des in Frage kommenden Stahls der folgende Ausdruck: LB (OLB) 10 emm] (D).
2,4 In der Gleichung C ist eine evtl. Längenänderung aufgrund äußerer Belastung nicht berücksichtigt. Falls merkliche Längenänderungen dieser Art zu erwarten sind, ist in Gleichung C ein entsprechender Therm mit positiven Vorzeichen auf der rechten Gleichungsseite hinzuzufügen.
Für den Spezialfall, daß lediglich eine temperaturbedingte Längenänderung a L vorliegt und keinerlei Fugen- aufweitung auftreten soll (LB = oLT),ergibt sich unter Berücksichtigung der Stahlstreckgrenze und der Verlängerung des Betonsegments durch die Stahlzugkraft, gemäß Prof. Eisemann am angegebenen Ort, Seite 35, 4a/4b folgende Beziehung für die Zugspannung d in den Stabelementen: wobei mit a der Bewehrungsanteil der Verdübelung be-5 zeichnet ist und für die Koeffizienten folgende Bezeichnungen gelten: a =LB/ /t6= 0,1 . hs (F).
L = Plattensegmentlänge = Fugenabstand Cm) Der Parameter h bezeichnet die Betonplattenstärke. Mit ES und EB ist der Elastizitätsmodul von Stahl bzw. Beton bezeichnet.
Setzt man den Ausdruck für # in Gleichung F in Gleichung E ein, so erhält man nachstehende Gleichung: Der Ausdruck (o T.αT L) entspricht gemäß Gleichung Ader temperaturbedingten Längenänderung # LT. Im folgenden wird anstelle vona LT der allgemeinere Ausdruck # LB aus Gleichung C verwendet, was sich aus folgenden Gründen rechtfertigt: Über die alb wird die über die Fugenbewehrung max. zul.
Längenänderung gem. Gleichung A,B,C in Gleichung G übernommen. Somit wird die von der Fugenbewehrung aufzunehmende und nicht nur temperaturbedingte Längenänderung eingeführt. Mit bb wird der Wert gekennzeichnet, der als Längenänderung auftritt und nicht von der Vergußmasse aufgenommen werden kann.
Mit EB = 30 000 N/mm2, Es = 210 000 N/mm2 und as = 131 mm2/m (entsprechen einem Stabdurchmesser d von 5 mm und einem Stababstand a von 15 cm) ergibt sich folgender Ausdruck für die Zugspannung im Stahl: Bei einer Fugenbreite FB = 4 mm, einer Dehngrenze LF von 15 % und einer Temperaturdifferenz #T von 100 C ergeben sich bei einer Segmentlänge von 7,5 m folgende Werte: aLT = 5 10 10 7 500 mm = 0,75 mm 1 1510-5.7 500 -5 ALt a 15a10 5.7 500 mm = 0,56 mm somit #L = 1,31 mm, zulA L = 4,0w0,15 mm = 0,60 mm, LB = 1,31 mm - 0,6 mm = 0,71 mm, LB = 0,71 mm.10³/2,4 mm = 296 mm aufgerundet auf 450 mm.
Mit einer Plattenstärke h von 244 mm ergibt sich aus diesen Werten eingesetzt in die Gleichung H folgender Ausdruck: d s = 314 N/mm².
Dieser Wert ist kleiner als die zulässige Zugspannung in Höhe von ca.
zul 8 = 420 N/mm2 In Fig. 3 sind oberhalb und unterhalb der Fugenbewehrungsmatte 118 noch weitere Bewehrungsmatten 146 und 148 angedeutet, welche der Erhöhung der mechanischen Stabilität der Segmente 112 dienen. Diese Matten 146 und 148 sind jedoch im Bereich der Fuge 124 unterbrochen, um die durch die Stabelemente 120 kontrollierte Fugenöffnungsbewegung nicht zu behindern.
In Fig. 4 ist vereinfacht eine Preßfugenverbindung zwischen zwei Plattensegmenten 212 a und 212b dargestellt.
Bauelemente in Fig. 4, die in Aufbau und Funktion Bauelementen in den Fig. 2 und 3 entsprechen, sind mit denselben Bezugsziffern, jeweils vermehrt um 100, bezeichnet.
Prinzipiell wird die Preßfuge wie die unter Fig. 3 dargestellte Fuge hergestellt.
Hierzu wird als Abstellung eine Spezialschalung verwendet. Die Fugenbewehrungsmatte 218 besteht wiederum aus Stabelementen 220 mit frei dehnbarem Mittelabschnitt 240 (Bitumenschicht-Ummantelung 242) sowie aus jeweils zwei Querstäben 222 beidseits des Mittelabschnitts 240.
Auch sind oberhalb der Fugenbewehrungsmatte 218 weitere Bewehrungsmatten 246 und 248 angeordnet, welche im Bereich der Fuge 224 unterbrochen sind.
Die vorstehend beschriebene, in Fig. 5 im Detail dargestellte, das obere Ende der Fuge 224 bildende Nut 226 ist zusammen mit den Fugenflanken 230a und 230b, unter Verwendung der Spezialschaluna beim Ausgießen der Segmente hergestellt und nachträglich in die ausgehärtete Betonmasse eingeschnitten. Die Fugendichtmasse 232, welche mit ihrer Oberseite bündig mit der Oberseite 228 schließt, sorgt für eine zuverlässige Abdichtung der Fuge 224, und zwar auch dann, wenn die Fugenflanken unter den erwartenden Betriebsbedingungen sich mehr oder weniger voneinander entfernen.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Betonplatten, insbesondere Industriefußböden Patentansprüche 1, Verfahren zur Herstellung von mit Dehnungsfugen versehenen Betonplatten, insbesondere Industriefußböden, wobei in die Betonplatten den Fugenbereich kreuzende Stabelemente eingesetzt werden, dadurch g e k e n n z e i-c h n e t daß man die Stabelemente beidseits der Fuge mit Abstand von der Fuge im Beton verankert, mit einem zwischen den beiden Verankerungsstellen der erwünschten Fugendehnbarkeit entsprechend, im wesentlichen frei dehnbaren Stabmittelabschnitt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei man in die beim Auftragen der Betonmasse ausgebildete oder nachträglich hergestelle Fuge ein dauerelastisches Fugendichtmaterial einbringt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß man die Länge des frei dehnbaren Stabmittelabschnittes sowie den von den Stabelementen gebildeten Bewehrungsanteil derart bemißt, daß unter den zu erwartenden Betriebsbedingungen eine Fugendehnung stattfinden kann, welche in der Größenordnung der Dehnfähigkeit des Fugendichtmaterials liegt, diese jedoch nicht übersteigt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Länge des frei dehnbaren Stabmittelabschnitts sowie der Bewehrungsanteil derart festgelegt werden, daß die zu erwartende maximale Fugendehnung 10% bis 40%, besser 15% bis 30%, am besten etwa 20% der Fugenbreite beträgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Fugenbreite 2 bis 10 mm, vorzugsweise 3 bis 8 mm, am besten 4 bis 6 mm beträgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Fugentiefe 10% bis 40%, vorzugsweise 20% bis 35%, am besten 25% bis 30% beträgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Länge des frei dehnbaren Stabmittelabschnitts größer als 10 cm, vorzugsweise größer als 30 cm, am besten etwa 50 cm beträgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß man den Stabmittelabschnitt mit einer Gleitschicht, vorzugsweise Bitumschicht versieht.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß man die Stabelemente derart in die Betonmassen einsetzt, daß sie eine gegenseitige Verschiebung der Fugenf lanken in Fugenlängsrichtung (Querschiebung) entsprechend der unter den erwarteten Betriebsbedingungen stattfindenden Betonplattenverschiebung in dieser Richtung zulassen.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der Durchmesser des Stabmittelabschnitts 2 bis 15 mm, vorzugsweise 4 bis 10 mm, am besten etwa 5 mm beträgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der von den Stabelementen gebildete Bewehrungsanteil 50 bis 200, vorzugsweise 100 bis 150, am besten etwa 130 mm2/m beträgt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß zur Verankerung der Stabelemente im Beton an wenigstens einem der beiden sich an den Stabmittelabschnitt beidseits anschließenden Stabendabschnitten wenigstens ein, vorzugsweise zwei voneinander beabstandete, quer zur Stabelementlängsachse verlaufende, mit dem Stabendabschnitt verbundene, vorzugsweise verschweißte Querstäbe vorgesehen werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß in den Fugenbereich aus den Stabelementen und den Quer stäben gebildete Bewehrungsmatten eingesetzt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß das Fugendichtmaterial von Kunststoff oder Bitumen gebildet wird.
14. Bewehrungsmatte (18; 118; 218) mit Stabelementen (20; 120; 220) und Querstäben (22; 122; 222) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
15. Bewehrungsmatte nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Stabelemente (120; 220) zumindest längs eines Mittelabschnittes (140; 240) zwischen den der Fuge (126; 226) nächstgelegenen Querstäben (122; 222) beidseits der Fuge (126; 226) mit einer Gleitschicht, vorzugsweise Bitumenschicht (142; 242) ummantelt sind.