DE3801121C2 - Zug- oder Druckstab zur Verbindung zweier Betonteile - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zug- oder Druckstab aus korrodierendem Stahl zur Verbindung zweier Betonelemente oder eines Betonelementes mit einer Felswand über den dazwi­ schenliegenden Trennbereich hinweg, gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Verbindung zweier im Ortsbau herzustellender Betonele­ mente über einen Trennbereich, beispielsweise eine Dehnfuge oder eine mit Isolationsmaterial ausgefüllte Wärmedämmfuge, stellt den Bauingenieur oder Statiker vor ein relativ kom­ plexes Problem. Er muss die Festigkeit berücksichtigen, wobei er die Möglichkeit hat, entweder die Anzahl der Stäbe pro Längeneinheit oder den Durchmesser der Stäbe zu variieren. Hierbei ist er jedoch in der Wahl eingeschränkt. Die Dicke der Stäbe geben ihm die Biegeradien vor, die dann jedoch von der Dicke des Betonelements ihrerseits eingeschränkt werden. Ferner muss er der Materialwahl seine Aufmerksamkeit widmen. Verwendet er handelsüblichen Baustahl, so muss er denselben im Trennbereich gegen Korrosion schützen. Dies kann durch eine entsprechende Oberflächenbehandlung erfolgen. Er kann aber auch den heute schon im Bau verwendeten rostfreien Stahl einsetzen. Dabei muss er aber schliesslich auch die Kosten berücksichtigen. Rostfreier Stahl ist heute um einen Faktor 4 bis 5 mal teuerer als üblicher Baustahl.

Aus der DE 34 46 006 A1 ist ein Kragplattenanschlusselement bekannt, bei dem die Bewehrungsstäbe im Fugenbereich mit einer Manschette aus rostfreiem Stahl umgeben sind. Die Enden der Manschetten sind direkt auf den Bewehrungsstahl aufgeklemmt und der Zwischenraum zwischen der Manschette und dem umhüllten Stahl bleibt frei.

Ferner ist aus der DE 34 22 905 A1 ein Kragplattenanschlusselement bekannt, bei dem im Element integrierte Hülsen vorgesehen sind. Im vormontiertem Zustand auf dem Bau werden durch die Hülsen die zu verlegenden Armie­ rungseisen durchgeschoben, worauf das Element im Bau in Beton eingegossen wird, worauf im fertigen Zustand des Baues das Element Zug- oder Druckstäbe aufweist, die die Merkmale des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 aufweisen.

Die vorliegende Erfindung stellt sich zur Aufgabe, einen Zug- oder Druckstab zur Verbindung zweier Betonteile oder eines Betonteiles mit einer Felswand gemäss Oberbegriff des Patent­ anspruches 1 zu schaffen, der in dem kritischen Trennbereich zwischen zwei Betonelementen zu liegen kommt, gegen Korrosion geschützt ist, eine erhöhte Festigkeit aufweist und preiswert ist, wobei eine nachträgliche Erstellung des Korrosions­ schutzes erspart bleiben soll.

Diese vielfältige Aufgabe löst ein Zug- oder Druckstab, der die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 aufweist. Ein derart ausgestalteter Zug- oder Druckstab hat die Eigen­ schaften eines laminierten Verbundproduktes, das in der Mate­ rialzusammenstellung für gewisse Anwendungen optimiert werden kann.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfin­ dungsgegenstandes dargestellt und in der nachfolgenden Be­ schreibung erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Darstellung des erfindungsgemässen Zug- oder Druckstabes im Detail, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 den Stab in der Verwendung in einem Krag­ platten-Anschlusselement in eingebautem Zustand und

Fig. 3 den Stab in der Verwendung als Zuganker im Fels.

Der eigentliche Stab aus korrodierendem Stahl ist mit 1 bezeichnet. Je nach der Anwendung dient er als Zug- oder Druckstab. Ueblicherweise sind solche Stäbe aus einem handelsüblichen Baustahl gefertigt. Dabei kann es sich um einen glatten oder wie dargestellt, um einen gerippten Stahlstab handeln. Die Rippen 2 erhöhen die Festigkeit der Verbindung des Stahlstabes mit dem Be­ ton.

In einem Bereich B, der in eingebautem Zustand des Druck- oder Zugstabes in den Trennbereich zwischen zwei zu verbindenden Betonelementen zu liegen kommt, ist der Zug- oder Druckstab mit einer Hülse 3 umgeben. Die Hülse 3 berührt den Stahlstab an keiner Stelle, sodass die Bildung eines Elekrolyts vermieden wird. Dies trifft auch zu in bezug auf weitere Metallstä­ be, beispielsweise von der Armierung, denn im eigentli­ chen Trennbereich verlaufen keine Armierungen.

Die Hülse wird aus einem nichtkorrodierenden Mate­ rial gefertigt. Beispielsweise kann dies aus einem Ab­ schnitt eines Rohres aus rostfreiem Stahl oder gewissen Buntmetallen, beziehungsweise Legierungen erfolgen. Ferner kann die Hülse aus einem beschichteten, korro­ sionsgeschützten Metall sein. Der verbleibende Zwi­ schenraum ist mit einer giessfähigen, aushärtenden Masse 4 ausgefüllt. Hier kommen sowohl Kunstharzmi­ schungen wie auch sogenannte Injektionsmörtel in Be­ tracht. Die Wahl des Materials ist teilweise abhängig von dem vorgegebenen Einsatzbereich. Gerade Injek­ tionensmörtel, ein kunststoffvergüteter Mörtel, hat be­ sonders günstige Eigenschaften. Er härtet schnell aus und ist chemisch neutral. Auch lassen sich damit hohe Festigkeitswerte erreichen. Aber auch zweikomponen­ tige Kunstharze wie Araldit (WZ der Firma CIBA-GEI- GY) sind geeignet, wenn auch etwas teuer.

Die relativ einfache Konstruktion hat jedoch erhebli­ che Vorteile:

• 1. Einerseits nimmt die Masse 4 und die Hülse 3 einen Teil der anliegenden Zug- beziehungsweise Druckkräfte auf. Geht die Hülse 3 auch noch in die angrenzenden Betonelemente hinein, kann sie auch direkt Druckkräfte aufnehmen.
• 2. Die Hülse mit der eingefüllten Masse wirkt wie eine Stützmanschette und vermag erheblich höhere Querkräfte aufzunehmen.
• 3. Der sonst im Trennbereich den atmosphärischen Bedingungen ausgesetzte Stahlstab ist hervorra­ gend geschützt.
• 4. Der Stab 1 muss sonst den höchsten auftretenden Kräften angepasst sein, die immer im Trennbereich B auftreten. Dank der erfindungsgemässen Ausge­ staltung kann nunmehr der Stab gesamthaft mit geringerem Durchmesser dimensioniert sein, wo­ durch kleinere Biegungsradien zugelassen werden und Material eingespart werden kann.
• 5. Die Mehrkosten werden durch die Materialein­ sparungen gemindert, sodass eine kostengünstige, vermehrt einsetzbare und sichere Lösung geboten wird.

Die Anwendung solcher Zug- oder Druckstäbe ist vielfältig. Fig. 2 zeigt eine Anwendung in einem Krag­ platten-Anschlusselement. Die Bodenabdeckplatte ist mit P, die Kragplatte mit K bezeichnet. Der Bereich B zwischen den beiden Platten P und K ist mit Isolations­ material ausgefüllt. Als Isolationsmaterial I kann bei­ spielsweise Steinwolle verwendet werden. Schliesslich zeigt die Fig. 3 ein Beispiel eines Zugankers. Hier dient der Stab 1 der Verbindung einer zu sichernden Fels­ wand mit einem Betonelement. Der Bereich B ist hier nicht eine Trenn- oder Dehnfuge, sondern eine Nasszone, in der eine stark korrodierend wirkende At­ mosphäre herrscht. Der Stab 1, der hier ein Felsanker ist, wird mit seinem geraden Ende in eine Bohrung ge­ schoben und der verbleibende Raum mit einem härten­ den Injektionsmörtel oder mit einem Zweikomponen­ tenkleber ausgefüllt.

Bei der Verwendung von Zuganker im Fels wurde die Bohrung bis anhin üblicherweise mit einem gewissen Gefälle zum tiefsten Punkt der Bohrung in einer Fels­ wand angebracht. Das Bohrloch wurde anschliessend mit Injektionsmörtel oder einem Kleber gefüllt und der Zuganker eingeschoben und lagefest gehalten bis zur genügenden Abbindung des Klebers oder Mörtels. Eine weitere Methode bestand darin, die Verankerungsboh­ rung etwa horizontal anzubringen und eine zweite Füll­ bohrung mit relativ starkem Gefälle zu bohren, welches etwa in den Endbereich der Verankerungsbohrung in dieselbe mündet. Der Zuganker wurde dann eingescho­ ben und der Injektionsmörtel oder Kleber durch die Füllbohrung eingepresst, bis sie vorne aus der Veranke­ rungsbohrung herausquoll. Eine weitere, neue Methode schliesslich sieht vor, in die Verankerungsbohrung eine Ampulle einzuschieben, die dann durch Einschlagen des Zugankers zerstört wird und einen Zweikomponenten- Kleber freisetzt und vermischt. All diese Verwendungen haben erhebliche Nachteile. Die erstbeschriebene Me­ thode lässt nur eine ungenaue Dosierung des teuren Klebers oder Injektionsmörtels zu und schränkt auch die Anordnung der Bohrung ein. Die zweite Methode mit einer zusätzlichen Bohrung ist ar­ beits- und zeitaufwendig und die letztbeschriebene Va­ riante ist unsicher bezüglich der korrekten Vermischung der Komponenten und relativ teuer.

Durch die Verwendung des erfindungsgemässen Zug- oder Druckstabes gemäss den Ansprüchen 5 und 6 lässt sich hier eine wesentliche Verbesserung erreichen. Im Zwischenraum zwischen Hülse 3 und Stab 1 wird ein Rohr 5 eingelegt, welches sich durch die gesamte Hülse 3 bis annähernd einem Ende des Zugankerstabes 1 er­ streckt. Dieses Rohr, das aus einem relativ festen Kunststoff oder Metall sein kann, dient als Zufuhr für den in das Bohrloch zu injizierenden Mörtel oder Kle­ ber. Ideal ist es, wenn auf die Hülse 3 ein ringförmiges Dichtelement 6 aufgeschoben ist. Dieses dichtet den Spalt zwischen dem Bohrloch und der Hülse 3 ab. Damit aber die Luft beim Injizieren des Mörtels oder Kle­ bers in das Bohrloch entweichen kann, muss eine Luft­ austrittsöffnung 7 vorhanden sein. Dieses Loch hat zudem noch Kontrollfunktion. Quillt die injizierte Masse 4 aus dieser Oeffnung, die selbstverständlich bezüglich der Vertikalrichtung oben sein soll, so hat man Gewähr, dass das Bohrloch von der Rohrmündung bis zum Dicht­ element vollständig gefüllt ist. Als Dichtelement kann auch ein offener Sprengring dienen. Das Rohr lässt sich entlang dem Stab mit diesem befestigen, sodass auch Gewähr besteht, dass die Rohrmündung am gewünsch­ ten Ort sich befindet und nicht beim Einschieben umge­ knickt oder gebogen wird.

An der Zufuhrseite kann an das Rohr 5 eine hand- oder maschinelle Pumpe angeschlossen werden, um die Injektionsmasse in das Bohrloch zu pressen.

Die erheblich höhere Biegfestigkeit und Querkraftfe­ stigkeit des Ankers im Trennbereich zwischen Fels und Beton erlaubt es auch, mit einem geringeren Durchmes­ ser des Zugankerstabes zu arbeiten. Folglich kann auch das Verankerungsbohrloch geringer sein, welches die Bohrzeit gewaltig reduziert. Lediglich der Bereich des Bohrloches, der den verdickten Teil mit der Hülse 3 aufnimmt, muss in diesem Bereich erweitert sein.

Claims (7)

1. Zug- oder Druckstab aus korrodierendem Stahl zur Verbindung zweier Betonelemente (D, K) oder eines Betonelementes mit einer Felswand über den dazwischenliegenden Trennbereich (B) hinweg, wobei der Stab (1) im Bereich (B), der in dem Trennbereich zwischen den beiden zu verbindenden Elementen zu liegen kommt, mit einer den Stab (1) umgebenden Hülse (3) korrosions­ geschützt ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Hülse (3) den Stab (1) berührungsfrei umgibt,
daß der verbleibende Zwischenraum zwischen der Hülse (3) und dem Stab (1) mit einer ausgehärteten Masse (4) ausgegossen ist, und
dass die Masse (4) ein kunststoffvergüteter Mörtel oder ein Kunstharz ist.

2. Zug- oder Druckstab nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Hülse (3) aus rostfreiem Stahl gefertigt ist.

3. Zug- oder Druckstab nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Hülse aus einem beschichteten, korrosionsgeschützten Metall hergestellt ist.

4. Zug- oder Druckstab nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Hülse (3) und dem Stab (1) in der ausgehärteten Masse (4) ein Rohr (5) eingebettet ist, welches sich mindestens auf einer Seite bis annähernd zum Ende des Stabes (1) erstreckt.

5. Zug- oder Druckstab nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Hülse (3) ein ringförmi­ ges Dichtelement (6) aufgeschoben ist, welches eine Luftauslassöffnung (7) aufweist.

6. Verwendung des Zug- oder Druckstabes nach einem der Ansprüche 4 oder 5 als Zuganker. (Fig. 3)

7. Verwendung des Zug- oder Druckstabes nach einem der Ansprüche 1 bis 3 als Kragplatten-Anschlusselement. (Fig. 2)