DE3933615A1 - Concrete contg. expanded polystyrene and alkaline fibres - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Stahlbetonraumzelle aus Großtafeln von konstruktivem Beton mit innenliegender Bewehrung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a reinforced concrete room cell Large panels of structural concrete with internal Reinforcement according to the preamble of claim 1.
Stahlbetonraumzellen gemäß der Erfindung eignen sich einzeln als Gebäude für unterschiedliche Zwecke. Ins besondere kommen sie als Fertiggaragen in Betracht, welche im Fertigteilewerk zusammengebaut und kompletiert sowie schließlich schlüsselfertig aufgestellt werden. Andererseits eignen sich erfindungsgemäße Stahlbeton raumzellen für die sogenannte Raumzellenbauweise, die vor allem im Hochbau zur Erstellung von Wohnungen und Eigenheimen angewandt wird. Solche Stahlbetonraumzellen eröffnen im Vergleich mit dem konventionellen Bauen, insbesondere dem Bauen in Ortbeton erhebliche Ein sparungen an der Baustelle durch Verlagerung in eine industriealisierte Fertigung.Reinforced concrete room cells according to the invention are suitable individually as a building for different purposes. Ins in particular they come into consideration as prefabricated garages, which are assembled and completed in the precast plant and finally turnkey. On the other hand, reinforced concrete according to the invention is suitable room cells for the so-called room cell construction, the especially in building construction to create apartments and Home is applied. Such reinforced concrete room cells open up compared to conventional building, especially the building in in-situ concrete considerable savings at the construction site by relocating to a industrialized manufacturing.
Die erfindungsgemäßen Stahlbetonraumzellen unterscheiden sich von monolithischen Raumzellen durch eine verein fachte Schalungstechnik, weil sie aus Großtafeln zusammengesetzt werden, die nach ihrer Endschalung dauerhaft miteinander z. B. durch Verschweißen von Stahlplatten verbunden werden, welche im Beton ver ankert sind. Großtafeln lassen sich auf Paletten liegend oder in Batterieschalungen aufrechtstehend einzeln oder zu mehreren gleichzeitig fertigen, ohne daß komplizierte Schalungstechniken für den Innenraum der Raumzelle ange wandt werden müssen. Insbesondere nutzt die Erfindung die Großtafeltechnik für die Fertigung von Raumzellen, denen einzelne oder mehrere Wand-, Decken- oder Boden scheiben fehlen. U. a. lassen sich in Gebäuden aus mehreren Raumzellen auf diese Weise unterschiedliche Grundrißlösungen verwirklichen. Ferner können die erfin dungsgemäßen Stahlbetonraumzellen Aussparungen, insbe sondere in den Wandscheiben aufweisen, die als Tür- oder Fensterdurchbrüche Verwendung finden.Differentiate the reinforced concrete room cells according to the invention from monolithic spatial cells through a union fold formwork technology because it is made of large panels are put together after their final formwork permanently together z. B. by welding Steel plates are connected, which ver are anchored. Large boards can be placed on pallets or standing upright in battery formwork individually or to produce several at the same time without complicated Formwork techniques for the interior of the room cell must be turned. In particular, the invention uses the large panel technology for the production of room cells, those single or multiple wall, ceiling or floor disks are missing. Among others leave out in buildings several room cells in this way different Realize floor plans. Furthermore, the inventions Reinforced concrete room cells according to the invention, in particular have special in the wall panels, which as a door or Find window openings.
Die Erfindung setzt derartige Stahlbetonraumzellen als bekannt voraus. Hierbei sind die Großtafeln dünnschalig. Die Bewehrung besteht deswegen aus Baustahlmatten. Der konstruktive Beton hat durch Sand- und Kieszuschläge eine verhältnismäßig große Festigkeit. Fertigungs technisch lassen sich die Dünnschaligkeit und die Zusammensetzung des konstruktiven Betons zwar durch eine Schnellhärtung mit Hilfe von Dampf zur Beheizung der Schalungstechnik ausnutzen. Nachteilig wirkt sich aber das hohe Gewicht derartiger Stahlbetonraumzellen aus. Einerseits erzwingt es die relativ komplizierte Bewehrung, andererseits begrenzt es die Größe der Raumzelle auf Gewichte, die mit den vorhandenen Transporttechniken noch bewältigt werden können. Den Möglichkeiten einer Schnellhärtung in einer vergleichs weise komplizierten Schalungstechnik stehen auch physikalische Nachteile gegenüber. Insbesondere be dürfen beheizbare Gebäude einer besonderen Wärmeiso lierung durch Kalt- oder Warmfassaden. Im Ganzen ergibt sich für die bekannten Stahlbetonraumzellen ein ver gleichsweise bescheidener Vorteil durch die industrieali sierte Fertigung gegenüber dem konventionellen Bauen, insbesondere in Ortbeton.The invention uses such reinforced concrete room cells as known ahead. The large panels are thin-skinned. The reinforcement therefore consists of steel mesh. The constructive concrete has sand and gravel aggregates a relatively high strength. Manufacturing technically, the thin-shell and the Composition of the constructive concrete through a Rapid hardening with the help of steam for heating the Use formwork technology. It has a disadvantage the high weight of such reinforced concrete room cells. On the one hand, it forces the relatively complicated Reinforcement, on the other hand it limits the size of the Space cell on weights that match the existing ones Transport techniques can still be managed. The Possibilities of rapid hardening in a comparative wise complicated formwork technology are also available physical disadvantages compared. In particular be heatable buildings may have a special thermal insulation Cold or warm facades. All in all results a ver for the known reinforced concrete room cells equally modest advantage by industrieali production compared to conventional building, especially in in-situ concrete.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Stahlbeton raumzellen der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, die einen vergrößerten Verwendungsbereich ermöglichen.The invention has for its object reinforced concrete to create spatial cells of the type described at the beginning, which allow an increased range of use.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved with the features of claim 1 solved. Other features of the invention are the subject of the subclaims.
Gemäß der Erfindung wird durch die Verwendung eines Leichtzuschlages aus geschäumtem Polystyrol in Form einzelner Partikel, insbesondere in Kugelform und einer Faserbewehrung die konstruktive Eigenschaft des Betons, d. h. sein Vermögen, Kräfte zu übertragen, beibehalten, jedoch erfindungsgemäß noch erheblich verstärkt. Das geringe Gewicht eines derartigen konstruktiven Betons wird erfindungsgemäß zur Vergrößerung der Wandstärken der Decken-, Boden- und der Wandscheiben, soweit im Einzelfall vorhanden, ausgenutzt, ohne daß dadurch bereits das volle Gewicht der vorbekannten Raumzellen schon wieder erreicht würde. Die Vergrößerung der Wand stärken wird vielmehr erfindungsgemäß nur so weit getrieben, daß eine vereinfachte Bewehrung Verwendung finden kann. Sie besteht erfindungsgemäß aus einzelnen Trägern, d. h. aus Profilabschnitten, vorzugsweise aus Stahl. Die Abstände zwischen den Trägern werden durch die konstruktiven Eigenschaften des erfindungsgemäßen Leichtbetons überbrückt.According to the invention, by using a Light-weight aggregate made from foamed polystyrene individual particles, especially spherical and one Fiber reinforcement the constructive property of the concrete, d. H. maintain his ability to transfer powers, however, according to the invention, significantly increased. The low weight of such a structural concrete is according to the invention for increasing the wall thickness the ceiling, floor and wall panels, as far as in Individual case available, exploited, without this the full weight of the previously known room cells would be reached again. The enlargement of the wall Rather, according to the invention, strengthening is only so far driven that use a simplified reinforcement Can be found. According to the invention, it consists of individual Carriers, d. H. from profile sections, preferably from Stole. The distances between the beams are determined by the structural properties of the invention Bridged lightweight concrete.
Fertigungstechnisch hat die Erfindung den Vorteil, daß sie stark vereinfachte Schalungstechniken ermöglicht, wobei die schalungsglatten Flächen, z. B. anstelle der Stahlblechkonstruktionen mit Stahlbetontafeln abgeschalt werden können, da eine Schnellhärtung des Leichtbetons infolge des Wärmedämmvermögens geschäumter Polystyrol kugeln nicht in Frage kommt. Ferner kann die vergrößerte Wandstärke der Großtafeln, aus denen die erfindungsge mäße Stahlbetonraumzelle zusammengesetzt ist für zahlreiche Einbauten genutzt werden, die bislang in den Wänden bzw. Boden- oder Deckenscheiben von Stahlbeton raumzellen nicht untergebracht werden können. Dazu gehören größere, insbesondere rohrförmige, d. h. vorzugsweise mit einem zylinderischen Querschnitt ver sehene Aussparungen zur Fortleitung von Kühl- oder Heizmedien. Technically, the invention has the advantage that it enables highly simplified formwork techniques, the smooth formwork surfaces, e.g. B. instead of Sheet steel structures with reinforced concrete panels shut off can be, because a quick hardening of the lightweight concrete foamed polystyrene due to thermal insulation bullets out of the question. Furthermore, the enlarged Wall thickness of the large panels from which the Invention moderate reinforced concrete room cell is composed for Numerous internals are used that were previously in the Walls or floor or ceiling slabs of reinforced concrete room cells cannot be accommodated. To include larger, especially tubular, d. H. preferably with a cylindrical cross section see recesses for the transmission of cooling or Heating media.
Bauphysikalisch ergibt sich durch das hohe Wärmvermögen von geschäumtem Polystyrol eine Wärmedämmung, die in der Regel besondere Fassadentechniken überflüssig macht und dadurch den Nachteil der mangelnden Möglichkeiten zwischen Schnellhärtung des konstruktiven Betons aus gleicht bzw. überkompensiert. Dazu kommt die erhebliche Gewichtseinsparung. Sie gestattet den problemlosen Transport von Raumzellen mit den bekannten Rauminhalten mit Hilfe der bekannten Transporttechniken bzw. deren Ausnutzung für Raumzellen mit erheblich vergrößertem Rauminhalt. Das läßt sich bei Einzelaufstellung erfin dungsgemäßer Raumzellen, z. B. für Großgaragen nutzen, kann aber in der Raumzellenbauweise ebenfalls erhebliche Vorteile bei der Lösung eines gegebenen Grundrisses er geben.In terms of building physics, this results from the high thermal capacity of foamed polystyrene a thermal insulation that in generally makes special facade technology superfluous and thereby the disadvantage of the lack of possibilities between rapid hardening of the structural concrete equal or overcompensated. Added to this is the considerable Weight saving. It allows the problem-free Transport of room cells with the known room contents with the help of the known transport techniques or their Utilization for room cells with significantly enlarged Volume. This can be invented in a single installation In accordance with space cells, z. B. use for large garages, but can also be considerable in the room cell construction Advantages in solving a given floor plan give.
Vorzugsweise werden mit den Merkmalen des Anspruches 2 erfindungsgemäß die Spannweiten zwischen den Trägern der dicken Scheiben vergrößert, ohne daß eine zusätz liche Bewehrung zwischen den Trägern erforderlich ist. Gewölbedecken dieser Art sind leicht und wenden vor zugsweise Profile an, die im Anspruch 3 beschrieben sind.Preferably with the features of claim 2 according to the invention, the spans between the beams the thick slices enlarged without an additional reinforcement between the beams is required. Vaulted ceilings of this type are light and turn forward preferably profiles, which are described in claim 3 are.
Vorzugsweise werden die parallelen Träger der Decken scheibe quer zur längeren Dimension der Decke ange ordnet, sofern die Raumzelle einen im wesentlichen rechteckigen Grundriß aufweist. Mit den Merkmalen des Anspruches 4 lassen sich dann die senkrechten Träger der Wandscheiben, soweit vorhanden, zur Unterstützung der Deckenträger verwenden. Mit den Merkmalen des Anspruches 5 werden senkrechte Träger in den Wand scheiben verwendet, die ein verhältnismäßig großes Trägheitsmoment aufweisen und daher knicksicher sind.Preferably the parallel beams of the ceilings slice across the longer dimension of the ceiling arranges, provided the space cell essentially one has a rectangular layout. With the characteristics of Claim 4 can then be the vertical support the wall panels, if available, for support use the ceiling support. With the characteristics of Claim 5 are vertical beams in the wall used disks, which is a relatively large Have moment of inertia and are therefore kink-proof.
Während die beschriebenen Träger in den Wand- und Deckenscheiben erfindungsgemäßer Raumzellen im wesent lichen aus Stahlprofilen bestehen, die verzinkt sein können, sieht die Erfindung für die Bodenscheibe eine vereinfachte Trägerkonstruktion vor. Sie ist Gegenstand des Anspruches 6. Hierbei bilden die Träger eine biege steife Rahmenkonstruktion, die auch aus Stahlbeton rahmengliedern aufgebaut sein kann. Mit Hilfe derartiger Rahmenkonstruktionen werden hohe Festigkeiten erzielt, die sich für entsprechende Belastungen vorteilhaft verwenden lassen. Insbesondere sind derartige Boden scheiben befahrbar.While the supports described in the wall and Ceiling panes of spatial cells according to the invention essentially Lichen consist of steel profiles that are galvanized can see the invention for the bottom disc simplified support construction. It is the subject of claim 6. Here, the carrier form a bend rigid frame construction, also made of reinforced concrete frame members can be constructed. With the help of such Frame constructions high strengths are achieved, which is advantageous for corresponding loads let use. Such floors are in particular disks passable.
Die Einzelheiten, weitere Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung an Ausführungsformen anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen The details, other features and other advantages the invention result from the following Description of embodiments with reference to the figures in the drawing; show it
Fig. 1 perspektivische Darstellung einer Stahlbeton raumzelle gemäß der Erfindung, Fig. 1 perspective view of a reinforced concrete room cell according to the invention,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 2 shows a section along the line II-II of Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 4 und Fig. 3 is a section along the line IV-IV of Fig. 4 and
Fig. 4 eine Bodenscheibe für eine Raumzelle gemäß der Erfindung in Draufsicht. Fig. 4 shows a floor panel for a room cell according to the invention in plan view.
Die allgemein mit (1) bezeichnete Stahlbetonraumzelle hat gemäß der Darstellung der Fig. 1 eine durchgehende Deckenscheibe (2), der im Grundriß eine durchgehende Bodenscheibe (3) entspricht. Außerdem hat die Raumzelle Längswände (5) sowie Querwände, die in Fig. 1 nicht dargestellt sind. Wie am Beispiel der Längswand (4) bei (6′) dargestellt ist, können einzelne oder alle Wände Durchbrüche aufweisen, die als Fenster oder Tür öffnungen nutzbar sind. Die beschriebenen Decken-, Boden- und Wandscheiben bestehen aus einem Leichtbeton. Dieser ist eine Mischung aus Zement B4-50, Sand- und Zu schlägen. Hauptsächlich besteht der Zuschlag aus aufgeschäumtem Polystyrol in Form kugelförmiger Partikel, kann aber auch einen vorzugsweise aus Asche bestehenden Granulatzusatz enthalten. Der Beton ist konstruktiv und enthält zu diesem Zweck alkalische Glasfasern, welche dem Beton die Fähigkeit verleiht, Kräfte zu übertragen.The generally designated (1) reinforced concrete room cell has a continuous ceiling pane ( 2 ) as shown in FIG. 1, which corresponds to a continuous floor pane ( 3 ) in plan. In addition, the room cell has longitudinal walls ( 5 ) and transverse walls, which are not shown in Fig. 1. As shown in the example of the longitudinal wall ( 4 ) at ( 6 ' ), individual or all walls can have openings which can be used as windows or door openings. The described ceiling, floor and wall panels consist of a lightweight concrete. This is a mixture of cement B4-50, sand and aggregates. The aggregate mainly consists of foamed polystyrene in the form of spherical particles, but can also contain a granulate additive, preferably consisting of ash. The concrete is constructive and contains for this purpose alkaline glass fibers, which gives the concrete the ability to transmit forces.
Die beschriebenen Scheiben sind außerdem mit Hilfe von Trägern bewehrt. Die Träger unterscheiden sich nach Material und Profil voneinander.The disks described are also with the help of Reinforced carriers. The carriers differ Material and profile from each other.
Die Längswände enthalten die Träger (7 und 8), wie am Beispiel der Längswand (4) dargestellt ist. Sie bilden Stützen, die gemäß dem dargestellten Ausführungsbei spiel aus verzinkten Rohren bestehen. Diese sind im Querschnitt der Großtafel untergebracht, welche die betreffenden Wandscheiben (4, 5) bildet. Sie verlaufen parallel zu den senkrechten Tafelseiten und reichen über die volle Höhe der Großtafel.The longitudinal walls contain the supports ( 7 and 8 ), as shown in the example of the longitudinal wall ( 4 ). They form supports which, according to the illustrated embodiment, consist of galvanized pipes. These are housed in the cross section of the large panel that forms the relevant wall panels ( 4 , 5 ). They run parallel to the vertical sides of the table and extend over the full height of the large board.
Die Träger (8 bis 10) der Deckenscheibe (2) (Fig. 2) sind I-Profile. Sie ruhen mit beiden Enden auf Kopf platten (9′ bzw. 10′) (Fig. 1) der Stützen bzw. Träger (6, 7), der Wände (4, 5). Sie verlaufen quer zur längeren Seite des Grundrisses der Stahlbetonraumzelle (1) . Die Abstände zwischen den Trägern (8 bis 10) sind mit Leichtbetongewölben (11, 12) ausgefacht. Auch die Träger (8 bis 10) sind im Querschnitt der Deckenscheibe untergebracht. The carriers ( 8 to 10 ) of the ceiling disc ( 2 ) ( Fig. 2) are I-profiles. You rest with both ends on the head plates ( 9 'and 10 ') ( Fig. 1) of the supports or beams ( 6 , 7 ), the walls ( 4 , 5 ). They run across the longer side of the floor plan of the reinforced concrete room cell ( 1 ). The distances between the beams ( 8 to 10 ) are filled with lightweight concrete vaults ( 11 , 12 ). The beams ( 8 to 10 ) are also housed in the cross-section of the ceiling pane.
Die Bodenscheibe (3) (Fig. 3 und 4) besteht aus einem Stahlbetonrahmengeviert, welches dementsprechend parallele und längere Rahmenglieder (14, 15) sowie dazu senkrecht verlaufende Rahmenglieder (16, 17) aufweist, die in den Ecken des Rahmengeviertes biegesteif mit den Trägern (14, 15) verbunden sind. Gemäß dem dargestellten Aus führungsbeispiel ist das Rahmengeviert mit weiteren Rahmengliedern, nämlich einem Längsrahmenglied (18) und Querrahmengliedern (19 und 20) ausgesteift. Der beschriebene Rahmen wird mit dem Leichtbeton ausgefüllt, wodurch sich Ausfachungen ergeben, die in Fig. 3 beispielsweise mit (21 und 22) bezeichnet sind.The base plate ( 3 ) ( Figs. 3 and 4) consists of a reinforced concrete frame, which accordingly has parallel and longer frame members ( 14 , 15 ) and frame members ( 16 , 17 ) running perpendicular thereto, which are rigid in the corners of the frame with the beams ( 14 , 15 ) are connected. According to the exemplary embodiment shown, the frame is stiffened with additional frame members, namely a longitudinal frame member ( 18 ) and transverse frame members ( 19 and 20 ). The frame described is filled with the lightweight concrete, which results in infills, which are designated in Fig. 3, for example, with ( 21 and 22 ).
Im Gegensatz zu den Trägern (6, 7 bzw. 8, 10) sind die Rahmenglieder (14 bis 20) Stahlbetonträger, wobei der ganze Rahmen monolithisch gefertigt ist.In contrast to the beams ( 6 , 7 or 8 , 10 ), the frame members ( 14 to 20 ) are reinforced concrete beams, the entire frame being made monolithically.
Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 weist die Bodenscheibe parallele und zylinderische Aussparungen (24) auf, welche zur Ein- und Fortleitung eines Heizmediums dienen. Dadurch entsteht eine Fuß bodenheizung in der Raumzelle (1). Auch die Decken scheibe kann für einen darüberliegenden Raum mit der artigen Aussparungen wie bei (23) gezeigt versehen werden, so daß das Heizmedium auch diesen Raum beauf schlagt. According to the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the base plate has parallel and cylindrical recesses ( 24 ) which are used for introducing and carrying away a heating medium. This creates floor heating in the room cell ( 1 ). The ceiling disc can be provided for an overlying room with the like recesses as shown in ( 23 ), so that the heating medium also strikes this room.
Die Decken-, Boden- und Wandscheiben (2 bis 5) bildenden Großtafeln werden in einer Schalung gefertigt. Die Schalung kann aus Stahl bestehen, ist aber vorzugsweise mit Stahlbetonplatten verwirklicht. Für den beschrie benen Leichtbeton kann Styroporabfall verwendet werden. Vorzugsweise liegt der Mischung jedoch ein aufge schäumtes Polystyrol zugrunde, welches in Kugelform vorliegt. Die Kugeln liegen in einem bestimmten Körnungs spektrum mit einem maximalen Durchmesser von vorzugs weise ca. 4,5 mm und in trockener, lockerer Schüttung vor. Auf 500 l dieser Mischung werden ca. 550 kg Zement, ca. 800 l Flugasche und ca. 700 g/cbm Polypropylen stapelfasern sowie 5,5 l/m3 Fließmittel bekannter Art eingesetzt. 230 l Wasser je cbm dienen zum Anmachen. Bei einer Stapellänge von 24 mm haben die Polypropylen fasern Faserstärken von 20-40 µ und Breiten von 100-300 µ. Sie weisen deswegen eine geringe Querkontraktion bei hoher Zugfestigkeit und großer Oberfläche auf.The large panels that form the ceiling, floor and wall panels ( 2 to 5 ) are manufactured in a formwork. The formwork can be made of steel, but is preferably realized with reinforced concrete slabs. Styrofoam waste can be used for the lightweight concrete described. However, the mixture is preferably based on a foamed polystyrene which is in spherical form. The balls are in a certain grain size range with a maximum diameter of preferably about 4.5 mm and in a dry, loose bed. About 500 kg of cement, about 800 l of fly ash and about 700 g / cbm of polypropylene staple fibers and 5.5 l / m 3 of plasticizer of known type are used on 500 l of this mixture. 230 l of water per cubic meter are used to switch on. With a stack length of 24 mm, the polypropylene fibers have fiber thicknesses of 20-40 µ and widths of 100-300 µ. They therefore have a low transverse contraction with high tensile strength and a large surface area.
Dieser Beton wird nach einem Eingießen in die Schalung ohne Zusatzwärme gehärtet.This concrete is poured into the formwork hardened without additional heat.
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