DE4007189A1 - Verfahren zur herstellung von konstruktionselementen und konstruktionselement hergestellt nach dem verfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von zylin­ drischen und/oder prismatischen Elementen mit im allgemeinen länglicher Form aus gießbarem Material und die Erfindung bezieht sich auch auf die so erhaltenen Elemente.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Herstellung von Säulen oder Pfeiler aus Beton, Kunstharzbeton oder Kunstharz, armiert und/oder vorgespannt oder nicht, allge­ mein bestimmt für Baukonstruktionen des Ingenieurbauwesens oder des Baugewerbes oder für die Herstellung von Masten jeder Art.

Diese Elemente werden zur Zeit durch Zentrifugieren in einer Form hergestellt, die allgemein aus Metall aus zwei Schalen besteht, die ein Entformen des zentrifugierten Teiles gestattet. Während des Zentrifugierens, das mit mehreren hundert Umdrehungen pro Minute ausgeführt wird, wird Zementmilch durch die zwischen den beiden Schalen der Form bestehenden Schlitze ausgetrieben, selbst wenn diese stark gegeneinander verspannt werden, derart, daß die Struktur des fertigen Teiles im Bereich der Stöße der Form nicht die gleiche ist, wie bei dem Rest der Außenfläche.

Tatsächlich ist die Fläche des zentrifugierten Gegenstandes im Bereich der Stöße wegen der ausgetretenen Zementmilch nicht glatt und läßt Splitt oder Sand erscheinen und außerdem sind diese Stöße porös.

Die Anwesenheit dieser porösen länglichen Stöße erfordert Ausbesserungsarbeiten, weil sonst diese Betonstellen vom Frost verwittert werden, wobei die Ausbesserungsarbeiten von Hand ausgeführt werden, um die Stöße abzukratzen oder zu polieren und dann mit Zementmilch auszubessern. Diese Operationen sind langwierig und kostspielig, weil sie eine qualifizierte Arbeitskraft, eine Handhabung dieser Teile, die mehrere Tonnen wiegen und die zur Verfügungstellung einer Werkstatt erfordern.

Es sind bereits Verfahren zur Vermeidung dieser vorerwähnten Nachteile vorgeschlagen worden, die in der Verwendung einer Form aus einem Stück oder der Fertigung einer dichten Form aus zwei Stücken bestehen.

Die Formen aus einem Stück sind nur für die Herstellung von konischen Elementen geeignet, die ein Entformen durch ein Herausziehen des fertigen Stückes in Längsrichtung gestat­ ten. Die Länge dieser Elemente ist ebenfalls auf einige Meter begrenzt. Darüber hinaus muß die Einführung des gießbaren Materials in axialer Richtung durch Injektion erfolgen, was wegen der Armierung und der Einbauten nicht immer möglich ist, die eine Einführung des Injektionsrohres verhindern.

Die dichten Formen aus zwei Schalen sind teuer und heikel in der Herstellung und verschleißen relativ schnell. Anderer­ seits ist es für die Garantie ihrer Dichtheit allgemein notwendig, daß sie vor dem Auffüllen geschlossen werden, wobei das Auffüllen des gießbaren Materials auch hier in axialer Richtung durch Injektion erfolgen muß, was wegen der Armierungen und der Einbauten nicht immer möglich ist. Wenn diese Formen im übrigen im offenen Zustand gefüllt werden, ist es unumgänglich, die Dichtung vor dem Schließen sorgsam zu reinigen, was langwierig und heikel ist. Darüber hinaus tritt eine rasche Zerstörung der Dichtung unter diesen Bedingungen ein.

Was die Herstellung beispielsweise von Säulen an Ort und Stelle anbelangt, so ist es notwendig, eine Spezialschalung in zylindrischer oder prismatischer Form, im allgemeinen aus Holz, herzustellen, was eine qualifizierte Arbeitskraft und viel Zeit erfordert.

Die CH-A-6 65 244 beschreibt ein Herstellungsverfahren und die damit enthaltenen Elemente, das darauf abzielt, die Nachteile der vorher angewendeten Verfahren zu vermeiden. Gemäß diesem Verfahren legt man in die Gießform oder Schalung vor dem Eingießen oder Einspritzen des gießbaren Materials eine Folie, im allgemeinen aus thermoplastischem Material ein, worauf man das gießbare Material in diese Folie einbringt.

Dieses Verfahren ergibt gute Ergebnisse wenn es der Herstellung von speziellen Konstruktionselementen angepaßt ist, insbesondere solchen, die Verzierungen durch Relief­ bildungen oder Ablagerung an ihrer Außenfläche aufweisen. Tatsächlich fertigt man speziell für diesen Fall Folien an, die mit Eindrückungen versehen sind und man erhält ein exzellentes Ergebnis bei Kosten die geringer sind als bei anderen Verfahren zur Erzielung solcher Verzierungen.

Im Gegensatz hierzu ist dieses Verfahren für die Herstellung von normalen üblichen Konstruktionselementen, wie Säulen oder Masten mit glatter Außenfläche zu teuer und führt zu nicht konkurrenzfähigen Produkten insbesondere aufgrund der Tatsache, daß die zu verwendenden Folien hergestellt werden müssen, die sich nicht im Handel in den notwendigen Abmessungen befinden.

Aufgabe der Erfindung ist es, Konstruktionselemente ohne Verzierungen, insbesondere Säulen und Masten mit glatter Oberfläche bei Vermeidung des Problems einer notwendigen Ausbesserung aufgrund von Stößen und bei akzeptablen Kosten herzustellen und damit die Konkurrenzfähigkeit dieser Produkte herbeiführen, was das Verfahren nach der CH-A-6 65 244 nicht gestattet.

Das Verfahren zur Herstellung von Konstruktionselementen länglicher Form aus gießbarem Material nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Kunststoffrohr mit einem Außendurchmesser verwendet, der dem Innendurchmesser der Gießform oder Schalung entspricht und das eine Länge aufweist, die dem zu gießenden Element entspricht; daß man das Rohr auf seiner ganzen Länge aufschlitzt, daß man das geschlitzte Rohr in die Form oder Schalung einlegt und daß man hierauf das gießbare Material in das geschlitzte Rohr eingießt.

Die beigefügte Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel und eine Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein beim Verfahren verwendetes Rohr.

Fig. 2 und 3 zeigen zwei Arten, das verwendete Rohr in Längsrichtung zu schlitzen.

Fig. 4 zeigt die Anordnung des Rohres in der unteren Hälfte einer Zentrifugierform.

Fig. 5 zeigt das Auffüllen der Form mit dem gießbaren Material, wobei zuerst in das geschlitzte Rohr die Armierung eingebracht wurde.

Fig. 6 zeigt die geschlossene Form nach dem Zentrifugieren aber vor dem Ausschalen des hergestellten Elementes.

Bei dem vorliegenden Verfahren zur Herstellung von Elementen der üblichen Standardkonstruktion mit glatter Außenfläche und langgestreckter Form, wie Masten, Pfeiler, Säulen usw. beispielsweise aus Beton, Kunstharzbeton oder aus Kunstharz durch Zentrifugieren, verwendet man eine Form mit zwei Schalen 1, 1 a, die zusammenfügbar und üblicherweise nicht dicht sind. Die eine dieser Schalen 1 wird horizontal angeordnet, wobei ihre Öffnung nach oben gerichtet ist.

Im übrigen wählt man ein Rohr 2 (Fig. 1) aus Kunststoff, das üblicherweise durch Extrusion hergestellt wird und dessen äußerer Durchmesser zumindest gleich, vorzugsweise um einige zehntel Millimeter größer ist als der Innendurchmesser der Form. Man schlitzt dieses Rohr 2 in Längsrichtung (Fig. 2) über seine gesamte Länge und erzeugt einen Schlitz 3.

Dieser Schlitz 3 kann sich entlang einer Mantellinie des Rohres 2 zur Herstellung von zylindrischen Elementen erstrecken. Das bei der Herstellung dieses Schlitzes entfernte Material bewirkt, daß wenn die beiden einander gegenüberliegenden Lippen des Schlitzes fest gegeneinander gepreßt sind, der Außendurchmesser des geschlitzten Rohres 2 dem Innendurchmesser der Form 1, 1 a entspricht. Auf diese Weise sind beim Schließen der Form 1, 1 a die Lippen des Schlitzes 3 unter Krafteinwirkung gegeneinander gedrückt und zwar mit einem Druck der ausreichend ist, um beim Zentrifu­ gieren ein Abfließen der Zementmilch und daher die Bildung von Gratrippen auf dem fertigen Element zu vermeiden.

Bei einer in Fig. 3 dargestellten Variante weist der in dem Rohr 1 ausgebildete Schlitz geradlinige Ränder 4, 5 auf, die einen Winkel untereinander einschließen. Die so geschlitzten Rohre sind für die Anordnung in einer kegelstumpfförmigen Form zur Herstellung von konischen Elementen, Masten oder Pfeilern bestimmt. Wenn die konische Form für das Zentrifu­ gieren eines Konstruktionselementes geschlossen ist, sind die Lippen 4, 5 wie im vorhergehenden Beispiel fest gegeneinander gedrückt.

Gemäß dem Verfahren wird das geschlitzte Rohr 2, 3 immer in die untere Schale 1 a der Form (Fig. 4) eingelegt. Man führt entweder in axialer Richtung oder durch spreizen der Ränder des Schlitzes 3 des Rohres 2 eine vorgefertigte Armierung, die aus Eisen 6 und kreisförmigen Bindegliedern 7 gebildet ist, in das Innere des geschlitzten Rohres 2 ein. Darauf führt man entweder durch gegenseitiges Entfernen der Ränder des Schlitzes 3 dieses Rohres oder durch Injektion von einem Ende der Form in das Rohr 2 eine vorbestimmte Menge gießbaren Materials 8 ein.

Die obere Hälfte 1 b wird an ihren Platz gebracht (Fig. 6) und verschraubt oder in jeder anderen Weise mit der Schale 1 a der Form verbunden, was das Schließen des Schlitzes 3 des Rohres 2 hervorruft. In bestimmten Fällen kann man, falls dies notwendig sein sollte, eine Dichtung an der Stelle des Schlitzes 3 vorsehen, um ein Ausströmen der Zementmilch während des Zentrifugierens zu vermeiden, jedoch ist dies üblicherweise nicht notwendig, da die Abdichtung, die durch das Gegeneinanderpressen der Ränder des Schlitzes 3 erhalten wird, ausreichend ist.

Die Enden der Form sind durch Flanschscheiben, die nicht dargestellt sind, verschlossen, worauf die Form in eine horizontale Zentrifuge eingebracht und mit mehreren hundert Umdrehungen, beispielsweise 100 bis 550 Umdrehungen pro Minute während einer Zeitdauer in Umdrehung versetzt wird, die durch das anfängliche Abbinden des gießbaren Materials abhängt und üblicherweise ungefähr 5 bis 30 Minuten beträgt.

Die obere Schale 1 b wird weggenommen, wenn die Masse 8 gehärtet ist, nachdem die Form aus der Zentrifuge herausge­ nommen ist und das Element kann entformt werden, wobei es noch von dem Rohr 2 umgeben ist.

Dieses Rohr 2 kann weggenommen und für die Herstellung eines anderen Elementes wieder verwendet werden. Man kann jedoch auch das Element so verpackt lassen, wobei das Rohr beispielsweise durch ein Klebeband entlang dem Schlitz 3 befestigt wird, um ein Aufrollen zu verhindern. Auf diese Weise verliert das zentrifugierte Element sehr langsam seine Feuchtigkeit, was für das langsame Abbinden vorteilhaft ist, wodurch höhere Festigkeitswerte erhalten werden.

Es ist wichtig, daß die Abdichtung die durch die beiden Ränder des Rohres 2 erzielt wird, wasserdicht ist, um selbst ein geringes Entweichen der Zementmilch zu verhindern. Diese Abdichtung kann auf verschiedene Arten herbeigeführt werden. Bei einem wiederverwendbaren Rohr, verwendet man ein Klebeband, das entlang der Ränder des Schlitzes 3 befestigt wird. Man kann auch einen Überzug aus Schmierfett oder Öl verwenden, der zwischen die Ränder des Schlitzes 3 einge­ bracht wird.

Dank der Verwendung dieses Rohres im Inneren der Gießform erhält man ein Element, das nur einen einzigen in Längsrich­ tung verlaufenden Stoß aufweist. Darüber hinaus ist dieser Stoß nur durch eine sichtbare Linie gebildet aber die Qualität der gießbaren Masse im Bereich dieses Stoßes ist nicht verändert und sie ist insbesondere nicht porös, da die Zementmilch nicht entweichen konnte.

Schließlich ist die Außenfläche des durch Zentrifugieren hergestellten Elementes glatt wie poliert und verleiht dem Element ein Aussehen, das insbesondere ästhetisch und angenehm für das Auge und für die Berührung ist.

Dieses Verfahren weist insbesondere die nachfolgenden Vorteile auf:

• a. Obwohl man übliche, nicht abgedichtete Gießformen ver­ wendet, erhält man dennoch eine perfekte Wasserdich­ tigkeit der Gießform, was die Qualität des Elementes im Bereich des Stoßes nicht verändert.
• b. Das so hergestellte Element ist für seine Verwendung sofort bereit ohne abschließende Arbeiten an seiner Oberfläche.
• c. Die Qualität der Oberfläche des Elementes ist beträcht­ lich verbessert, das Aussehen glatt bei hoher Wasser­ dichtigkeit und bei einer beträchtlichen Reduzierung der Porösität.
• d. Das Verfahren gestattet die Verwendung von Formen mit geringerer Qualität die daher billiger sind, da der Zustand der Oberfläche und die Qualität des Stoßes des Elementes durch das Rohr 2 gewährleistet werden.
• e. Wenn das Element aus Beton ist und wenn man es in dem Rohr 2 während des Abbindens beläßt, so verbessert man die Qualität des Betons, welcher in einer abgeschlossenen feuchten Atmosphäre verbleibt.
• f. Indem man ein Kunststoffrohr verwendet, ist es nicht mehr für den Beton notwendig, die Schalung vorher einzuölen.
• g. Schließlich bildet das Rohr 2 für heikle Erzeugnisse, wie Säulen, deren oberflächiges Aussehen wichtig ist, weil sie sichtbar sind, gleichzeitig eine Schutzverpackung, die erst nach dem Aufstellen der Säule an ihrem Platz abgenommen wird.
• h. Da im Handel extrudierte Rohre praktisch mit jedem Durchmesser erhältlich sind, die in großen Serien hergestellt werden, so ist das Verfahren besonders wirtschaftlich und der Preis für ein solches Rohr ist vernachlässigbar.

Dieses Verfahren kann in vorteilhafter Weise für das Gießen von Säulen an Ort und Stelle aufgrund der Anordnung des Kunststoffrohres zwischen der gießbaren Masse des Konstruk­ tionselementes und seiner Gießform verwendet werden.

Tatsächlich ist es möglich, eine einfache Schalung, ja sogar eine notdürftige Schalung die aus einzelnen Teilen zusammen­ gesetzt ist, für die Abstützung des geschlitzten Kunststoff­ rohres 2 zu verwenden. Man ordnet darauf im Inneren des so erzeugten Zylinders die gegebenenfalls vorgesehene Armierung an, worauf man das gießbare Material, z.B. Beton, Kunstharzbeton oder Kunstharz eingießt oder einspritzt.

Für das Entformen werden die Teile entfernt und das Rohr 2 beseitigt, worauf eine Säule sichtbar wird, die eine polierte Oberfläche aufweist und einen einzigen längsgerich­ teten Stoß zeigt, bei dem die mechanischen und physikali­ schen Eigenschaften die gleichen wie bei der übrigen Oberfläche sind, da die Zementmilch bei keinem Stoß entweichen konnte.

Beim Gießen von Elementen an Ort und Stelle kann man ebenfalls ein Abdichtungsmaterial, das den Schlitz zwischen den beiden Rändern des Schlitzes 3 des Rohres verschließt, verwenden und verhindert so das Ausfließen der Zementmilch.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung von Konstruktionselement läng­ licher Form aus gießbarem Material, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man in eine Gießform oder Schalung vor dem Eingießen oder Einspritzen des gießbaren Materials ein geschlitztes Rohr einfügt, das einen Zylinder oder Kegelstumpf bildet, worauf man das gießbare Material in das Innere dieses Rohres eingießt oder einspritzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Entformen oder Entschalen das geschlitzte Rohr auf dem Konstruktionselement bis zur Verwendung desselben beläßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlitzte Rohr in das Innere einer ersten Schale einer Gießform, die horizontal angeordnet und nach oben offen ist, einlegt, daß man die Ränder des geschlitzten Rohres auseinanderspreizt, daß man das gießbare Material in das Rohr eingießt, daß man auf das Rohr die zweite Schale der Gießform auflegt und sie an der ersten Schale befestigt, daß man dann die Masse des gießbaren Materials zentrifugiert, die in dem geschlitz­ ten Rohr enthalten ist, in dem man die Gießform in Umdrehung versetzt, und daß man nach einer ersten Abbindezeit, die von dem gießbaren Material abhängt, die beiden Schalen der Gießform entfernt, und das Element, das von dem geschlitzten Rohr umgeben ist, ausformt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das geschlitzte Rohr entfernt, wenn einmal das Material genügend hart und wiederstandsfähig ist, um entformt werden zu können.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das geschlitzte Rohr auf dem Element bis zu seiner Verwendung als Schutz während der Lagerung und des Transportes beläßt.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen die Ränder des Schlitzes des Rohres eine fettige Schicht oder fettiges Material einbringt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Hauptschalung aufbaut, daß man in diese das geschlitzte Rohr derart einführt, daß sich das Rohr an der Schalung abstützt und daß die Ränder des Schlitzes gegeneinander anliegen, worauf man das gießbares Material in die durch das Rohr gebildete Form eingießt und schließlich die Schalung und das geschlitzte Rohr entfernt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr aus extrudiertem Kunststoff besteht.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gießbare Material Beton, Kunstharzbeton oder ein Kunstharz ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man ein abdichtendes Mate­ rial zwischen Rohr und die Gießform zumindest in den Bereich, in dem sich die Ränder des Schlitzes des Rohres befinden, anbringt.

11. Konstruktionselement hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es nur einen längsgerichteten Stoß aufweist.

12. Konstruktionselement nach Ansprüche 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stoß die gleichen Eigenschaften wie die restliche Außenfläche des Elements aufweist.

13. Konstruktionselement nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Außenfläche glatt und poliert ist.

14. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es bei der Herstellung mit einer Schutzhülle versehen ist, die spätestens bei der Verwendung des Elements entfernt werden kann.