DE60023894T2 - Paneel und verfahren zur herstellung von betonwänden - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Vorgefertigte isolierte Betonwandelemente sind in der Technik bekannt und bieten eine Anzahl von Vorteilen für den Wohn- und Gewerbehochbau. Diese Vorteile umfassen kürzere Bauzeitpläne, verbesserten Wärmewiderstand, verbesserte Qualitätssteuerung und erhöhte Lebensdauer. Herkömmliche Betonwandelemente sind jedoch schwer, wodurch die Kosten des Transportierens der Elemente von dem Vorfertigungswerk zu der Arbeitsstelle erhöht werden. Das große Gewicht der Elemente erfordert häufig, dass mehrere Lasten an die Arbeitsstelle geliefert werden müssen, was zu möglichen Verzögerungen während des Beladens, des Transports und des Entladens führt. Das große Gewicht erfordert ebenfalls die Verwendung eines kostspieligen schweren Krans für die Elementinstallation.
  • Isolierte Betonwandelemente mit Hohlräumen sind in der Technik ebenfalls bekannt. Diese Wandelemente umfassen innere und äußere Betonschichten oder „Wythes" mit einer internen Isolierschicht und einem zwischen den Betonschichten bereitgestellten Luftzwischenraum, um ein geringeres Gewicht als massive Wände der gleichen Dicke aufzuweisen. Derartige hohle isolierte Wandelemente werden durch getrenntes Gießen der ersten und zweiten Betonschichten hergestellt, wobei die erste Betonschicht vollständig ausgehärtet oder gehärtet wird, bevor die zweite Betonschicht gegossen wird. Dieses Bauverfahren beinhaltet lange Verzögerungen und erhöhte Kosten für den Herstellungsprozess.
  • Ähnliche unisolierte Betonwandelemente mit einem Luftzwischenraum zwischen den Betonschichten sind ebenfalls bekannt. Verbindungsstücke erstrecken sich in jede Schicht, um die Schichten zusammen zu verbinden. Die erste Schicht wird gegossen, und die Verbindungsstücke werden vor dem Aushärten darin installiert. Nachdem die erste Schicht aushärtet, wird die zweite Schicht gegossen, und die erste Schicht wird umgedreht, und die hervorstehenden Verbindungsstücke werden in der nicht ausgehärteten zweiten Schicht über der zweiten Schicht angeordnet.
  • Außerdem sind die Betonwandelemente des Stands der Technik mit metallischen Verbindungsstücken mit hohem Wärmeleitungs- und Korrosionspotential aufgebaut, die eine Verschlechterung verursachen können.
  • Beispiele von Elementen des Stands der Technik werden in den Patenten DE 16 83 498 A ; FR-A-2 670 523; FR-A-2 360 723; US-A-4 805 366; und US-A-4 348 848 offenbart.
  • Demgemäss ist eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zum Bilden von Betonwandelementen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten hohlen Betonwandelements.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines leichten isolierten oder unisolierten Wandelements, das beim Bilden einer integrierten Betonwandstruktur nützlich ist.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines hohlen Betonwandelements, bei dem die inneren und äußeren Betonschichten im wesentlichen gleichzeitig ausgehärtet werden.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von vorgefertigten Wandelementen, die mit leichtem Baugerät geladen, transportiert, entladen und auf der Baustelle zusammengebaut werden können.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes Wandsystem, das schnell und ohne weiteres auf der Baustelle zusammengebaut werden kann.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines schnellen und einfachen Verfahrens der Vorfertigung von Betonwandelementen.
  • Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Betonwandelements mit einem hohen Grad von Wärmeisolierung.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes Betonwandelement, das wirtschaftlich herzustellen und langlebig und sicher im Gebrauch ist.
  • Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung einer fertigen Wandanordnung mit einer monolithischen Betonschicht über den vollen Umfang und Bereich der Wand.
  • Diese und weitere Aufgaben werden aus der folgenden Beschreibung der Erfindung offensichtlich.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorgefertigten Betonwandelemente der vorliegenden Erfindung umfassen innere und äußere Betonschichten und einen Luftzwischenraum zwischen den Betonschichten. Beim Aufbauen der Wandelemente wird die erste Betonschicht in eine Form gegossen. Bei einer Ausführungsform wird eine Isolierschicht in einer beabstandeten Beziehung über der ersten Betonschicht getragen, und die zweite Betonschicht wird oben auf die Isolierschicht gegossen, während die erste Betonschicht noch nass ist. Somit härten die ersten und zweiten Betonschichten im wesentlichen gleichzeitig aus. Eine Mehrzahl von Verbindungsstücken oder -stäben erstreckt sich durch den Schaum, wobei gegenüberliegende Enden in den ersten und zweiten Betonschichten eingebettet sind. Ein vergrößerter Flansch an jedem Verbindungsstück trägt die Isolierschicht über der ersten Betonschicht, um einen Luftzwischenraum dazwischen bereitzustellen. Bei der isolierten Ausführungsform kann die Dicke der Isolierschicht basierend auf Wärmeisolieranforderungen sowie auch auf mechanischen Anforderungen für das als eine Betonform wirkende Isoliermaterial bestimmt werden. Wo es für mechanische Zwecke erforderlich ist, kann ein verstärktes Isoliermaterial verwendet werden, das Faserverstärkung, Oberflächenlaminierungen, erhöhte Dichte oder Kombinationen davon beinhaltet.
  • Bei einer zweiten unisolierten Ausführungsform werden Verbindungsstücke in der nichtausgehärteten ersten Schicht angeordnet und an Ort und Stelle durch Lokalisierer gehalten, die sich abnehmbar über die Form erstrecken. Zuschlag- oder partikulärer Stoff wird über der nichtausgehärteten ersten Schicht angeordnet. Die zweite Schicht wird dann auf den Zuschlag- oder partikulären Stoff gegossen, und dieser ermöglicht, im wesentlichen gleichzeitig mit der ersten Schicht, auszuhärten. Nachdem die ersten und zweiten Schichten ausgehärtet sind, werden die Verbindungsstück-Lokalisierer aus der Form gezogen. Das durch die untereinander verbundenen ersten und zweiten Schichten gebildete Element wird dann angehoben, so dass der Zuschlag- oder partikuläre Stoff herausfällt, wodurch ein Luftzwischenraum zwischen den Schichten bereitgestellt wird.
  • Bei einer dritten isolierten Ausführungsform wird eine Isolierschicht auf der ersten Betonschicht installiert, und Verbindungsstücke werden in den beiden Elementen installiert. Wie bei der zweiten Ausführungsform wird Zuschlag- oder partikulärer Stoff angeordnet, und eine zweite Betonschicht wird oben auf dem Zuschlag- oder partikulären Stoff angeordnet.
  • Andere Ausführungsformen verwenden andere Tragstrukturen, wie beispielsweise Metallschalung oder Luftkissen, um die zweite Betonschicht von der ersten Betonschicht zu beabstanden und dadurch einen Luftzwischenraum dazwischen festzulegen. Bei jeder Ausführungsform härten die Betonschichten im wesentlichen gleichzeitig aus.
  • Nachdem die Betonschichten bei jeder Ausführungsform gehärtet sind, können die Wandelemente angehoben und in einer vertikalen Orientierung auf Fundamenten oder einer anderen Basis installiert werden. Die Ränder der Elemente können flach sein, um einen Stumpfstoß zu erzeugen, oder können für eine ineinandergreifende Verbindung konturiert sein, um abgestimmt in einen entsprechenden Rand an einem benachbarten Element einzugreifen, wodurch eine ineinandergreifende Verbindung zwischen benachbarten Elementen bereitgestellt wird. Die Elemente können nebeneinander und übereinander zusammengebaut werden, um eine Form bereitzustellen, die ein integriertes Teil der Wandstruktur wird. Die zusammengebauten Elemente erzeugen eine zusammenhängende Form, wobei der Luftzwischenraum in den Elementen mit Beton gefüllt wird.
  • Die oberen Ränder der inneren Betonschicht können eine Kerbe aufweisen, um einen Boden- oder Deckenbalken aufzunehmen. Die Balken werden somit durch die innere Betonschicht der Wandelemente ohne die Notwendigkeit für einen an der inneren Fläche der Wandelemente befestigten Querträger getragen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Mehrzahl von isolierten Wandelementen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die zusammengebaut sind, um ein isoliertes integriertes Betonwandbildungssystem zu erzeugen.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht eines einzelnen Wandelements gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist eine Seitenrissansicht eines Wandelements gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist eine vergrößerte Seitenrissansicht des Wandelements, wie es in eine Betongussform gegossen ist.
  • 5 ist eine vergrößerte obere Draufsicht einer Ecke der in 1 gezeigten Wandstruktur.
  • 6 ist eine 5 ähnliche Ansicht, die einen alternativen Eckenaufbau zeigt.
  • 7 ist eine 5 ähnliche Ansicht, die eine zweite alternative Ausführungsform für einen Eckenaufbau zeigt.
  • 8 ist eine 5 ähnliche Ansicht, die einen dritten alternativen Eckenaufbau zeigt.
  • 9 ist eine Seitenrissansicht, die eine Mehrzahl von Wandelementen zeigt, die in mehreren Reihen zusammengebaut sind, und eine alternative Ausführungsform des Wandelements zeigt, das eine Kerbe zum Aufnehmen eines Boden- oder Deckenbalkens aufweist.
  • 10 ist eine entlang Linien 10-10 von 9 genommene Schnittansicht, wobei Bodenbalken und Balkenbelag installiert sind.
  • 1114 sind 1 bis 4 ähnlich, wobei sie jedoch eine nicht isolierte integrierte Betonwand zeigen.
  • 15 ist eine entlang Linien 15-15 von 14 genommene Schnittansicht.
  • 16 ist eine Seitenrissansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • 17 ist eine vergrößerte Ansicht, die die Ausführungsform von 16 zeigt.
  • 18 ist eine Seitenrissansicht eines durch ein anderes Verfahren der Erfindung hergestellten Elements.
  • 19 ist eine obere Draufsicht der in 18 gezeigten Ausführungsform.
  • 20 ist eine Seitenrissansicht eines durch ein weiteres Verfahren der Erfindung hergestellten Elements.
  • 21 ist eine Seitenrissansicht eines durch noch ein anderes Verfahren der Erfindung hergestellten Elements.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Wie in 1 ersichtlich ist, wird eine Wandstruktur in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung im allgemeinen durch die Bezugsziffer 10 gekennzeichnet. Die Wandstruktur 10 wird aus einer Mehrzahl von hohlen Wandelementen 12 gebildet. Wie am besten in 2 und 3 ersichtlich ist, umfasst jedes Wandelement 12 eine erste Betonschicht 14, eine zweite Betonschicht 16 und eine innere Isolierschicht 18. Die Betonschichten 14 und 16 können mit einer Verstärkung, wie beispielsweise Drahtgewebe, Bewehrungsstäbe oder Faserverstärkung, aufgebaut sein. Eine Mehrzahl von Stäben oder Verbindungsstücken 20 erstreckt sich durch die Wandelemente 12, um die inneren und äußeren Betonschichten 14, 16 zusammen zu verbinden. Wie in 4 gezeigt ist, umfassen die Verbindungsstücke 20 gegenüberliegende Enden 21 22 mit einer variierenden Abmessung, um eine Verankerungsoberfläche bereitzustellen, um die Verbindungsstücke 20 in den ersten und zweiten Betonschichten 14, 16 zu verankern. Eine Art von Verbindungsstück 20 wird ausführlich in den US-Patenten der Nummern 4 829 733 und 4 805 366 des Anmelders beschrieben. Die Verbindungsstücke 20 weisen eine niedrige Wärmeleitfähigkeit auf, wodurch der Wärmewirkungsgrad der Wandstruktur 10 verbessert wird. Die Verbindungsstücke 20 sind ebenfalls korrosionsbeständig und weisen eine Wärmeausdehnungsrate auf, die mit Beton kompatibel ist. Andere Arten von Verbindungsstücken können ebenfalls verwendet werden, einschließlich Metall, Kunststoff und andere Materialien mit verschiedenen Formen und Abmessungen.
  • Die Isolierschicht 18 kann vorgebohrte Löcher 19 umfassen, durch die die Verbindungsstücke 20 eingeführt werden, oder die Verbindungsstücke können durch die Isolierung gestanzt werden. Die Verbindungsstücke umfassen einen oberen Flansch 23, der die Einführung der Verbindungsstücke durch die Isolierschicht 18 begrenzt. Nach der Einführung wird ein unterer Flansch oder Knopf 24 über das untere Ende 22 der Verbindungsstücke und in Ineingriffnahme mit der Isolierschicht geschoben, wie am besten in 4 ersichtlich ist. Der untere Flansch 24 wird in einer rutschfesten Position durch einen Schnappverschluss an den Rippen 25 gehalten, die an dem zentralen Abschnitt des Verbindungsstücks 20 ausgebildet sind. Alternative Verfahren zum Befestigen des Flansches 24 umfassen Gewinde oder Kerben. Alternativ kann der obere Flansch 23 eliminiert und der untere Flansch 24 auf dem Verbindungsstück 20 geformt sein. Die Isolierschicht 18 kann jedes thermisch effiziente Material umfassen, das im Stande ist, sich zwischen die Verbindungsstücke 20 ohne übermäßige Verformung oder Bruch zu spannen.
  • Wie in 11 bis 15 ersichtlich ist, wird eine ähnliche unisolierte Wandstruktur 10A durch eine Mehrzahl von unisolierten Elementen 12A gebildet, die jeweils eine erste Betonschicht 14A und eine zweite Betonschicht 16A aufweisen. Die Betonschichten 14A, 16A können mit Drahtgewebe, Bewehrungsstäben oder Faserverstärkung verstärkt sein. Eine Mehrzahl von Verbindungsstücken 20A erstreckt sich in die Betonschichten 14A, 16A, um die Schichten zusammen zu verbinden, um das Wandelement 12A zu bilden. Die Verbindungsstücke 20A sind den Verbindungsstücken 20 mit der Ausnahme ähnlich, dass der vergrößerte Flansch 24 mit einem kleineren Hals 98 ersetzt wird, und die Rippen 25 eliminiert werden. Die Enden des Verbindungsstücks 20A weisen eine variierende Abmessung auf, um eine Verankerungsoberfläche bereitzustellen, um die Verbindungsstücke 20A in den inneren und äußeren Betonschichten 14A, 16A zu verankern.
  • 16 bis 20 zeigen eine weitere Ausführungsform des Elements der vorliegenden Erfindung. Bei der Ausführungsform von 16 und 17 wird die Wandstruktur durch eine Mehrzahl von Elementen 12B gebildet, die jeweils eine erste Betonschicht 14B und eine zweite Betonschicht 16B aufweisen. Eine Isolierschicht 18B wird neben der ersten Betonschicht 14B bereitgestellt. Die Mehrzahl von Verbindungsstücken 20B erstreckt sich in die Betonschichten 14B, 16B, um die Schichten zusammen zu verbinden, wodurch das Wandelement 12B gebildet wird. Die Verbindungsstücke 20B umfassen einen Flansch 23B. Rippen 25B werden auf dem Verbindungsstück 20B bereitgestellt, um den Flansch 23B in einer gewünschten Position zu halten. Ein Luftzwischenraum 26B existiert zwischen der zweiten Betonschicht 16B und der Isolierschicht 18B.
  • Wie in 17 gezeigt ist, kann die Form für die Betonschicht 14B eine Vertiefung oder dünn gelegte Ziegel aufweisen, um eine ästhetisch verbesserte äußere Ausführung auf der Betonschicht direkt neben der Isolierschicht 18B bereitzustellen.
  • 21 zeigt eine weitere Form des dem Element 12A ähnlichen Elements 12C mit ersten bzw. zweiten Betonschichten 14C, 16C. Das Element 12C umfasst keine Isolierschicht. Eine Mehrzahl von Verbindungsstücken 20C verbindet die Betonschichten 14C, 16C. Die Verbindungsstücke 20C umfassen einen Flansch 23C.
  • Jedes Wandelement 12, 12B ist hohl mit einem Luftzwischenraum oder Raum 26, 26B zwischen der Isolierschicht 18, 18B und der ersten Betonschicht 14. Auf ähnliche Weise sind unisolierte Elemente 12A, 12C hohl mit einem Luftzwischenraum 26A, 26C zwischen der ersten Betonschicht 14A, 14C und der zweiten Betonschicht 16A, 16C. Wenn die Wandelemente 1212C in die Wandstruktur 10 oder 10A zusammengebaut werden, dienen die Elemente 1212C als eine Betonform, wobei Beton in den Luftzwischenraum 2626C gegossen wird, um eine zusammenhängende Betonzwischenschicht 27 zu bilden. Demgemäss werden die Elemente 1212C ein integriertes Teil der Wandstruktur 10 oder 10A.
  • Es ist offensichtlich, dass der Luftzwischenraum 2626C teilweise mit Beton gefüllt werden kann. Es ist ebenfalls offensichtlich, dass der Luftzwischenraum 2626C mit klumpiger, körniger oder an Ort und Stelle geschäumter Isolierung gefüllt werden kann.
  • Zusätzlich zu der in 1 gezeigten Wandstruktur 10, bei der die Elemente nebeneinander angeordnet sind, können die Wandelemente 12 ebenfalls übereinander gestapelt werden, um eine mehrreihige Wandstruktur 28 zu bilden, wie in 9 gezeigt ist. Die Elemente können oben auf herkömmlichen Fundamenten (nicht gezeigt) oder oben auf Betonfundamenten oder einem verdichtetem Basismaterial 29, wie beispielsweise Kalkstein, angeordnet sein, wobei Abstandsstücke 30 verwendet werden, um die Elemente 1212C auszugleichen. Nach der Anordnung der Betonschicht 27 weisen die zusammengebauten Wandelemente eine kontinuierliche Auswirkung auf das verdichtete Planum auf. Die Wandstruktur 10, 10A kann unter dem Grund, wie beispielsweise Keller- oder Gründungswände, oder über dem Grund für jede Art von Gebäudestruktur, einschließlich kommerziellen und Wohngebäuden, oder als Schallschutzwände gebaut werden.
  • Vorzugsweise sind die Elemente 1212C rechteckig in der Form mit Haupt- und Nebenachsen. Die Hauptachse jedes Wandelements kann vertikal, wie in der Wandstruktur 10, 10A von 1 und 11 gezeigt, oder horizontal, wie in der Wandstruktur 28 von 9 gezeigt, orientiert sein.
  • Es ist bedeutsam anzumerken, dass eine zusammenhängende Betonschicht 27 eine wirksame Barriere gegen das Eindringen von Insekten, Nagetieren und Feuchtigkeit sowie auch gegen Schallpenetration bereitstellen wird. Die vorliegende Erfindung stellt daher die Vorteile einer monolithischen, an Ort und Stelle betonierten Struktur bereit. Die üblichen Nachteile von vorgefertigtem Beton, einschließlich offenen Verbindungen und geschweißten oder verschraubten Verbindungen, werden jedoch vermieden. Wenn es erforderlich ist, großen seitlichen Kräften zu widerstehen, kann eine zusätzliche Verstärkung zu der Betonschicht 27 hinzugefügt werden.
  • Um den Zusammenbau der Wandelemente 1212C in die Wandstruktur 10, 10A und 28 zu erleichtern, können die gegenüberliegenden Seitenränder 32, 33 flach oder konturiert sein, um eine Stoßverbindung oder eine ineinandergreifende abgestimmte Ineingriffnahme jeweils zwischen benachbarten Elementen 1212C bereitzustellen. Der obere Rand 34 und der untere Rand 36 können ebenfalls für eine Stoßverbindung flach sein oder können konturiert sein, um den entsprechenden Rand eines benachbarten Elements abgestimmt in Eingriff zu nehmen. Somit wird eine ineinandergreifende Verbindung 38 zwischen den benachbarten Elementen 1212C bereitgestellt, wobei die nach vorne gerichtete und nach hinten gerichtete relative Bewegung der Elemente durch die abgestimmt ineinandergreifenden konturierten Ränder 32, 33, 34, 36 verhindert wird. Die konturierten Ränder der Wandelemente 1212C können verschiedene Formen annehmen, die eine überlappende abgestimmte Ineingriffnahme bereitstellen.
  • Wie in 9 und 10 ersichtlich ist, kann der obere Rand 34 der Wandelemente 1212C ebenfalls mit einer Mehrzahl von Kerben 40 versehen sein, die angepasst sind, um Boden- oder Wandbalken 42 aufzunehmen. Die Balken 42 werden durch die innere Betonschicht 1414C getragen und können von jeder bekannten Konstruktion sein. Die Balken 42 werden vorzugsweise in die Kerbe 40 der Wandelemente 1212C positioniert, bevor die Betonzwischenschicht 27 gegossen wird. Die Enden der Balken 42 können sich in den Luftzwischenraum 2626C erstrecken, wie in 10 ersichtlich ist. Eine Verankerungsoberfläche kann sich von den Enden der Balken erstrecken oder darin ausgebildet sein, um die Verbindungsstellen in der Betonzwischenschicht 27 zu verankern. Beispielsweise kann die Verankerungsoberfläche ein Nagel oder Bolzen in dem Ende des Balkens 42 oder eine in dem Ende des Balkens 42 ausgebildete variierende Ausdehnung sein. Belagmaterial 44 kann an dem Balken 42 befestigt werden, bevor die Betonzwischenschicht 27 gegossen wird. Durch Installieren der Boden- oder Deckenbalken in die Kerbe 40 wird die Notwendigkeit für einen Querträger an der Wand beseitigt. Durch Installieren der Balken und des Belagmaterials 44 bevor die Betonschicht 27 gegossen wird, werden die Wandelemente 1212C während des Gießprozesses ausgesteift. Ferner stellt das Belagmaterial 44 eine sichere Arbeitsplattform oben auf der Wandstruktur 10, 10A oder 28 bereit.
  • Um die Anordnung fertig zu stellen, können die Verbindungsstellen zwischen den Rändern 32, 33, 34, 36 mit einem starren oder flexiblen Material gefüllt werden, das an Ort und Stelle aushärtet.
  • Es ist ersichtlich, dass jede der beiden Betonschichten als die äußere Wand eines Gebäudes orientiert sein kann. Vorzugsweise ist bei einer isolierten Wand die Isolierschicht neben der äußeren Betonschicht.
  • Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls auf das Verfahren zur Herstellung der Wandelemente 1212C gerichtet. Die Elemente werden mit einer Form vorgefertigt, wie in 4, 14, 17, 20 und 21 gezeigt ist. Insbesondere wird ein unterer Formabschnitt 46 mit einem Boden und einem Begrenzungsrand 48 versehen. Ein oberer Formabschnitt 50 umfasst nur einen Begrenzungsrand 52. Ein geeignetes Profil 54 wird entlang der Begrenzungsränder 48, 52 der unteren und oberen Formabschnitte 46, 50 bereitgestellt, um die konturierten Ränder 32, 33, 34 und 36 der Elemente 1212C zu erzeugen. Der untere Formabschnitt 46 kann strukturiert sein, um der äußeren der ersten Betonschicht 1414C ein gewünschtes Aussehen, wie beispielsweise ein Ziegelmuster, zu verleihen, wie in 1617 ersichtlich ist.
  • Beim Herstellen der Wandelemente 12 wird die erste Betonschicht 14 in den unteren Formabschnitt 46 gegossen. Eine Glättbohle kann über den Begrenzungsrand 48 laufen, um die Oberfläche der ersten Betonschicht 14 zu glätten und auszugleichen, wie in 4 ersichtlich ist. Der obere Formabschnitt 50 kann dann an dem unteren Formabschnitt 46 auf jede herkömmliche Art und Weise, wie beispielsweise mit Seitenversteifungen 55, befestigt werden. Die Isolierschicht 18 mit den vorinstallierten Verbindungsstücken 20 wird dann in dem oberen Formabschnitt 50 angeordnet, wobei sich die unteren Enden 22 der Verbindungsstücke 20 durch die nasse Betonschicht 14 erstrecken. Die unteren Enden 22 der Verbindungsstücke 20 ruhen auf dem Boden 47 der unteren Form 46, wobei der untere Flansch 24 der Verbindungsstücke 20 die Isolierschicht in einer beabstandeten Beziehung über der ersten Betonschicht 14 trägt, wodurch der Luftzwischenraum 26 definiert wird. Die obere Form 50 kann ebenfalls eine sich nach innen erstreckende Lippe (nicht gezeigt) aufweisen, um die Isolierschicht 18 zu tragen. Die Isolierschicht dient ebenfalls als der Boden des oberen Formabschnitts 50. Die zweite Betonschicht 16 wird dann in den oberen Formabschnitt 50 gegossen, bevor die erste Betonschicht 14 aushärtet.
  • Somit wird die zweite Betonschicht 16 im wesentlichen direkt nachdem Gießen der ersten Betonschicht 24 gegossen, und beide Schichten 14, 16 härten im wesentlichen gleichzeitig aus. Demgemäss wird die Zeit minimiert, die erforderlich ist, um die Wandelemente herzustellen, ohne irgendwelche Verzögerungen des Wartens darauf, wie beim Stand der Technik, dass die erste gegossene Betonschicht aushärtet, bevor die zweite Schicht gegossen wird. Nachdem beide Betonschichten ausgehärtet sind, können die Formen 46, 50 von dem Element 12 abgestreift werden. Hebelaschen (nicht gezeigt) können in die zweite Betonschicht 16 zum Befestigen eines Kabels zum Anheben des fertiggestellten Elements 12 betoniert werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform weisen jedoch die Verbindungsstücke 20 eine ausreichende Festigkeit auf, um als Befestigungspunkte für Hubseile verwendet zu werden.
  • Wie in 4 ersichtlich ist, können Verstärkungsfasern 56 überall in den Betonschichten 14, 16 bereitgestellt werden.
  • Das Wandelement 12A wird auf eine dem Wandelement 12 ähnliche Art und Weise hergestellt. Die erste Betonschicht 14A wird zuerst in den unteren Formabschnitt 46 gegossen. Der obere Formabschnitt 50 kann dann an dem unteren Formabschnitt 46 auf jede herkömmliche Art und Weise, wie beispielsweise mit Seitenversteifungen 55, befestigt werden. Eine Mehrzahl von Verbinderlokalisierern 96 erstreckt sich über die Formen und wird durch die Seitenversteifungen 55 getragen, wie am besten in 14 und 15 ersichtlich ist. Eine Mehrzahl von Verbindungsstücken 20A wird dann in den Lokalisierern angeordnet, wobei sich die unteren Enden 22A der Verbindungsstücke 20A in die nasse innere Betonschicht 14A erstrecken. Die unteren Enden 22A der Verbindungsstücke 20A können auf dem Boden 47 der unteren Form 46 ruhen. Die Verbindungsstücke 20A weisen einen Hals 98 auf, der auf den Lokalisierern 96 ruht. Zuschlag- oder partikulärer Stoff 99 kann dann auf die freigelegte Oberfläche der ersten Betonschicht 14A gegossen werden, wie in 14 und 15 ersichtlich ist. Die zweite Betonschicht 16A wird dann in den oberen Rahmenabschnitt 50 gegossen, bevor die erste Betonschicht 14A aushärtet. Der Zuschlag- oder partikuläre Stoff 99 trägt die zweite Betonschicht 16A, die sobald wie möglich nach dem Gießen der ersten Betonschicht 14A gegossen wird, so dass die Schichten 14A, 16A im wesentlichen gleichzeitig aushärten.
  • Somit wird die Zeit minimiert, die erforderlich ist, um die Wandelemente 12A herzustellen, ohne irgendwelche Verzögerungen des Wartens darauf, wie beim Stand der Technik, dass die erste gegossene Betonschicht aushärtet, bevor die zweite Schicht gegossen wird. Nachdem beide Betonschichten 14A, 16A ausgehärtet sind, können die Formen 46, 50 von dem Element 12A abgestreift werden. Hebelaschen (nicht gezeigt) können in die Betonschicht 16A zum Befestigen eines Seils zum Anheben des fertiggestellten Elements 12A betoniert werden. Beim Anheben fällt der Zuschlag- oder partikuläre Stoff 99 aus dem Element 12A, wodurch ein Luftzwischenraum 26A zwischen den ersten und zweiten Schichten 14A, 16A bereitgestellt wird. Die Lokalisierer 96 können aus den Formen 46, 50 vor dem Anheben des ausgehärteten Elements 12A gezogen werden oder werden mit dem Zuschlag- oder partikulären Stoff 99 herausfallen, wenn das Element 12A angehoben wird.
  • Bei den in 1417 dargestellten Verfahren ist ersichtlich, dass der Zuschlagstoff 99 einen festen Träger für die zweite Betonschicht 16A, 16B bereitstellt. Die Erfindung ermöglicht der Betonschicht 14A, 14B, Verkleidungsziegel oder besonders fertiggestellte Oberflächen mit den Schalungseinlagen aufzunehmen. Der durch den Zuschlagstoff bereitgestellte starre Träger ermöglicht der zweiten Betonschicht 16A, 16B, mit einer glatten geglätteten Oberfläche versehen zu werden. Die innere Oberfläche der Betonschicht 16A, 16B wird aufgeraut, um es der Schicht 16A, 16B zu ermöglichen, sich mit dem Zwischenbeton 27 zu bonden, der den Luftzwischenraum 26A, 26B füllt.
  • Das Verfahren zur Herstellung des Wandelements 12B von 1617 ist dem, das verwendet wird, um die Elemente 12A herzustellen, mit der Ausnahme ähnlich, dass eine Isolierschicht 18B neben der ersten Betonschicht 14B angeordnet wird, bevor der Zuschlagstoff 99 hinzugefügt wird. Der Flansch 23B an dem Verbindungsstück 20B begrenzt die Abwärtsbewegung des Verbindungsstücks 20B bezogen auf die Isolierschicht 18B.
  • Das in 18 und 19 dargestellte Betonierverfahren beseitigt die Verwendung des Zuschlagstoffs 99 durch Benutzen der Mehrzahl von Querversteifungen 102, die einen abstreifbaren Film oder Folie 104 tragen. Nachdem die Betonschichten 14B, 16B ausgehärtet sind, werden die Folie 104 und die Querverstrebungen 102 von der Form entfernt, wobei der Luftzwischenraum 26B zurückgelassen wird, der angepasst ist, um die Betonzwischenschicht aufzunehmen, wie oben mit Bezug auf das Element 12 beschrieben ist.
  • Das durch 20 für das Element 12B beschriebene Verfahren ersetzt den Zuschlagstoff 99 mit einer Mehrzahl von Luftkissen 106. Die Luftkissen 106 können eine strukturierte oder verformte obere Oberfläche aufweisen, um eine aufgeraute Struktur auf der Innenseite der äußeren Betonschicht 16B zurückzulassen. Nachdem die Betonschichten 14B, 16B ausgehärtet sind, werden die Luftkissen 106 entfernt, um den Luftzwischenraum 26B zurückzulassen. Die einzelnen Luftkissen entsprechen den Verbindungsstücken 20B, um zu verhindern, dass Beton einen Abschnitt des Luftzwischenraums 26B füllt. Es sei bemerkt, dass die Luftkissen 106 ebenfalls beim Bilden eines unisolierten Elements benutzt werden können, bei dem die Isolierschicht 18B eliminiert ist. Bei einem derartigen unisolierten Element kann das Luftkissen oder die Luftblase 106 eine strukturierte oder verformte Oberfläche an jeder Seite neben den inneren Oberflächen der Betonschichten 14B, 16B aufweisen.
  • Bei dem in 21 dargestellten Verfahren wird ein unisoliertes Element 12C erzeugt, indem eine oder mehrere dünne gewellte oder mit Dellen versehene Folien 108 an dem Flansch der Verbindungsstücke 20C getragen wird/werden. Vorzugsweise werden die Folien 108 aus Stahl hergestellt und können an Ort und Stelle zurückgelassen werden, nachdem die Betonschichten 14C, 16C ausgehärtet wurden, um den Luftzwischenraum 26C dazwischen festzulegen.
  • Es ist ersichtlich, dass bei allen Verfahren der vorliegenden Erfindung die ersten Betonschichten 1414C und zweiten Betonschichten 1616C nacheinander gegossen werden, um im wesentlichen gleichzeitig auszuhärten, wodurch die Zeit, die erforderlich ist, um die Wandelemente 1212C herzustellen, minimiert wird.
  • 58 zeigen verschiedene Alternativen für die Ecken der Wandstruktur 10, 10A. In 5 werden die Eckelemente 58, 60 mit 45-Grad-Rändern 62, 64 gebildet, wobei von diesen jedes konturiert ist, um eine ineinandergreifende Gehrungsverbindung bereitzustellen. Als eine in 6 gezeigte Alternative wird ein Eckelement 66 mit einem konturierten Rand 68 gebildet, während das benachbarte Eckelement 70 mit einer konturierten Oberfläche 72 zur ineinandergreifenden, abgestimmten Ineingriffnahme mit dem Rand 68 gebildet wird. Als eine in 7 gezeigte weitere Alternative werden die Eckelemente 74, 76 jeweils mit konturierten, ineinandergreifenden Rändern 78, 80 bereitgestellt.
  • Bei jedem der in 57 gezeigten Eckelemente werden die abgestimmten Ränder dazu neigen, sich durch den Druck der Betonzwischenschicht 27 zu trennen, wenn die Zwischenschicht in den Luftzwischenraum 2626C gegossen wird. Demgemäss werden die Eckelemente 58, 60, 66, 70 und 74, 76 auf eine zweckmäßige Art und Weise zusammengeklemmt oder verbunden. Beispielsweise wird, wie in 5 ersichtlich ist, eine Ausnehmung oder ein Loch 82 in der äußeren Betonschicht 1616C zum Aufnehmen einer Klammer 84 oder eines Bolzens oder Verbindungsstücks (nicht gezeigt) bereitgestellt, die/der sich durch das Loch 82 erstreckt. Eine Mehrzahl von getrennt beabstandeten Ausnehmungen oder Löchern 82 wird entlang der Höhe des Elements für mehrere Klammern, Schrauben oder Verbindungsstücke bereitgestellt.
  • Als eine weitere Alternative kann, wie in 8 gezeigt ist, ein Eckelement 86 an den Ecken der Wandstruktur 10, 10A verwendet werden. Das Eckelement 86 ist den flachen Elementen 1212C mit der Ausnahme ähnlich, dass die inneren und äußeren Betonschichten 88, 90 mit gewinkelten Abschnitten gebildet sind.
  • Es ist ersichtlich, dass Eckelemente verwendet werden können, um innere 90°-Ecken sowie auch 45° und andere Winkel zu bilden.
  • Es ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung die Verwendung von Wandelementen bei sowohl isolierten als unisolierten Gebäudestrukturen in Erwägung zieht, wie beispielsweise in 1 bzw. 11 gezeigt ist. Die Wandelemente können ebenfalls für andere Anwendungen, wie beispielsweise eine Schallschutzwand zwischen einer Schnellstrasse und einer Wohnsiedlung, verwendet werden. Eine derartige Schallschutzwand kann Schallschutzschaum umfassen oder unisoliert sein. Es ist ebenfalls ersichtlich, dass die Isolierschicht 1818C laminiert oder unlaminiert sein kann.
  • Wie in 9 gezeigt ist, können die Elemente auf Blöcken oder Abstandsstücken angeordnet sein. Wie in 9 und 10 gezeigt ist, ermöglicht dies die Erzeugung eines offenen Volumens, in das Fundamentbeton 29 installiert werden kann. Der Fundamentbeton 29 kann durch einen getrennten Anordnungsvorgang oder als eine Folge der Anordnung der Betonzwischenschicht 27 installiert werden. Der Fundamentbeton 29 kann mit einem Graben in dem Planum (nicht gezeigt) oder mit vorübergehenden oder langlebigen Seiten- und/oder oberen Formen (nicht gezeigt) begrenzt werden. Der Fundamentbeton 29 kann durch Stahlstäbe verstärkt werden, die sich durch die Abstandsstücke 30 erstrecken und durch diese getragen werden. Die Abstandsstücke 30 können aus vorgefertigtem Beton oder anderem langlebigen Material aufgebaut sein.

Claims (18)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Wandelements (12), umfassend: Gießen einer ersten Betonschicht (14) in eine Form (46) mit einem Begrenzungsrand (48) und einem Boden; wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch Legen einer Isolierschicht (18) mit einer Mehrzahl von Verbindungsstücken (20) mit gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden (21, 22), die sich dadurch erstrecken, wobei das erste Ende (21) der Verbindungsstücke (20) sich durch die erste Betonschicht (14) erstreckt, um den Boden der Form (46) zu erreichen und dadurch die Isolierschicht (18) in beabstandeter Beziehung über der ersten Betonschicht (14) zu tragen; Gießen einer zweiten Betonschicht (14) oben auf die Isolierschicht (18) bevor die erste Betonschicht (14) ausgehärtet ist, wobei das zweite Ende (22) der Verbindungsstücke (20) sich in die zweite Betonschicht (16) erstreckt; und im wesentlichen gleichzeitiges Aushärten der ersten und zweiten Betonschicht (14, 16).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betonschichten (14, 16) in horizontaler Orientierung gegossen werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten und/oder der zweiten Betonschicht (14, 16) ein Konturrand gebildet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstücke (20) in der Isolierschicht (18) installiert werden und dann die Isolierschicht (18) in die Form (46) gelegt wird, um die Isolierschicht (18) über der ersten Betonschicht (14) zu tragen.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kerbe (40) in einem Rand (34) des Elements (12) gebildet wird, wobei die Kerbe (40) geeignet ist, ein Ende eines Balkens (42) aufzunehmen.
  6. Wandelement (12), gekennzeichnet durch: eine erste Betonschicht (14); eine zweite Betonschicht (16), die im wesentlichen gleichzeitig mit der ersten Betonschicht (14) ausgehärtet ist; eine Isolierschicht (18) benachbart zu der zweiten Betonschicht (16); einen Luftzwischenraum (26) zwischen der Isolierschicht (18) und der ersten Betonschicht (14); und eine Mehrzahl von Verbindungsstücken (20), die jeweils ein erstes Ende (21), das sich durch die erste Betonschicht (14) erstreckt, um die Isolierschicht (18) in beabstandeter Beziehung zur ersten Betonschicht (14) zu tragen, um den Luftzwischenraum (26) zu definieren, und ein zweites Ende (22), das in der zweiten Betonschicht (16) eingebettet ist, ohne sich durch die zweite Betonschicht (16) zu erstrecken, aufweisen.
  7. Wandelement (12) nach Anspruch 6, bei dem jedes Verbindungsstück (20) gegenüberliegende Enden (21, 22) aufweist und jedes Ende eine Verankerungsoberfläche zum Verankern der Enden der Verbindungsstücke in den betreffenden Betonschichten (14, 16) aufweist.
  8. Wandelement (12) nach Anspruch 6, bei dem mindestens eine der Betonschichten (14, 16) einen Konturrand (32) aufweist, der angepasst ist, um abgestimmt in einen entsprechenden Konturrand eines benachbarten Wandelements (12) einzugreifen.
  9. Wandelement (12) nach Anspruch 8, bei dem die benachbarten Elemente (12) zueinander kolinear sind.
  10. Wandelement (12) nach Anspruch 8, bei dem die benachbarten Elemente (12) zueinander gewinkelt angeordnet sind, um eine Ecke von einer Wandstruktur (10) zu bilden.
  11. Wandelement (12) nach Anspruch 8, bei dem die zusammenpassenden Ränder von benachbarten Elementen (12) ineinandergreifen.
  12. Wandelement (12) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Betonschicht (14) einen oberen Rand (34) mit mindestens einer Kerbe (40) aufweist, die geeignet ist, ein Bauboden- oder -dachelement zum Tragen auf der ersten Betonschicht aufzunehmen.
  13. Wandelement (12) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betonschichten (14, 16) mit Teilen geformt ist, die relativ zueinander im Winkel orientiert sind, um eine Ecke für eine Wandstruktur (10) zu bilden.
  14. Wandelement (12) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Verbindungsstück (20) einen Flansch (24) zum Tragen der Isolierschicht (18) in beabstandeter Beziehung zu der ersten Betonschicht (14) beinhaltet.
  15. Wandelement (12) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Betonschicht (14) gegenüberliegende Innen- und Außenseiten aufweist, wobei das erste Ende (21) von jedem Verbindungsstück (20) sich durch die erste Betonschicht (14) von der Innenseite zur Außenseite erstreckt.
  16. Verbund-Wandstruktur (10) mit einer Mehrzahl von Wandelementen (12) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstruktur Abstandsstücke (30) beinhaltet, die einen Raum zwischen der Basis der Elemente (12) und dem Bodenplanum bereitstellen.
  17. Wandstruktur (10) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusammenhängendes Betonfundament in den unter den Elementen (12) gebildeten Raum gebracht wird, so dass das Fundament beide Betonschichten (14, 16) in den Elementen (12) kontaktiert.
  18. Wandstruktur (10) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das zusammenhängende Betonfundament gleichzeitig mit einer Betonschicht (27) eingebracht wird, die auf der Baustelle zwischen die beabstandeten ersten und zweiten Betonschichten (14, 16) der Elemente (12) gegossen wird.
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