EP1152087A2 - Schallabsorbierendes Element auf der Basis von textilbewehrtem Beton - Google Patents

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EP1152087A2
EP1152087A2 EP01108446A EP01108446A EP1152087A2 EP 1152087 A2 EP1152087 A2 EP 1152087A2 EP 01108446 A EP01108446 A EP 01108446A EP 01108446 A EP01108446 A EP 01108446A EP 1152087 A2 EP1152087 A2 EP 1152087A2
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Hansjoachim Lehner
Manfred Prof. Dr.-Ing. Curbach
Peter Prof. Dr.-Ing. Habil. Offermann
Gerd Dr.-Ing. Franzke
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    • E04B2001/848Solid slabs or blocks with acoustical cavities, with or without acoustical filling the cavities opening onto the face of the element
    • E04B2001/8485Solid slabs or blocks with acoustical cavities, with or without acoustical filling the cavities opening onto the face of the element the opening being restricted, e.g. forming Helmoltz resonators

Definitions

  • a glass fiber concrete element for a noise barrier which consists of two U-shaped shells provided with holes, which form a hollow box in which sound-absorbing mats are located.
  • the manufacture and installation of such a noise barrier element is time-consuming.
  • the hollow box made up of the shells still contains reverberation space.
  • the glass fiber concrete also consists of chopped glass fibers that are distributed non-directionally in the concrete and do not allow optimal reinforcement of the concrete.
  • noise barrier element Another disadvantage of this noise barrier element according to the prior art Technology is that the sound-absorbing mat in it is in contact with the Time can shift so that there is an area at the top of the noise barrier arises, which no longer contains insulating material. Above all, this can then happen when strong wind and wetness come through the holes in the Noise protection element penetrates.
  • the selection of the mat is therefore more the criterion of stability, as according to the quality of sound absorption, which at a certain density and quality of the mat has an optimum.
  • the object of the invention is to make a noise protection wall element easier to set up to indicate from a sound-absorbing mat surrounded by concrete, whose sound absorption remains constantly optimal even over long periods.
  • An essential feature here is the use of a textile-reinforced concrete shell (Reinforcement preferably made of textile mats, not individual fibers), which contains sound-absorbing mats without a cavity, which mate with the surrounding Concrete shell have a composite. In this way, one Relocation of the mats is effectively prevented and it is possible to mats everyone any condition (including those that otherwise collapse immediately would) be fixed within the concrete shell in a dimensionally stable manner.
  • a textile-reinforced concrete shell Reinforcement preferably made of textile mats, not individual fibers
  • the concrete shell has perforations on the side facing the sound, through which the incident sound can pass into the sound-absorbing mat, preferably rock wool, located behind it. Due to the bond between the mats and the concrete shell, the holes can be made larger than if the mats were loosely inserted in the concrete shell or were only attached at their ends.
  • the thin concrete perforated shell, the z. B. can also consist of shotcrete, preferably has stiffening ribs, which are preferably also reinforced with textile mats. It is then also preferred to insert the sound-absorbing mats between these rib edging.
  • the sound absorbing mat behind the perforations, e.g. B. made of rock wool, has a connection to the concrete for fixing within the box at least to more than 5 percent, preferably more than 50 percent of their contact surface to the concrete shell and relatively evenly distributed over the surface. Either it is glued to the already firm shell with an adhesive, or it is pressed into the still fresh concrete.
  • An unperforated, textile mat-reinforced shell is attached or produced on the back of the sound-absorbing mat, which preferably also has a connection to the mat. If the noise protection element is also to absorb noise on its rear side, this shell also has holes like the front side.
  • the reinforcing textile mats can be used as a fabric, but also as a fleece become.
  • non-combustible fibers glass fibers, aluminum oxide fibers, or tensile fibers from other oxides or mixtures of oxides by elements of the 2nd, 3rd, 4th or 5th main or subgroup of the Periodic Table of the Elements
  • flame-retardant fibers carbon fibers, aramid fibers, fibers from the nitrides or mixtures of nitrides of the elements of the 3rd, 4th or 5th main or subgroup
  • fibers that convert to flame-retardant or non-flammable tensile fibers when heated in the absence of air such as.
  • B. polyacrylonitrile fibers (the final stage is the carbon fiber) can in principle be used as reinforcement.
  • the textile-reinforced concrete shell is also to be used the stiffening ribs on the back have a basis weight of 75 If possible, do not exceed kilograms per square meter. This is also achievable if the shotcrete shell with a thickness of about 10 millimeters is performed.
  • Fig. 1 shows in section an embodiment of the invention Noise protection element with shell closed at the rear 3.

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Abstract

Das schallabsorbierende Element besteht aus einer schallabsorbierenden Matte (2), die von einer dünnen Betonschale (1, 3) mit Textilbewehrung allseitig und mit Verbund zu dieser umschlossen ist. Die Betonschale enthält auf der Absorptionsseite Lochungen, durch die der auftreffende Schall in die dahinterliegende schallabsorbierende Matte (2), z. B. Steinwollmatte hindurchtreten kann. Auf der schallabgewandten Seite ist die Betonschale (3) bevorzugt geschlossen. <IMAGE>

Description

Stand der Technik
Aus der DE 85 21 802 U1 ist ein Glasfaserbetonelement für eine Lärmschutzwand bekannt, das aus zwei U-förmigen mit Löchern versehenen Schalen besteht, die einen Hohlkasten bilden in dem sich schalldämmende Matten befinden. Die Herstellung und Aufstellung eines solchen Lärmschutzwandelementes ist zeitaufwendig. Weiterhin enthält der durch die Schalen zusammengesetzte Hohlkasten noch Hallraum.
Der Glasfaserbeton besteht zudem aus gehäckselten Glasfasern, die ungerichtet im Beton verteilt sind und keine optimale Verstärkung des Betons ermöglichen.
Ein weiterer Nachteil dieses Lärmschutzwandelementes gemäß Stand der Technik ist, daß sich die darin befindliche schalldämmende Matte sich mit der Zeit verlagern kann, so daß am oberen Ende der Lärmschutzwand ein Bereich entsteht, der kein dämmendes Material mehr enthält. Dies kann vor allem dann geschehen, wenn starker Wind und Nässe durch die Löcher in das Lärmschutzelement eindringt. Die Auswahl der Matte erfolgt daher mehr nach dem Kriterium der Stabilität, als nach der Güte der Schallabsorption, die bei einer bestimmten Dichte und Beschaffenheit der Matte ein Optimum hat.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfacher aufstellbares Lärmschutzwandelement aus einer von Beton umgebenen schallabsorbierenden Matte anzugeben, dessen Schallabsorption auch über lange Zeiten konstant optimal bleibt.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Wesentliches Merkmal hierbei ist die Verwendung einer textilbewehrten Betonschale (Bewehrung bevorzugt aus Textilmatten, nicht aus einzelnen Fasern), die ohne Hohlraum schallabsorbierende Matten enthält, die mit der umgebenden Betonschale einen Verbund aufweisen. Auf diese Weise wird eine Verlagerung der Matten wirkungsvoll verhindert und es ist möglich, Matten jeder beliebigen Beschaffenheit (also auch solche, die sonst sofort in sich zusammensacken würden) innerhalb der Betonschale formstabil zu fixieren.
Die Betonschale weist auf der schallzugewandten Seite Lochungen auf, durch die der auftreffende Schall in die dahinterliegende schallabsorbierende Matte, bevorzugt Steinwolle, hindurchtreten kann.
Aufgrund des Verbundes der Matten mit der Betonschale können die Löcher größer ausgeführt werden, als wenn die Matten lose in der Betonschale eingelegt wären oder nur an ihren Enden befestigt wären.
Oder es besteht die Möglichkeit, die Anzahl der Löcher zu vergrößern. Beides trägt zu einer verbesserten Schallabsorption bei, vor allem was den vom Lärmschutzelement reflektierten Schall betrifft.
Die dünne Betonlochschale, die z. B. auch aus Spritzbeton bestehen kann, weist bevorzugt aussteifende Rippenaufkantungen auf, die bevorzugt ebenfalls textilmattenbewehrt sind. Bevorzugt ist es dann auch, die schallabsorbierenden Matten zwischen diese Rippenaufkantungen einzubringen.
Die hinter den Lochungen befindliche schallabsorbierende Matte, z. B. aus Steinwolle, weist zur Fixierung innerhalb des Hohlkastens zumindest auf mehr als 5 Prozent, bevorzugt mehr als 50 Prozent ihrer Kontaktfläche zur Betonschale und relativ gleichmäßig über die Fläche verteilt eine Verbindung zum Beton auf. Entweder sie wird mit einem Kleber auf die schon feste Schale aufgeklebt, oder sie wird in den noch frischen Beton eingedrückt. Auch eine Verbindung mittels Klettverschlüssen, die einen einfachen späteren Austausch der Matten ermöglicht, bietet sich an.
Auf der Rückseite der schallabsorbierenden Matte wird eine ungelochte, textilmattenbewehrte Schale angebracht, bzw. hergestellt, die bevorzugt ebenfalls eine Verbindung zur Matte aufweist.
Soll das Lärmschutzelement auch auf seiner Rückseite Lärm absorbieren, so erhält auch diese Schale wie die Vorderseite Löcher.
Die bewehrenden Textilmatten können als Gewebe, aber auch als Vlies eingesetzt werden.
Obwohl sich alle gegen Zersetzung im verwendeten Beton resistenten Fasern (Alkalistabilität!) als Material für die Textilmatten eigenen, sind nicht brennbare Fasern (Glasfasern, Aluminiumoxidfasern, oder zugfeste Fasern aus anderen Oxiden oder Mischungen von Oxiden per Elemente der 2., 3., 4. oder 5. Haupt- oder Nebengruppe des Periodensystems der Elemente), aber auch schwer entflammbare Fasern (Kohlenstofffasern, Aramidfasern, Fasern aus den Nitriden oder Mischungen von Nitriden der Elemente der 3., 4. oder 5. Haupt- oder Nebengruppe,) bevorzugt.
Auch Fasern, die sich bei Erhitzen unter Luftabschluß (im Inneren des Betons) in schwer entflammbare oder unbrennbare zugfeste Fasern umwandeln, wie z. B. Polyacrylnitrilfasern (Endstufe ist die Kohlenstofffaser), sind als Bewehrung prinzipiell verwendbar.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines einseitig gelochten Lärmschutzelementes angegeben:
  • 1. Auf langen Herstellbahnen in Endlosausführung werden ca. 33 oder 50 cm breite doppellagige Schalbleche aufgelegt. Auf das untere Schalblech sind spitze Dorne aufgeschweißt, über die dann beliebig strukturierte, gelochte Schalbleche in zweiter Lage gestülpt werden.
  • 2. Auf diese Bodenschalungen wird dann die Textilbewehrung aufgelegt und die Betonschale bevorzugt in Spritzbetonbauweise in einer Stärke von ca. 10 Millimetern mit Spritzautomaten darüber gezogen.
  • 3. Die Mineralwollmatten werden auf diese Lochkegel aufgespießt und in den frischen Beton eingedrückt.
  • 4. Nun kann man gegebenenfalls Seitenschalungen für längsverlaufende Aussteifungsrippen aufklappen. Die Aussteifungsrippen können aber auch schon beim ersten Arbeitsgang aufgesetzt werden.
    Die Seitenschalungen sind mit Nut und Feder und gegebenenfalls mit Verbindungsnoppen zu den Nachbarelementen hin ausgeformt, die dann entsprechende gegensinnige Vertiefungen erhalten müssen.
  • 5. Diese Randschalungen der Aussteifungsrippe bilden zusammen mit der dazwischen eingelegten Mineralwollmatte die Gießrinne für die am Außenrand sehr exakt in Nut-, Feder- und Noppenverbindungen geformten Aussteifungsrippen. Vor dem Vergießen dieser Rinnen mit Beton wird auch dort die Textilbewehrung hochgezogen.
  • 6. In einem weiteren Arbeitsgang wird dann die aus den Aussteifungsrippen überstehende Textilbewehrung umgeklappt und mit Überlappung gestoßen. Letztendlich wird anschließend eine weitere Spritzbetonschicht ohne Lochung, allerdings mit nachträglich aufzubringender, die oberflächlicher Strukturierung auf die Mineralwollschicht aufgelegt.
  • 7. Nach dem Erhärten dieser Elemente kann die doppelschalige Unterschalung abgenommen und der "Endlos"strang auf verbaubare Längen (z. B. bis etwa sechs Meter) zersägt und in Kommissionseinheiten, die von gängigen Gabelstaplern hantiert werden können, zusammengestellt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform soll die textilbewehrte Betonschale mit ihren rückseitig aufgesetzten Aussteifungsrippen ein Flächengewicht von 75 Kilogramm pro Quadratmeter möglichst nicht überschreiten. Dies ist auch erreichbar, wenn die Spritzbetonschale mit einer Stärke von ca. 10 Millimetern ausgeführt wird.
    Die Fig. 1 zeigt im Schnitt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lärmschutzelementes mit rückwärtig geschlossener Schale 3.
    Legende
    1
    gelochte textilmattenbewehrte Betonschale
    2
    schallabsorbierende Matte
    3
    ungelochte textilmattenbewehrte Betonschale

    Claims (10)

    1. Schallabsorbierendes Element bestehend aus einer oder mehreren schallabsorbierenden Matten (2), die ohne verbleibenden Hohlraum in eine Betonschale (1, 3) eingeschlossen sind, die größtenteils mit Textilbewehrung versehen ist, wobei die Betonschale auf der Absorptionsseite mit Lochungen versehen ist, durch die der Schall in die absorbierenden Matten (2) eintreten kann, und wobei die schallabsorbierenden Matten (2) zumindest zu Bereichen der Betonschale (1, 3) und relativ gleichmäßig über ihre Fläche verteilt, Verbindung zum Beton aufweisen, die die Matten (2) gegen Verschiebungen schützt.
    2. Element nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Betonschale (1, 3) auf der großen schallzugewandten Fläche und der großen schallabgewandten Fläche um mindestens den Faktor zwei dünner ist als auf den kleineren Seitenflächen.
    3. Element nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Textilbewehrung der Betonschale (1, 3) aus Textilmatten besteht.
    4. Element nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Betonschale (1, 3) auf der großen schallzugewandten Fläche und der großen schallabgewandten Fläche etwa 10 mm stark ist.
    5. Element nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
      dadurch gekennzeichnet, daß die schallabsorbierende Matte (2) aus Steinwolle besteht.
    6. Element nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Betonschale (1, 3) aussteifende Rippenaufkantungen aufweist.
    7. Element nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenaufkantungen ebenfalls textilbewehrt sind.
    8. Element nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Betonschale (1, 3) und schallabsorbierender Matte (2) aus einem Verbund von Beton und schallabsorbierender Matte (2) besteht.
    9. Element nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Betonschale (1, 3) und schallabsorbierender Matte (2) aus Klebstoff besteht.
    10. Element nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Betonschale (1, 3) und schallabsorbierender Matte (2) aus Klettverschlüssen besteht.
    EP01108446A 2000-04-08 2001-04-04 Schallabsorbierendes Element auf der Basis von textilbewehrtem Beton Expired - Lifetime EP1152087B1 (de)

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    DE10017586 2000-04-08
    DE10017586 2000-04-08
    DE10021443 2000-05-03
    DE10021443A DE10021443A1 (de) 2000-04-08 2000-05-03 Schallabsorbierendes Element auf der Basis von textilbewehrtem Beton

    Publications (3)

    Publication Number Publication Date
    EP1152087A2 true EP1152087A2 (de) 2001-11-07
    EP1152087A3 EP1152087A3 (de) 2003-10-08
    EP1152087B1 EP1152087B1 (de) 2006-07-19

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    ID=26005240

    Family Applications (1)

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    EP01108446A Expired - Lifetime EP1152087B1 (de) 2000-04-08 2001-04-04 Schallabsorbierendes Element auf der Basis von textilbewehrtem Beton

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    DE (1) DE50110472D1 (de)

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    EP1152087A3 (de) 2003-10-08
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    EP1152087B1 (de) 2006-07-19

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