EP1420128B1 - Betonfläche und ihre Herstellung - Google Patents

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EP1420128B1
EP1420128B1 EP02023993A EP02023993A EP1420128B1 EP 1420128 B1 EP1420128 B1 EP 1420128B1 EP 02023993 A EP02023993 A EP 02023993A EP 02023993 A EP02023993 A EP 02023993A EP 1420128 B1 EP1420128 B1 EP 1420128B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
concrete
concrete surface
layer
top layer
thickness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02023993A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1420128A1 (de
Inventor
Günter Seyrl
Michael Schmidt
Hartmut Lubich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BAUMBACH METALL GmbH
Original Assignee
BAUMBACH Metall GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BAUMBACH Metall GmbH filed Critical BAUMBACH Metall GmbH
Publication of EP1420128A1 publication Critical patent/EP1420128A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1420128B1 publication Critical patent/EP1420128B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F15/00—Flooring
    • E04F15/12—Flooring or floor layers made of masses in situ, e.g. seamless magnesite floors, terrazzo gypsum floors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F15/00—Flooring
    • E04F15/18—Separately-laid insulating layers; Other additional insulating measures; Floating floors
    • E04F15/185—Underlayers in the form of studded or ribbed plates

Definitions

  • the present invention relates to a concrete surface, in particular a concrete floor, according to the preamble of claim 1 and a method for its production according to the preamble of claim 12.
  • integrally formed concrete floors occurs when setting and drying process of the concrete due to the volume decrease to an uncontrolled crack or joint formation, especially in the case of concreting large areas.
  • EP-A-0 808 712 discloses the insertion of an absorbent or water-absorbing separating layer between the substrate and concrete mass using concrete mixtures which have a high excess of water. Water is absorbed in the separation layer and subsequently released in time to avoid cracking.
  • the object underlying the present invention is to provide a method of the type described above, which at least partially avoids the disadvantages of the prior art.
  • a further object is to provide a method for producing a concrete surface, in particular a concrete floor, in which the formation of uncontrolled cracks due to setting or drying of the concrete is largely avoided or at least controlled.
  • Yet another object is to provide a method for producing a seamless concrete surface, in particular a seamless concrete floor.
  • the subject of the present invention is thus a concrete surface according to claim 1.
  • concrete as used in the invention is to be understood as being very comprehensive and includes both concrete in the actual sense and concrete-like hydraulic binder of all kinds, such. As cements, mortar or the like.
  • concrete surface in the context of the present invention includes concrete surfaces of any kind, both flat and uneven surfaces. In particular, these are concrete floors of any kind to understand.
  • the separating layer has a plurality of elevations and / or depressions, so that the thickness of the concrete top layer varies.
  • the separating layer has different thickness ranges in repeating, preferably regularly recurring sections.
  • the thickness of the concrete cover layer thereby varies over the elevations or depressions of the separating layer, as described in more detail below.
  • a release layer of the type described above to avoid uncontrolled joint or crack formation in the concrete surface, in particular concrete floor, or at least causes the formation of controlled (micro) cracks or (micro-) ) Joints in the concrete, in particular cracks or joints less than 0.2 mm wide, which are harmless from a structural point of view.
  • the effect of the release layer provided according to the invention may possibly be explained by the fact that the release layer absorbs or evenly distributes the shrinkage forces occurring during drying of the concrete, cement, mortar or the like of the cover layer over the surface and optionally leads to the formation of controlled (micro) cracks or (micro) joints. This will be explained later. In this way, according to the invention, the provision or cutting of (dummy) joints, as required in the prior art, can be avoided.
  • the elevations and / or depressions are regularly distributed or arranged distributed over the separating layer. In this way a maximum effect is achieved.
  • the separating layer has a structured, preferably uniformly structured surface.
  • the separating layer may have frustoconical or truncated pyramidal elevations (for example in the form of bumps, knobs, etc.), preferably in a uniform distribution.
  • the release layer provided according to the invention may in particular be a preferably structured foil, in particular plastic or metal foil, or a preferably structured sheet. According to the invention, it is preferred if the film is water-repellent or waterproof, since it then additionally fulfills a sealing function.
  • plastic films suitable according to the invention are structured (eg knobbly) polyolefin films (for example polyethylene or polypropylene films), such as are commercially available, for example.
  • the separating layer provided according to the invention may, however, in particular also be a preferably structured or profiled (eg deep-drawn) metal sheet ("profiled sheet").
  • the separating layer can be formed by the substrate or the separating layer can simultaneously form the substrate.
  • the thickness of the cover layer can vary over the elevations or depressions of the separating layer in many areas.
  • the thickness of the covering layer over the elevations or depressions of the separating layer varies on average by at least 5%, in particular by at least 10%, preferably by at least 15%, preferably by at least 20%, particularly preferably by at least 25%, very particularly preferably at least 30%.
  • Fibers in particular plastic fibers, such as polyolefin fibers (eg polyethylene or polypropylene fibers), metal fibers, glass fibers or the like, may be incorporated into the concrete of the cover layer for various purposes be.
  • the material, the nature, the quantity and the dimensions of such fibers depend on the particular application and are familiar to the person skilled in the art.
  • metal or glass fibers serve as a bar steel or reinforcing steel reinforcement replacement
  • plastic fibers are used for purposes of fire protection or for additional absorption of forces from setting and early shrinkage, etc.
  • the concrete surface according to the invention in particular concrete floor, is suitable both for indoor and outdoor use, in particular for large floor areas (eg hall floor, roadway floor, runway for aircraft or the like).
  • the concrete surface according to the invention, in particular concrete floor is generally resilient, in particular passable.
  • the concrete surface according to the invention in particular concrete floor, poured, in particular cast in one piece, and is preferably formed monolithic and joint-free.
  • a plurality of elevations or depressions having separating layer should, among other things, in each case to divide the incoming shortening of the concrete into as many as possible, safe to use, controlled or controlled (micro) cracks or even completely suppress the cracking.
  • the separating layer (eg dimpled foil or plate) causes a quasi “gearing” with the substrate (the concrete of the cover layer or cover plate thus remains essentially in the same place, ie displacements should be deliberately avoided.),
  • the protruding into the concrete surveys (“pimples") or depressions act as a kind of "crack indicator” or “crack initiator” (The total thickness of the concrete is weakened locally, which in these "weak points" due to the increase in voltage primarily micro or predetermined cracks occur.). Theoretically over long distances trained restraints due Concrete shortening are thus divided into many small forces.
  • certain fiber additives can control these forces independently of the fundamental dimension of the release layer. Ideally, it is therefore independent of the size of the concrete surface to be concreted (eg in the case of large areas such as hall floors, airfields, etc.).
  • this release layer prevents local shrinkage from being summed over greater distances.
  • the permissible crack widths eg: 0.2 mm
  • the big advantage of this is that you no longer need to view a test field two-dimensionally, but that one dimension is sufficient (eg: 1 x 30 m).
  • the concrete surface according to the invention is thus based - in contrast to the conventional production of monolithic or one-piece concrete floors (eg steel or fiber concrete floors), in the between support layer (substrate) and structural concrete (cover layer) a sliding film to allow shrinkage movements on the fact that the concrete is given no possibility to sum up the unavoidable shrinkage movements over longer distances.
  • This is achieved by a special separating layer interposed between the base layer (subgrade) and structural concrete (eg "dimpled foil” or “profiled sheet”), which hinders these movements during the setting process of the young concrete in the module of the dimpled spacing and keeps occurring forces in dimensions.
  • the material of the release layer (dimpled foil” or “profiled sheet”) from plastic to deep-drawn sheets may actually include all materials that are stiff enough to resist the young concrete with some resistance to movement.
  • the geometric shape of the dimpled films is similar to a drainage film, in which from a plane (possibly in the grid-shaped module) surveys, for example in the form of z. B. truncated cone or truncated pyramidal humps, knobs, cones or the like, stand out.
  • dimpled sheets are commercially available.
  • the static action of the end product may possibly be explained as follows: If floors are made without joints, the tensile stresses occurring at the top of the concrete surface at the joints will fall away from external loads (eg known and common design methods of bedded plates are referenced.). Tensile stresses from constraining forces (shrinkage, creep, temperature, etc.) essentially only remain on the upper side of the concrete surface, the deformations of which are compensated in the manner of many microcracks. The (load) tensile stresses occurring at the bottom must be absorbed with the help of the residual body (within the dimpled foil) of the concrete - possibly with the help of the composite cross-section of the concrete with the dimpled foil.
  • any remaining air space under the nubs may additionally be regarded as being heat-insulating.
  • the heating coils can be placed in the correct position and, without any additional measures, between the knobs or depressions / elevations, if the knob module permits the inspection during concreting. (The partially interrupted by the heating coils transmission surface through fibers must be considered statically.)
  • FIG. 1 and 2 schematically show a concrete surface 1 according to the invention, in particular a concrete floor, with a separating layer 3 arranged on a base 2 and a covering layer 4 of concrete arranged thereon, the separating layer 3 having a multiplicity of elevations 5 or depressions 6 so that the thickness of the cover layer 4 varies.
  • a separating layer 3 it is possible in particular to use a dimpled foil (eg made of plastic or metal), the elevations 5, z. B. in the form truncated pyramid or truncated cone humps, knobs or the like having.
  • these elevations 5 may be formed hollow, ie between the elevations 5 and the substrate 2 is air (Fig. 1), or these elevations 5 consist of the interface material ("full nubs") (Fig. 2).
  • the specially designed, provided according to the invention separation layer 3 prevents uncontrolled joint or crack formation during setting or
  • the present invention is a method for producing the concrete surface according to the invention, in particular a concrete floor.
  • a further subject of the present invention is therefore a method for producing a concrete surface, in particular a concrete floor, with a separating layer arranged on a substrate, onto which a covering layer of concrete is applied (eg cast), wherein a plurality of elevations acts as a separating layer or depressions having separating layer is used, so that the thickness of the cover layer varies.
  • the inventive method of avoidance or suppression or at least the control of joint and crack formation is used in concrete floors.
  • the method according to the invention is a method for producing a concrete surface, in particular a concrete floor, in particular as described above, the concrete surface is poured seamlessly from concrete and the concrete surface is poured with alternating areas of lesser and greater thickness, so that An uncontrolled joint or crack formation is avoided or controlled (micro) cracks are formed in the concrete or the areas of lesser thickness micro or Sollrißstellen the concrete form.
  • alternate areas of lesser and greater thickness includes embodiments in which these areas vary in the manner of an egg carton, i. H. the areas of lesser thickness are not related, but are distributed so to speak grid-shaped over the concrete surface and in particular each local area of lesser thickness is completely surrounded by a region of greater thickness. If necessary, however, the concrete surface can also be designed to be complementary thereto.
  • the subject matter of the present invention according to a further, third aspect of the present invention is the use of a separating layer, in particular foil, sheet metal or the like, for producing a concrete surface according to the invention, in particular a concrete floor, with a separating layer arranged on a substrate and a layer arranged thereon or applied thereto Cover layer of concrete, wherein as a release layer, a plurality of elevations and / or depressions having separating layer is used, so that the thickness of the cover layer varies.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betonfläche, insbesondere einen Betonboden, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
  • Bei der Herstellung monolithischer, einstückig ausgebildeter Betonböden kommt es beim Abbinde- und Trocknungsvorgangs des Betons infolge der Volumenabnahme zu einer unkontrollierten Riß- bzw. Fugenbildung, insbesondere im Fall der Betonierung großer Flächen.
  • Der Stand der Technik versucht dieser unerwünschten Eigenschaft des Betons auf unterschiedliche Art und Weise zu begegnen.
  • Derzeit geht man davon aus, daß die beste Vermeidung von (Schwind-, Abbinde-)Rissen für monolithische Betonböden darin besteht, daß man zunächst zwischen der Tragschicht (= Untergrund) und dem Beton (= Deckschicht) eine Gleitschicht in Form einer Kunststoff-Folie vorsieht, d. h. die Betonschicht auf eine auf dem Untergrund angeordnete Kunststoff-Folie aufgebracht wird, und daß man anschließend (im allgemeinen am Tag nach dem Betonieren) sogenannte "Scheinfugen" in die Oberfläche der Betonschicht schneidet, im allgemeinen im gegenseitigen Abstand von ca. 5 bis 7 m. Dadurch wird erreicht, daß die in jedem Fall auftretende Betonverkürzung infolge Abbindens bzw. Trocknens kontrolliert in den Scheinfugen zum Vorschein tritt und keine unkontrollierte Riß- bzw. Fugenbildung dazwischen erfolgt. Gleichermaßen wird durch das Einlegen der Kunststoff-Folie vermieden, daß das Wasser im Frischbeton unkontrolliert in den Untergrund entweicht. Diese Methode ist insofern nicht effizient, als am Tag nach dem Betonieren noch Fugen in den Beton eingeschnitten werden müssen, und zudem die Fugen anschließend verschlossen bzw. versiegelt und später meistens saniert werden müssen. Des weiteren stellt diese Methode hohe Anforderungen an die Ebenheit der Tragfläche bzw. des Untergrundes, da die Kunststoff-Folie andernfalls nicht gleiten kann, was aber erforderlich ist, um dem Schwinden bzw. der Verkürzung des Betons beim Abbinden bzw. Trocknen entgegenzuwirken.
  • Des weiteren wurde vorgeschlagen, durch Inkorporierung von speziellen Kunststoff-Fasern bestimmter Dimensionen in die Betonmasse der Bildung von (Schwind-, Abbinde-)Rissen beim Abbinden und Trocknen des Betons entgegenzuwirken (siehe z. B. europäisches Patent EP 0 448 577 B 1 der Firma Danaklon A/S bzw. sein deutsches Äquivalent DE 689 10 533 T2). Insbesondere bei großen Flächen ist diese Methode jedoch nur wenig wirksam. Des weiteren ist die homogene Verteilung der Fasern über die Betonmasse nicht immer einfach zu erreichen. Die praktischen Erfahrungen mit dieser Methode sind außerdem sehr beschränkt.
  • EP-A-0 808 712 offenbart das Einschieben einer saugfähigen bzw. wasseraufnehmenden Trennschicht zwischen Untergrund und Betonmasse, wobei Betonmischungen eingesetzt werden, welche einen hohen Wasserüberschuß aufweisen. Wasser wird dabei in der Trennschicht aufgenommen und nachfolgend zeitlich versetzt abgegeben, um Rißbildungen zu vermeiden.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens der eingangs beschriebenen Art, welches die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise vermeidet.
  • Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Betonfläche, insbesondere eines Betonbodens, bereitzustellen, bei dem die Bildung unkontrollierter Risse infolge Abbindens bzw. Trocknens des Betons weitgehend vermieden oder zumindest kontrolliert werden.
  • Wiederum eine weitere Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer fugenlosen Betonfläche, insbesondere eines fugenlosen Betonbodens.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit eine Betonfläche gemäß Anspruch 1.
  • Der Begriff "Beton", wie er erfindungsgemäß verwendet wird, ist sehr umfassend zu verstehen und umfaßt sowohl Beton im eigentlichen Sinne als auch betonähnliche hydraulische Bindemittel aller Art, wie z. B. Zemente, Mörtel oder dergleichen.
  • Der Begriff "Betonfläche" im Sinne der vorliegenden Erfindung umfaßt Betonflächen beliebiger Art, und zwar ebene wie unebene Flächen. Insbesondere sind hierunter Betonböden beliebiger Art zu verstehen.
  • Eine der Besonderheiten der erfindungsgemäßen Betonfläche, insbesondere Betonbodens, muß darin gesehen werden, daß die Trennschicht eine Vielzahl von Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweist, so daß die Dicke der Betondeckschicht variiert. Dies bedeutet also, daß die Trennschicht in sich wiederholenden, vorzugsweise regelmäßig wiederkehrenden Abschnitten unterschiedliche Dickenbereiche aufweist. Folglich variiert hierdurch die Dicke der Betondeckschicht über die Erhebungen bzw. Vertiefungen der Trennschicht, wie im folgenden noch näher beschrieben.
  • Wie im folgenden noch näher ausgeführt, führt die Verwendung einer Trennschicht der zuvor beschriebenen Art unter anderem zu einer Vermeidung unkontrollierter Fugen- oder Rißbildung in der Betonfläche, insbesondere Betonboden, bzw. bewirkt zumindest die Ausbildung kontrollierter (Mikro-)Risse bzw. (Mikro-)Fugen in dem Beton, insbesondere Risse bzw. Fugen unter 0,2 mm Breite, welche aus bautechnischer Sicht unbedenklich sind. Ohne sich auf eine bestimmte Theorie festlegen zu wollen, läßt sich die Wirkung der erfindungsgemäß vorgesehenen Trennschicht möglicherweise dadurch erklären, daß die Trennschicht die beim Trocknen des Betons, Zements, Mörtels oder dergleichen der Deckschicht auftretenden Schwindkräfte aufnimmt bzw. gleichmäßig über die Fläche verteilt und gegebenenfalls zur Ausbildung kontrollierter (Mikro-)Risse bzw. (Mikro-)Fugen führt. Das wird später noch weiter erläutert. Auf diese Weise kann erfindungsgemäß das Vorsehen bzw. Einschneiden von (Schein-)Fugen, wie es im Stand der Technik erforderlich ist, vermieden werden.
  • Erfindungsgemäß bevorzugt ist es, wenn die Erhebungen und/oder Vertiefungen regelmäßig über die Trennschicht verteilt ausgebildet bzw. angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine maximale Wirkung erzielt.
  • Im allgemeinen weist die Trennschicht eine strukturierte, vorzugsweise gleichmäßig strukturierte Oberfläche auf. Beispielsweise kann die Trennschicht kegelstumpfförmige oder pyramidenstumpfförmige Erhebungen (z. B. in Form von Höckern, Noppen etc.) aufweisen, vorzugsweise in gleichmäßiger Verteilung.
  • Bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Trennschicht kann es sich insbesondere um eine vorzugsweise strukturierte Folie, insbesondere Kunststoff- oder Metallfolie, oder um ein vorzugsweise strukturiertes Blech handeln. Erfindungsgemäß bevorzugt ist es, wenn die Folie wasserabweisend oder wasserdicht ausgebildet ist, da sie dann zusätzlich eine Abdichtfunktion erfüllt. Beispiele für erfindungsgemäß geeignete Kunststoff-Folien sind strukturierte (z. B. genoppte) Polyolefinfolien (z. B. Polyethylen- oder Polypropylenfolien), wie sie beispielsweise im Handel erhältlich sind. Bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Trennschicht kann es sich insbesondere aber auch um ein vorzugsweise strukturiertes bzw. profiliertes (z. B. tiefgezogenes) Blech ("Profilblech") handeln.
  • Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Trennschicht vom Untergrund gebildet sein bzw. kann die Trennschicht gleichzeitig den Untergrund bilden.
  • Je nach Anwendungsfall kann die Dicke der Deckschicht über die Erhebungen bzw. Vertiefungen der Trennschicht in weiten Bereichen variieren. Im allgemeinen variiert die Dicke der Deckschicht über die Erhebungen bzw. Vertiefungen der Trennschicht im Mittel jeweils um mindestens 5 %, insbesondere um mindestens 10 %, vorzugsweise um mindestens 15 %, bevorzugt mindestens um 20 %, besonders bevorzugt um mindestens 25 %, ganz besonders bevorzugt um mindestens 30 %. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß die (mittlere) Dicke der Betondeckschicht aufgrund der Erhebungen bzw. Vertiefungen um die zuvor genannten Werte variiert, d. h. also über den Erhebungen verkürzt und über den Vertiefungen verdickt ist.
  • In den Beton der Deckschicht können zu unterschiedlichen Zwecken Fasern, insbesondere Kunststoff-Fasern, wie Polyolefinfasern (z. B. Polyethylen- oder Polypropylenfasem), Metallfasern, Glasfasern oder dergleichen, inkorporiert sein. Das Material, die Beschaffenheit, die Menge und die Dimensionen solcher Fasern richten sich nach dem jeweiligen Anwendungszweck und sind dem Fachmann geläufig. So können beispielsweise Metall- oder Glasfasern als Stabstahl- oder Baustahlgitter-Bewehrungsersatz dienen, Kunststoff-Fasern zu Zwecken des Brandschutzes oder zur zusätzlichen Aufnahme von Kräften aus Abbinden und Frühschwinden eingesetzt werden etc.
  • Gleichermaßen ist es möglich, in den Beton der Deckschicht z. B. Stahleinlagen, Moniereisen etc. einzubringen, d. h. den Beton als Stahlbeton oder dergleichen auszubilden.
  • Die erfindungsgemäße Betonfläche, insbesondere Betonboden, eignet sich sowohl für die Innen- als auch für die Außenanwendung, insbesondere für großflächige Bodenbereiche (z. B. Hallenboden, Fahrbahnboden, Rollfeld für Flugzeuge oder dergleichen). Die erfindungsgemäße Betonfläche, insbesondere Betonboden, ist im allgemeinen belastbar, insbesondere befahrbar.
  • Im allgemeinen liegt die erfindungsgemäße Betonfläche, insbesondere Betonboden, gegossen, insbesondere einstückig gegossen, vor und ist vorzugsweise monolithisch und fugenfrei ausgebildet.
  • Die erfindungsgemäß vorgesehene, eine Vielzahl von Erhebungen bzw. Vertiefungen aufweisende Trennschicht (z. B. eine "Noppenfolie" bzw. "Noppenplatte" aus Kunststoff oder Metall, ein profiliertes bzw. tiefgezogenes Blech etc.) soll unter anderem bewirken, die in jedem Fall eintretende Verkürzung des Betons in möglichst viele, baupraktisch unbedenkliche, kontrollierte bzw. gesteuerte (Mikro-)Risse aufzuteilen oder die Rißbildung sogar vollständig zu unterdrücken. Die Trennschicht (z. B. Noppenfolie oder -platte) bewirkt dabei gleichermaßen quasi eine "Verzahnung" mit dem Untergrund (Der Beton der Deckschicht bzw. Deckplatte bleibt damit im wesentlichen an demselben Platz, d. h. Verschiebungen sollen bewußt vermieden werden.), und andererseits wirken die in den Beton hineinreichenden Erhebungen ("Noppen") bzw. Vertiefungen quasi als "Rißindikator" oder "Rißinitiator" (Die Gesamtdicke des Betons wird lokal geschwächt, womit bei diesen "Schwachstellen" aufgrund der Spannungserhöhung vorrangig Mikro- bzw. Soll-Risse auftreten.). Die theoretisch über größere Strecken ausgebildeten Zwängungskräfte infolge Betonverkürzung werden damit in viele kleine Kräfte aufgeteilt. Gegebenenfalls können gewisse Faserzusätze (Kunststoff-Fasern wie Polyolefinfasern, z. B. Polypropylenfasern, oder Metallfasern, wie z. B. Stahlfasern, oder aber Glasfasern) diese Kräfte unabhängig von der grundrißlichen Dimension der Trennschicht beherrschen. Im Idealfall ist man damit von der Größe der zu betonierten Betonfläche unabhängig (z. B. im Fall großer Flächen wie Hallenböden, Flugfelder etc.).
  • Ohne sich auf eine bestimmt Theorie festlegen zu wollen, kann die vorliegende Erfindung durch die folgenden Grundgedanken beschrieben werden:
  • In bezug auf die Eigenspannungen des Betons läßt sich folgendes feststellen: Wenn man sich von der Dimension der Fläche unabhängig machen will, muß man alle Komponenten, die lokale Bewegungen verursachen bzw. bei denen mittlere Dimensionen betrachtet werden (Scheinfugen), vergessen. Um diese Situation zu erreichen, muß man alle lokal auftretenden Spannungen auch lokal binden können, bevor sie sich gegenseitig kumulieren und Dimensionen erreichen, die nicht mehr beherrschbar sind. Dies ist aber nur über den Umweg der Verzahnung mit dem Untergrund zu erreichen. Damit sind ebene Folien, die zu kleine Reibbeiwerte aufweisen, erfindungsgemäß nicht verwendbar.
  • Wenn man eine eine Vielzahl von Erhebungen bzw. Vertiefungen aufweisende Trennschicht (z. B. eine genoppte Folie oder Platte) zwischen dem Untergrund und dem Beton der Deckschicht vorsieht, verhindert diese Trennschicht, daß lokale Schwindbewegungen über größere Distanzen aufsummiert werden. Beispielsweise kann man von dem Ansatz ausgehen, daß der Temperaturkoeffizient α = 10-5 jeweils nur auf dem lokal begrenzten Bereich (z. B. 5 x 5 bis z. B. 15 x 15 cm) wirksam wird; theoretisch ist damit eine Rückrechnung der zulässigen Rißbreiten (z. B.: 0,2 mm) mit dem zu erwartenden Temperaturgradienten sowie dem Schwindmaß möglich. Der große Vorteil dabei ist aber, daß man ein Testfeld nicht mehr zweidimensional betrachten muß, sondern daß eine Dimension reicht (z. B.: 1 x 30 m).
  • In bezug auf die Lastspannungen läßt sich folgendes feststellen: Da in der erfindungsgemäßen Betonfläche, insbesondere Betonboden, großräumig die Fugen entfallen, bleiben im Endeffekt auch nur die Zugspannungen an der Plattenunterseite (Feldmitte). In gemeinsamer Betrachtung mit der erfindungsgemäß vorgesehen Trennschicht (z. B. "Noppenfolie/-platte") kann man bei lokaler Belastung sogar davon ausgehen, daß sich an der "Unterseite" der Trennschicht gar keine echten Zugspannungen ausbilden, sondern eine Art Minigewölbe. Dies trifft um so mehr zu, wenn die Erhebungen bzw. Vertiefungen ("Noppen") weniger tragfähig sind als die Trennschicht als solche.
  • Die erfindungsgemäße Betonfläche, insbesondere Betonboden, basiert also - ganz im Gegensatz zur herkömmlichen Herstellung monolithischer bzw. einstückiger Betonböden (z. B. Stahl- oder Faserbetonböden), bei der zwischen Tragschicht (Untergrund) und Konstruktionsbeton (Deckschicht) eine Gleitfolie zur Ermöglichung von Schwindbewegungen eingelegt wird - auf der Tatsache, daß dem Beton keine Möglichkeit gegeben wird, die nicht zu verhindernden Schwindbewegungen über größere Strecken aufzusummieren. Dies wird erreicht durch eine zwischen Tragschicht (Untergrund) und Konstruktionsbeton zwischengelegte spezielle Trennschicht (z. B. "Noppenfolie" oder "Profilblech"), die beim Abbindvorgang des jungen Betons im Modul des Noppenabstandes diese Bewegungen behindert und dabei auftretende Kräfte in Dimensionen hält, welche entweder vom jeweiligen Festigkeitszustand des Kompositbetons aufnehmbar sind bzw. im Falle der Überschreitung dieser Festigkeit die Bewegungen in Form von vielen kleinen, baupraktisch vertretbaren und somit unbedenklichen Rissen kompensiert. Wie zuvor beschrieben, kann das Material der Trennschicht ("Noppenfolie" bzw. "Profilblech") von Kunststoff bis hin zu tiefgezogenen Blechen eigentlich alle Materialien beinhalten, welche steif bzw. starr genug ist, dem jungen Beton einen gewissen Bewegungswiderstand entgegenzusetzen. Die geometrische Form der Noppenfolien ähnelt einer Drainagefolie, bei der aus einer Ebene (unter Umständen im rasterförmigen Modul) Erhebungen, beispielsweise in Form von z. B. kegelstumpf- oder pyramidenstumpfartigen Höckern, Noppen, Kegeln oder dergleichen, herausstehen. Solche Noppenfolien sind im Handel erhältlich. Die Wirkungsweise dieser Noppenfolien besteht dann darin, daß einerseits gegen den Untergrund (Tragschicht) eine (höhere) Haftreibung aufgebaut wird, andererseits auf der Oberseite die einzelnen Noppen die (Platten-)Stärke bzw. Dicke des Betons der Deckschicht schwächen und somit kleinräumig unbedenkliche Risse provozieren.
  • Ohne sich auf eine bestimmte Theorie festlegen zu wollen, kann die statische Wirkungsweise des Endproduktes möglicherweise wie folgt erklärt werden: Wenn Böden ohne Fugen hergestellt werden, fallen die an der Oberseite der Betonoberfläche an den Fugen auftretenden Zugspannungen zufolge äußerer Lasten weg (Es kann beispielsweise auf bekannte und übliche Bemessungsmethoden gebetteter Platten verwiesen werden.). An der Oberseite der Betonfläche verbleiben im wesentlichen nurmehr Zugspannungen aus Zwangskräften (Schwinden, Kriechen, Temperatur etc.), deren Verformungen in Art von vielen Mikrorissen kompensiert werden. Die an der Unterseite auftretenden (Last-)Zugspannungen müssen mit Hilfe des Restkörpers (innerhalb der Noppenfolie) des Betons - eventuell mit Hilfe des Verbundquerschnittes des Betons mit der Noppenfolie - aufgenommen werden. Steht die Last über einer Noppe ("Schwachstelle", d. h. geringere Betondicke), so wird die Weiterleitung der Kräfte wie in einem Gewölbe (Stützbogen) innerhalb des Betons in die Zugzone bewerkstelligt. Die geometrische Form dieser Noppen sowie die relative Höhe der "Spitze" dieser Noppen zur Betonplattenstärke muß sicherstellen, daß keine Spaltwirkung oder Durchstanzen des Betons verursacht wird. Das so provozierte, von Mikrorissen durchsetzte Betonprodukt kann für die Bemessung sicher einen niedrigeren, d. h. also günstigeren Elastizitätsmodul als der ungerissene Beton haben.
  • Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Betonfläche, insbesondere Betonboden, können wie folgt zusammengefaßt werden:
  • Bei günstig gewählten Dimensionen der strukturierten Trennschicht ("Noppenfolie") kann diese beim Verlegen an den Stoßstellen problemlos überlappt werden; beim Einbringen des Betons wird diese Verzahnung durch dessen Eigengewicht gesichert.
  • Die mögliche statische Verbundwirkung zwischen strukturierter Trennschicht ("Noppenfolie") und Beton kann die Konstruktionsstärke des Betons reduzieren. Ist der Modul der Noppen abgestimmt auf vorgefertigte Bewehrungseinheiten (z. B. Baustahlgittermatten), so kann diese Matte problemlos darin lagegerecht versenkt bzw. eingebracht werden; im Normalfall ist der Korrosionsschutz der gegebenenfalls zugelegten Bewehrung durch die Dichtheit der Noppenfolie gesichert, sie kann also direkt aufliegen. Die geänderte Verbundwirkung von Bewehrung und Beton ohne Betondeckung ist jedoch zu berücksichtigen.
  • Laut Auskunft von Bodengutachtern hat die nicht "vollflächige" Einleitung der Lastkräfte (Pressungen) keinen nachteiligen, sondern eher einen verbessernden Einfluß auf den Kompressionsmodul, solange keine "schlechten" Tragschichten (bindige Böden, Korngrößen < 0,2 mm, kapillarwasserziehende Schichten) vorliegen.
  • Bei auf Wärmedämmplatten aufgelegten Noppenfolien kann der gegebenenfalls verbleibende Luftraum unter den Noppen zusätzlich als wärmedämmend betrachtet werden.
  • Die Anforderungen an die Ebenheit des Untergrunds sind nicht allzu groß, da selbst größere Unebenheiten durch die Trennschicht ausgeglichen werden können. Die bei der herkömmlichen Herstellung von Industrieböden gestellten hohen Anforderungen an die Ebenheit der Tragschicht bzw. des Untergrunds, auf der die herkömmlicherweise verwendete Gleitfolie wirksam sein soll, entfällt somit komplett. Lediglich die statisch erforderliche Plattenstärke muß als Minimalanforderung eingehalten werden.
  • Beim Verlegen einer geplanten Fußbodenheizung können die Heizschlangen lagerichtig und, ohne zusätzlichen Maßnahmen geschützt, zwischen den Noppen bzw. Vertiefungen/Erhebungen eingebracht werden, falls der Noppenmodul die Begehung während des Betonierens gestattet. (Die durch die Heizschlangen teilweise unterbrochene Übertragungsfläche durch Fasern muß dabei statisch berücksichtigt werden.)
  • Sind Tagesfugen erforderlich ― z. B. bei Unterbrechungen des Betoniervorgangs über mehrere Stunden -, so können diese mit einer vertikal eingelegten Noppenmatte schubsicher ausgeführt werden. Der Zugverbund wird dabei sinnvollerweise durch einen unter der Abschalung eingelegten, in den Modul der Noppen passenden Baustahlgittermattenstreifen bewerkstelligt.
  • Die Anmelder haben zwischenzeitlich zahlreiche Versuche durchgeführt, unter anderem mit einem Kompositbeton der Betongüte C 25/30 nach EN-Norm als Deckschichtbeton, dem zusätzlich Stahlfasern und Kunststoff-Fasern (Polypropylenfasern) zugemischt wurden. Dieser Beton wurde auf eine Kunststoff-Noppenfolie aufgetragen, und zwar in einem ersten Versuch über eine Fläche von 52 m2, in einem zweiten Versuch über eine Fläche ebenfalls von 52 m2 und in einem dritten Versuch über eine Fläche von 20 m2, wobei in dem ersten (zweiten; dritten) Versuch die Betondicke von 5 cm (10 cm; 23 cm) über den Erhebungen der Noppenfolie bis zu 7 cm (12 cm; 25 cm) über den Vertiefungen der Noppenfolie variierte. Innerhalb des Begutachtungszeitraums von einem Monat traten keinerlei Risse in den Deckschichten auf.
  • Weitere Vorteile, Eigenschaften, Aspekte und Merkmale der erfindungsgemäßen Betonfläche, insbesondere eines Betonbodens, ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Betonfläche, insbesondere eines Betonbodens, mit einer Trennschicht in Form einer Noppenmatte mit hohlen Noppen;
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Betonfläche, insbesondere eines Betonbodens, mit einer Trennschicht in Form einer Noppenmatte mit Vollnoppen.
  • Fig. 1 und Fig. 2 zeigen schematisch eine erfindungsgemäße Betonfläche 1, insbesondere einen Betonboden, mit einer auf einem Untergrund 2 angeordneten Trennschicht 3 und einer hierauf angeordneten Deckschicht 4 aus Beton, wobei die Trennschicht 3 eine Vielzahl von Erhebungen 5 bzw. Vertiefungen 6 aufweist, so daß die Dicke der Deckschicht 4 variiert. Als Trennschicht 3 kann insbesondere eine genoppte Folie (z. B. aus Kunststoff oder Metall) verwendet werden, die Erhebungen 5, z. B. in Form pyramidenstumpf- oder kegelstumpfförmiger Höcker, Noppen oder dergleichen, aufweist. Dabei können diese Erhebungen 5 hohl ausgebildet sein, d. h. zwischen den Erhebungen 5 und dem Untergrund 2 ist Luft (Fig. 1), oder aber diese Erhebungen 5 bestehen aus dem Trennschichtmaterial ("Vollnoppen") (Fig. 2). Die speziell ausgebildete, erfindungsgemäß vorgesehene Trennschicht 3 verhindert eine unkontrollierte Fugen- oder Rißbildung beim Abbinden bzw.
  • Trocknen der Betondeckschicht 4 und führt gegebenenfalls zur Ausbildung kontrollierter, bautechnisch unbedenklicher (Mikro-)Risse.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem weiteren, zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Betonfläche, insbesondere eines Betonbodens. Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung einer Betonfläche, insbesondere eines Betonbodens, mit einer auf einem Untergrund angeordneten Trennschicht, auf die eine Deckschicht aus Beton aufgebracht (z. B. gegossen) wird, wobei als Trennschicht eine eine Vielzahl von Erhebungen bzw. Vertiefungen aufweisende Trennschicht verwendet wird, so daß die Dicke der Deckschicht variiert. Gleichermaßen dient das erfindungsgemäße Verfahren der Vermeidung bzw. Unterdrückung oder zumindest der Kontrolle der Fugen- und Rißbildung in Betonböden.
  • Mit anderen Worten handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um ein Verfahren zur Herstellung einer Betonfläche, insbesondere eines Betonbodens, insbesondere wie zuvor beschrieben, wobei die Betonfläche fugenlos aus Beton gegossen wird und die Betonfläche mit abwechselnden Bereichen geringerer und größerer Dicke gegossen wird, so daß eine unkontrollierte Fugen- oder Rißbildung vermieden wird bzw. kontrollierte (Mikro-)Risse im Beton ausgebildet werden bzw. die Bereiche geringerer Dicke Mikro- oder Sollrißstellen des Betons bilden.
  • Die Formulierung "abwechselnde Bereiche geringerer und größerer Dicke" umfaßt beispielsweise Ausführungsformen, bei denen diese Bereiche in der Art quasi eines Eierkartons variieren, d. h. die Bereiche geringerer Dicke nicht zusammenhängen, sondern sozusagen rasterförmig über die Betonfläche verteilt sind und insbesondere jeder lokale Bereich geringerer Dicke vollständig von einem Bereich größerer Dicke umgeben ist. Bedarfsweise kann die Betonfläche jedoch auch komplementär dazu ausgebildet sein.
  • Für weitere Ausgestaltungen und Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auf die obigen Ausführungen zu der erfindungsgemäßen Betonfläche, insbesondere Betonboden, verwiesen werden, die in bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend gelten.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem weiteren, dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer Trennschicht, insbesondere Folie, Blech oder dergleichen, zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Betonfläche, insbesondere eines Betonbodens, mit einer auf einem Untergrund angeordneten Trennschicht und einer hierauf angeordneten bzw. aufgebrachten Deckschicht aus Beton, wobei als Trennschicht eine eine Vielzahl von Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweisende Trennschicht verwendet wird, so daß die Dicke der Deckschicht variiert.
  • Für weitere Ausgestaltungen und Ausführungen der erfindungsgemäßen Verwendung kann auf die obigen Ausführungen zu der erfindungsgemäßen Betonfläche, insbesondere Betonboden, verwiesen werden, die in bezug auf die erfindungsgemäße Verwendung entsprechend gelten.

Claims (13)

  1. Betonfläche (1), insbesondere Betonboden, mit einer auf einem Untergrund (2) angeordneten Trennschicht (3) und einer hierauf aufgebrachten Deckschicht (4) aus Beton, wobei die Trennschicht (3) eine Vielzahl von regelmäßig über die Trennschicht (3) verteilten Erhebungen (5) aufweist, so daß die Dicke der Deckschicht (4) variiert und die Deckschicht (4) abwechselnde Bereiche mit in bezug auf die mittlere Dicke der Deckschicht (4) geringerer und größerer Dicke aufweist, wobei jeder lokale Bereich geringerer Dicke vollständig von einem Bereich größerer Dicke umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche geringerer Dicke Sollrißstellen ausbilden, und die Trennschicht (3) als wasserabweisende oder wasserdichte Folie ausgebildet ist.
  2. Betonfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht (3) eine gleichmäßig strukturierte Oberfläche aufweist und/oder daß die Trennschicht (3) in gleichmäßiger Verteilung kegelstumpfförmige oder pyramidenstumpfförmige Erhebungen (5), insbesondere in Form von Noppen, aufweist.
  3. Betonfläche nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Dicke der Deckschicht (4) aufgrund der Erhebungen (5) der Trennschicht (3) um mindestens 5 %, insbesondere um mindestens 10 %, vorzugsweise um mindestens 15 %, bevorzugt mindestens um 20 %, besonders bevorzugt um mindestens 25 %, ganz besonders bevorzugt um mindestens 30 %, variiert.
  4. Betonfläche nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (4) und/oder die gesamte Betonfläche (1) fugenfrei ausgebildet ist.
  5. Betonfläche nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (4) Mikrorisse von weniger als 0,2 mm Breite aufweist.
  6. Betonfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Beton der Deckschicht (4) Fasern, insbesondere Kunststoff-Fasern, wie Polyolefinfasern, Metallfasern, Glasfasern oder dergleichen, inkorporiert sind.
  7. Betonfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton der Deckschicht (4) keine Fasern enthält.
  8. Betonfläche nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonfläche (1) einen großflächigen Bodenbereich für die Innen- oder Außenanwendung, insbesondere einen Hallenboden, einen Fahrbahnboden, ein Rollfeld für Flugzeuge oder dergleichen, bildet.
  9. Betonfläche nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonfläche (1) belastbar, insbesondere befahrbar, ist.
  10. Betonfläche nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonfläche (1) gegossen, insbesondere einstückig gegossen, ist.
  11. Betonfläche nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonfläche (1) monolithisch und/oder fugenfrei ausgebildet ist.
  12. Verfahren zur Herstellung einer Betonfläche (1), insbesondere eines Betonbodens, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einer auf einem Untergrund (2) angeordneten Trennschicht (3), auf die eine Deckschicht (4) aus Beton aufgebracht wird, wobei eine Trennschicht (3) mit einer Vielzahl von regelmäßig über die Trennschicht verteilten Erhebungen (5) verwendet wird, so daß die Dicke der Deckschicht (4) variiert und die Deckschicht (4) abwechselnde Bereiche mit in bezug auf die mittlere Dicke der Deckschicht (4) geringerer und größerer Dicke aufweist, wobei jeder lokale Bereich geringerer Dicke vollständig von einem Bereich größerer Dicke umgeben wird, so daß die Bereiche geringerer Dicke Sollrißstellen ausbilden, und wobei die Trennschicht (3) als wasserabweisende oder wasserdichte Folie ausgebildet wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils eines der Ansprüche 1 bis 11.
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