EP2488338A1 - Verfahren zum herstellen von turmsegment-betonfertigteilen eines turms einer windenergieanlage und schalungseinheit zum herstellen von betonfertigteilen - Google Patents

Verfahren zum herstellen von turmsegment-betonfertigteilen eines turms einer windenergieanlage und schalungseinheit zum herstellen von betonfertigteilen

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EP2488338A1
EP2488338A1 EP10768463A EP10768463A EP2488338A1 EP 2488338 A1 EP2488338 A1 EP 2488338A1 EP 10768463 A EP10768463 A EP 10768463A EP 10768463 A EP10768463 A EP 10768463A EP 2488338 A1 EP2488338 A1 EP 2488338A1
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EP
European Patent Office
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formwork
precast concrete
tower
cover
shuttering
Prior art date
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EP10768463A
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English (en)
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EP2488338B1 (de
Inventor
Norbert HÖLSCHER
Olaf Stracke
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Individual
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    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/008—Producing shaped prefabricated articles from the material made from two or more materials having different characteristics or properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
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    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/04—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for coating or applying engobing layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B21/00—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles
    • B28B21/02—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles by casting into moulds
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    • B28B21/00—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles
    • B28B21/76—Moulds
    • B28B21/765—Top or bottom rings

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing tower segment precast concrete parts of a tower of a wind turbine, a precast concrete manufactured by the method, a formwork cover for placing on a formwork, a formwork unit for producing precast concrete parts and the use of a low viscous resin. Finally, the invention relates to a wind turbine.
  • a leveling layer on the construction site can be applied to each flange of a precast concrete part.
  • This leveling layer has to harden, which in turn means compliance with minimum meteorological requirements required, which are dependent on the material of the compensation layer. If these minimum requirements are not met or the leveling layer has been applied improperly or negligently, there is a risk of defects or the risk of an insufficient setting of the leveling layer.
  • WO 2009/121581 A1 shows a method for producing precast concrete parts.
  • the concrete is poured into a mold with a flat bottom to form a flat underside.
  • a leveling layer is applied to a bottom surface opposite abutting surface of the precast concrete part.
  • the precast concrete element is set down on an exactly horizontally oriented surface and the leveling layer on the upper side is removed plane-parallel.
  • a method for producing a tower segment precast concrete part of a tower of a wind turbine, in particular a tower segment is provided.
  • a low viscosity material for a leveling layer is applied to a flange of the precast concrete part. This can be done optionally as soon as the concrete has reached a predetermined minimum strength.
  • the invention is based on the finding that the invention allows the "mortaring" of the joint on the construction site during the erection of the tower in the production hall can be laid ..
  • the invention allows the "mortaring" of the joint on the construction site during the erection of the tower in the production hall can be laid ..
  • a Tolerance of 0.1 mm which is more accurate by a factor of 100.
  • a higher Process reliability through significantly reduced susceptibility to errors, for example, achieved when mixing the filling and also the health risks inherent in the processing of resins on the site are thus avoided.
  • the thickness of the compensation layer is up to 10 mm, in particular up to 5 mm.
  • the thickness of the compensation layer is up to 10 mm, in particular up to 5 mm.
  • the formwork is closed by placing a formwork cover and the material for the leveling layer is supplied at a predetermined pressure through at least one filling opening in the shuttering cover.
  • a clearly defined cavity above the flange of the precast concrete part can be created, which is filled with resin, so that forms an equally well-defined leveling layer.
  • predetermined areas of the flange e.g. Openings for ducts or anchorage threaded bushings to be kept clear of the leveling layer, predetermined areas of the flange are covered with seals of predetermined thickness before the shuttering cover is fitted, and these seals are held down by the formwork cover.
  • the leveling layer should have an E-modulus that corresponds to at least 70% of the modulus of elasticity of the concrete. It has surprisingly been found that the required mechanical properties of the compensating layer can be achieved even if the modulus of elasticity lies in a range of 5,000 to 10,000 MPa, provided that a predetermined layer thickness is not exceeded.
  • a given surface roughness is required. This should preferably be in a range of 60-150 pm.
  • the invention also relates to a shuttering cover for placing on a formwork in the manufacture of a precast concrete part.
  • the shuttering cover has an underside with at least one recess, which has a predetermined width in the radial direction of the cover and a predetermined depth.
  • the formwork lid also has at least one filling opening for filling in a material of a leveling layer.
  • the formwork cover comprises a recess formed on the underside of the formwork cover facing the formwork with a width predetermined in the radial direction of the formwork cover and a predetermined depth and with at least one fill opening for the material of the leveling layer.
  • the width in the radial direction of the shuttering cover can be dimensioned such that it corresponds to the width of the flange on which the compensation layer is to be formed.
  • the predetermined depth and the thickness of this leveling layer can be defined exactly. Since the formwork lid completely covers the upper opening of the formwork on which the flange is formed, at least one filling opening for the material of the compensating layer can be provided. In order to be able to recognize that a sufficient amount of material has been supplied through the filling opening, at least one outlet opening for the material of the compensating layer is provided. If the material of the compensating layer exits the formwork lid through this outlet opening, the material for the compensating layer is sufficiently distributed. In addition, the air displaced by the inflowing material can escape through the outlet opening, so that cavities (that is, unwanted air pockets in the material) can be safely avoided because the air displaced by the material of the compensating layer can escape.
  • the filling opening and / or the outlet opening are formed as a connecting piece for a hose. Accordingly, hoses can be connected there and through the hoses, the material for the leveling layer can be fed in and out cleanly.
  • the shuttering cover (vertical) on the upper side standing side walls and a side wall connecting the cover plate.
  • the box shape thus obtained gives the shuttering cover a higher bending stiffness and thus a higher dimensional accuracy.
  • stiffeners are arranged essentially parallel to the side walls between the upper side of the covering cover and the underside of the cover plate, which reinforces the bending stiffness and thus the dimensional stability even further.
  • the invention also relates to a gasket for use with a formwork cover described above.
  • the seal has a two-part design with a deformable part and a non-deformable part. The deformable part is placed on a sealed part of the precast concrete part and the non-deformable part is placed on the deformable part, thus achieving a vorgebare height.
  • the shuttering cover can hold down the seal and reliably press on the concrete so that there the low-viscosity material for the leveling layer can not flow.
  • the seal is developed such that the deformable part is designed annular and provided with a support surface of predetermined width, on which lies the non-deformable part.
  • the invention also relates to a formwork unit for producing a precast concrete part.
  • the formwork unit has a formwork for receiving concrete, a circuit cover described above and a seal described above.
  • the invention also relates to the use of a low-viscosity resin for producing a leveling layer in the manufacture of a precast concrete part, wherein the resin is applied to the flange of a precast concrete part.
  • a leveling layer which can replace the production of a mortar joint on the construction site, already be formed in the production of precast concrete in the factory under controlled conditions.
  • the wind turbine relates to a tower of a plurality of precast concrete elements, which are produced or produced by the method according to the invention.
  • the construction of such a tower is easy, fast and weather-independent to implement and thus allows the construction of a wind turbine in no time under exclusion of multiple sources of error.
  • the required crane times are achieved because the individual assembly steps take less time and the crane is thus available for other work faster.
  • resin mortar as a leveling layer on the construction site can be avoided.
  • resins or resin mortars used are known as allergy-causing substances and thus possibly impair the health of the processors of these resins.
  • resin mortar resin can now be used.
  • FIG. 1 shows a flowchart of a method for producing precast concrete parts according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of a tower segment precast concrete part during production according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a perspective view of a shuttering cover according to a third embodiment
  • Fig. 4 shows the application of the shuttering cover with a seal according to a fourth embodiment
  • Fig. 5 shows the use of the seal according to a fifth embodiment.
  • the precast concrete elements are tower segments of a tower of a wind turbine.
  • a formwork for the precast concrete part is provided in step S1.
  • the formwork is filled with concrete.
  • the concrete has reached a predetermined minimum strength or the concrete has been abraded and in step S4 a low-viscosity resin is applied in the region of the flange of the precast concrete part and then hardens there in situ.
  • the filling of the resin as material for the leveling layer can take about 2 hours. after filling the Concrete in the form done. The resin is pressed at about 31 / minute and this process takes, depending on the size of the formwork and the resulting volume about 3 to 10 minutes.
  • Fig. 2 shows a schematic sectional view of a precast concrete part 20 during manufacture according to a second embodiment.
  • the precast concrete elements are tower segments of a tower of a wind turbine.
  • the production of the precast concrete part 20 according to the second embodiment may substantially correspond to the production of the precast concrete part 20 according to the first embodiment.
  • a shuttering cover 30 with a filling opening 31 and a recess 32 is provided in the region of the flange of the precast concrete part 20 in the region of the flange of the precast concrete part 20, a shuttering cover 30 with a filling opening 31 and a recess 32 is provided.
  • the recess 32 is formed on the underside of the shuttering cover 30 and is located by placing the shuttering cover 30 on the formwork 10 above the flange of the precast concrete 20.
  • After placing the shuttering cover 30 on the formwork 10 is a low-viscosity resin through the filling opening 31 in the recess 32 filled. Due to the low viscosity of the resin, the resin can easily spread along the flange of the precast concrete 20 and also compensates for existing bumps.
  • the resin forms a horizontally leveled surface and - assuming a horizontally extending underside of the precast concrete part - a plane-parallel surface.
  • the leveling layer of the low-viscosity resin has a thickness of at most 10 mm, and more preferably not more than 3 or 4 mm. With such a layer thickness, the leveling layer has advantageous mechanical properties, which also allow the use of a material with a relatively low modulus of elasticity in the range of 5,000 to 10,000 MPa.
  • transverse tensile stresses are problematic in concrete because it has a relatively high compressive strength but only a relatively low tensile strength. With a layer thickness of max. 4 mm, however, are not to be feared on the concrete acting transverse tensile stresses.
  • the resin is poured into the mold about two hours after pouring the concrete. Then, on the one hand, the concrete has reached a given minimum strength, but on the other hand, it has not completely set, so that the resin can still bond to the concrete. After about three to four hours, the precast concrete and the resin has reached a sufficient strength and can be switched off.
  • Fig. 3 shows a perspective view of a formwork cover according to the invention according to the third embodiment.
  • This shuttering cover 30 is annular.
  • cover plate 35 By mounted on the formwork cover side walls 34 and arranged on the side walls 34 cover plate 35 results in a box-shaped structure, which is referred to in its entirety as a formwork box 38.
  • stop lugs 33 are optionally arranged, with which the formwork box 38 can be handled by the intermediary of lifting means.
  • openings 31 are provided in the cover plate 35, which can pass through the formwork box 38 and can represent filling openings or outlet openings for the material of the compensating layer, so that this material passes through the attached form box 38 into the formwork (not in this figure) shown) can be filled.
  • Fig. 4 shows an application of the shuttering cover with a seal according to a fourth embodiment.
  • a formwork 10 with already filled concrete 20 is shown.
  • the concrete 20 or the precast concrete element 20 terminates flush with the upper edge of the formwork 10.
  • On the formwork 10 of the formwork box 38 according to the invention is placed.
  • This has a form of a shutter cover 30 and two side walls 34 and connecting the side walls 34 cover plate 35 shaped box-shaped cross section to improve the flexural rigidity and thus the form fidelity.
  • further stiffeners 36 may be provided, by which the bending stiffness is further increased.
  • the shuttering cover 30 has on its (the shuttering 10 facing) underside a recess 32.
  • This recess 32 extends in the radial direction over a predetermined width, the well recognizable the inner width of the formwork 10 and thus the width of the precast concrete 20 corresponds.
  • recesses 37 are provided as optional sealing seats to achieve a reliable sealing of the shuttering cover 30 and the shuttering box 38 against the formwork 10.
  • the recess 32 on the underside of the shuttering cover 30 has a predetermined height, which optionally (exactly) corresponds to the intended height of the covering layer (not shown in this figure).
  • the material for the leveling layer can be filled from the outside into the recess 32 of the shuttering cover 30 and so completely fill the cavity formed by this recess 32.
  • the formwork cover according to the invention has four such openings 31, of which two can be used as filling openings and two as outlet openings, for example.
  • Fig. 5 shows a use of a seal according to a fifth embodiment.
  • an enlarged view of the formwork 10 with the precast concrete part 20 and the attached shuttering cover 30 with indicated side walls 34 and the seal seat 37 is shown.
  • the recess 32 is shown significantly enlarged.
  • this recess 32 is not exactly rectangular, but tapers from the formwork upwards, so it is trapezoidal. This results in a leveling layer with chamfered side edges.
  • a seal according to the invention which consists of a first deformable part 40 and a second non-deformable part 41st is formed.
  • the deformable part 40 is placed on the area of the precast concrete part 20, which is not to be covered by the leveling layer.
  • a cladding tube 46 with a cladding funnel 45 is indicated, in which later the tensioning strands run and which must therefore remain free.
  • attachment points for lifting means for handling the precast concrete or other predetermined locations on the surface of the precast concrete 20 are covered.
  • the first deformable part 40 is placed on the point to be covered and then the second non-deformable part 41 is placed on it. Since the two Thhtungsmaschine 40, 41 have a predetermined thickness, there is also a total of a predetermined height, which is slightly higher than the depth of the recess 32 in the formwork lid 30.
  • the formwork lid 30 of the upper, non-deformable part 41 of Pressed seal on the lower deformable part 40 so that the seal 40, 41 held down by the formwork lid 30 and pressed against the surface of the precast concrete 20.
  • the part of the surface of the precast concrete part 20 covered by the seal 40, 41 is kept free of the compensating layer.
  • the filling or discharge openings 31 are not placed over a seal 40, 41, because by the seal 40, 41, which is indeed held down by the formwork lid 30 and the formwork box 38, of course, this opening 31 closed so that a filling of the material and / or venting of the recess at least hindered, if not completely prevented.
  • a leveling of the resin can be achieved by placing the resin through the openings provided in the shuttering until it is pressed against the shuttering cover.
  • the invention also relates to a formwork unit for producing a precast concrete part.
  • the formwork unit comprises a formwork 10 and a formwork cover e.g. according to FIG. 3.
  • seals 40 may also be provided.
  • the invention also relates to a wind turbine with a tower, which is constructed of precast concrete elements or tower segments, which have been produced according to the invention.
  • a further embodiment of the invention which may be based on one of the embodiments described above, a dry joint between stacked tower segments is used. This can be dispensed with a further joint adhesive. Furthermore, it is possible to dispense with a further compensation layer.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen von Turmsegment-Betonfertigteilen (20) eines Turms einer Windenergieanlage vorgesehen. Eine Schalung (10) wird bereitgestellt und die Schalung wird mit Beton aufgefüllt. Ein Material mit niedriger Viskosität wird als eine Ausgleichsschicht auf einen Flansch des Betonfertigteils (20) aufgebracht.

Description

Aloys Wobben
Argestraße 19, 26607 Aurich
Verfahren zum Herstellen von Turmsegment-Betonfertigteilen eines Turms einer Windenergieanlage und Schalungseinheit zum Herstellen von Betonfertigteilen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Turmsegment- Betonfertigteilen eines Turms einer Windenergieanlage, ein nach dem Verfahren hergestelltes Betonfertigteil, einen Schalungsdeckel zum Aufsetzen auf eine Schalung, eine Schalungseinheit zum Herstellen von Betonfertigteilen und die Verwendung eines nied- rigviskosen Harzes. Schließlich betrifft die Erfindung eine Windenergieanlage.
Bei dem Bau von hohen Türmen, insbesondere für Windenergieanlagen, basierend auf Betonfertigteilen, kann es aufgrund von Fertigungstoleranzen dazu kommen, dass die Betonfertigteile, die hier aufeinander gesetzt werden müssen, nicht optimal aufeinander passen. Solche Toleranzen liegen beim Betonbau in einer Größenordnung von +10mm. Abgesehen von den Fertigungstoleranzen, die sich insbesondere bei sehr hohen Türmen bemerkbar machen, wird für den Lastabtrag regelmäßig die gesamte Flanschfläche benötigt. Aufgrund von Unebenheiten (z. B. in Folge der Fertigungstoleranzen) kann es aber zu einer Konzentration des Lastflusses auf einige wenige Flächenabschnitte kommen, die z. B. als erhabene kleine Flächen über den Rest des Flansches hinausragen. Durch die Konzentration des Lastflusses auf viel zu kleine Flächenabschnitte kommt es dort fast zwangsläufig zu Beschädigungen wie Abplatzungen von Beton o. ä. Diese Beschädigungen reichen bis hin zu strukturellen Schäden, die einen Austausch der beschädigten Segmente mit allen wirtschaftlichen und technischen Folgen nach sich ziehen. Exemplarisch seien hier Kräne für Ab- und Wiederaufbau, Personal und ein entsprechend lang andauernder Produktionsausfall der betroffenen Windenergieanlage genannt. Besonders aufwändig ist eine solche Reparatur bei Türmen mit in Hüllrohren verpressten Spannlitzen.
Um dieses Problem zu vermeiden, kann beim Aufbau eines Betonfertigteilturmes vor dem Aufsetzen eines Segments eine Ausgleichsschicht auf der Baustelle auf jeden Flansch eines Betonfertigteils aufgebracht werden. Diese Ausgleichsschicht muss aushärten, was wiederum unter anderem einer Einhaltung meteorologischer Mindestanforderungen bedarf, die von dem Material der Ausgleichsschicht abhängig sind. Wenn diese Mindestanforderungen nicht eingehalten werden oder die Ausgleichsschicht unsachgemäß oder nachlässig aufgebracht worden ist, besteht die Gefahr von Fehlerstellen oder die Gefahr eines nicht ausreichenden Abbindens der Ausgleichsschicht. Als technologischen Hintergrund wird auf die DE 198 41 047 C1 verwiesen.
WO 2009/121581 A1 zeigt ein Verfahren zum Herstellen von Betonfertigteilen. Der Beton wird in eine Gießform mit einem planebenen Boden zum Ausbilden einer planebenen Unterseite gegossen. Nachdem der Beton eine vorgegebene Mindestfestigkeit erreicht hat, wird eine Ausgleichsschicht auf einer der Unterseite gegenüberliegenden Stoßfläche des Betonfertigteils aufgebracht. Sobald die Ausgleichsschicht eine vorgegebene Mindestfestigkeit erreicht hat, wird das Betonfertigteil auf einer exakt horizontal ausgerichteten Fläche abgestellt und die Ausgleichsschicht auf der Oberseite wird planparallel abgetragen.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen von Turmsegment-Betonfertigteilen eines Turms einer Windenergieanlage vorzusehen, welches einen einfacheren und schnelleren Aufbau eines Turms aus den Betonfertigteilen bei gleichbleibend hoher Qualität ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 , einen Schalungsdeckel gemäß Anspruch 7, eine Schalungseinheit gemäß Anspruch 11 sowie eine Windenergie- anläge gemäß Anspruch 14 gelöst.
Somit wird ein Verfahren zum Herstellen eines Turmsegment-Betonfertigteils eines Turms einer Windenergieanlage, insbesondere eines Turmsegmentes, vorgesehen. Hierbei wird ein Material mit niedriger Viskosität für eine Ausgleichsschicht auf einen Flansch des Betonfertigteils aufgebracht. Dies kann optional erfolgen, sobald der Beton eine vorgegebene Mindestfestigkeit erreicht hat.
Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zu Grunde, dass durch die Erfindung gewisserweise das„Vermörteln" der Fuge auf der Baustelle während der Errichtung des Turmes in die Produktionshalle verlegt werden kann. Weiterhin kann statt mit der im Betonbau sonst üblichen Genauigkeit etwa 10mm hier mit einer Toleranz von 0,1 mm gearbeitet werden. Das ist um den Faktor 100 genauer. Gleichzeitig wird eine höhere Prozesssicherheit durch deutlich verringerte Fehleranfälligkeit, zum Beispiel beim Mischen der Füllmasse erreicht und auch die beim Verarbeiten von Harzen auf der Baustelle imanenten Gesundheitsgefahren werden so vermieden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt die Dicke der Ausgleichsschicht bis zu 10 mm, insbesondere bis zu 5 mm. So können auch größere Unebenheiten im Bereich der üblichen Toleranzen des Betonbaus ausgeglichen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Schalung durch Aufsetzen eines Schalungsdeckels verschlossen und das Material für die Ausgleichsschicht wird mit einem vorgegebenen Druck durch wenigstens eine Einfüllöffnung im Schalungsdeckel zugeführt. Auf diese Weise lässt sich ein eindeutig definierter Hohlraum oberhalb des Flansches des Betonfertigteils schaffen, der mit Harz gefüllt wird, so dass sich eine ebenso eindeutig definierte Ausgleichsschicht bildet.
Um vorgegebene Bereiche des Flansches, z.B. Öffnungen für Hüllrohre oder Gewindebuchsen für Anschlagpunkte, von der Ausgleichsschicht freizuhalten, werden vorbe- stimmte Bereiche des Flansches vor dem Aufsetzen des Schalungsdeckels mit Dichtungen vorgegebener Dicke abgedeckt und diese Dichtungen werden durch den Schalungsdeckel niedergehalten.
Nach den Regeln der Bautechnik soll die Ausgleichsschicht ein E-Modul haben, dass wenigstens 70% des E-Moduls des Betons entspricht. Oberraschend hat sich herausge- stellt, dass die geforderten mechanischen Eigenschaften der Ausgleichsschicht auch dann erreicht werden können, wenn das E-Modul in einem Bereich von 5.000 bis 10.000 MPa liegt, sofern eine vorgegebene Schichtdicke nicht überschritten wird.
Um auftretende Torsionskräfte ableiten zu können, ohne dass es zu einer Relativbewegung der Betonfertigteile untereinander kommt, ist eine vorgegebene Oberflächenrauig- keit erforderlich. Diese sollte vorzugsweise in einem Bereich von 60 -150 pm liegen.
Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Schalungsdeckel zum Aufsetzen auf eine Schalung bei der Herstellung eines Betonfertigteils. Der Schalungsdeckel weist eine Unterseite mit mindestens einer Ausnehmung auf, die eine in radialer Richtung des Deckels vorgegebene Breite und eine vorgegebene Tiefe aufweist. Der Schalungsdeckel weist ferner we- nigstens eine Einfüllöffnung zum Einfüllen eines Materials einer Ausgleichsschicht auf. Um eine exakt definierte Ausgleichsschicht reproduzierbar verwirklichen zu können, umfasst der Schalungsdeckel eine an der der Schalung zugewandten Unterseite des Schalungsdeckels ausgebildete Ausnehmung mit einer in radialer Richtung des Schalungsdeckels vorgegebenen Breite und einer vorgegebenen Tiefe und mit wenigstens einer Einfüllöffnung für das Material der Ausgleichsschicht.
Dabei kann die Breite in radialer Richtung des Schalungsdeckels derart bemessen werden, dass sie der Breite des Flansches entspricht, auf dem die Ausgleichsschicht ausgebildet werden soll. Durch die vorgegebene Tiefe kann auch die Dicke dieser Ausgleichsschicht exakt definiert werden. Da der Schalungsdeckel die obere Öffnung der Schalung, an der der Flansch ausgebildet ist, vollständig abdeckt, kann wenigstens eine Einfüllöffnung für das Material der Ausgleichschicht vorgesehen werden. Um erkennen zu können, dass eine ausreichende Materialmenge durch die Einfüllöffnung zugeführt wurde, ist wenigstens eine Austrittsöffnung für das Material der Ausgleichsschicht vorgesehen. Tritt das Material der Ausgleichschicht durch diese Austrittsöffnung aus dem Schalungsdeckel aus, ist das Material für die Ausgleichsschicht ausreichend verteilt. Außerdem kann die von dem einströmenden Material verdrängte Luft durch die Austrittsöffnung austreten, so dass Lunker (also unerwünschte Lufteinschlüsse im Material) sicher vermieden werden können, weil die vom Material der Ausgleichsschicht verdrängte Luft entweichen kann.
Um eine unnötige Verschmutzung des Schalungsdeckels, der Schalung und auch der Umgebung zu vermeiden, sind die Einfüllöffnung und/oder die Austrittsöffnung als Anschlussstutzen für einen Schlauch ausgebildet. Entsprechend können dort Schläuche angeschlossen werden und durch die Schläuche kann das Material für die Ausgleichsschicht sauber zu- und abgeführt werden.
Besonders bevorzugt weist der Schalungsdeckel (senkrecht) auf der Oberseite stehende Seitenwände und eine die Seitenwände verbindende Abdeckplatte auf. Durch die so geschaffene Kastenform erhält der Schalungsdeckel eine höhere Biegesteifigkeit und damit eine höhere Formtreue.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung sind im Wesentlichen parallel zu den Seitenwänden zwischen der Oberseite des Schaiungsdeckels und der Unterseite der Abdeckplatte Versteifungen angeordnet, welche die Biegesteifigkeit und damit die Formstabilität noch weiter erhöhen. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Dichtung zur Verwendung mit einem oben beschriebenen Schalungsdeckel. Die Dichtung weist eine zweiteilige Ausführung mit einem verformbaren Teil und einem nicht verformbaren Teil auf. Der verformbare Teil wird auf einer abzudichtenden Stelle des Betonfertigteils angeordnet und der nicht verformbare Teil wird auf dem verformbaren Teil platziert, um somit eine vorgebare Höhe zu erreichen.
Durch diese Dichtung kann verhindert werden, dass Bereiche des Flansches, die aus bestimmten Gründen frei bleiben müssen, von der Ausgleichsschicht bedeckt werden. Somit kann der Schalungsdeckel die Dichtung niederhalten und an den Beton zuverlässig so andrücken, dass dort das niedrigviskose Material für die Ausgleichsschicht nicht hinfließen kann.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtung derart weitergebildet, dass der verformbare Teil ringförmig ausgeführt und mit einer Auflagefläche vorgegebener Breite versehen ist, auf welcher der nicht verformbare Teil liegt. Diese Ausführungsform gestattet die Verwendung von ohnehin bei den Betonfertigteilen zum Abdichten der Hüllrohre in den Übergängen zwischen den Betonfertigteilen verwendeten Dichtungen auch beim Aufbringen der Ausgleichsschicht.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Schalungseinheit zum Herstellen eines Betonfertigteils. Die Schalungseinheit weist eine Schalung zur Aufnahme von Beton, einen oben beschriebenen Schaltungsdeckel sowie eine oben beschriebene Dichtung auf.
Die Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung eines niedrigviskosen Harzes zum Herstellen einer Ausgleichsschicht bei der Herstellung eines Betonfertigteils, wobei das Harz auf den Flansch eines Betonfertigteils aufgebracht wird. Dadurch kann eine Ausgleichsschicht, welche das Herstellen einer Mörtelfuge auf der Baustelle ersetzen kann, bereits bei der Produktion des Betonfertigteils im Werk unter kontrollierten Bedingungen ausgebildet werden.
Weiterhin betrifft die Windenergieanlage einen Turm aus einer Mehrzahl von Betonfertigteilen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt oder herstellbar sind. Der Aufbau eines solchen Turmes ist einfach, schnell und witterungsunabhängig zu realisieren und erlaubt so die Errichtung einer Windenergieanlage in kürzester Zeit unter Ausschluss mehrerer Fehlerquellen. Gleichzeitig wir eine Kosteneinsparung durch weniger erforderliche Kranzeiten erreicht, weil die einzelnen Montageschritte weniger Zeit beanspruchen und der Kran so schneller wieder für andere Arbeiten zur Verfügung steht.
Gemäß der Erfindung kann ein Aufbringen von Harzmörtel als Ausgleichsschicht auf der Baustelle vermieden werden. Dies ist vorteilhaft, da die verwendeten Harze oder Harz- mörtel als allergieauslösende Stoffe bekannt sind und somit möglicherweise die Gesundheit der Verarbeiter dieser Harze beeinträchtigen. Statt Harzmörtel kann nunmehr Harz verwendet werden.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnah- me auf die Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen von Betonfertigteilen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Turmsegment- Betonfertigteils bei der Herstellung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schalungsdeckels gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 zeigt die Anwendung des Schalungsdeckels mit einer Dichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, und
Fig. 5 zeigt die Verwendung der Dichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen von Betonfertigteilen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Betonfertigteile sind Turmsegmente eines Turms einer Windenergieanlage. Dazu wird zunächst eine Schalung für das Betonfertig- teil in Schritt S1 bereitgestellt. In Schritt S2 erfolgt ein Auffüllen der Schalung mit Beton. In Schritt S3 hat der Beton eine vorgegebene Mindestfestigkeit erreicht, oder der Beton wurde abgerieben und in Schritt S4 wird ein niedrigviskoses Harz im Bereich des Flansches des Betonfertigteiles aufgetragen und härtet dann dort in situ aus. Das Einfüllen des Harzes als Material für die Ausgleichsschicht kann ca. 2Std. nach dem Einfüllen des Betons in die Form erfolgen. Dabei wird das Harz mit etwa 31/Minute eingepresst und dieser Vorgang dauert, je nach Größe der Schalung und dem sich daraus ergebenden Volumen ca. 3 bis 10 Minuten.
Aufgrund der niedrigen Viskosität des Harzes kann sich das Harz gut auf dem Flansch des Betonfertigteils ausbreiten und kann somit vorhandene Unebenheiten in dem Betonfertigteil zum Einen ausgleichen und zum Anderen eine exakt horizontale Oberfläche bilden, weil es sich durch die niedrige Viskosität selbst (exakt) nivelliert. Linter der Voraussetzung, dass auch der gegenüberliegende Flansch exakt horizontal ausgerichtet und planeben ist, sind beide Flansche dann genau planparallel. Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Betonfertigteils 20 bei der Herstellung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Betonfertigteile sind Turmsegmente eines Turms einer Windenergieanlage. Die Herstellung des Betonfertigteils 20 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann im Wesentlichen der Herstellung des Betonfertigteils 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen. Somit wird Beton in eine vorhandene Schalung 10 eingefüllt. Im Bereich des Flansches des Betonfertigteils 20 wird ein Schalungsdeckel 30 mit einer Einfüllöffnung 31 und einer Ausnehmung 32 vorgesehen. Die Ausnehmung 32 ist dabei an der Unterseite des Schalungsdeckels 30 ausgebildet und befindet sich durch Aufsetzen des Schalungsdeckels 30 auf die Schalung 10 oberhalb des Flansches des Betonfertigteils 20. Nach dem Aufsetzen des Schalungsdeckels 30 auf die Schalung 10 wird ein niedrigviskoses Harz durch die Einfüllöffnung 31 in die Ausnehmung 32 eingefüllt. Aufgrund der niedrigen Viskosität des Harzes kann sich das Harz ohne weiteres entlang des Flansches des Betonfertigteils 20 ausbreiten und gleicht dabei auch vorhandene Unebenheiten aus. Ferner bildet das Harz aufgrund seiner niedrigen Viskosität eine horizontal nivellierte und - eine horizontal verlaufende Unterseite des Betonfertigteils vorausgesetzt - eine dazu planparallele Oberfläche aus. Vorzugsweise weist die Ausgleichsschicht aus dem niedrigviskosen Harz eine Dicke von maximal 10 mm und besonders bevorzugt von nicht mehr als 3 oder 4 mm auf. Bei einer solchen Schichtdicke hat die Ausgleichsschicht vorteilhafte mechanische Eigenschaften, die auch die Verwendung eines Materials mit einem relativ geringen E-Modul im Bereich von 5.000 bis 10.000 MPa erlauben.
Ist die Ausgleichsschicht zu dick, kann sie durch das Gewicht der aufliegenden Last seitlich aus der Fuge gepresst werden. Da zwischen der Ausgleichsschicht und dem Beton eine Verbindung besteht, wirken entsprechende Kräfte auf den Beton. Da es sich dabei um Zugspannungen quer zur Turmhochachse handelt, werden diese Spannungen als Querzugspannungen bezeichnet. Solche Querzugspannungen sind bei Beton problematisch, weil er eine relativ hohe Druckfestigkeit aber nur eine relativ geringe Zugfes- tigkeit hat. Bei einer Schichtdicke von max. 4 mm sind allerdings auf den Beton einwirkende Querzugspannungen nicht zu befürchten.
Das Harz wird etwa zwei Stunden nach dem Gießen des Betons in die Form eingefüllt. Dann hat der Beton einerseits eine vorgegebene Mindestfestigkeit erreicht, andererseits hat er aber noch nicht vollständig abgebunden, so dass sich das Harz noch mit dem Beton verbinden kann. Nach ca. drei bis vier Stunden hat das Betonfertigteil sowie das Harz eine ausreichende Festigkeit erreicht und kann ausgeschalt werden.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schalungsdeckels gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Dieser Schalungsdeckel 30 ist ringförmig ausgebildet. Durch auf den Schalungsdeckel aufgesetzte Seitenwände 34 und eine auf den Seitenwänden 34 angeordnete Abdeckplatte 35 ergibt sich ein kastenförmiger Aufbau, der in seiner Gesamtheit als Schalungskasten 38 bezeichnet wird. Auf der Abdeckplatte 35 sind optional Anschlagösen 33 angeordnet, mit denen der Schalungskasten 38 unter Vermittlung von Lasthebemitteln gehandhabt werden kann.
Weiterhin sind Öffnungen 31 in der Abdeckplatte 35 vorgesehen, die durch den Scha- lungskasten 38 hindurch gehen und Einfüllöffnungen bzw. Austrittsöffnungen für das Material der Ausgleichsschicht darstellen können, so dass dieses Material durch den aufgesetzten Schalungskasten 38 hindurch in die Schalung (in dieser Figur nicht dargestellt) eingefüllt werden kann.
Fig. 4 zeigt eine Anwendung des Schalungsdeckels mit einer Dichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. In Fig. 4 ist eine Schalung 10 mit bereits eingefülltem Beton 20 gezeigt. Der Beton 20 bzw. das Betonfertigteil 20 schließt bündig mit der Oberkante der Schalung 10 ab. Auf die Schalung 10 ist der erfindungsgemäße Schalungskasten 38 aufgesetzt. Dieser weist einen aus einem Schalungsdeckel 30 sowie aus zwei Seitenwänden 34 und einer die Seitenwände 34 verbindenden Abdeckplatte 35 geformten kastenförmigen Querschnitt zur Verbesserung der Biegesteifigkeit und damit der Formtreue auf. Optional können weitere Versteifungen 36 vorgesehen sein, durch welche die Biegesteifigkeit noch weiter erhöht wird. Der Schalungsdeckel 30 hat an seiner (der Schalung 10 zugewandten) Unterseite eine Ausnehmung 32. Diese Ausnehmung 32 erstreckt sich in radialer Richtung über eine vorgegebene Breite, die gut erkennbar der inneren Weite der Schalung 10 und damit der Breite des Betonfertigteils 20 entspricht. Zu beiden Seiten dieser Ausnehmung 32 sind Ausnehmungen 37 als optionale Dichtungssitze vorgesehen, um eine zuverlässige Abdichtung des Schalungsdeckels 30 bzw. des Schalungskastens 38 gegen die Schalung 10 zu erreichen.
Die Ausnehmung 32 an der Unterseite des Schalungsdeckels 30 weist eine vorgegebene Höhe auf, welche optional (genau) der vorgesehenen Höhe der (in dieser Figur nicht dargestellten) Abdeckschicht entspricht. Durch eine zwischen dem Schalungsdeckel 30 und der Abdeckplatte 35 verlaufende und in der Figur gestrichelt dargestellte Einfüllöffnung 31 kann das Material für die Ausgleichsschicht von außen in die Ausnehmung 32 des Schalungsdeckels 30 eingefüllt werden und so den durch diese Ausnehmung 32 gebildeten Hohlraum vollständig ausfüllen. In Fig. 3 ist gut erkennbar, dass der erfindungsgemäße Schalungsdeckel vier solche Öffnungen 31 hat, von denen beispielsweise zwei als Einfüllöffnungen und zwei als Austrittsöffnungen verwendet werden können. Sobald die gesamte Ausnehmung 32 des Schalungsdeckels 30 gefüllt ist, wird bei weiterem Zuführen des Materials dieses durch die Austrittsöffnungen wieder austreten und damit eindeutig wahrnehmbar anzeigen, dass die Ausnehmung 32 jetzt vollständig mit Material gefüllt ist. Lässt man dieses Material jetzt abbinden, dann bildet sich eine Ausgleichsschicht, die fest mit dem Betonfertigteil 20 verbunden ist.
Fig. 5 zeigt eine Verwendung einer Dichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Insbesondere ist eine vergrößerte Darstellung der Schalung 10 mit dem Betonfertigteil 20 sowie dem aufgesetzten Schalungsdeckel 30 mit angedeuteten Seitenwänden 34 sowie dem Dichtungssitz 37 gezeigt. An der der Schalung 10 zugewandten Unterseite des Schalungsdeckels 30 ist die Ausnehmung 32 deutlich vergrößert dargestellt. Zunächst ist zu erkennen, dass diese Ausnehmung 32 nicht exakt rechtwinklig ist, sondern sich von der Schalung nach oben hin verjüngt, also trapezförmig ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich eine Ausgleichsschicht mit angefasten Seitenrändern.
Etwa in der Mitte der Ausnehmung ist eine erfindungsgemäße Dichtung dargestellt, die aus einem ersten verformbaren Teil 40 und einem zweiten nicht verformbaren Teil 41 gebildet ist. Der verformbare Teil 40 wird auf den Bereich des Betonfertigteils 20 gelegt, der nicht von der Ausgleichsschicht bedeckt werden soll. In dieser Figur ist beispielhaft gestrichelt ein Hüllrohr 46 mit einem Hüllrohrtrichter 45 angedeutet, in welchem später die Spannlitzen verlaufen und die deshalb frei bleiben müssen. Natürlich können hier auch (in dieser Figur nicht dargestellte) Anschlagpunkte für Lasthebemittel zum Handhaben des Betonfertigteils oder andere vorgegebene Stellen auf der Oberfläche des Betonfertigteils 20 abgedeckt werden.
Dazu wird zunächst das erste verformbare Teil 40 auf die abzudeckende Stelle gelegt und dann wird das zweite nicht verformbare Teil 41 darauf gelegt. Da die beiden Diehtungsteile 40, 41 eine vorgegebene Dicke haben, ergibt sich auch insgesamt eine vorgegebene Höhe, die etwas höher ist als die Tiefe der Ausnehmung 32 in dem Schalungsdeckel 30. Durch das Aufsetzen des Schalungsdeckels 30 wird der obere, nicht verformbare Teil 41 der Dichtung auf den unteren, verformbaren Teil 40 gedrückt, so dass die Dichtung 40, 41 durch den Schalungsdeckel 30 niedergehalten und an die Oberfläche des Betonfertigteils 20 angedrückt wird. Dadurch wird der von der Dichtung 40, 41 abgedeckte Teil der Oberfläche des Betonfertigteils 20 von der Ausgleichsschicht freigehalten.
Dabei ist zu beachten, dass die Einfüll- bzw. Austrittsöffnungen 31 nicht über einer Dichtung 40, 41 platziert sind, denn durch die Dichtung 40, 41 , die ja von dem Schalungsdeckel 30 bzw. dem Schalungskasten 38 niedergehalten wird, wird natürlich auch diese Öffnung 31 verschlossen, sodass ein Einfüllen des Materials und/oder ein Entlüften der Ausnehmung wenigstens behindert, wenn nicht sogar völlig verhindert wird.
Wenn der oben beschriebene Schalungsdeckel verwendet wird, dann kann eine Nivellierung des Harzes dadurch erreicht werden, dass das Harz durch die vorgesehenen Öffnungen in die Schalung eingebracht wird, bis es gegen den Schalungsdeckel gedrückt wird.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Schalungseinheit zum Herstellen eines Betonfertigteils. Die Schalungseinheit weist eine Schalung 10 und einen Schalungsdeckel z.B. gemäß Fig. 3 auf. Optional können Dichtungen 40 ebenfalls vorgesehen wird.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Windenergieanlage mit einem Turm, welcher aus Betonfertigteilen bzw. Turmsegmenten aufgebaut ist, welche gemäß der Erfindung hergestellt worden sind. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches auf einem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beruhen kann, wird eine trockene Fuge zwischen aufeinander liegenden Turmsegmenten verwendet. Dazu kann auf einen weiteren Fugenkleber verzichtet werden. Ferner kann dazu auf eine weitere Ausgleichsschicht ver- ziehtet werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines Turmsegment-Betonfertigteils eines Turms einer Windenergieanlage mit mindestens einem Flansch, mit den Schritten:
Bereitstellen einer Schalung,
Auffüllen der Schalung mit Beton, und
Aufbringen eines Materials mit niedrigerer Viskosität als eine Ausgleichsschicht auf den Flansch des Betonfertigteils.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , ferner mit den Schritten:
Verschließen der Schalung durch Aufsetzen eines Schalungsdeckels und
Zuführen des Materials für die Ausgleichsschicht mit einem vorgegebenen Druck durch wenigstens eine Einfüllöffnung in dem Schalungsdeckel.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, ferner mit den Schritten:
Abdecken vorbestimmter Bereiche des Flansches vor dem Aufsetzen des Schalungsdeckels mit Dichtungen vorgegebener Dicke und
Niederhalten dieser Dichtungen durch den Schalungsdeckel.
4. Turmsegment-Betonfertigteil, herstellbar oder hergestellt durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3.
5. Betonfertigteil nach Anspruch 4, wobei
der Beton ein E-Modul von zwischen 25.000 und 50.000 MPa und die Ausgleichsschicht ein E-Modul von zwischen 5.000 und 10.000 MPa aufweist.
6. Betonfertigteil nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei
das Betonfertigteil eine vorgegebene Oberflächenrauigkeit, insbesondere von 60 bis 150 μιη aufweist.
7. Schalungsdeckel zum Aufsetzen auf eine Schalung für die Herstellung eines Turmsegment-Betonfertigteils eines Turms einer Windenergieanlage, gekennzeichnet durch
eine Unterseite mit mindestens einer Ausnehmung, die eine in radialer Richtung des Schalungsdeckels vorgegebene Breite und eine vorgegebene Tiefe aufweist und wenigstens eine Einfüllöffnung zum Einfüllen eines Materials einer Ausgleichsschicht.
8. Schalungsdeckel nach Anspruch 7, ferner mit
wenigstens einer Austrittsöffnung für das Material der Ausgleichsschicht.
9. Schalungsdeckel nach Anspruch 7 oder 8, wobei
die Einfüllöffnung und/oder die Austrittsöffnung als Anschlussstutzen für einen Schlauch ausgebildet sind.
10. Schalungsdeckel nach einem der Ansprüche 7 bis 9, ferner mit
einer ringförmigen Abdeckplatte und an der Abdeckplatte vorgesehene Seitenwände.
11. Schalungseinheit zum Herstellen eines Turmsegment-Betonfertigteils eines Turms einer Windenergieanlage, mit
einer Schalung zur Aufnahme von Beton,
einem Schalungsdeckel nach einem der Ansprüche 7 bis 10 und
einer Dichtung mit einem ersten verformbaren Teil und einem zweiten nicht ver- formbaren Teil mit jeweils vorgegebener Dicke,
wobei der verformbare Teil auf einer abzudichtenden Stelle des Betonfertigteils angeordnet werden kann und der nicht verformbare Teil auf den verformbaren Teil platzierbar ist, um eine vorgebbare Höhe zu erreichen.
12. Schalungseinheit nach Anspruch 11 ,
wobei das erste Teil als ein ringförmig verformbares Teil mit einer Auflagefläche vorgegebener Breite ausgestaltet ist, auf welcher das zweite Teil liegt.
13. Verwendung eines niedrigviskosen Harzes zum Herstellen einer Ausgleichsschicht bei der Herstellung eines Turmsegment-Betonfertigteiles eines Turms einer Windenergieanlage, wobei das Harz auf den Flansch eines Betonfertigteiles aufgebracht wird.
14. Windenergieanlage,
gekennzeichnet durch einen Turm aus einer Mehrzahl von Betonfertigteilen, die nach einem Verfahren gemäß der Ansprüche 1 bis 3 hergestellt oder herstellbar sind.
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