EP3610092B1 - Bewehrungsstab zum einbringen in eine betonmatrix sowie dessen herstellungsverfahren, ein bewehrungssystem aus mehreren bewehrungsstäben sowie ein betonbauteil - Google Patents

Bewehrungsstab zum einbringen in eine betonmatrix sowie dessen herstellungsverfahren, ein bewehrungssystem aus mehreren bewehrungsstäben sowie ein betonbauteil Download PDF

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EP3610092B1
EP3610092B1 EP18719784.3A EP18719784A EP3610092B1 EP 3610092 B1 EP3610092 B1 EP 3610092B1 EP 18719784 A EP18719784 A EP 18719784A EP 3610092 B1 EP3610092 B1 EP 3610092B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reinforcing bar
indentations
filaments
reinforcing
concrete
Prior art date
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Active
Application number
EP18719784.3A
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English (en)
French (fr)
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EP3610092A1 (de
Inventor
Martin Waldmann
Steffen Rittner
Chokri Cherif
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.)
Technische Universitaet Dresden
Original Assignee
Technische Universitaet Dresden
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Publication date
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Publication of EP3610092A1 publication Critical patent/EP3610092A1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/07—Reinforcing elements of material other than metal, e.g. of glass, of plastics, or not exclusively made of metal

Definitions

  • the present invention relates to a reinforcing bar for insertion into a concrete matrix.
  • the reinforcing bar comprises at least one family of filaments running in its longitudinal extent and made of a large number of filaments, which are embedded at least in sections, preferably completely, in a plastic matrix.
  • the present invention relates to a reinforcement system, a concrete component with a plurality of reinforcement rods and/or at least one such reinforcement system, and a method for producing a reinforcement rod from at least one group of filaments embedded in a plastic matrix.
  • Reinforcing bars have been used to reinforce concrete structures for a long time. Since concrete can withstand compressive loads quite well, but due to its brittleness, among other things, has poor tensile strength, the reinforcing bars are integrated into the concrete component to absorb tensile forces. The concrete component thus has the advantages of concrete and reinforcing bars. The concrete can absorb compressive forces well, whereas the reinforcing bars can absorb tensile forces well.
  • Steel reinforcement bars have been known for a long time to reinforce concrete components. Although their use has proven itself in millions of numbers, they are very heavy due to the steel. In addition, steel rusts over time, which affects the longevity of the corresponding concrete component. The consequences are high maintenance costs or demolition and new construction work.
  • DE 10 2014 102 861 A1 shows a reinforcing bar according to the preamble of claim 1.
  • the object of the present invention is to provide a relatively light reinforcing bar with which an improvement in its anchoring in a concrete component can be realized.
  • the object is achieved by a reinforcing bar for introduction into a concrete matrix according to claim 1 and a corresponding production method according to claim 15, also by a reinforcement system made of several reinforcing bars according to claim 13 and a concrete component according to claim 14 with reinforcing bars and / or a reinforcement system with the features of independent patent claims.
  • a reinforcing bar for insertion into a concrete matrix to reinforce a concrete member is proposed.
  • the reinforcing bar can absorb tensile forces particularly well and transfer them to a foundation of the concrete component.
  • the reinforcing bar comprises at least one group of filaments running in its longitudinal extent and made of a large number of filaments, which are embedded at least in sections in a plastic matrix.
  • the plastic matrix is particularly preferably a duroplastic or a thermoplastic plastic matrix. In the case of a duroplastic, epoxy resin is a good example.
  • the filaments can also be completely embedded in the plastic matrix and connected to one another.
  • the group of filaments connected by the plastic matrix has the advantage over a steel reinforcement bar, for example, that the weight of the reinforcement bar is reduced.
  • the reinforcing bar has elevations spaced apart from one another in the longitudinal extent of the reinforcing bar and indentations spaced apart from one another in the longitudinal extent of the reinforcing bar.
  • the reinforcing bar can have a plurality of elevations spaced apart from one another along a line running in the aforementioned longitudinal extension on the bar surface. Indentations can be arranged between the elevations, so that the elevations and indentations alternate along this imaginary line. In this case, for example, the elevations rise in a radial or transverse direction of the reinforcing bar (in relation to its cross section) beyond the indentations.
  • the concrete matrix is adapted to the contour of the elevations and the indentations, with the concrete matrix in particular also filling out the indentations.
  • the concrete matrix forms, so to speak, a negative form of elevations and indentations around the reinforcing bar.
  • the tensile force is transferred from the concrete matrix to the rebar, which is better able to dissipate it.
  • the result is a self-locking of the reinforcement bar in the concrete matrix, so that tensile forces in the direction of the reinforcement bar can be excellently absorbed.
  • At least two indentations that are spaced apart in said longitudinal extent of the reinforcing bar and preferably follow one another have a different alignment in the circumferential direction of the reinforcing bar.
  • These indentations thus have a different orientation, with spaced-apart indentations being formed, for example, linearly, which are rotated about the center line in the circumferential direction of the reinforcing bar and are thus aligned in different directions. Due to the different orientations, sequences of indentations are formed, which are formed differently in different directions (seen in each case in the circumferential direction of the reinforcing bar) and can therefore be optimally matched to their self-locking use in a concrete matrix.
  • the range of possibilities in lightweight concrete construction is considerably expanded by means of the invention.
  • the invention makes it possible to realize very flat concrete parts that can nevertheless withstand tensile loads. This is of immense advantage, especially against the background of the emerging global scarcity of the raw material sand.
  • the invention makes it possible to carry out an optimized dimensioning of the concrete part reinforced by means of the reinforcing bars according to the invention and to adapt the anchoring of the reinforcing bars in the concrete part to the desired load.
  • said indentations and elevations are realized by pinching.
  • Each pinch reduces the width of the rebar (when viewed from above) in at least one direction, thereby forming the indentations.
  • the filaments of the rebar are essentially incompressible, the filaments deflect relative to each other when pinched.
  • the indentations are formed by the pinching, but also the elevations.
  • the indentations and the elevations can be formed at the same time.
  • the filaments can deviate from their originally mutually parallel position when being squeezed. Crushing can particularly and preferably cause filaments to deflect laterally, i.e. in the radial direction of the rebar. This effect is further enhanced if there is a counter-element on the side opposite the pinch. If they are squeezed, the filaments deviate to both sides and opposite lateral elevations form. The indentations and the elevations can thus in particular be arranged perpendicularly to one another. A reinforcing bar with a sequence of tetrahedral sections aligned in pairs with one another is preferably obtained in this way.
  • the filaments When squeezed from only one side, the filaments can—if no corresponding counter-element is provided—evade to the opposite side of the rod surface, so that the filaments bulge there and as a result an elevation is formed.
  • the indentation and the elevation are thus arranged radially opposite one another on the reinforcing bar.
  • the indentations and elevations can thus be formed in the rebar without weakening its tensile strength.
  • the filaments only deviate laterally, ie in the radial direction of the reinforcing bar, and remain intact without breaking in particular.
  • at least two indentations that are spaced apart in said longitudinal extent, preferably one after the other have a different orientation in the circumferential direction of the reinforcing bar. Due to the different orientations, sequences of indentations are formed, which are formed differently in different directions (each viewed in the circumferential direction of the reinforcing bar) and can therefore be optimally matched to their use in a concrete matrix.
  • said different alignment of two indentations that are spaced apart in the longitudinal extent of the reinforcing bar, in particular directly following one another is realized in that these indentations have an angular offset of greater than 0° and less than 180° to one another in the circumferential direction of the reinforcing bar.
  • at least these two indentations are arranged rotated relative to one another in the circumferential direction, ie aligned differently.
  • the indentations can be offset in the longitudinal extent of the reinforcing bar and twisted or rotated in relation to one another. In this way it can be achieved that the reinforcing bar hooks into the concrete matrix in several radial directions of the reinforcing bar and is thus better anchored in it.
  • a further indentation is arranged radially opposite one another in at least some of the indentations in the reinforcing bar.
  • all the indentations have a further indentation on the radially opposite side of the rebar, these indentations being obtained by pinching the rebar from the two said sides.
  • pairs of indentations are formed symmetrically to the center line of the reinforcing bar, ie the indentations are in particular of the same depth.
  • the reinforcing bar thus particularly preferably has a sequence of two opposing indentations.
  • the lateral deflection of the filaments also causes the elevations, which are offset by 90° to this (in the circumferential direction of the reinforcing bar).
  • the cyclic order is then: indentation-elevation-indentation-elevation.
  • the elevations and indentations are preferably distributed evenly around the circumference of the reinforcing bar.
  • An elevation and an indentation are then each offset by 90° in the circumferential direction of the reinforcing bar.
  • only a single elevation can be arranged between the two indentations if, for example, the squeezing shape prevents the filaments from being able to escape to both, in particular vertical, sides between the indentations.
  • indentations extend over the entire width of the reinforcing bar. In this way large volumes of concrete penetration can be obtained to optimize the self-locking of the rebar.
  • Indentations that follow one another in the longitudinal extent of the reinforcing bar are particularly preferably arranged separately or separately from one another or run independently of one another without merging into one another. In particular, it is preferred if the indentations do not run helically around the reinforcing bar, but are provided independently of one another and at a distance in said longitudinal extent in the reinforcing bar.
  • the indentations are particularly preferably designed to run linearly.
  • the indentations can be formed in the reinforcing bar, for example, by means of a cylindrical pinching edge of a pinching tool.
  • the shape of the indentations can be designed with the help of the shape or design of the pinch edge.
  • a linear or straight indentation or pinch can be formed by means of a straight pinch edge. As a result, the linear indentation has a straight indentation line.
  • the squeezing edge of the squeezing tool can also be bent, curved and/or arched, so that a bent, curved and/or arched indentation is formed.
  • the indentations can have a diameter that is smaller than the width of the at least one group of filaments.
  • Such indentations can preferably be squeezed into the reinforcing bar by means of a stamp-like squeezing tool.
  • the squeezing tool can also have a number of stamps, so that a number of indentations arranged next to one another in the circumferential direction can be formed.
  • the squeezing tool can then be designed in the form of a comb, for example.
  • the angular offset between indentations is between 10° and 170°, in particular between 45° and 135°, preferably 90°, in the circumferential direction.
  • the anchoring of the rebar can be improved by the angular offset, since the concrete matrix interlocks with the rebar from several radial directions.
  • the angular offset of several or all successive indentations changes to the same extent, for example by 90° in each case.
  • the angle or angular offset of successive indentations may change, for example, by 60° in each case or by other angular dimensions, which may also not be constant.
  • a pattern of consecutive indentations is repeated periodically along said longitudinal extension.
  • a pattern can include a sequence of indentations arranged one behind the other, each of which has an angular offset (greater than 0°, less than 180°) relative to one another in the circumferential direction.
  • the second indentation in the sequence can be angularly offset by 90° in the circumferential direction relative to the first indentation. This pattern is then repeated periodically along the rebar.
  • angles between the indentations of a pattern are not necessarily the same.
  • the indentation lines of the indentations have an angle of inclination of between 10° and 90° to the longitudinal extent of the reinforcing bar, ie run obliquely to the longitudinal extent of the reinforcing bar. If the indentation is a linear indentation, it will have an indentation line, which may correspond to the line where the rebar is pinched deepest to form the indentation. Due to said angle of inclination, the indentations are arranged obliquely to the longitudinal extent of the reinforcing bar, so that the indentations increase in volume and the hooking of the reinforcing bar in the concrete matrix is improved.
  • the angle of inclination of some, preferably all, indentation lines with the longitudinal extent is particularly advantageously 90°, i.e. the indentation line is oriented perpendicularly or transversely to the longitudinal extent.
  • the indentation line is oriented perpendicularly or transversely to the longitudinal extent.
  • not all indentation lines need to have the same angle of inclination.
  • the indentations are preferably arranged at a distance of between 1 mm and 50 mm from one another in the longitudinal extension.
  • the indentations can also have a distance of between 5 mm and 30 mm in the longitudinal direction.
  • the distance between two indentations is preferably between 10 and 20 mm, for example 15 mm.
  • the at least one set of filaments made of carbon fiber rovings (carbon rovings), glass fiber rovings and/or other high-performance rovings, such as Ceramic fiber rovings, quartz fiber rovings, basalt fiber rovings, boron fiber rovings, aramid fiber rovings and/or dyneema fiber rovings.
  • the rovings are already pre-impregnated filament bundles with a plastic matrix known from the prior art, so that a manufacturing process for the reinforcing bar is simplified as a result.
  • the carbon fibers and/or the glass fibers also have a good tensile strength/weight ratio.
  • the carbon fibers have a density in the range of about 1.8 g/cm 3 , the tensile strength of the filament bundle formed from them being quite comparable to that of steel (density about 7.5 g/cm 3 depending on the type of steel). With the help of the materials described here, the weight of the reinforcing bar can be significantly reduced while the tensile strength remains the same.
  • the at least one set of filaments can also comprise at least 12,000, 24,000 or at least 48,000 individual filaments. A higher number of filaments increases the tensile strength of the filament sheets and thus of the rebar.
  • an advantageous further development of the invention consists in the reinforcing bar having a plurality of indentations and elevations which are regularly spaced apart from one another in the longitudinal extent of the reinforcing bar.
  • the indentations and elevations can also be arranged at an irregular distance from one another.
  • the highest points of the elevations can preferably be arranged at a distance of between 1 mm and 100 mm from one another along the line running on the rod surface described above.
  • the distance between the highest points of the elevations can advantageously be between 5 mm and 50 mm. Such a spacing results in an advantageous interlocking between the elevations and indentations of the reinforcing bar and the enclosing concrete matrix.
  • the distance between the elevations allows the concrete matrix to flow into the area of the indentations.
  • the distance can also be selected such that this corresponds to an average diameter of gravel grains arranged in the concrete matrix.
  • the gravel grains can get caught between the elevations, so that the transmission of force from the concrete matrix to the reinforcing bar by means of the gravel grains is improved.
  • the amount or the size of the cross-sectional area of the reinforcing bar changes along its length, preferably periodically. Regions with a larger cross-sectional area correspond to the peaks, whereas regions with a smaller cross-sectional area correspond to the indentations.
  • matrix material is pressed outwards between the filaments when it is squeezed and thus reaches the surface of the reinforcing bar and is preferably removed there, for example by machine. The resulting cross-sectional area in the area of such an indentation obtained by pinching is then smaller than in non-pinched areas.
  • a non-uniform density distribution of the filaments in the plastic matrix is associated with cross-sectional areas of different sizes. In the case of a lower density, in particular spatial density, of the filaments, these are spaced farther apart overall, so that they take up a larger volume of space. The space between more loosely arranged filament sections is filled with more plastic matrix to strengthen the rebar and increase the fixation of the filaments.
  • the indentations are formed, which are preferably created by local squeezing of the at least one group of filaments. In contrast to the unpinched areas, there is less plastic matrix between the filaments. In this way, the elevations and the indentations can be formed via the internal structure, ie the distances between the filaments.
  • a reinforcing bar according to the invention is essentially formed from wedges or tetrahedrons that follow one another—directly or at a distance—along the longitudinal extent of the reinforcing bar, which wedges or tetrahedrons are formed in particular by the said squeezing process.
  • the wedges or tetrahedrons are formed by the shape of the reinforcing bar, i.e. its cross section, which preferably changes periodically in the longitudinal direction.
  • the wedges or tetrahedrons are preferably arranged in alternating directions. For example, two successive wedges or tetrahedrons can be oriented opposite to one another, with edges of two adjacent wedges or tetrahedrons meeting one another.
  • edges are preferably formed by a squeezing process.
  • the wedges or tetrahedrons therefore give the reinforcing bar a defined shape, so that the concrete component properties, in particular the reinforcing bars in the concrete matrix, can be calculated with regard to their statics.
  • the filaments fan out periodically and the mass distribution of the plastic matrix fluctuates in the longitudinal direction of the rod.
  • Said tetrahedrons can in particular be regular tetrahedrons, ie all edges of the tetrahedron are of equal length and/or all triangular faces of the tetrahedron are equal to one another. Additionally or alternatively, the tetrahedrons can also be irregular tetrahedrons, for example if at least one or more edges are longer than others.
  • the tetrahedra can in particular be arranged in such a way that the indentations mentioned above determine two opposing edges of the tetrahedron that are twisted relative to each other. As described above, two adjacent tetrahedra touch at the indentations.
  • the height of the tetrahedron measured in the longitudinal direction of the reinforcing bar between two opposing edges of a tetrahedron that are twisted or angularly offset and formed by the indentations, can be, for example, two to five times greater than the length of each of these two edges.
  • the reinforcing bar comprises at least a first and a second set of filaments.
  • the first and the second set of filaments preferably run parallel to one another in sections and are connected to one another at least in sections.
  • the second set of filaments is placed on the first set of filaments.
  • the width of the reinforcing bar (seen in plan view) in the area of at least some elevations is at least 10% greater than in the area of at least some indentations (measured in the same transverse direction of the rebar).
  • Said width of at least some, preferably all, elevations is preferably at least 20% or at least 30% or even greater than in the area of at least some indentations.
  • the filaments in a reinforcing bar according to the invention run in alternating directions, at least in sections.
  • the interstices between the filaments can be filled either only by said plastic matrix or by the plastic matrix and an additional solid.
  • the reinforcement bars are connected to the reinforcement system by means of coupling elements.
  • the coupling elements help to distribute the tensile force under the reinforcement rods of the reinforcement system, so that a tensile force acting at a point on the concrete component is distributed over a large area.
  • the reinforcement system can be designed, for example, as a reinforcement mat and/or as a reinforcement composite, with the reinforcement rods preferably being offset relative to one another in their longitudinal and transverse directions.
  • flat concrete components such as building ceilings and/or walls, can be reinforced.
  • the planar arrangement of reinforcing rods connected to one another also makes it easier in particular to handle the mats or composites before installation in a concrete part.
  • the reinforcing rods and/or the reinforcing assemblies can also be offset in a further transverse direction perpendicular to the transverse direction just mentioned.
  • the reinforcement system is not only flat, but also spatial.
  • the reinforcement system for reinforcing a corner of a building can comprise two reinforcement mats that are perpendicular or at an angle to one another. It is also possible to build 3-dimensional structures from reinforcing bars.
  • the coupling elements for two crossing reinforcing rods can advantageously include metal and/or plastic wires, sewing threads and/or an adhesive, in particular a hot-melt adhesive.
  • the metal wires can include, for example, aluminum or steel wires and are used when the coupling elements have large tensile forces between the individual to distribute reinforcing bars.
  • Plastic wires can be used when the weight of the reinforcement system is to be kept low.
  • Hot-melt adhesive is particularly preferably used, which is easy to apply and gives the reinforcement system sufficient support for easy handling before installation in a concrete component.
  • a concrete component with a plurality of reinforcing bars according to the invention and/or at least one reinforcement system according to the invention is also proposed as part of the invention.
  • the concrete component comprises a concrete matrix surrounding the rebars and/or the at least one reinforcement system, wherein the rebars and/or the at least one reinforcement system are anchored in a form-fitting manner, forming a self-locking mechanism in the concrete matrix.
  • the anchoring is formed in that the concrete matrix encloses the reinforcement bar and engages in the indentations arranged between the elevations.
  • the hardened concrete matrix interlocks with the elevations and indentations, so that the reinforcement rods and/or the at least one reinforcement system are anchored in the concrete matrix.
  • a non-positive and/or material connection can be formed between the concrete matrix and the reinforcement rods and/or the at least one reinforcement system.
  • the anchoring of the reinforcement rods and/or the at least one reinforcement system in the concrete matrix is further increased.
  • the at least one family of filaments of the rebars (and thus the rebars themselves) or at least some of the rebars of the at least one reinforcement system preferably run in the main load direction of the concrete component.
  • the tensile forces acting on the rebars and/or the at least one reinforcement system can be optimally diverted to the longitudinal extent of the filament array in order to utilize the high tensile strength of the filament array.
  • a further aspect of the invention proposes a method for producing a reinforcing bar according to the invention with at least one group of filaments embedded in a plastic matrix.
  • At least one sheet of filaments is first placed in a mold or crimping tool inserted.
  • the at least one group of filaments can also be guided through a forming or squeezing tool, so that the reinforcing bar can be produced endlessly.
  • the at least one group of filaments is particularly preferably already pre-impregnated with a duroplastic (in particular epoxy resin) or thermoplastic matrix, the group of filaments with the plastic matrix being referred to as a so-called prepreg.
  • the plastic matrix can also be introduced into the mold separately from the group of filaments. This can be done before or after introducing the filament family into the mold.
  • the plastic matrix can, for example, have a (viscous) liquid consistency, so that the plastic matrix is distributed by itself or by spreading in the mold and/or on the filament bundle.
  • the filaments of the at least one group of filaments present in the plastic matrix are formed in said mold with the application of at least pressure (in the case of a duroplastic plastic matrix) and possibly heat (in particular in the case of a thermoplastic, but possibly also a duroplastic plastic matrix).
  • at least pressure in the case of a duroplastic plastic matrix
  • heat in particular in the case of a thermoplastic, but possibly also a duroplastic plastic matrix.
  • - Or squeezing tool under formation of in the longitudinal extension of the reinforcing bar spaced apart elevations and in the longitudinal extension of the reinforcing bar spaced indentations solidified.
  • the indentations are formed in such a way that at least two indentations that are spaced apart in said longitudinal extension have a different alignment in the circumferential direction of the reinforcing bar.
  • Said filaments can also be arranged as alternating elevations and indentations along a line running longitudinally on the rod surface.
  • thermoplastic matrix In the case of a thermoplastic matrix, the supply of heat causes this matrix to crosslink and solidify, so that the shape and in particular the elevations and indentations of the reinforcing bar are retained. In the case of a duroplastic matrix, crosslinking and curing already take place at room temperature; however, heat can also be introduced to accelerate the curing process.
  • At least a first and a second filament bundle are brought together in the mold and/or through the mold in such a way that the first and the second filament bundle are arranged parallel to one another at least in sections.
  • FIG 1 shows a sectional view of a section of a reinforcing bar 1 for introduction into a concrete matrix in order to reinforce a concrete component.
  • the reinforcing bar 1 which serves to clarify the terminology used here and for general advantageous features of the invention, comprises at least one filament group 2, which is formed from a large number of filaments (not shown here) running largely parallel in the longitudinal extent X a reference number indicated plastic matrix 16 are connected to the reinforcing bar 1.
  • the plastic matrix 16 can be, for example, a duroplastic, a thermoplastic and/or an elastomeric material that holds the filaments together and permanently fixes them for the purpose of forming the reinforcing bar 1 .
  • the number of filaments of the filament sheet 2 can be, for example, in the range of at least 12,000 or even at least 48,000, with a higher number is accompanied by a higher tensile strength of the reinforcing bar 1 .
  • the at least one family of filaments 2 can advantageously be carbon fiber rovings, glass fiber rovings and/or other high-performance rovings, such as ceramic fiber rovings, quartz fiber rovings, basalt fiber rovings, boron fiber rovings, aramid fiber rovings and/or dyneema fiber rovings, comprise, said rovings comprising the endless fibers or filaments embedded in the plastic matrix.
  • Such fibers or filaments have a high tensile strength with a low weight.
  • the low weight is an advantage over steel rebars, which are significantly heavier (with comparable tensile strength) and prone to rusting.
  • the reinforcing bar 1 also has a transverse extension Y oriented perpendicularly to the longitudinal extension X.
  • the longitudinal extent X and the transverse extent Y also define a longitudinal direction X and a transverse direction Y of the reinforcing bar 1.
  • the reinforcing bar 1 In order to increase the anchoring of the reinforcing bar 1 in the concrete matrix, the reinforcing bar 1 according to the invention has elevations 3 spaced apart from one another in the longitudinal extent X and indentations 4 spaced apart from one another in the longitudinal extent X.
  • the reinforcing bar 1 can also have several lines along a line L running in the longitudinal extension X of the reinforcing bar 1 on the bar surface have spaced-apart elevations 3 and between the elevations 3 arranged indentations 4.
  • the line L running along the bar surface can follow the elevations 3 and indentations 4 and runs overall in the same direction as the center line M of the reinforcing bar 1.
  • the reinforcing bar 1 when the reinforcing bar 1 is arranged in a concrete component, its concrete matrix completely encloses the reinforcing bar 1 and thus also the elevations 3 and the indentations 4.
  • the concrete matrix is also arranged in the indentations 4 and thus forms one with the elevations 3 and the indentations 4 positive-locking connection.
  • the hardened concrete matrix interlocks in the indentations 4, so that the reinforcing bar 1 develops a resistance to displacement in relation to the concrete matrix in the direction of the longitudinal extent X.
  • self-locking of the reinforcing bar 1 according to the invention in the concrete matrix is achieved.
  • Each two adjacent elevations 3 can have a distance 5 of between 1 mm and 100 mm from one another in the longitudinal extension X.
  • the distance 5 can also be between 5 mm and 50 mm.
  • grains of gravel arranged in the concrete matrix for example, can become embedded in the indentations 4, so that these also contribute to the interlocking, i.e. self-locking, of the reinforcing bar 1 in the concrete matrix.
  • the elevations 3 and the indentations 4 alternate at periodically constant distances 5 from.
  • the distance 5 between the elevations 3 does not have to be constant over part or over the entire longitudinal extension X of the reinforcing bar 1 .
  • the reinforcing bar 1 can, for example, also have sections in which the distance 5 between the elevations 3 (or the distance between the indentations 4) is reduced or increased and/or varies, for example.
  • the elevations 3 and the indentations 4 are preferably based on an uneven density distribution of the filaments in the plastic matrix 16.
  • the filaments of the filament family 2 are arranged more loosely, with the intermediate space formed between them being filled with the plastic matrix 16.
  • the filaments are arranged more densely so that they are closer together and thus take up less space. There is less plastic matrix 16 in areas of indentations 4 than in areas of elevations 3.
  • the Figures 2a-d show a specific embodiment of the rebar 1 with elevations 3 and indentations 4.
  • the rebar 1 here has a large number of tetrahedra arranged endlessly one behind the other in the longitudinal direction, in which successive tetrahedra each have one longitudinal edge in common and a pattern of two tetrahedra each in the longitudinal extension X of the reinforcing bar 1 is repeated periodically.
  • FIG. 2a, 2b two longitudinal sections through a corresponding reinforcing bar 1, which are offset by 90° in the circumferential direction from one another, that is to say rotated by 90° about the center line M. If there is an indentation 4 in a transverse direction, there is an elevation 3 in the same longitudinal section of the reinforcing bar 1 in the transverse direction perpendicular thereto.
  • the contours of the reinforcing bar 1 are identical along two lines running on the bar surface through the elevations 3 and indentations 4 and are offset from one another by 90° in the circumferential direction, but are phase-shifted by 180° in the longitudinal direction of the reinforcing bar 1 (through the two vertical dashed lines indicated).
  • Figures 2c, 2d show the same rebar 1 made of tetrahedrons or double wedges lined up next to each other, but in a slightly perspective view.
  • Figure 2d the course of the rear and lower edges of the tetrahedron, which is actually not visible, is shown in dashed lines for illustration.
  • Figure 2e shows a perspective view of a detail of a rebar 1, which is an idealized representation of the rebar 1 of Figures 2a-2d is.
  • the dotted lines are hidden by the reinforcing bar 1.
  • the perspective view according to the Figure 2e and the following Fig. 2f is also to be understood only schematically.
  • the reinforcing bar 1 has a certain width in the areas of the elevations 3 and indentations 4 shown here, which is given by the diameter of the multiplicity of filaments of the reinforcing bar 1 .
  • the indentations 4, 4' and the elevations 3, 3' are formed by means of pinches 19a-19c, which each run perpendicular to the pinch directions E1, E2, E3.
  • pinches 19a-19c areas of the at least one group of filaments 2 that are still unpinched are pinched during the production process by applying a compressive force in the pinching direction E1, E2 or E3.
  • the pinched areas 19a-19c reduce the local diameter in the respective pinching direction E1, E2, E3 in these areas, so that the indentations 4, 4' are formed at these points.
  • the crushed areas 19a-19c along the respective crushing direction E1, E2, E3 have another effect.
  • the filaments and the plastic matrix 16 are essentially incompressible, the filaments have yielded laterally at the pinched areas 19a, 19b and 19c in relation to the respective pinching directions E1, E2 and E3.
  • the elevations 3, 3' are formed perpendicular to the indentations 4, 4'.
  • the crushing in the first crushing direction E1 causes a first crushing 19a, which forms the indentation 4 and which in the present case is aligned along the second transverse direction Y2 or in the transverse direction Y2 of the reinforcing bar 1.
  • a first crushing 19a which forms the indentation 4 and which in the present case is aligned along the second transverse direction Y2 or in the transverse direction Y2 of the reinforcing bar 1.
  • another second indentation 19b is provided by the application of force in the direction of pinching E2, which forms the indentation 4' and which is also aligned along the second transverse direction Y2 or in the transverse direction Y2 of the reinforcing bar 1.
  • the indentations 4, 4' or the pinched areas 19a, 19b are arranged on radially opposite sides of the reinforcing bar 1 and run parallel to one another and together in the transverse direction Y2. It is advantageous if the indentations 4, 4' or the constrictions 19a, 19b are pressed symmetrically and thus also equally deep into the filament sheet 2, so that their distance from the center line M is the same.
  • the indentations 4 that follow one another in the longitudinal extent X have a different alignment in the circumferential direction of the reinforcing bar 1, in the present case an alignment that is offset by 90° relative to one another.
  • the constrictions 19a, 19b also form two elevations 3, 3′, which are caused by the lateral deflection of the squeezed filaments.
  • the elevations 3, 3' are spaced apart in the second transverse direction Y2 and are oriented or aligned perpendicular to the two indentations 4, 4'.
  • the elevations 3, 3' and the indentations 4, 4' thus form a cross shape when viewed in the longitudinal extension X, the elevations 3, 3' being arranged along one arm of the cross and the indentations 4, 4' along the associated cross arm.
  • the pinched areas 19a-19c can be introduced into the reinforcing bar 1, for example, with the aid of pinching edges of a pinching tool.
  • the respective squeezing edge can, for example, be straight, so that when the compressive force is applied in the squeezing direction E1, E2 or E3, they form the pinched areas 19a-19c.
  • the pinch edges can, for example, according to the present embodiment Figure 2e Indentation lines or pinch lines L1, L2 are formed. here the two elevations 3, 3' are arranged at the two ends of the first indentation line L1.
  • the first indentation line L1 is arranged between the two indentations 4, 4'.
  • the pinch edges can also be arched, bent and/or wavy, so that correspondingly arched, bent and/or wavy indentation lines or pinch lines L1, L2 can be formed.
  • at least some of the pinched areas 19a-19c can also be realized by means of a squeezing tool that has a stamp with a diameter that is smaller than the width of the at least one filament bundle (as viewed from above). It is also possible for several such stamps to form the aforesaid squeezing tool.
  • a third indentation 4 designed as a pinch 19c is also formed by applying a compressive force in the pinching direction E3, which in addition to the indentation 4 creates two lateral elevations 3.
  • an indentation designed as a pinch is also arranged, which is arranged on the radially opposite side of the third pinch 19c. For the sake of clarity, this pinch and the associated indentation are not provided with a reference number.
  • the indentation lines L1, L2 each run perpendicularly (90°) to the longitudinal extent X of the reinforcing bar and parallel to the first or second transverse direction Y1, Y2.
  • the angle of the indentation lines L1, L2 to the longitudinal extent X can be between 10° and 90°, so that the indentation lines L1, L2 run obliquely to the said longitudinal extent X (not shown).
  • the indentations 4, 4′ and in this case also the pinched areas 19a-19c form a periodically repeating pattern.
  • the first and the second indentation 19a, 19b or the associated indentations 4, 4' with respect to the third indentation 19c or the associated indentation 4 (as well as the concealed indentation on the side radially opposite the third indentation 19c) rotated by 90 ° in the circumferential direction of the reinforcing bar 1.
  • This pattern of four indentations or indentations of two adjacent tetrahedrons T is repeated periodically in the longitudinal extension of the reinforcing bar 1 .
  • two indentations 4 that are spaced apart in the longitudinal extent X can have an angular offset in the circumferential direction of between 10° and 170° and not equal to 90°.
  • an indentation 4 is only slightly twisted or offset by an angle of 30° relative to another indentation 4 that is spaced apart in the longitudinal extent X.
  • the reinforcing bar 1 has a sequence of tetrahedrons T arranged one behind the other. Only a tetrahedron T of the reinforcing bar 1 is provided with a reference number.
  • the pattern-like, repeating tetrahedron shape is given by the alignment of indentations 4 following one another in the longitudinal extent X of the reinforcing bar 1 with an angular offset of 90° in the circumferential direction. Since the successive indentations 4 are linear, they form the opposite edges of a tetrahedron T.
  • the in Figure 2e The section of the reinforcing bar 1 shown has six tetrahedrons T, which are identical to one another. In this case, three tetrahedra T have an opposite orientation to the other three tetrahedra T, the tetrahedra T having opposite orientations in the longitudinal extension X in an alternating sequence.
  • the tetrahedron T of the present embodiment according to the Figure 2e are regular tetrahedrons T, where all four faces of each tetrahedron T are equilateral triangles and all six edges of the tetrahedron T are of equal length.
  • two consecutive indentations 4 have a distance A in the longitudinal extent X from one another.
  • This distance A can be between 1 mm and 50 mm. However, the distance can also be between 5 mm and 30 mm or between 10 mm and 20 mm. The distance between two indentations is preferably 4 15 mm.
  • the distance A corresponds to the height of the tetrahedron T.
  • Figure 2f shows a perspective view of a section of a further exemplary embodiment of the reinforcing bar 1.
  • the reinforcing bar 1 in turn has a series of a large number of tetrahedrons T, which are oriented alternately in opposite directions.
  • the two indentation lines L1 and L2 have the same length.
  • the four edges of each tetrahedron T connecting the two indentation lines L1 and L2 are longer than the two indentation lines L1 and L2. These four edges have the same length as each other.
  • the tetrahedra T are consequently irregular tetrahedra.
  • the four edges that connect the two indentation lines L1, L2 to one another can have different lengths.
  • the indentations 4 which follow one another in said longitudinal extent X are arranged separately from one another. They do not merge into one another and are not arranged helically around the rebar 1 .
  • figure 3 shows an embodiment of a reinforcement system 17 in the form of a reinforcement mat.
  • the reinforcement system 17 has a multiplicity of reinforcement rods 1 which run parallel and perpendicular to one another and are connected in the form of a lattice by means of coupling elements 18 .
  • the reinforcing bars 1 can also run at an angle to one another, for example at an angle of 45° (not shown).
  • the coupling elements 18 can according to the embodiment of figure 3 be formed, for example, as metal and / or plastic wires and / or sewing threads that connect the individual reinforcing bars 1.
  • a hot-melt adhesive is used as the coupling element 18, as is shown in 3 is indicated.
  • a building wall or a building ceiling made of concrete, for example, can be reinforced with the aid of the here two-dimensional reinforcement system 17 .

Landscapes

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bewehrungsstab zum Einbringen in eine Betonmatrix. Der Bewehrungsstab umfasst mindestens eine in seiner Längserstreckung verlaufende Filamentschar aus einer Vielzahl von Filamenten, die zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, in einer Kunststoffmatrix eingebettet sind.
  • Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Bewehrungssystem, ein Betonbauteil mit mehreren Bewehrungsstäben und/oder mindestens einem solchen Bewehrungssystem sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Bewehrungsstabs aus zumindest einer in einer Kunststoffmatrix eingebetteten Filamentschar.
  • Bewehrungsstäbe werden bereits seit langer Zeit zur Verstärkung von Betonbauteilen eingesetzt. Da Beton zwar recht gut auf Druck belastet werden kann, aber unter anderem durch seine Sprödigkeit eine eher schlechte Belastbarkeit auf Zug aufweist, sind zur Zugkraftaufnahme die Bewehrungsstäbe in das Betonbauteil integriert. Das Betonbauteil weist dadurch die Vorteile des Betons sowie der Bewehrungsstäbe auf. Der Beton kann gut Druckkräfte aufnehmen, wohingegen die Bewehrungsstäbe gut Zugkräfte aufnehmen können.
  • Zur Verstärkung von Betonbauteilen sind seit langem Stahlbewehrungsstäbe bekannt. Zwar hat sich deren Einsatz in millionenfacher Zahl bewährt, sie weisen allerdings durch den Stahl ein hohes Gewicht auf. Zudem rostet Stahl mit der Zeit, worunter die Langlebigkeit des entsprechenden Betonbauteils leidet. Die Folge sind hohe Instanthaltungskosten bzw. Abriss- und Neubauarbeiten.
  • Bewehrungsstäbe zur Verstärkung von Betonbauteilen aus homogen strangförmigen Filamentscharen aus beispielsweise Kohlenstoff (Carbon), die in einer Kunststoffmatrix eingebettet sind, sind ebenfalls diskutiert und zum Teil schon in Bauwerken eingesetzt worden. Allerdings ist deren Verankerung in der Betonmatrix eines Betonbauteils nur unzureichend, weshalb sich derartige Bewehrungsstäbe bis jetzt nicht durchgesetzt haben.
  • DE 10 2014 102 861 A1 zeigt einen Bewehrungsstab gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen relativ leichten Bewehrungsstab zur Verfügung zu stellen, mit dem eine Verbesserung seiner Verankerung in einem Betonbauteil realisiert werden kann.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch einen Bewehrungsstab zum Einbringen in eine Betonmatrix gemäß Anspruch 1 sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 15, außerdem durch ein Bewehrungssystem aus mehreren Bewehrungsstäben gemäß Anspruch 13 und ein Betonbauteil gemäß Anspruch 14 mit Bewehrungsstäben und/oder einem Bewehrungssystem mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
  • Vorgeschlagen wird ein Bewehrungsstab zum Einbringen in eine Betonmatrix, um ein Betonbauteil zu verstärken. Der Bewehrungsstab kann besonders gut Zugkräfte aufnehmen und auf ein Fundament des Betonbauteils übertragen. Der Bewehrungsstab umfasst mindestens eine in seiner Längserstreckung verlaufende Filamentschar aus einer Vielzahl von Filamenten, die zumindest abschnittsweise in einer Kunststoffmatrix eingebettet sind. Die Kunststoffmatrix ist besonders bevorzugt eine duroplastische oder eine thermoplastische Kunststoffmatrix. Im Falle eines Duroplasten bietet sich beispielsweise Epoxidharz an. Weiterführend können die Filamente auch vollständig in der Kunststoffmatrix eingebettet und miteinander verbunden sein. Die durch die Kunststoffmatrix verbundene Filamentschar weist beispielsweise gegenüber einem Stahlbewehrungsstab den Vorteil auf, dass das Gewicht des Bewehrungsstabs verringert ist.
  • Um eine Verankerung des Bewehrungsstabs in dem Betonbauteil zu verbessern, weist der Bewehrungsstab voneinander in Längserstreckung des Bewehrungsstabs beabstandete Erhebungen und voneinander in Längserstreckung des Bewehrungsstabs beabstandete Einbuchtungen auf.
  • Weiterhin kann der Bewehrungsstab entlang einer in oben besagter Längserstreckung an der Staboberfläche verlaufenden Linie mehrere voneinander beabstandete Erhebungen aufweisen. Zwischen den Erhebungen können Einbuchtungen angeordnet sein, so dass sich entlang dieser fiktiven Linie die Erhebungen und die Einbuchtungen abwechseln. Dabei erheben sich beispielsweise die Erhebungen in einer Radial- bzw. Querrichtung des Bewehrungsstabs (in Bezug auf dessen Querschnitt) über die Einbuchtungen hinweg.
  • Ist der Bewehrungsstab im Betonbauteil angeordnet und somit von der Betonmatrix vorzugsweise vollständig umschlossen, ist die Betonmatrix der Kontur der Erhebungen und der Einbuchtungen angepasst, wobei die Betonmatrix insbesondere ebenfalls die Einbuchtungen ausfüllt. Die Betonmatrix bildet sozusagen um den Bewehrungsstab eine Negativform der Erhebungen und Einbuchtungen. Nach dem Aushärten der Betonmatrix sind infolgedessen die Erhebungen und Einbuchtungen des Bewehrungsstabs mit der umgebenden Betonmatrix verzahnt, so dass eine Zugkraft in Längserstreckung des Bewehrungsstabs zwischen der Betonmatrix und dem Bewehrungsstab ausgetauscht werden kann. Insbesondere wird die Zugkraft von der Betonmatrix auf den Bewehrungsstab übertragen, der diese besser ableiten kann. Es resultiert eine Selbsthemmung des Bewehrungsstabs in der Betonmatrix, so dass Zugkräfte in Richtung des Bewehrungsstabs hervorragend aufgenommen werden können.
  • Erfindungsgemäß weisen mindestens zwei in besagter Längserstreckung des Bewehrungsstabs beabstandete, vorzugsweise direkt aufeinander folgende, Einbuchtungen eine unterschiedliche Ausrichtung in Umfangsrichtung des Bewehrungsstabs auf. Diese Einbuchtungen weisen somit eine andere Orientierung auf, wobei beabstandete Einbuchtungen beispielsweise linear ausgebildet sind, die um die Mittellinie in Umfangsrichtung des Bewehrungsstabs gedreht und somit in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind. Durch die verschiedenen Orientierungen werden Abfolgen von Einbuchtungen ausgebildet, die in unterschiedlichen Richtungen (jeweils in Umfangsrichtung des Bewehrungsstabs gesehen) unterschiedlich ausgebildet sind und somit optimal auf ihren selbsthemmenden Einsatz in einer Betonmatrix abgestimmt werden können.
  • Mittels der Erfindung wird unter anderem die Bandbreite der Möglichkeiten im Betonleichtbau erheblich erweitert. Insbesondere wird es mittels der Erfindung ermöglicht, sehr flache und dennoch zugbelastbare Betonteile zu realisieren. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund der sich abzeichnenden weltweiten Knappheit des Rohstoffs Sand von immensem Vorteil. Die Erfindung erlaubt es, eine optimierte Dimensionierung des mittels der erfindungsgemäßen Bewehrungsstäbe verstärkten Betonteils vorzunehmen und die Verankerung der Bewehrungsstäbe in dem Betonteil auf die gewünschte Belastung anzupassen.
  • Erfindungsgemäß sind die besagten Einbuchtungen und Erhebungen durch Einquetschungen realisiert. Jede Einquetschung verringert die Breite des Bewehrungsstabs (in Draufsicht auf diesen) zumindest in einer Richtung, so dass auf diese Weise die Einbuchtungen ausgebildet sind. Da die Filamente des Bewehrungsstabs im Wesentlichen inkompressibel sind, weichen die Filamente beim Einquetschen relativ zueinander aus. Durch die Einquetschungen bilden sich infolgedessen nicht nur die Einbuchtungen aus, sondern auch die Erhebungen. Dies ist auch vorteilhaft in Hinblick auf ein Herstellungsverfahren des Bewehrungsstabs. Mit Hilfe der Einquetschungen können die Einbuchtungen und gleichzeitig die Erhebungen ausgebildet werden.
  • Wie beschrieben, können die Filamente beim Einquetschen aus ihrer ursprünglich zueinander parallelen Lage ausweichen. Eine Einquetschung kann insbesondere und bevorzugt bewirken, dass Filamente seitlich ausweisen, d.h. in Radialrichtung des Bewehrungsstabs. Dieser Effekt wird noch verstärkt, wenn ein Gegenelement auf der der Einquetschung gegenüberliegenden Seite vorhanden ist. Bei einem Einquetschen weichen die Filamente zu beiden Seiten aus und es bilden sich gegenüberliegende seitliche Erhebungen aus. Die Einbuchtungen und die Erhebungen können somit insbesondere senkrecht zueinander angeordnet sein. Es wird hierbei vorzugsweise ein Bewehrungsstab mit einer Abfolge von paarweise zueinander ausgerichteten tetraederförmigen Abschnitten erhalten.
  • Beim Einquetschen von nur einer Seite können die Filamente - wenn kein entsprechendes Gegenelement vorgesehen ist - auf die gegenüberliegende Seite der Staboberfläche ausweichen, so dass sich dort die Filamente ausbeulen und aufgrund dessen eine Erhebung ausgebildet ist. Die Einbuchtung und die Erhebung sind somit radial gegenüberliegend am Bewehrungsstab angeordnet.
  • Durch die Einquetschungen können somit die Einbuchtungen und die Erhebungen im Bewehrungsstab ausgebildet werden, ohne seine Zugfestigkeit zu schwächen. Durch die Einquetschungen, wenn ein gegenüberliegendes Gegenelement vorhanden ist, weichen die Filamente lediglich seitlich, d.h. in Radialrichtung des Bewehrungsstabs, aus und bleiben weiterhin intakt, ohne insbesondere zu brechen. Bevorzugt weisen mindestens zwei in besagter Längserstreckung beabstandete, vorzugsweise aufeinanderfolgende, Einquetschungen eine unterschiedliche Ausrichtung in Umfangsrichtung des Bewehrungsstabs auf. Durch die verschiedenen Orientierungen werden Abfolgen von Einquetschungen ausgebildet, die in unterschiedlichen Richtungen (jeweils in Umfangsrichtung des Bewehrungsstabs gesehen) unterschiedlich ausgebildet sind und somit optimal auf ihren Einsatz in einer Betonmatrix abgestimmt werden können.
  • Es ist besonders bevorzugt, dass die besagte unterschiedliche Ausrichtung zweier in Längserstreckung des Bewehrungsstabs beabstandeter, insbesondere direkt aufeinander folgender, Einbuchtungen dadurch realisiert wird, dass diese Einbuchtungen in Umfangsrichtung des Bewehrungsstabs einen Winkelversatz von größer 0° und kleiner 180° zueinander aufweisen. Mit anderen Worten sind zumindest diese beiden Einbuchtungen zueinander in Umfangsrichtung verdreht angeordnet, also unterschiedlich ausgerichtet. Die Einbuchtungen können hierbei in Längserstreckung des Bewehrungsstabs versetzt und gegeneinander verdreht bzw. gedreht angeordnet sein. Dadurch kann erreicht werden, dass sich der Bewehrungsstab in mehreren radialen Richtungen des Bewehrungsstabs mit der Betonmatrix verhakt und somit besser in dieser verankert ist.
  • Von Vorteil ist es, wenn bei zumindest einem Teil der Einbuchtungen im Bewehrungsstab radial gegenüberliegend eine weitere Einbuchtung angeordnet ist. Vorzugsweise weisen alle Einbuchtungen auf der radial gegenüberliegenden Seite des Bewehrungsstabs eine weitere Einbuchtung auf, wobei diese Einbuchtungen durch Einquetschen des Bewehrungsstabs von den beiden besagten Seiten realisiert werden. Gleichfalls ist es bevorzugt, dass solche Paare von Einbuchtungen symmetrisch zur Mittellinie des Bewehrungsstabs ausgebildet sind, also die Einbuchtungen insbesondere gleich tief sind. Der Bewehrungsstab weist somit besonders bevorzugt eine Abfolge von jeweils zwei sich gegenüberliegenden Einbuchtungen auf. Durch die beiden Einbuchtungen entstehen durch seitliches Ausweichen der Filamente auch die um 90° hierzu (in Umfangsrichtung des Bewehrungsstabs) versetzten Erhebungen. In Umfangsrichtung des Bewehrungsstabs ist die zyklische Reihenfolge dann: Einbuchtung-Erhebung-Einbuchtung-Erhebung. Dabei sind die Erhebungen und Einbuchtungen vorzugsweise gleichmäßig um den Umfang des Bewehrungsstabs verteilt. Eine Erhebung und eine Einbuchtung sind dann jeweils um 90° in Umfangsrichtung des Bewehrungsstabs versetzt.
  • Dadurch kann die Verankerung des Bewehrungsstabs in der umgebenden Betonmatrix verbessert werden.
  • Es kann aber gemäß einer Alternative auch nur eine einzige Erhebung zwischen den beiden Einbuchtungen angeordnet sein, wenn beispielsweise durch die Quetschform verhindert ist, dass die Filamente zu beiden, insbesondere senkrechten, Seiten zwischen den Einbuchtungen ausweichen können.
  • Es ist besonders vorteilhaft, wenn sich die Einbuchtungen über die gesamte Breite des Bewehrungsstabs erstrecken. Auf diese Weise lassen sich große Volumina zum Eindringen von Beton zur Optimierung der Selbsthemmung des Bewehrungsstabs erhalten.
  • Besonders bevorzugt sind in Längserstreckung des Bewehrungsstabs aufeinander folgende Einbuchtungen separat bzw. getrennt voneinander angeordnet bzw. verlaufen unabhängig voneinander, ohne dass sie ineinander übergehen. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Einbuchtungen nicht wendelartig umlaufend um den Bewehrungsstab herum verlaufen, sondern unabhängig voneinander und mit Abstand in besagter Längserstreckung im Bewehrungsstab vorgesehen sind.
  • Besonders bevorzugt sind die Einbuchtungen linear verlaufend ausgebildet. Die Einbuchtungen können beispielsweise mittels einer zylinderförmigen Quetschkante eines Quetschwerkzeugs im Bewehrungsstab ausgebildet werden. Generell kann mit Hilfe der Form bzw. Gestaltung der Quetschkante die Form der Einbuchtungen gestaltet werden. Mittels einer geradlinigen Quetschkante kann insbesondere eine lineare bzw. eine gerade Einbuchtung bzw. Einquetschung ausgebildet werden. Die lineare Einbuchtung weist infolgedessen eine gerade Einbuchtungslinie auf.
  • Die Quetschkante des Quetschwerkzeugs kann aber auch alternativ gebogen, gekrümmt und/oder gewölbt sein, so dass eine gebogene, gekrümmte und/oder gewölbte Einbuchtung ausgebildet ist.
  • Zusätzlich oder alternativ können die Einbuchtungen einen Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als die Breite der mindestens einen Filamentschar. Derartige Einbuchtungen können vorzugsweise mittels eines stempelartigen Quetschwerkzeugs in den Bewehrungsstab eingequetscht sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Quetschwerkzeug auch mehrere Stempel aufweisen, so dass mehrere in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Einbuchtungen ausbildbar sind. Das Quetschwerkzeug kann dann beispielsweise kammförmig ausgebildet sein.
  • Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Winkelversatz zwischen Einbuchtungen, vorzugsweise in Form von linear verlaufenden Einbuchtungen, in Umfangsrichtung zwischen 10° und 170°, insbesondere zwischen 45° und 135°, vorzugsweise 90°, beträgt. Durch den Winkelversatz kann die Verankerung des Bewehrungsstabs verbessert werden, da sich die Betonmatrix von mehreren radialen Richtungen mit dem Bewehrungsstab verhakt.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Winkelversatz von mehreren oder allen aufeinander folgenden Einbuchtungen sich in gleichem Maße ändert, beispielsweise jeweils um 90°. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, dass sich der Winkel bzw. Winkelversatz von aufeinander folgenden Einbuchtungen beispielsweise um jeweils 60° oder um andere, ggf. auch nicht konstante, Winkelmaße verändert.
  • Von Vorteil kann es auch sein, wenn sich ein Muster von aufeinander folgenden Einbuchtungen entlang der besagten Längserstreckung periodisch wiederholt. Ein Muster kann dabei eine hintereinander angeordnete Folge von Einbuchtungen umfassen, die jeweils zueinander einen Winkelversatz (größer 0°, kleiner 180°) in Umfangsrichtung zueinander aufweisen. Beispielsweise kann die in der Reihenfolge zweite Einbuchtung um 90° in Umfangsrichtung zur ersten Einbuchtung winkelversetzt sein. Dieses Muster wiederholt sich dann periodisch entlang des Bewehrungsstabes.
  • Die Winkel zwischen den Einbuchtungen eines Musters sind allerdings nicht zwangsläufig gleich.
  • Von Vorteil ist es, wenn die Einbuchtungslinien der Einbuchtungen zur Längserstreckung des Bewehrungsstabs einen Neigungswinkel zwischen 10° und 90° aufweisen, also schräg zur Längserstreckung des Bewehrungsstabs verlaufen. Ist die Einbuchtung eine lineare Einbuchtung, weist diese eine Einbuchtungslinie auf, welche der Linie entsprechen kann, an dem der Bewehrungsstab zur Ausbildung der Einbuchtung am tiefsten eingequetscht ist. Durch den besagten Neigungswinkel sind die Einbuchtungen schräg zur Längserstreckung des Bewehrungsstabs angeordnet, so dass sich die Einbuchtungen volumenmäßig vergrößern und das Verhaken des Bewehrungsstabs in der Betonmatrix verbessert ist.
  • Besonders vorteilhaft beträgt der Neigungswinkel einiger, vorzugsweise aller, Einbuchtungslinien mit der Längserstreckung 90°, d.h. die Einbuchtungslinie ist senkrecht bzw. quer zur Längserstreckung orientiert. Allerdings müssen nicht alle Einbuchtungslinien den gleichen Neigungswinkel aufweisen.
  • Weiterhin sind die Einbuchtungen in Längserstreckung vorzugsweise in einem Abstand zwischen 1 mm und 50 mm zueinander angeordnet. Die Einbuchtungen können auch einen Abstand zwischen 5 mm und 30 mm in Längserstreckung aufweisen. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen zwei Einbuchtungen zwischen 10 und 20 mm, beispielsweise 15 mm.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist es, wenn die mindestens eine Filamentschar aus Kohlenstofffaser-Rovings (Carbon-Rovings), Glasfaser-Rovings und/oder anderen Hochleistungs-Rovings, wie beispielsweise Keramikfaser-Rovings, Quarzfaser-Rovings, Basaltfaser-Rovings, Borfaser-Rovings, Aramidfaser-Rovings und/oder Dyneemafaser-Rovings, ausgebildet ist. Die Rovings sind bereits mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Kunststoffmatrix vorgetränkte Filamentschare, so dass dadurch ein Herstellungsprozess des Bewehrungsstabs vereinfacht ist. Die Kohlenstofffasern und/oder die Glasfasern weisen des Weiteren ein gutes Zugfestigkeits/Gewichtsverhältnis auf. Beispielsweise weisen die Kohlenstofffasern eine Dichte im Bereich von etwa 1,8 g/cm3 auf, wobei die Zugfestigkeit der daraus gebildeten Filamentschar durchaus mit der von Stahl (Dichte je nach Art des Stahls etwa 7,5 g/cm3) vergleichbar ist. Dadurch kann mit Hilfe der hier beschriebenen Materialien das Gewicht des Bewehrungsstabs bei gleichbleibender Zugfestigkeit deutlich reduziert werden.
  • Die zumindest eine Filamentschar kann außerdem mindestens 12.000, 24.000 oder mindestens 48.000 einzelne Filamente umfassen. Mittels einer höheren Filamentzahl wird die Zugfestigkeit der Filamentscharen und somit des Bewehrungsstabs erhöht.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Bewehrungsstab mehrere regelmäßig voneinander in Längserstreckung des Bewehrungsstabs beabstandete Einbuchtungen und Erhebungen aufweist. Alternativ können die Einbuchtungen und Erhebungen voneinander auch unregelmäßig beabstandet angeordnet sein. In beiden Fällen können die höchsten Stellen der Erhebungen zueinander entlang der oben beschriebenen an der Staboberfläche verlaufenden Linie vorzugsweise in einem Abstand zwischen 1 mm und 100 mm angeordnet sein. Der Abstand der höchsten Stellen der Erhebungen kann vorteilhafterweise zwischen 5 mm und 50 mm liegen. Durch einen derartigen Abstand ist eine vorteilhafte Verzahnung zwischen den Erhebungen und Einbuchtungen des Bewehrungsstabs und der umschließenden Betonmatrix gegeben. Durch den Abstand kann die Betonmatrix zwischen die Erhebungen in den Bereich der Einbuchtungen einflie-ßen. Beispielsweise kann der Abstand auch derart gewählt werden, dass dieser einem mittleren Durchmesser von in der Betonmatrix angeordneten Kieskörner entspricht. Dadurch können sich die Kieskörner zwischen den Erhebungen verhaken, so dass die Kraftübertragung von der Betonmatrix mittels der Kieskörner auf den Bewehrungsstab verbessert ist.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich der Betrag bzw. die Größe der Querschnittsfläche des Bewehrungsstabs entlang seiner Längserstreckung ändert, vorzugsweise periodisch. Bereiche mit einer größeren Querschnittsfläche entsprechen den Erhebungen, wohingegen Bereiche mit einer geringeren Querschnittsfläche den Einbuchtungen entsprechen. Im Falle mindestens einer in einer Kunststoffmatrix eingebetteten Filamentschar wird Matrixmaterial bei einem Einquetschen zwischen den Filamenten hindurch nach außen gepresst und gelangt somit an die Oberfläche des Bewehrungsstabs und wird dort vorzugsweise entfernt, beispielsweise maschinell. Die resultierende Querschnittsfläche im Bereich einer solchen durch Einquetschung erhaltenen Einbuchtung ist dann kleiner als in nicht eingequetschten Bereichen.
  • Mit unterschiedlich großen Querschnittsflächen hängt eine ungleichmäßige Dichteverteilung der Filamente in der Kunststoffmatrix zusammen. Bei einer geringeren Dichte, insbesondere Raumdichte, der Filamente sind diese insgesamt weiter voneinander beabstandet, so dass diese ein größeres Raumvolumen beanspruchen. Der Raum zwischen lockerer angeordneten Filamentabschnitten ist zur Verfestigung des Bewehrungsstabs mit mehr Kunststoffmatrix ausgefüllt und erhöht die Fixierung der Filamente.
  • In den Bereichen des Bewehrungsstabs mit höherer Dichte sind die Einbuchtungen ausgebildet, die vorzugsweise durch lokales Einquetschen der mindestens einen Filamentschar entstehen. Im Gegensatz zu den nicht eingequetschten Bereichen ist weniger Kunststoffmatrix zwischen den Filamenten vorhanden. Auf diese Weise können die Erhebungen und die Einbuchtungen über die interne Struktur, d.h. den Abständen der Filamente untereinander, ausgebildet werden.
  • Vorteilhaft ist es des Weiteren, wenn ein erfindungsgemäßer Bewehrungsstab im Wesentlichen aus entlang der Längserstreckung des Bewehrungsstabs - unmittelbar oder mit Abstand - aufeinander folgenden Keilen oder Tetraedern ausgebildet ist, welche insbesondere durch den besagten Einquetschvorgang entstehen. Die Keile bzw. Tetraeder werden hierbei durch die Form des Bewehrungsstabs, d.h. dessen sich in Längsrichtung vorzugsweise periodisch ändernden Querschnitts, ausgebildet. Die Keile bzw. Tetraeder sind hierbei vorzugsweise in wechselnder Richtung angeordnet. Beispielsweise können jeweils zwei aufeinander folgende Keile bzw. Tetraeder entgegengesetzt zueinander orientiert sein, wobei Kanten zweier benachbarter Keile bzw. Tetraeder aufeinander treffen. Diese Kanten werden vorzugsweise durch einen Einquetschvorgang ausgebildet. Eine sich anschließende in Umfangsrichtung um einen Winkel, vorzugsweise von 90°, versetzte Einbuchtung, ebenfalls bevorzugt durch lokales Einquetschen der mindestens einen Filamentschar, erzeugt eine um diesen Winkel gedrehte Kante des Tetraeders, welche dann vorzugsweise die Kante eines weiteren Tetraeders bildet. Durch die Keile bzw. Tetraeder ist somit eine definierte Form des Bewehrungsstabs gegeben, so dass die Betonbauteileigenschaften, insbesondere der Bewehrungsstäbe in der Betonmatrix, hinsichtlich ihrer Statik berechenbar sind.
  • Aufgrund der Keile bzw. Tetraeder kommt es zu einer periodisch aufgefächerten Anordnung der Filamente und zu einer in Längsrichtung des Stabes schwankenden Masseverteilung der Kunststoffmatrix.
  • Die besagten Tetraeder können insbesondere regelmäßige Tetraeder sein, d.h. alle Kanten des Tetraeders sind gleich lang und/oder alle Dreieckflächen des Tetraeders sind gleich zueinander. Zusätzlich oder alternativ können die Tetraeder auch unregelmäßige Tetraeder sein, wenn beispielsweise zumindest eine oder mehrere Kanten länger sind als andere. Die Tetraeder können insbesondere derart angeordnet sein, dass die oben genannten Einbuchtungen zwei sich gegenüberliegende, verdreht zueinander angeordnete Kanten des Tetraeders bestimmen. Wie oben beschrieben, berühren sich zwei benachbarte Tetraeder an den Einbuchtungen.
  • Ferner kann die Höhe der Tetraeder, gemessen in Längsrichtung des Bewehrungsstabs zwischen zwei sich gegenüberliegenden, zueinander verdrehten bzw. winkelversetzten und durch die Einbuchtungen ausgebildeten Kanten eines Tetraeders, beispielsweise zwei bis fünfmal größer sein als die Länge jeder dieser beiden Kanten.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist es, wenn der Bewehrungsstab zumindest eine erste und eine zweite Filamentschar umfasst. Die erste und die zweite Filamentschar verlaufen vorzugsweise abschnittsweise parallel zueinander und sind zumindest abschnittsweise miteinander verbunden. Beispielsweise ist die zweite Filamentschar auf die erste Filamentschar aufgelegt.
  • Um eine ausreichende Verzahnung der Betonmatrix in den zwischen den Erhebungen angeordneten Einbuchtungen zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn die Breite des Bewehrungsstabs (in Draufsicht gesehen) im Bereich zumindest einiger Erhebungen mindestens 10% größer ist als im Bereich zumindest einiger Einbuchtungen (gemessen in der gleichen Querrichtung des Bewehrungsstabs). Die besagte Breite zumindest einiger, vorzugsweise aller, Erhebungen ist vorzugsweise um mindestens 20% oder um mindestens 30% oder noch größer als im Bereich zumindest einiger Einbuchtungen.
  • Gemäß der Erfindung verlaufen die Filamente in einem erfindungsgemäßen Bewehrungsstab zumindest streckenweise in wechselnden Richtungen. Die Zwischenräume zwischen den Filamenten können hierbei entweder nur durch die besagte Kunststoffmatrix oder durch die Kunststoffmatrix und einen zusätzlichen Festkörper ausgefüllt sein.
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Bewehrungssystem aus mehreren erfindungsgemäßen Bewehrungsstäben vorgeschlagen.
  • Die Bewehrungsstäbe sind mittels Koppelelementen zum Bewehrungssystem verbunden. Die Koppelelemente helfen, die Zugkraft unter den Bewehrungsstäben des Bewehrungssystems zu verteilen, so dass eine punktuell auf das Betonbauteil einwirkende Zugkraft großflächig verteilt wird.
  • Das Bewehrungssystem kann beispielsweise als Bewehrungsmatte und/oder als Bewehrungsverbund ausgebildet sein, wobei die Bewehrungsstäbe vorzugsweise zueinander in ihrer Längsrichtung und Querrichtung versetzt sind. Hierdurch können flächige Betonbauteile, wie beispielsweise Gebäudedecken und/oder -wände verstärkt werden. Die flächige Anordnung miteinander verbundener Bewehrungsstäbe erleichtert insbesondere auch die Handhabung der Matten bzw. Verbünde vor dem Einbau in ein Betonteil.
  • Zusätzlich oder alternativ können die Bewehrungsstäbe und/oder die Bewehrungsverbünde auch in eine weitere, zur gerade genannten Querrichtung senkrechte Querrichtung versetzt angeordnet werden. Hierbei ist das Bewehrungssystem nicht nur flächig, sondern auch räumlich ausgebildet. Beispielsweise kann das Bewehrungssystem zur Verstärkung einer Gebäudeecke zwei senkrecht oder winklig zueinander stehende Bewehrungsmatten umfassen. Auch ist es möglich, 3-dimensionale Strukturen aus Bewehrungsstäben aufzubauen.
  • Die Koppelelemente für zwei sich kreuzende Bewehrungsstäbe können vorteilhafterweise Metall- und/oder Kunststoffdrähte, Nähfäden und/oder ein Klebemittel, insbesondere Schmelzkleber, umfassen. Die Metalldrähte können beispielsweise Aluminium- oder Stahldrähte umfassen und dann eingesetzt werden, wenn die Koppelelemente große Zugkräfte zwischen den einzelnen Bewehrungsstäben verteilen sollen. Kunststoffdrähte können dann eingesetzt werden, wenn das Gewicht des Bewehrungssystems gering gehalten werden soll.
  • Besonders bevorzugt wird Schmelzkleber verwendet, der einfach aufzubringen ist und dem Bewehrungssystem genügenden Halt gibt für ein einfaches Handling vor dem Einbau in ein Betonbauteil.
  • Als Teil der Erfindung wird ebenfalls ein Betonbauteil mit mehreren erfindungsgemäßen Bewehrungsstäben und/oder mindestens einem erfindungsgemäßen Bewehrungssystem vorgeschlagen.
  • Das Betonbauteil umfasst eine die Bewehrungsstäbe und/oder das mindestens eine Bewehrungssystem umgebende Betonmatrix, wobei die Bewehrungsstäbe und/oder das mindestens eine Bewehrungssystem formschlüssig unter Ausbildung einer Selbsthemmung in der Betonmatrix verankert sind. Die Verankerung wird dadurch ausgebildet, dass die Betonmatrix den Bewehrungsstab umschließt und in die zwischen den Erhebungen angeordneten Einbuchtungen eingreift. Die ausgehärtete Betonmatrix verzahnt sich infolgedessen mit den Erhebungen und Einbuchtungen, so dass die Bewehrungsstäbe und/oder das mindestens eine Bewehrungssystem in der Betonmatrix verankert sind.
  • Zusätzlich kann zwischen der Betonmatrix und den Bewehrungsstäben und/oder dem mindestens einen Bewehrungssystem ein Kraft- und/oder Stoffschluss ausgebildet sein. Dadurch ist die Verankerung der Bewehrungsstäbe und/oder des mindestens einen Bewehrungssystems in der Betonmatrix weiter erhöht.
  • Die mindestens eine Filamentschar der Bewehrungsstäbe (und somit die Bewehrungsstäbe selbst) bzw. zumindest ein Teil der Bewehrungsstäbe des mindestens einen Bewehrungssystems verlaufen vorzugsweise in Hauptbelastungsrichtung des Betonbauteils. Dadurch können die auf die Bewehrungsstäbe und/oder das mindestens eine Bewehrungssystem wirkenden Zugkräfte optimal auf die Längserstreckung der Filamentschar abgeleitet werden, um die hohe Zugbelastbarkeit der Filamentschar auszunutzen. Vorgeschlagen wird in einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Bewehrungsstabs mit zumindest einer in einer Kunststoffmatrix eingebetteten Filamentschar.
  • Bei dem Verfahren wird zuerst mindestens eine Filamentschar in ein die Erhebungen und Einbuchtungen erzeugendes Form-bzw. Quetschwerkzeug eingelegt. Zusätzlich oder alternativ kann die mindestens eine Filamentschar auch durch ein Form- bzw. Quetschwerkzeug hindurchgeführt werden, so dass eine endlose Herstellung des Bewehrungsstabs erfolgen kann. Besonders bevorzugt ist die mindestens eine Filamentschar bereits mit einer duroplastischen (insbesondere Epoxidharz) oder thermoplastischen Kunststoffmatrix vorimprägniert, wobei die Filamentschar mit der Kunststoffmatrix als sogenanntes Prepreg bezeichnet wird.
  • Alternativ kann auch die Kunststoffmatrix gesondert von der Filamentschar in das Formwerkzeug eingebracht werden. Dies kann vor oder nach dem Einbringen der Filamentschar in das Formwerkzeug geschehen. Die Kunststoffmatrix kann beispielsweise eine (zäh-)flüssige Konsistenz aufweisen, so dass die Kunststoffmatrix von alleine oder durch Verstreichen in dem Formwerkzeug und/oder auf der Filamentschar verteilt wird.
  • In einem weiteren Schritt werden die in der Kunststoffmatrix vorliegenden Filamente der mindestens einen Filamentschar unter Aufbringen von zumindest Druck (im Falle einer duroplastischen Kunststoffmatrix) und ggf. Wärme (insbesondere im Falle einer thermoplastischen, aber ggf. auch einer duroplastischen Kunststoffmatrix) in dem besagten Form- bzw. Quetschwerkzeug unter Ausbildung von in Längserstreckung des Bewehrungsstabs voneinander beabstandeten Erhebungen und von in Längserstreckung des Bewehrungsstabs voneinander beabstandeten Einbuchtungen verfestigt. Die Einbuchtungen werden dabei derart ausgebildet, dass mindestens zwei in besagter Längserstreckung beabstandete Einbuchtungen eine unterschiedliche Ausrichtung in Umfangsrichtung des Bewehrungsstabs aufweisen.
  • Die besagten Filamente können auch als sich abwechselnde Erhebungen und Einbuchtungen entlang einer in Längserstreckung an der Staboberfläche verlaufenden Linie angeordnet sein.
  • Durch die Wärmezufuhr im Falle einer thermoplastischen Kunststoffmatrix vernetzt sich diese und erstarrt, so dass die Form und insbesondere die Erhebungen und Einbuchtungen des Bewehrungsstabs erhalten bleiben. Im Falle einer duroplastischen Kunststoffmatrix findet die Vernetzung und Aushärtung schon bei Raumtemperatur statt; es kann aber zur Beschleunigung des Aushärtevorgangs auch Wärme eingetragen werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens werden in das Formwerkzeug und/oder durch das Formwerkzeug zumindest eine erste und eine zweite Filamentschar derart zusammengeführt, dass die erste und die zweite Filamentschar zumindest abschnittsweise parallel zueinander angeordnet sind.
  • Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Schnittansicht eines Ausschnitts einer allgemeinen Ausführungsform eines Bewehrungsstabs mit Erhebungen und Einbuchtungen;
    Figur 2a-2b
    ein konkretes erstes Ausführungsbeispiel eines Bewehrungsstabs in zwei zueinander senkrechten Längsschnitten;
    Figur 2c-2d
    perspektivische Ansichten (nicht transparent, halb-transparent) eines Ausschnitts des Bewehrungsstabs der Figuren 2a-2b;
    Figur 2e
    eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines idealisierten Bewehrungsstabs mit dem grundsätzlich gleichen Aufbau wie in den Figuren 2a-2d;
    Figur 2f
    eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer zweiten Ausführungsform eines Bewehrungsstabs, und
    Figur 3
    ein Ausführungsbeispiel eines Bewehrungssystems.
  • Figur 1 zeigt eine Schnittansicht eines Ausschnitts eines Bewehrungsstabs 1 zum Einbringen in eine Betonmatrix, um ein Betonbauteil zu verstärken. Der Bewehrungsstab 1, der zur Verdeutlichung der vorliegend verwendeten Terminologie sowie für allgemeine vorteilhafte Merkmale der Erfindung dient, umfasst zumindest eine Filamentschar 2, die aus einer Vielzahl hier nicht gezeigter in Längserstreckung X weitgehend parallel verlaufender Filamente ausgebildet ist, die mit Hilfe einer hier nur mit einer Bezugszahl angedeuteten Kunststoffmatrix 16 zum Bewehrungsstab 1 verbunden sind. Die Kunststoffmatrix 16 kann beispielsweise ein duroplastisches, ein thermoplastisches und/oder ein elastomeres Material sein, das die Filamente zusammenhält und zum Zwecke der Formbildung des Bewehrungsstabs 1 dauerhaft fixiert. Die Anzahl der Filamente der Filamentschar 2 kann beispielsweise im Bereich von mindestens 12.000 oder gar mindestens 48.000 liegen, wobei mit einer höheren Anzahl auch eine höhere Zugfestigkeit des Bewehrungsstabs 1 einhergeht.
  • Die mindestens eine Filamentschar 2 kann vorteilhafterweise Kohlenstofffaser-Rovings, Glasfaser-Rovings und/oder anderen Hochleistungs-Rovings, wie beispielsweise Keramikfaser-Rovings, Quarzfaser-Rovings, Basaltfaser-Rovings, Borfaser-Rovings, Aramidfaser-Rovings und/oder Dyneemafaser-Rovings, umfassen, wobei die besagten Rovings die in der Kunststoffmatrix eingebetteten Endlos-Fasern bzw. Filamente umfassen. Derartige Fasern bzw. Filamente weisen bei einem geringen Gewicht eine hohe Zugfestigkeit auf. Das geringe Gewicht ist beispielsweise ein Vorteil gegenüber Bewehrungsstäben aus Stahl, die ein deutlich höheres Gewicht (bei vergleichbarer Zugfestigkeit) aufweisen sowie anfällig für Rost sind.
  • Aufgrund der Orientierung der Filamentschare in Längserstreckung X des Bewehrungsstabs 1 wird eine auf den Bewehrungsstab 1 in dessen Längserstreckung X wirkende Zugkraft somit im Wesentlichen auf die einzelnen Filamente übertragen. Die Filamente sind daher im Wesentlichen für die Zugfestigkeit des Bewehrungsstabs 1 verantwortlich.
  • Der Bewehrungsstab 1 weist ferner eine zur Längserstreckung X senkrecht orientierte Quererstreckung Y auf. Die Längserstreckung X sowie die Quererstreckung Y definieren zugleich auch eine Längsrichtung X sowie eine Querrichtung Y des Bewehrungsstabs 1.
  • Um eine Verankerung des Bewehrungsstabs 1 in der Betonmatrix zu erhöhen, weist der erfindungsgemäße Bewehrungsstab 1 in Längserstreckung X voneinander beabstandete Erhebungen 3 und in Längserstreckung X voneinander beabstandete Einbuchtungen 4 auf.
  • Der Bewehrungsstabs 1 kann auch entlang einer in Längserstreckung X des Bewehrungsstabs 1 an der Staboberfläche verlaufenden Linie L mehrere voneinander beabstandete Erhebungen 3 und zwischen den Erhebungen 3 angeordnete Einbuchtungen 4 aufweisen. Die entlang der Staboberfläche verlaufende Linie L kann hierbei den Erhebungen 3 und Einbuchtungen 4 folgen und verläuft insgesamt in der gleichen Richtung wie die Mittellinie M des Bewehrungsstabs 1.
  • Insbesondere umschließt bei der Anordnung des Bewehrungsstabs 1 in einem Betonbauteil deren Betonmatrix den Bewehrungsstab 1 vollständig und somit auch die Erhebungen 3 und die Einbuchtungen 4. Insbesondere ist die Betonmatrix auch in den Einbuchtungen 4 angeordnet und bildet dadurch mit den Erhebungen 3 und den Einbuchtungen 4 eine formschlüssige Verbindung. Die ausgehärtete Betonmatrix verzahnt sich in den Einbuchtungen 4, so dass der Bewehrungsstab 1 eine Widerstandfähigkeit gegen Verschiebung gegenüber der Betonmatrix in Richtung der Längserstreckung X entwickelt. Insgesamt wird eine Selbsthemmung des erfindungsgemäßen Bewehrungsstabs 1 in der Betonmatrix erreicht.
  • Jeweils zwei benachbarte Erhebungen 3 können zueinander in Längserstreckung X einen Abstand 5 zwischen 1 mm und 100 mm aufweisen. Beispielsweise kann der Abstand 5 auch zwischen 5 mm und 50 mm betragen. Dadurch können sich beispielsweise in der Betonmatrix angeordnete Kieskörner in den Einbuchtungen 4 einlagern, so dass auch diese zur Verzahnung, d.h. Selbsthemmung, des Bewehrungsstabs 1 in der Betonmatrix beitragen.
  • In dem gemäß Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wechseln sich die Erhebungen 3 und die Einbuchtungen 4 in periodisch gleichbleibenden Abständen 5 ab. Der Abstand 5 zwischen den Erhebungen 3 muss aber nicht über einen Teil oder über die komplette Längserstreckung X des Bewehrungsstabs 1 konstant sein. Der Bewehrungsstab 1 kann beispielsweise auch Abschnitte aufweisen, in denen der Abstand 5 zwischen den Erhebungen 3 (oder der Abstand zwischen den Einbuchtungen 4) verkleinert oder vergrößert ist und/oder beispielsweise variiert.
  • Ferner weisen die Erhebungen 3 - in Draufsicht auf den Bewehrungsstab gesehen - eine Breite 6 und die Einbuchtungen 4 eine Breite 7 auf, wobei diese Breiten jeweils quer zum Bewehrungsstab 1 und entlang einer Linie des Bewehrungsstabs 1 gemessen sind. Vorteilhaft ist, wenn die Breite 6 der Erhebungen 3 um mindestens 10% größer ist als die Breite 7 der Einbuchtungen 4, vorzugsweise um mindestens 20%, beispielsweise um mindestens 30%. Dadurch kann eine ausgezeichnete Verzahnung des Bewehrungsstabs 1 in der umgebenden Betonmatrix realisiert werden. Des Weiteren kann eine Teilmenge der Erhebungen 3 eine andere Breite 6 aufweisen als die restlichen Erhebungen 3 des Bewehrungsstabs 1.
  • Bevorzugt beruhen die Erhebungen 3 und die Einbuchtungen 4 auf einer ungleichmäßigen Dichteverteilung der Filamente in der Kunststoffmatrix 16. In den Bereichen der Erhebungen 3 sind beispielsweise die Filamente der Filamentschar 2 lockerer angeordnet, wobei der zwischen ihnen ausgebildete Zwischenraum mit der Kunststoffmatrix 16 ausgefüllt ist. Dagegen sind in den Bereichen der Einbuchtungen 4 die Filamente dichter angeordnet, so dass sie näher beieinander liegen und somit weniger Raum beanspruchen. In Bereichen der Einbuchtungen 4 ist weniger Kunststoffmatrix 16 vorhanden als in Bereichen der Erhebungen 3.
  • Die Figuren 2a-d zeigen ein konkretes Ausführungsbeispiel des Bewehrungsstabs 1 mit Erhebungen 3 und Einbuchtungen 4. Der Bewehrungsstab 1 weist hier eine Vielzahl von in Längsrichtung endlos hintereinander angeordneten Tetraedern auf, bei denen aufeinander folgende Tetraeder jeweils eine Längskante gemeinsam haben und sich ein Muster von jeweils zwei Tetraedern in Längserstreckung X des Bewehrungsstabs 1 periodisch wiederholt.
  • Genauer zeigen die beiden Figuren 2a, 2b zwei Längsschnitte durch einen entsprechenden Bewehrungsstab 1, die um 90° in Umfangsrichtung zueinander versetzt, also um 90° um die Mittellinie M gedreht, sind. Wenn also in einer Querrichtung eine Einbuchtung 4 vorhanden ist, ist im gleichen Längenabschnitt des Bewehrungsstabs 1 in der dazu senkrechten Querrichtung eine Erhebung 3 vorhanden. Mit anderen Worten sind die Konturen des Bewehrungsstabs 1 entlang zweier an der Staboberfläche durch die Erhebungen 3 und Einbuchtungen 4 verlaufenden und zueinander um 90° in Umfangsrichtung versetzten Linien identisch, aber um 180° in Längsrichtung des Bewehrungsstabs 1 phasenverschoben (durch die beiden senkrechten gestrichelten Linien angedeutet).
  • Die Figuren 2c, 2d zeigen denselben Bewehrungsstab 1 aus aneinander gereihter Tetraeder bzw. Doppelkeile, jedoch in leicht perspektivischer Ansicht. Außerdem ist in Figur 2d der eigentlich nicht sichtbare Verlauf der hinteren und unteren Kanten der Tetraeder zur Veranschaulichung gestrichelt dargestellt.
  • Figur 2e zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines Bewehrungsstabs 1, der eine idealisierte Darstellung des Bewehrungsstabs 1 der Fig. 2a-2d ist. In der perspektivischen Ansicht sind die gestrichelten Linien durch den Bewehrungsstab 1 verdeckt. Die perspektivische Ansicht gemäß der Figur 2e und der folgenden Fig. 2f ist ferner lediglich schematisch zu verstehen. Selbstverständlich weist der Bewehrungsstab 1 in den Bereichen der hier gezeigten Erhebungen 3 und Einbuchtungen 4 eine gewisse Breite auf, die durch den Durchmesser der Vielzahl an Filamenten des Bewehrungsstabs 1 gegeben ist. Weiterhin sind selbstverständlich im Bereich der Erhebungen 3 und Einbuchten 4 keine scharfen Winkel vorhanden. Der Bewehrungsstab 1 weist vielmehr eine gewisse Wellenform auf (s. Figuren 2a-2d). Des Weiteren sind der Übersichtlichkeit nicht alle Merkmale dieser Figur 2e mit einem Bezugszeichen versehen, sondern lediglich diejenigen Merkmale, die zum weiteren Verständnis dienlich sind. Ferner sind alle im Koordinatensystem gezeigten Richtungen X, Y1, Y2 paarweise senkrecht zueinander. Selbiges gilt für die folgenden perspektivischen Ansichten des Bewehrungsstabs 1.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Einbuchtungen 4, 4' und die Erhebungen 3, 3' mittels Einquetschungen 19a-19c ausgebildet, die jeweils senkrecht zu Quetschrichtungen E1, E2, E3 verlaufen. Beispielsweise werden während des Herstellungsverfahrens noch ungequetschte Bereiche der mindestens einen Filamentschar 2 durch Aufbringen einer Druckkraft in Quetschrichtung E1, E2 bzw. E3 eingequetscht. Durch die Einquetschungen 19a-19c verringert sich in diesen Bereichen der lokale Durchmesser in der jeweiligen Quetschrichtung E1, E2, E3, so dass an diesen Stellen die Einbuchtungen 4, 4' ausgebildet werden. Die Einquetschungen 19a-19c entlang der jeweiligen Quetschrichtung E1, E2, E3 haben noch einen weiteren Effekt. Da die Filamente und die Kunststoffmatrix 16 im Wesentlichen inkompressibel sind, sind die Filamente bei den Einquetschungen 19a, 19b bzw. 19c gegenüber den jeweiligen Quetschrichtungen E1, E2 bzw. E3 seitlich ausgewichen. Infolgedessen sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel senkrecht zu den Einbuchtungen 4, 4' die Erhebungen 3, 3' ausgebildet.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Figur 2e verursacht das Einquetschen in der ersten Quetschrichtung E1 eine erste Einquetschung 19a, welche die Einbuchtung 4 ausbildet und welche vorliegend entlang der zweiten Querrichtung Y2 bzw. in Querrichtung Y2 des Bewehrungsstabs 1 ausgerichtet ist. Auf der zur ersten Einquetschung 19a radial gegenüberliegenden Seite ist durch Kraftaufbringung in Quetschrichtung E2 eine weitere zweite Einquetschung 19b vorhanden, welche die Einbuchtung 4' ausbildet und welche ebenfalls entlang der zweiten Querrichtung Y2 bzw. in Querrichtung Y2 des Bewehrungsstabs 1 ausgerichtet ist. Dadurch sind die Einbuchtungen 4, 4' bzw. die Einquetschungen 19a, 19b auf radial gegenüberliegenden Seiten des Bewehrungsstabs 1 angeordnet und verlaufen parallel zueinander und zusammen in Querrichtung Y2. Es ist vorteilhaft, wenn die Einbuchtungen 4, 4' bzw. die Einquetschungen 19a, 19b symmetrisch und somit auch gleich tief in die Filamentschar 2 gepresst werden, so dass ihr Abstand zur Mittellinie M gleich ist.
  • Durch das Einquetschen in Quetschrichtung E3, welche senkrecht zu den beiden Quetschrichtungen E1 und E2 verläuft, wird eine Einbuchtung 4 bzw. Einquetschung 19c erhalten, die entlang der ersten Querrichtung Y1 bzw. in Querrichtung Y1 des Bewehrungsstabs 1 ausgerichtet ist. Gleiches gilt auch für die dieser Einbuchtung 4 radial gegenüberliegenden Einbuchtung bzw. Einquetschung, die ebenso in Querrichtung Y1 ausgerichtet ist.
  • Somit weisen die in Längserstreckung X aufeinanderfolgenden Einbuchtungen 4 eine unterschiedliche Ausrichtung in Umfangsrichtung des Bewehrungsstabs 1 auf, vorliegend eine jeweils um 90° zueinander versetzte Ausrichtung.
  • Durch die Einquetschungen 19a, 19b sind vorliegend auch zwei Erhebungen 3, 3' ausgebildet, welche durch das seitliche Ausweichen der gequetschten Filamente entstehen. Die Erhebungen 3, 3' sind in zweiter Querrichtung Y2 beabstandet und senkrecht zu den beiden Einbuchtungen 4, 4' orientiert bzw. ausgerichtet. Die Erhebungen 3, 3' und die Einbuchtungen 4, 4' bilden somit bei einer Blickrichtung in Längserstreckung X eine Kreuzform, wobei entlang eines Arms des Kreuzes die Erhebungen 3, 3' und entlang des dazugehörigen Kreuzarms die Einbuchtungen 4, 4' angeordnet sind.
  • Die Einquetschungen 19a-19c können beispielsweise mit Hilfe von Quetschkanten eines Quetschwerkzeugs in den Bewehrungsstab 1 eingebracht sein. Die jeweilige Quetschkante kann beispielsweise geradlinig ausgebildet sein, so dass sie bei Aufbringen der Druckkraft in Quetschrichtung E1, E2 bzw. E3 die Einquetschungen 19a-19c ausbilden. Mittels der Quetschkanten können beispielsweise gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Figur 2e Einbuchtungslinien bzw. Einquetschlinien L1, L2 ausgebildet werden. Hierbei sind an den beiden Enden der ersten Einbuchtungslinie L1 die beiden Erhebungen 3, 3' angeordnet. Die erste Einbuchtungslinie L1 ist zwischen den beiden Einbuchtungen 4, 4' angeordnet.
  • Zusätzlich oder alternativ können die Quetschkanten auch gewölbt, gebogen und/oder wellenförmig sein, so dass entsprechend gewölbte, gebogene und/oder wellenförmige Einbuchtungslinien bzw. Einquetschlinien L1, L2 ausgebildet werden können. Zusätzlich oder alternativ kann zumindest ein Teil der Einquetschungen 19a-19c auch mittels eines Quetschwerkzeugs realisiert werden, das einen Stempel mit einem Durchmesser aufweist, der kleiner ist als die Breite der mindestens einen Filamentschar (in Draufsicht auf diese gesehen). Es können auch mehrere solche Stempel das besagte Quetschwerkzeug ausbilden.
  • In einem weiteren Bereich des Bewehrungsstabs 1 ist ferner eine dritte als Einquetschung 19c ausgebildete Einbuchtung 4 durch Aufbringen einer Druckkraft in Quetschrichtung E3 ausgebildet, welche zusätzlich zur Einbuchtung 4 zwei seitliche Erhebungen 3 entstehen lässt. Auf der in der perspektivischen Ansicht hinteren Seite des Bewehrungstabs 1 ist ebenfalls eine als Einquetschung ausgebildete Einbuchtung angeordnet, die auf der radial gegenüberliegenden Seite der dritten Einquetschung 19c angeordnet ist. Diese Einquetschung und die dazugehörige Einbuchtung sind der Übersichtlichkeit nicht mit einem Bezugszeichen versehen.
  • Die Einbuchtungslinien L1, L2 verlaufen vorliegend jeweils senkrecht (90°) zur Längserstreckung X des Bewehrungsstabs und parallel zur ersten bzw. zweiten Querrichtung Y1, Y2. Alternativ kann der Winkel der Einbuchtungslinien L1, L2 zur Längserstreckung X zwischen 10° und 90° betragen, so dass die Einbuchtungslinien L1, L2 schräg zur besagten Längserstreckung X verlaufen (nicht dargestellt).
  • Vorzugsweise bilden zumindest ein Teil der Einbuchtungen 4, 4' und vorliegend somit auch die Einquetschungen 19a-19c ein sich periodisch wiederholendes Muster. Vorliegend sind die erste und die zweite Einquetschung 19a, 19b bzw. die dazu gehörigen Einbuchtungen 4, 4' in Bezug auf die dritte Einquetschung 19c bzw. die dazu gehörige Einbuchtung 4 (sowie der verdeckten Einquetschung auf der zur dritten Einquetschung 19c radial gegenüberliegenden Seite) um 90° in Umfangsrichtung des Bewehrungsstabs 1 gedreht. Dieses Muster aus vier Einbuchtungen bzw. Einquetschungen von jeweils zwei benachbarten Tetraedern T wiederholt sich in Längserstreckung des Bewehrungsstabs 1 periodisch.
  • In hier nicht dargestellten alternativen Ausführungsbeispielen können zwei in Längserstreckung X beabstandete Einbuchtungen 4 einen Winkelversatz in Umfangsrichtung zwischen 10° und 170° und ungleich 90° aufweisen. Beispielsweise ist eine Einbuchtung 4 gegenüber einer anderen, in Längserstreckung X beabstandeten Einbuchtung 4 um einen Winkel von 30° nur leicht verdreht bzw. versetzt.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Figur 2e weist der Bewehrungsstab 1 eine Abfolge von hintereinander gereihter Tetraeder T auf. Dabei ist lediglich ein Tetraeder T des Bewehrungsstabs 1 mit einem Bezugszeichen versehen. Die sich musterartige wiederholende Tetraederform ist durch die Ausrichtung von in Längserstreckung X des Bewehrungsstabs 1 aufeinander folgender Einbuchtungen 4 mit einem Winkelversatz in Umfangsrichtung von 90° gegeben. Da die aufeinander folgenden Einbuchtungen 4 linear verlaufen, bilden sie die sich gegenüberliegenden Kanten eines Tetraeders T. Der in Figur 2e gezeigte Ausschnitt des Bewehrungsstabs 1 weist sechs Tetraeder T auf, die untereinander gleich sein. Drei Tetraeder T weisen hierbei zu den anderen drei Tetraedern T eine entgegengesetzte Orientierung auf, wobei die Tetraeder T in abwechselnder Reihenfolge in Längserstreckung X entgegengesetzte Orientierungen aufweisen.
  • Die Tetraeder T des vorliegenden Ausführungsbeispiels gemäß der Figur 2e sind regelmäßige Tetraeder T, wobei alle vier Flächen jedes Tetraeders T gleichseitige Dreiecke und alle sechs Kanten des Tetraeders T gleich lang sind.
  • Ferner weisen zwei aufeinander folgende Einbuchtungen 4 einen Abstand A in Längserstreckung X zueinander auf. Dieser Abstand A kann zwischen 1 mm und 50 mm betragen. Der Abstand kann aber auch zwischen 5 mm und 30 mm bzw. zwischen 10 mm und 20 mm betragen. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen zwei Einbuchtungen 4 15 mm. Der Abstand A entspricht der Höhe der Tetraeder T.
  • Figur 2f zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels des Bewehrungsstabs 1. Gleiche oder ähnliche Merkmale zur insbesondere vorangegangenen Figur 2e werden der Einfachheit halber nicht nochmals erläutert. Der Bewehrungsstab 1 weist wiederum eine Aneinanderreihung von einer Vielzahl von Tetraedern T auf, die abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen orientiert sind. Die beiden Einbuchtungslinien L1 und L2 weisen vorliegend die gleiche Länge auf. Die vier Kanten jedes Tetraeders T, welche die beiden Einbuchtungslinien L1 und L2 verbinden, sind ferner länger als die beiden Einbuchtungslinien L1 und L2. Diese vier Kanten weisen untereinander die gleiche Länge auf. Die Tetraeder T sind infolgedessen unregelmäßige Tetraeder.
  • In einem alternativen, hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel können die vier Kanten, die die beiden Einbuchtungslinien L1, L2 miteinander verbinden, unterschiedliche Längen aufweisen.
  • Gemäß der Fig. 2a-2f sind die in besagter Längserstreckung X aufeinander folgenden Einbuchtungen 4 separat bzw. getrennt voneinander angeordnet. Sie gehen nicht ineinander über und sind nicht wendelförmig umlaufend um den Bewehrungsstab 1 herum angeordnet.
  • Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Bewehrungssystems 17 in Form einer Bewehrungsmatte. Das Bewehrungssystem 17 weist eine Vielzahl von parallel und senkrecht zueinander verlaufender Bewehrungsstäbe 1 auf, die mittels Koppelementen 18 gitterförmig verbunden sind.
  • Zusätzlich oder alternativ können die Bewehrungsstäbe 1 auch schräg zueinander verlaufen, beispielsweise in einem Winkel von 45° (nicht dargestellt). Die Koppelelemente 18 können gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 beispielsweise als Metall- und/oder Kunststoffdrähte und/oder Nähfäden ausgebildet sein, die die einzelnen Bewehrungsstäbe 1 verbinden. Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird ein Schmelzkleber als Koppelelement 18 verwendet, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist.
  • Mit Hilfe des hier flächigen Bewehrungssystems 17 kann beispielsweise eine Gebäudewand oder eine Gebäudedecke aus Beton verstärkt werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Bewehrungsstab
    2
    Filamentschar
    3
    Erhebung
    4
    Einbuchtung
    5
    Abstand der Erhebungen
    6
    Breite der Erhebungen
    7
    Breite der Einbuchtungen
    16
    Kunststoffmatrix
    17
    Bewehrungssystem
    18
    Koppelelement
    19a
    erste Einquetschung
    19b
    zweite Einquetschung
    19c
    dritte Einquetschung
    X
    Längserstreckung/Längsrichtung
    Y1
    erste Quererstreckung/Querrichtung
    Y2
    zweite Quererstreckung/Querrichtung
    M
    Mittellinie
    L
    Linie entlang der Staboberfläche
    A
    Abstand benachbarter Einbuchtungen
    B
    Breite
    E1
    erste Quetschrichtung
    E2
    zweite Quetschrichtung
    E3
    dritte Quetschrichtung
    L1
    erste Einbuchtungslinie
    L2
    zweite Einbuchtungslinie
    T
    Tetraeder

Claims (15)

  1. Bewehrungsstab (1) zum Einbringen in eine Betonmatrix, mit mindestens einer in seiner Längserstreckung (X) verlaufenden Filamentschar (2) aus einer Vielzahl von Filamenten, die zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, in einer Kunststoffmatrix (16) eingebettet sind, wobei der Bewehrungsstab (1) voneinander in Längserstreckung (X) des Bewehrungsstabs (1) beabstandete Erhebungen (3) und voneinander in Längserstreckung (X) des Bewehrungsstab (1) beabstandete Einbuchtungen (4) aufweist,
    wobei die Einbuchtungen (4) als durch Formwerkzeuge erzeugte Einquetschungen (19a-19c) der mindestens einen Filamentschar (2) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (3) von beim besagten Einquetschen seitlich ausweichenden Filamenten gebildet sind, wobei mindestens zwei in besagter Längserstreckung (X) beabstandete Einbuchtungen (4) eine unterschiedliche Ausrichtung in Umfangsrichtung des Bewehrungsstabs (1) aufweisen.
  2. Bewehrungsstab (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in besagter Längserstreckung (X) beabstandete Einbuchtungen (4) in Umfangsrichtung des Bewehrungsstabs (1) einen Winkelversatz von größer 0° und kleiner 180° zueinander aufweisen, wobei der Winkelversatz zwischen Einbuchtungen (4), vorzugsweise in Form von linear verlaufenden Einbuchtungen (4), in Umfangsrichtung bevorzugt zwischen 10° und 170°, insbesondere zwischen 45° und 135°, vorzugsweise 90°, beträgt.
  3. Bewehrungsstab (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Einbuchtungen (4) über die gesamte Breite des Bewehrungsstabs (1) erstrecken.
  4. Bewehrungsstab (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in besagter Längsrichtung (X) aufeinander folgende Einbuchtungen (4) separat voneinander angeordnet sind und/oder nicht ineinander übergehen und/oder sich nicht umlaufend um den Bewehrungsstab (1) herum erstrecken.
  5. Bewehrungsstab (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Muster von aufeinander folgenden Einbuchtungen (4) entlang der besagten Längserstreckung (X) periodisch wiederholt.
  6. Bewehrungsstab (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einbuchtungslinien (L1, L2) der Einbuchtungen (4) zur Längserstreckung (X) einen Neigungswinkel (α) zwischen 10° und 90° aufweisen.
  7. Bewehrungsstab (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbuchtungen (4) in Längserstreckung (X) in einem Abstand (A) zwischen 1 mm und 50 mm, vorzugsweise zwischen 5 mm und 30 mm, besonders bevorzugt zwischen 10 und 20 mm, beispielsweise 15 mm, angeordnet sind.
  8. Bewehrungsstab (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Filamentschar (2) aus Kohlenstofffaser-Rovings, Glasfaser-Rovings und/oder anderen Hochleistungs-Rovings, vorzugsweise mit einer Filamentanzahl von mindestens 12.000, vorteilhafterweise von mindestens 48.000, besteht.
  9. Bewehrungsstab (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewehrungsstab (1) mehrere regelmäßig oder unregelmäßig voneinander beabstandete Erhebungen (3) aufweist, deren höchste Stellen zueinander entlang der besagten an der Staboberfläche verlaufenden Linie (L) in einem Abstand (5) zwischen 1 mm und 100 mm, besonders bevorzugt zwischen 5 mm und 50 mm angeordnet sind.
  10. Bewehrungsstab (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querschnittsfläche des Bewehrungsstabs (1) entlang seiner Längserstreckung (X) ändert, vorzugsweise periodisch.
  11. Bewehrungsstab (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Erhebungen (3) und Einbuchtungen (4) auf einer ungleichmäßigen Dichteverteilung der Filamente in der Kunststoffmatrix (16) beruhen.
  12. Bewehrungsstab (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der besagten Erhebungen (3) und Einbuchtungen (4) von Tetraedern oder Keilen, vorzugsweise in wechselnden Richtungen ausgerichtet, entlang der Längserstreckung (X) des Bewehrungsstabs (1) ausgebildet sind.
  13. Bewehrungssystem (17), wobei mehrere Bewehrungsstäbe (1), die nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche ausgebildet sind, mittels Koppelelementen (18) verbunden sind und hierbei vorzugsweise Bewehrungsmatten und/oder Bewehrungsstabverbünde mit zueinander in ihrer Längsrichtung (X) und/oder Querrichtung (Y) versetzten Bewehrungsstäben (1) ausgebildet sind, wobei die Koppelelemente (18) vorzugsweise Metall- und/oder Kunststoffdrähte, Nähfäden und/oder Klebemittel, insbesondere aus einem duroplastischen, thermoplastischen und/oder elastomeren Material, umfassen.
  14. Betonbauteil mit mehreren Bewehrungsstäben (1) und/oder mindestens einem Bewehrungssystem (17), jeweils nach einem der vorherigen Ansprüche, sowie einer die Bewehrungsstäbe (1) und/oder das mindestens eine Bewehrungssystem (17) umgebenden Betonmatrix, wobei die Bewehrungsstäbe (1) und/oder das mindestens eine Bewehrungssystem (17) formschlüssig unter Ausbildung einer Selbsthemmung in der Betonmatrix verankert sind, vorzugsweise zusätzlich zu einem Kraft- und/oder Stoffschluss zwischen der Betonmatrix und den Bewehrungsstäben (1) und/oder dem mindestens einen Bewehrungssystem (17), wobei bevorzugt die mindestens eine Filamentschar (2) der Bewehrungsstäbe (1) und/oder des mindestens einen Bewehrungssystems (17) in Hauptbelastungsrichtung des Betonbauteils verlaufen.
  15. Verfahren zur Herstellung eines Bewehrungsstabs (1) nach einem der Ansprüche 1-12, aus zumindest einer in einer Kunststoffmatrix (16) eingebetteten Filamentschar (2), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
    - die mindestens eine Filamentschar (2) wird in ein die Erhebungen (3) und Einbuchtungen (4) erzeugendes Formwerkzeug eingelegt und/oder durch ein solches Formwerkzeug hindurchgeführt, wobei die mindestens eine Filamentschar (2) bereits in einer Kunststoffmatrix (16) vorliegt oder erst vor oder nach der Kunststoffmatrix (16) in das Formwerkzeug eingebracht wird;
    - die Filamente der mindestens einen Filamentschar (2) werden unter Aufbringen von zumindest Druck und ggf. auch Wärme in dem besagten Formwerkzeug unter Ausbildung von in Längserstreckung (X) des Bewehrungsstabs (1) voneinander beabstandeten Erhebungen (3) und von in Längserstreckung (X) des Bewehrungsstabs (1) voneinander beabstandeten Einbuchtungen (4) verbunden, wobei mindestens zwei in besagter Längserstreckung (X) beabstandete Einbuchtungen (4) eine unterschiedliche Ausrichtung in Umfangsrichtung des Bewehrungsstabs (1) aufweisen.
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