EP3626902A2 - Verbundwandkonstruktion für ein bauwerk - Google Patents

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EP3626902A2
EP3626902A2 EP19198785.8A EP19198785A EP3626902A2 EP 3626902 A2 EP3626902 A2 EP 3626902A2 EP 19198785 A EP19198785 A EP 19198785A EP 3626902 A2 EP3626902 A2 EP 3626902A2
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EP
European Patent Office
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layer
textile
composite wall
concrete
textile reinforcement
Prior art date
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Granted
Application number
EP19198785.8A
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English (en)
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EP3626902A3 (de
EP3626902B8 (de
EP3626902B1 (de
Inventor
Martin Kleppe
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.)
BOEHM, PETER
Kleppe Bastian
Kleppe Martin
Thesing Manuel
Original Assignee
Thesing Manuel
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Publication date
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Publication of EP3626902A3 publication Critical patent/EP3626902A3/de
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Publication of EP3626902B8 publication Critical patent/EP3626902B8/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
    • E04C2/041—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres composed of a number of smaller elements, e.g. bricks, also combined with a slab of hardenable material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
    • E04C2/06—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres reinforced
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/84—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ
    • E04B2/86—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms

Definitions

  • the invention relates to a composite wall construction for a building.
  • wall constructions must meet different requirements in terms of building physics, and for example guarantee certain load-bearing capacity values or thermal conductivity values.
  • a composite component for a building by the applicant, which has a thermal barrier coating, is in the older German patent application DE 10 2016 120 947 A1 the applicant described.
  • This publication discloses a composite wall which has two wall layers and an intermediate thermal insulation layer, where it is proposed to accommodate a reinforcement textile arrangement in the insulation layer in order to be able to transmit tensile forces between the two wall layers.
  • the present invention does not relate to composite wall structures that have an insulating layer, but to a composite wall structure that can achieve a high load-bearing capacity.
  • the composite wall construction should be as simple as possible to manufacture, also allow production as a finished part, and be designed to be transportable as a finished part in a simple manner.
  • the principle of the invention is essentially to provide a composite wall construction for a building, which has a textile concrete layer and a wall layer of stone elements.
  • the wall layer consists of a large number of stone elements.
  • the stone elements can be made from natural stone, from artificial stone or from a suitable other stone or stone-like material.
  • the stone elements are provided by masonry stones, in particular by bricks, sand-lime bricks or other masonry stones, in particular block stones.
  • the wall layer can also be provided from plate-shaped stone elements, such as straps, ceramic plates, stone plates or the like.
  • the individual stone elements are connected to each other by a connecting means such as mortar or grout.
  • the first wall layer is therefore provided by masonry or alternatively by a stone slab wall layer.
  • the wall layer runs along a flat surface, and in an alternative of the invention, along a curved surface.
  • a curved surface can take any spatial shape.
  • a curved surface in the sense of the invention can also have flat and curved sections.
  • the second essential layer of the composite wall construction is a textile concrete layer.
  • the textile concrete layer comprises a textile reinforcement, which is bordered on both sides by concrete.
  • the textile concrete layer thus comprises a first concrete layer, a second concrete layer, and a textile reinforcement in between.
  • the textile reinforcement consists of suitable reinforcing fibers, for example, a scrim made of carbon, glass, basalt, ceramic or aramid fibers.
  • textile refers to technical textiles.
  • alkali-resistant glass fibers and carbon fibers come into consideration as fiber materials.
  • suitable reinforcing fibers are used, which - in contrast to the steel reinforcement in reinforced concrete - do not corrode.
  • the textile fabric can consist of yarns which are composed of continuous fibers, the so-called filaments. These continuous fibers are processed on textile machines to form a lattice-like structure.
  • the textile reinforcement extends along the surface along which the wall layer extends. In other words, the textile reinforcement runs parallel to the wall layer.
  • the textile reinforcement is also aligned along the same plane. If, in an alternative of the invention, the wall layer is aligned along a curved surface, the textile reinforcement is also aligned along the same curved surface - and thus parallel to the surface - to the wall layer.
  • the textile reinforcement runs along the entire surface along which the wall layer extends. This means that reinforcing fibers extend along the dimensions of the textile-concrete layer at least into all edge regions of the textile-concrete layer, or may also protrude beyond them.
  • the dimensions of the textile reinforcements are therefore at least as large as the dimensions of the wall layer, and possibly also - at least slightly - larger.
  • the invention also includes when protruding areas of the textile reinforcement protrude or protrude outwards from the textile concrete layer on one side, on several sides or on all sides.
  • the textile reinforcement can be made from a single piece, or from several sections, which are particularly connected to one another, for example sewn together, woven together or glued to one another, or are connected to one another in another way while ensuring the transmission of tensile forces.
  • the invention also encompasses if the textile reinforcement consists of several sections which run continuously except for slight spacing areas or up to interrupting areas.
  • the invention further encompasses, in particular, if the textile reinforcement within the textile concrete layer consists of several sections, which, however, are positioned in an overlapping arrangement and form an overlap area.
  • the textile reinforcement is designed to be continuous and runs continuously along the surface.
  • the textile reinforcement is designed to be continuous. Continuous reinforcement can also be ensured by overlapping areas or by interruption areas.
  • the invention includes if only a single mat or lattice structure is provided as textile reinforcement within the textile concrete layer. However, the invention also includes exemplary embodiments in which two or more such mats, which are connected to one another or are not connected, are arranged.
  • the textile reinforcement can - before it is bordered on both sides by concrete layers - with a curing agent, e.g. B. be soaked with epoxy.
  • this epoxy mass is cured before the textile reinforcement is bordered on both sides by concrete layers.
  • the impregnation of the textile reinforcement can also be dispensed with.
  • the textile reinforcement is optimally integrated into the concrete matrix by being surrounded by concrete on all sides.
  • the composite wall construction according to the invention enables the construction of structures using extremely narrow but extremely stable walls.
  • the composite wall construction according to the invention enables it to be created as a prefabricated component.
  • the composite construction according to the invention can be produced efficiently in one plant, and can be transported in a simple and inexpensive manner due to the overall very narrow construction.
  • the prefabricated parts can then be connected to each other on site at the construction site and the building erected.
  • the invention also encompasses composite wall constructions which are manufactured on site at the construction site.
  • first wall layer is provided, for example a brick masonry is built, and then the textile concrete layer is cast onto the existing masonry.
  • the textile concrete layer can first be poured on site, and the second wall layer of stone elements can subsequently be bricked or glued to the textile concrete layer.
  • the invention particularly includes exemplary embodiments which are produced “wet-on-wet”. This means that the stones are placed in the textile concrete layer, which is still fresh - before it hardens - or immediately after the masonry has been created from brick, if the mortar has not yet hardened, the textile concrete layer is poured directly onto the masonry or applied to it.
  • this exemplary embodiment there is the advantage that no separating layer is required between the wall layer and the textile concrete layer, or that no separating layer, if any, can form, and that no additional mortar layer is required to embed the textile reinforcement.
  • Applying the high-strength fine-grain concrete mass can be done like applying a plaster using a trowel.
  • the fine concrete mass can also be sprayed or poured.
  • the invention also encompasses composite wall constructions which comprise two wall layers, each consisting of a multiplicity of stone elements, the textile concrete layer being arranged between the two wall layers.
  • the invention advantageously relates in particular to composite wall constructions which are designed as prefabricated parts.
  • a die made of materials such as polyurethane, silicone, plastic, wood or metal can be used in the factory to manufacture the finished part.
  • webs with a trapezoidal cross section for example, are provided at the points at which mortar joints are later to remain in the wall layer.
  • the webs could consist of the material of the matrix, for example made of silicone or polyurethane, and protrude between the stones in order to make the mortar joint a little deeper and at the same time to provide a place for the safe and secure laying of the stones, for example the clinker, to specify.
  • the elastic material of the webs can be suitable to compensate for dimensional tolerances of the clinker and still maintain a clean joint.
  • the stones are then placed, for example, in the recesses between the webs to create the wall layer.
  • the bridges form the mortar joints between the stone elements, which are slightly inward in the finished state.
  • the invention also includes if the mold (die) for producing the finished part is treated with a concrete setting retarder. As a result, any soiling can be washed out more easily after removal of the molding from the mold. In particular, it can be provided that the joints between the stone elements can be washed out down to the grain, thereby imaging is possible which corresponds to the image of a conventional mortar joint.
  • the composite wall construction according to the invention and the methods according to the invention for producing such a composite wall construction described below include, in particular, exemplary embodiments in which the concrete matrix surrounds and covers the textile reinforcement on all sides, the concrete in particular also penetrating the surface of the textile reinforcement in order to achieve an optimal composite effect.
  • the textile concrete layer is poured.
  • This formulation includes versions in which - depending on the toughness of the concrete mass used - the concrete mass is applied to the textile reinforcement or in which the concrete mass is applied to the textile reinforcement.
  • the textile concrete layer has a layer thickness between 0.3 and 5 centimeters. This makes it possible to manufacture very narrow composite wall constructions, that is to say those composite wall constructions which have only a very small wall thickness, but which at the same time ensure a very high load-bearing capacity.
  • the layer thickness of the textile concrete layer is particularly dependent on the application and the materials used for the textile reinforcement and the materials used for the concrete.
  • the minimum layer thickness of a mortar or concrete layer is assumed according to the invention that this is at least three times the specified largest grain.
  • the "Pagel” source of supply given elsewhere for a specific type of concrete or mortar, there is an approximate minimum layer thickness of 3 mm and the other concrete reference shaft “StoCretec” is an approximate minimum layer thickness of 6 mm in the sense of the invention.
  • the first wall layer of masonry or parts of masonry is provided.
  • the invention in particular also includes composite wall constructions in which the first wall layer represents masonry.
  • the bricks can be, for example, bricks or sand-lime bricks or other conventional bricks, in particular block stones.
  • the bricks can be connected to one another by means of mortar or by means of another suitable connecting means.
  • the wall layer can also be provided only by parts of bricks, for example bricks divided in the middle.
  • the first wall layer consists of brick parts
  • prefabricated brick parts are manufactured that have a concrete backing of about 12 to 15 cm.
  • the total construction thickness is therefore about 15 to 20 cm.
  • a textile concrete layer thickness of only up to 4 to 5 cm is sufficient. This results in considerable weight advantages, which come into effect during transport, storage, use of materials, but also, for example, when supporting corresponding components in the building.
  • a composite wall construction according to the invention is designed as a brick lintel, that is, in the manner of a brick facing, which, for. B. is placed over a window, the prefabricated brick part according to the invention can be manufactured much easier.
  • Conventional brick lintels, which are made with heavy concrete, require support via, for example, stainless steel brackets on the supporting masonry.
  • a prefabricated brick according to the invention in accordance with a composite wall construction according to claim 1 - depending on the dimensions - does not require the use of a corresponding bracket, but can at least be designed to be self-supporting in the case of small spans.
  • the lighter prefabricated components can be handled better on the construction site, for example because the people involved, e.g. B. the bricklayer, they can be lifted and transported more easily.
  • a composite wall construction according to the invention can also be used, for example, to cover a roof area.
  • This offers the possibility of producing the building wall and roof in one casting, that is to say in a look, B. may appear monolithic. If the first wall layer is made of bricks, this ensures a permanent and unchanging surface, for example in contrast to a pure concrete surface that turns black and mossy over time.
  • Composite wall constructions according to the invention can, for example, also span large halls with large spans, and in this way function and be used overall as a roof element of a building.
  • the composite wall construction according to the invention can also be used in particular as a floor ceiling.
  • composite wall construction according to the invention can also be used, for example, as a self-supporting, possibly also curved roof shell, which can also span larger spans.
  • the concrete has a dry bulk density of more than 2,000 kg / m 3 .
  • the textile concrete layer thus comprises concrete masses of conventional materials and with usual dry bulk densities, so that conventional concrete components can be used to accomplish the invention.
  • conventional concrete is used to produce the concrete layers.
  • Special high-strength fine concrete is advantageously used to produce the concrete layer.
  • the high-strength fine concrete can advantageously have a maximum grain size of a maximum of 2 mm in diameter.
  • fine concrete can be used with the invention, which can be obtained under the Pagel / Tudalit brands from Pagel Spezial-Beton GmbH & Co. KG, based in 45355 Essen. Repair materials that can be obtained under the brand name StoCretec TG 203 from StoCrete GmbH based in 65830 Kriftel are also suitable as concrete substitutes.
  • the textile reinforcement consists of a flat, in particular limp structure.
  • the structure can be, for example, a fabric, a mat, a net, a grid, a fleece, a scrim, a multi-axial scrim, an embroidery or a braid.
  • the structure can in particular consist of high tensile continuous fibers. It is crucial that the Textile reinforcement consists of reinforcing fibers that can transmit tensile forces. As a result, the load-bearing capacity of the composite wall structure is greatly increased compared to conventional composite wall structures.
  • the textile reinforcement is prestressed.
  • the textile reinforcement can, for example, be placed in a stenter frame or in a gripping device and held under pretension.
  • a tensioning frame can prestress the textile reinforcement along a spanned plane.
  • the invention also includes if the textile reinforcement is prestressed outwards along a curved surface - also along a multi-curved surface. Of course, this requires a more complicated clamping device.
  • the prestressing achieved by a tensioning device is applied to the textile reinforcement until it is surrounded by concrete on both sides and the concrete has hardened. Only then can the pre-stressed textile reinforcement be released from an appropriate gripping device or from a stenter. After the prestressing forces have been released, the textile reinforcement wants to contract, but is prevented by the concrete edging on both sides.
  • the prestressed textile reinforcement exerts compressive forces on the concrete and prestresses the textile concrete layer consisting of textile reinforcement and concrete edging as a whole.
  • Components pretensioned in this way can withstand larger loads before an initial crack occurs.
  • the deformation behavior is also improved overall.
  • the composite wall construction according to the invention can thus be made leaner and thus lighter by this advantageous embodiment of the invention.
  • the invention also includes if not the entire textile reinforcement is subjected to a prestress, but only parts or sections or individual strands of such a textile reinforcement.
  • the invention also includes if, in addition to a textile reinforcement that is not under prestress, one or more elements are arranged within the textile concrete layer that are subjected to a prestress.
  • a prestressing of the textile reinforcement can also be achieved in one embodiment of a composite wall construction according to the invention in the following way: If the wall layer of the composite wall construction composed of a large number of stone elements, for example bricks, is created completely or at least partially, the wall layer can be used as a tenter frame or as Act as part of a stenter. For example, after a wall layer, in particular a brick layer, has hardened, the edges of the textile reinforcement can be fixed to the wall layer on one or two sides or on more than one side, for example concreted in or concreted in or screwed on there. The wall layer can thus act as a pressure abutment.
  • the invention also includes if the textile reinforcement is fixed on one or more sides to the wall layer, and a prestress is subsequently exerted on the textile reinforcement by using tensioning elements, such as screws, hydraulic elements or under leverage, that is to say by mechanical action.
  • tensioning elements such as screws, hydraulic elements or under leverage
  • a prestress on the textile reinforcement in the case of fixation relative to the wall layer can also be achieved by changing the position or location of one or more elements of the wall layer.
  • the invention also includes when the textile reinforcement is fixed to a plurality of components, in particular components of the wall layer, which are subjected to a change in position relative to one another and are moved, for example, apart or away from one another.
  • the arrangement of a separate tenter frame can be dispensed with.
  • the wall layer or the component or several components can act here as a clamping device or as part of a clamping device.
  • Curved, prestressed textile reinforcements can also be realized in this way: for example, the invention includes exemplary embodiments in which a textile reinforcement is fixed at the ends of a folded or arched structure that tightens, similar to a dust jacket of a book when it is closed.
  • the reinforcing fibers comprise carbon fibers and / or in particular alkali-resistant glass fibers and / or aramid fibers and / or Basalt fibers and / or ceramic fibers. Natural fibers such as sisal are also suitable for carrying out the invention. This embodiment enables conventional fiber materials to be used to provide the reinforcing fibers.
  • the composite wall construction is designed as a prefabricated component. This enables the composite wall construction to be manufactured in one plant, easy transport of the narrow prefabricated components to the construction site, and a connection of different prefabricated components on site to form the wall of the structure.
  • the prefabricated components can in particular comprise connection areas which are designed for connection to a connection area with an adjacent prefabricated component.
  • sections of the textile reinforcement can protrude from the circumferential contours of the textile concrete layer to enable a direct connection of the textile reinforcement of a prefabricated component with the textile reinforcement of an adjacent prefabricated component.
  • the prefabricated components can also have a certain contour, for example a stepped contour, in their respective field of application for connection to an adjacent prefabricated component.
  • the two prefabricated components to be connected to one another are each provided with a textile reinforcement that is concreted into each component and spans the connection area.
  • at least one stone element can be set as a covering layer over the connection area between two prefabricated parts, so that, as a result of the covering by the stone element or by the stone elements, the connection point or the connection area between two Finished components is no longer visible. In this way, a continuous textile reinforcement is achieved through both finished parts.
  • the two prefabricated components are each step-shaped in their connection area.
  • the textile concrete layer can be led to the edge of the component.
  • the top row of stone elements can be left blank.
  • both prefabricated components are placed next to each other, the two layers of textile concrete meet.
  • the corresponding joint can be filled with mortar.
  • connection area a layer of textile concrete with a textile reinforcement section extending over both components in the connection area can be concreted onto the cleared textile concrete layer of both components. Subsequently, a row with stone elements can then be applied as an outer layer in the connection area.
  • a section of the textile reinforcement protrudes only from one of the two prefabricated components to be connected to one another and is connected to the second, prefabricated component to be arranged adjacent.
  • two or more prefabricated components are fastened to one another, that is to say with narrow sides facing one another.
  • This formulation encompasses any arrangement of a number of prefabricated components in such a way that their abutting edges or narrow sides are directed towards one another.
  • These can be narrow sides of two prefabricated components arranged adjacent to one another, which are parallel to one another or below are arranged at an angle to each other, so that, for. B. also includes a fastening of several prefabricated components by the invention.
  • the textile reinforcements of two prefabricated components arranged adjacent to one another are connected to one another.
  • the invention includes in particular prefabricated components in which, as explained above, peripheral edge sections of the textile reinforcement of a prefabricated component protrude from the peripheral contour of the textile concrete layer. These protruding sections can be directly connected to likewise protruding textile reinforcement sections of a prefabricated component to be arranged adjacent, for example sewn, stapled, stapled or otherwise connected to one another. This enables a particularly good adhesion between two prefabricated components to be achieved.
  • the composite wall construction has a second wall layer composed of a large number of stone elements.
  • the textile concrete layer is arranged between the two wall layers.
  • the first wall layer and the second wall layer can each consist of brick masonry.
  • the bricks of the wall layer can be separated in the middle, for example.
  • a composite wall construction can be provided which gives an external and internal impression of a conventional brick masonry, but has a core made of a textile concrete layer on the inside, so that such a composite wall construction has a considerably higher load-bearing capacity than a conventional brick masonry.
  • At least one wall layer is designed as a decorative layer.
  • the composite wall construction can consist of a textile concrete layer and a wall layer of brick masonry, the bricks used to create the brick masonry being provided by brick parts, that is to say sections of a brick.
  • the brick masonry may have little or no function in the sense of contributing to the load-bearing capacity of the composite wall construction, which is provided almost exclusively by the textile concrete layer.
  • the wall layer made of brick masonry functions only as a decorative layer and serves to give the inexperienced viewer the visual impression of a conventional brick masonry.
  • the invention relates to a method for producing a composite wall construction.
  • the invention has for its object to provide a method with which a composite wall construction can be produced in a simple manner.
  • a wall layer is first provided, i. that is, bricked or created, and then poured the textile concrete layer on the created wall layer.
  • the textile concrete layer is first poured. Then, if this is partially or completely hardened, a wall layer is provided and connected to the hardened textile concrete layer.
  • the wall layer is attached directly to the optionally hardened textile concrete layer, e.g. B. bricked or glued to it.
  • step B1) of attaching the wall layer to the textile concrete layer takes place while it is still is not or at least not fully cured.
  • a "wet-on-wet” process can also be carried out here.
  • Steps A) and B2), with which the wall layer is attached directly to the cast textile layer, can also be carried out “wet-on-wet”.
  • the invention also encompasses methods in which the two layers, namely the textile concrete layer on the one hand and the wall layer on the other hand, are first manufactured separately and then connected to one another by a connecting layer, for example a layer of mortar or a concrete.
  • a connecting layer for example a layer of mortar or a concrete.
  • the textile reinforcement is subjected to a prestress before it is edged on both sides by concrete.
  • the tension is released or released from the textile reinforcement only when the concrete layers which surround the textile reinforcement on both sides have hardened. In this way, a method can be provided which enables the production of particularly slim, lightweight, yet highly flexible composite wall constructions.
  • the embodiment of the Fig. 1 shows a composite wall construction, which is designated in its entirety with 10.
  • the composite wall construction is in Fig. 1 shown in isolation, and serves to erect a building 11. Such is not shown in its entirety, but in Fig. 7 indicated.
  • buildings come buildings or partial building areas, e.g. B. building side walls, building floor walls, building ceiling walls, balconies, parapets, roof elements, facade parts, roof terraces, building modules, ceiling panels, vaults, shell structures or the like, all of which are encompassed by the invention.
  • a composite wall construction 10 which comprises masonry of masonry. These can be conventional bricks or sand-lime bricks or other masonry stones act. Some of the individual bricks are designated as stone elements with the reference numerals 14a, 14b, 14c, 14d.
  • Fig. 2 shows the composite wall construction 10 in a side view.
  • the composite wall construction 10 consists of a first wall layer 13 and a textile concrete layer 15.
  • the textile concrete layer 15 has a textile reinforcement 16, as well as a first concrete layer 17a and a second concrete layer 17b.
  • the textile concrete layer 15 has an overall wall thickness or layer thickness 20 which corresponds approximately to the sum of the wall thickness or layer thickness 21 of the first concrete layer 17a and the layer thickness or wall thickness 22 of the second concrete layer 17b. Added to this is the layer thickness or wall thickness of the textile reinforcement 16, which, however, is negligible in comparison, and is only extremely small, for example 0.1 mm to 3 mm.
  • the layer thickness 23 of the wall layer 13 can be kept as desired:
  • the Fig. 2 the wall thickness 23 corresponds to the normal format of a brick 11.5 cm.
  • any other desired dimensions can also be used entirely.
  • bricks as bricks 14a, 14b, 14c, 14d, separate bricks, that is to say brick halves, can be used to produce the first wall layer 13. Then the layer thickness is 23 z. B. about 5.75 cm.
  • the layer thickness 20 of the textile concrete layer 15 is advantageously between 0.3 cm and 5 cm.
  • the layer thicknesses 21 and 22 of the concrete layer 17a, 17b are the same size in the exemplary embodiments. In other exemplary embodiments, the layer thicknesses 21, 22 can also be dimensioned differently.
  • the composite wall construction 10 is therefore kept very narrow overall.
  • the first wall layer 13 can be formed from stone elements 14a, 14b, 14c, 14d, which are connected to one another by a connecting means 24a, 24b, 24c.
  • This can be mortar, for example.
  • the composite wall construction 10 of the Fig. 1 can have any height and width dimensions y2, x2. If the composite wall construction of the Fig. 1 provides a finished component 27, the outer dimensions y2, x2 are preferably standardized. The areal area predetermined by the external dimensions y2, x2 can be up to several square meters.
  • the textile reinforcement 16 is provided by a reinforcing material, for example carbon reinforcing fibers, which overall provide a grid-like or mesh-like scrim or fabric.
  • Fig. 1 the edge areas of the wall layer 13 have been broken open at four points in order to make it clear that the textile reinforcement 16 Has dimensions, namely a height extension y1 and a width extension x1, which correspond to the dimensions x2, y2 of the wall layer 13.
  • the textile reinforcement 16 extends continuously, in particular continuously, along the surface 12 along which the first wall layer 13 extends.
  • the composite wall construction 10 can absorb particularly high tensile forces and in this way provides a high load-bearing capacity.
  • the dimensions x1, y1 of the textile reinforcement 16 in height y1 and width x1 correspond to the dimensions x2, y2 of the first wall layer 13 in height y2 and width y2.
  • This wording is also included, if, for example Fig. 7 indicates protruding edge regions 32a, 32b of the textile reinforcement 16 protrude from the contour of the respective prefabricated component 27, 28 in order to be able to form an overlap region 35.
  • the invention comprises a composite wall construction 10 in which a textile concrete layer 15 is connected to a first wall layer 13 only on one side.
  • the invention also includes composite wall constructions 10 in which a first wall layer 13 and a second wall layer 31 are provided.
  • the second wall layer 31 can in turn be provided from stone elements 14e, 14f, 14g, 14h, which, in terms of their type or their shape, can correspond to the stone elements 14a, 14b, 14c, 14d of the first wall layer 13.
  • the second wall layer 31 is entirely different Stone elements 14e, 14f, 14g, 14h is formed as the stone elements 14a, 14b, 14c, 14d of the first wall layer 13.
  • the invention encompasses both embodiments in which the stone elements 14a, 14b, 14c, 14d of a wall layer 13 are identical, and exemplary embodiments in which the individual stone elements 14a, 14b, 14c, 14d of a wall layer 13 are different are trained.
  • Fig. 3 makes it clear that the textile reinforcement 16 is formed by a grid-like structure 25.
  • Fig. 3 shows as an example a scrim 25, which consists of a plurality of strands of reinforcing fibers 26a, 26b, 26c, 26d, which run in the manner of warp threads and weft threads, for example, essentially rectangular or at a different angle to each other and a lattice or mesh structure form.
  • the meshes can be at least partially penetrated by the still liquid concrete mass when the concrete is poured to achieve a textile concrete layer 15.
  • the first wall layer 13 can also be formed by stone elements which are provided by thin plate-like elements, in particular by straps 34a, 34b, 34c, 34d.
  • the first wall layer 13 then has a wall thickness 23 which is significantly smaller than in the previous exemplary embodiments.
  • the straps 34a, 34b, 34c, 34d can also be connected to one another via connecting means, for example by means of mortar (indicated 24a, 24b, 24c).
  • the first wall layer 13 extends along a surface 12, which is formed by a plane.
  • the textile reinforcement 16 is also aligned along the same plane 12.
  • the embodiment of the Fig. 6 makes it clear that the first wall layer 13 can also be aligned along a surface 12 which is curved in space.
  • the surface 12 in the embodiment is FIG Fig. 6 curved in an S-shape, i.e. double-curved.
  • surface 12 may also be aligned along a spherical or aspherical curvature to provide, for example, dome-shaped or spherical composite wall structures.
  • a curvature of the surface 12 over two or more axes can also be provided.
  • the textile reinforcement 16 is also curved along the same surface 12.
  • the embodiment of the composite wall construction 10 of the Fig. 6 is so far curved in space.
  • the composite wall construction 10 according to the invention can also be designed as a prefabricated component 27, 28.
  • these prefabricated components 27, 28 can be connected to one another, in particular at the construction site.
  • the prefabricated components 27, 28 can be fastened to one another with their respective narrow sides 29a, 29b, in particular in a butt joint.
  • Any fastening means 30a, 30b can be considered for this.
  • a connecting means 30a is shown, which is formed by mortar or by another hardenable connecting compound.
  • Fig. 7 alternatively or additionally - with a broken line - a U-shaped bracket arrangement 30b which can connect the two prefabricated components 27, 28 to one another.
  • Fig. 8 in a detailed representation, a further alternative embodiment of the invention, in which a connection between the two prefabricated components 27, 28 is provided by means of mortar 30a, whereby protruding edge regions 32a, 32b of the corresponding textile reinforcement 16a, 16b protrude from the respective prefabricated components 27, 28 and one Form overlap area 35.
  • the protruding edge areas 32a, 32b of the textile reinforcement 16a, 16b are advantageously connected to one another, for example by separate connecting means, such as clips 33, or alternatively also by sewing, by gluing, welding, clamping, riveting, etc.
  • the circumferential contour regions of the prefabricated components are complementary, in particular step-like, complementary to one another, so that two prefabricated components, for example, interlock with one another in the assembled state.
  • textile reinforcement sections can advantageously be arranged at both connection areas and concreted in, in order to ensure continuous textile reinforcement, that is to say extending through the connection area between two prefabricated components.
  • Fig. 9 is further shown an embodiment of a composite wall construction according to the invention, the representation of the embodiment of the Fig. 5 corresponds.
  • a textile reinforcement 16 according to the embodiment Fig. 5 a plurality of textile reinforcement sections 16a and 16b are provided. These are arranged in an overlapping arrangement and form an overlap area 36 Provision of continuous textile reinforcement, since the hardened concrete can transmit the corresponding tensile forces.
  • an interruption area 37 is provided in the textile reinforcement and divides the textile reinforcement into two textile reinforcement sections 16a and 16b. Continuous reinforcement is also guaranteed here.
  • a textile reinforcement can be provided which has several layers or layers in order to increase the cross-section of the reinforcement in this way.
  • double-layer structures in particular so-called 3-D structures, can be used, which can be obtained, for example, from V. Fraas Solutions in Textile GmbH, based in 95233 Helmbrechts.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbundwandkonstruktion (10) für ein Bauwerk (11), umfassend eine sich entlang einer ebenen oder gekrümmten Fläche (12) erstreckende Wandschicht (13, 31) aus einer Vielzahl von Steinelementen (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h), wie Ziegelsteinen, Riemchen, Platten od. dgl., und eine Textilbetonschicht (15), die eine Textilbewehrung (16) aus Verstärkungsfasern (26a, 26b, 26c), aufweist, die beidseitig von Beton (17a, 17b) eingefasst ist, und die sich entlang der Fläche (12) erstreckt, wobei die Abmessungen (x1, y1) der Textilbewehrung (16) entlang der Fläche (12) den Abmessungen (x2, y2) der Wandschicht (13) entlang der Fläche (12) zumindest entsprechen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verbundwandkonstruktion für ein Bauwerk.
  • Die Anmelder befassen sich seit geraumer Zeit mit der Entwicklung und der Fertigung von Verbundwandkonstruktionen für Bauwerke.
  • Je nach Einsatz und Anwendungszweck, müssen Wandkonstruktionen unterschiedliche Anforderungen bauphysikalischer Art erfüllen, und beispielsweise bestimmte Tragfähigkeitswerte oder Wärmeleitfähigkeitswerte gewährleisten.
  • Ein Verbundbauteil für ein Bauwerk der Anmelder, welches eine Wärmedämmschicht aufweist, ist in der älteren deutschen Patentanmeldung DE 10 2016 120 947 A1 der Anmelder beschrieben.
  • Diese Druckschrift offenbart eine Verbundwand, die zwei Wandschichten und eine dazwischen liegende Wärmedämmschicht aufweist, wobei dort vorgeschlagen wird, eine Bewehrungstextilanordnung in der Dämmschicht unterzubringen, um zwischen den beiden Wandschichten Zugkräfte übertragen zu können.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich nicht auf Verbundwandkonstruktionen, die eine Dämmschicht aufweisen, sondern auf eine Verbundwandkonstruktionen, die eine hohe Tragfestigkeit erreichen können. Zugleich soll die Verbundwandkonstruktion auf möglichst einfache Weise herstellbar sein, eine Fertigung auch als Fertigteil zulassen, und auf einfache Weise als Fertigteil transportierbar gestaltet sein.
  • Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1.
  • Das Prinzip der Erfindung besteht im wesentlichen darin, eine Verbundwandkonstruktion für ein Bauwerk zur Verfügung zu stellen, die eine Textilbetonschicht und eine Wandschicht aus Steinelementen aufweist.
  • Die Wandschicht besteht aus einer Vielzahl von Steinelementen. Die Steinelemente können aus Naturstein, aus Kunststein oder aus einem geeigneten anderen steinernen oder steinartigen Material hergestellt sein. Insbesondere sind die Steinelemente von Mauersteinen bereitgestellt, weiter insbesondere von Ziegelsteinen, Kalksandsteinen oder anderen Mauersteinen, insbesondere Blocksteinen. Die Wandschicht kann auch aus plattenförmigen Steinelementen, wie Riemchen, Keramikplatten, Steinplatten oder dergleichen bereitgestellt sein.
  • Die einzelnen Steinelemente sind untereinander durch ein Verbindungsmittel, wie Mörtel oder Fugenmasse, verbunden. Die erste Wandschicht ist also von einem Mauerwerk oder alternativ von einer steinplattenartigen Wandschicht bereitgestellt.
  • Die Wandschicht verläuft bei einer Variante der Erfindung entlang einer ebenen Fläche, und bei einer Alternative der Erfindung, entlang einer gekrümmten Fläche. Eine gekrümmte Fläche kann eine beliebige Raumform einnehmen. Eine gekrümmte Fläche im Sinne der Erfindung kann auch ebene und gekrümmte Abschnitte aufweisen.
  • Die zweite wesentliche Schicht der Verbundwandkonstruktion ist eine Textilbetonschicht. Die Textilbetonschicht umfasst eine Textilbewehrung, die beidseitig von Beton eingefasst ist. Bei Betrachtung einer Schnittdarstellung umfasst die Textilbetonschicht also eine erste Betonschicht, eine zweite Betonschicht, und eine dazwischen liegende Textilbewehrung.
  • Die Textilbewehrung besteht aus geeigneten Verstärkungsfasern, beispielsweise aus einem Gelege aus Kohlenstoff, Glas-, Basalt-, Keramik- oder Aramidfasern.
  • Der Begriff "Textil" bezieht sich auf technische Textilien. Als Fasermaterialien kommen beispielsweise alkaliresistente Glasfasern und Karbonfasern in Betracht. Insbesondere werden geeignete Verstärkungsfasern eingesetzt, die - im Unterschied zu der Stahlarmierung in Stahlbeton - nicht korrodieren.
  • Das textile Gelege kann aus Garnen bestehen, die aus Endlosfasern, den sogenannten Filamenten, zusammengesetzt sind. Eine Verarbeitung dieser Endlosfasern erfolgt auf Textilmaschinen zu einer gitterartigen Struktur.
  • Die Textilbewehrung erstreckt sich entlang der Fläche, entlang der sich die Wandschicht erstreckt. Anders ausgedrückt verläuft die Textilbewehrung flächenparallel zu der Wandschicht.
  • Wenn die Wandschicht entlang einer Ebene ausgerichtet ist, ist auch die Textilbewehrung entlang derselben Ebene ausgerichtet. Wenn die Wandschicht bei einer Alternative der Erfindung entlang einer gekrümmten Fläche ausgerichtet ist, ist auch die Textilbewehrung entlang derselben gekrümmten Fläche - und damit flächenparallel - zu der Wandschicht ausgerichtet.
  • Die Textilbewehrung verläuft entlang der gesamten Fläche, entlang der die Wandschicht sich erstreckt. Dies bedeutet, dass sich entlang der Abmessungen der Textilbetonschicht Verstärkungsfasern zumindest bis in sämtliche Randbereiche der Textilbetonschicht hinein erstrecken, oder ggf. auch darüber hinaus überstehen können.
  • Die Abmessungen der Textilbewehrungen sind also mindestens so groß, wie die Abmessungen der Wandschicht, ggf. auch - zumindest geringfügig - größer.
  • Von der Erfindung ist auch umfasst, wenn Überstandsbereiche der Textilbewehrung einseitig, mehrseitig oder allseitig aus der Textilbetonschicht nach außen vorstehen oder herausragen.
  • Innerhalb der Textilbetonschicht kann die Textilbewehrung aus einem einzigen Stück gefertigt sein, oder aus mehreren Abschnitten, die insbesondere miteinander verbunden sind, beispielsweise miteinander vernäht, miteinander verwebt oder miteinander verklebt oder auf sonstige Weise unter Gewährleistung der Übertragung von Zugkräften miteinander verbunden sind.
  • Von der Erfindung ist auch umfasst, wenn die Textilbewehrung aus mehreren Abschnitten besteht, die bis auf geringfügige Beabstandungsbereiche oder bis auf Unterbrechungsbereiche ununterbrochen verlaufen. Weiter von der Erfindung ist insbesondere umfasst, wenn die Textilbewehrung innerhalb der Textilbetonschicht aus mehreren Abschnitten besteht, die aber in überlappender Anordnung positioniert sind und einen Überlappungsbereich bilden.
  • Besonders bevorzugt ist schließlich vorgesehen, dass die Textilbewehrung ununterbrochen durchgehend ausgebildet sind und ununterbrochen durchgehend entlang der Fläche verläuft.
  • Wesentlich für die Erfindung ist, dass die Textilbewehrung insgesamt durchgehend ausgebildet ist. Eine durchgehende Bewehrung kann aber auch durch Überlappungsbereiche oder durch Unterbrechungsbereiche gewährleistet werden.
  • Von der Erfindung ist umfasst, wenn innerhalb der Textilbetonschicht nur eine einzige Matte oder Gitterstruktur als Textilbewehrung vorgesehen ist. Von der Erfindung sind aber auch Ausführungsbeispiele umfasst, bei denen zwei oder mehrere derartiger Matten, die miteinander verbunden sind oder unverbunden sind, angeordnet sind.
  • Die Textilbewehrung kann - bevor sie beidseitig von Betonschichten eingefasst wird - mit einem Aushärtemittel, z. B. mit Epoxidharz, getränkt werden. In einer Variante der Erfindung wird diese Epoxidmasse ausgehärtet, bevor die Textilbewehrung beidseitig von Betonschichten eingefasst wird.
  • Bei Varianten der Erfindung kann auf das Tränken der Textilbewehrung auch verzichtet werden.
  • Gemäß der Erfindung ist es insbesondere vorteilhaft vorgesehen, dass die Textilbewehrung dadurch optimal in die Betonmatrix eingebunden ist, indem sie allseitig von Beton umflossen ist.
  • Die erfindungsgemäße Verbundwandkonstruktion ermöglicht eine Erstellung von Bauwerken unter Verwendung von äußerst schmalen, aber in höchstem Maße tragfähigen Wänden. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Verbundwandkonstruktion eine Erstellung als Fertigbauteil. Die erfindungsgemäße Verbundkonstruktion kann in einem Werk effizient hergestellt werden, aufgrund der insgesamt sehr schmal gehaltenen Bauweise auf einfache Weise und kostengünstig transportiert werden. Vor Ort auf der Baustelle können die Fertigteile dann miteinander verbunden werden und das Bauwerk errichtet werden.
  • Von der Erfindung sind auch Verbundwandkonstruktionen umfasst, die vor Ort auf der Baustelle gefertigt werden. Hier kann entweder zunächst die erste Wandschicht bereitgestellt werden, beispielsweise ein Ziegelmauerwerk errichtet werden, und sodann die Textilbetonschicht an das vorhandene Mauerwerk angegossen werden. Alternativ kann auf der Baustelle vor Ort auch zunächst die Textilbetonschicht gegossen werden, und an die Textilbetonschicht kann nachfolgend die zweite Wandschicht aus Steinelementen angemauert oder angeklebt werden.
  • Von der Erfindung sind insbesondere Ausführungsbeispiele umfasst, die "nass-in-nass" hergestellt werden. Dies bedeutet, dass in den noch frischen Textilbeton - vor dessen Aushärten - der Textilbetonschicht die Steine gesetzt werden oder unmittelbar nach dem Erstellen des Mauerwerks aus Mauerstein, bei noch nicht ausgehärtetem Mörtel, die Textilbetonschicht unmittelbar an das Mauerwerk angegossen oder an dieses aufgetragen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Vorteil, dass keine Trennschicht zwischen der Wandschicht und der Textilbetonschicht erforderlich ist, bzw. sich keine etwaige Trennschicht bilden kann und auch keine zusätzliche Mörtelschicht erforderlich ist, um die Textilbewehrung einzubetten.
  • Ein Auftrag der beispielsweise hochfest ausgebildeten Feinkornbetonmasse kann zum Beispiel wie ein Auftrag eines Putzes mit Hilfe einer Kelle erfolgen. Alternativ kann die Feinbetonmasse auch gespritzt oder gegossen werden.
  • Von der Erfindung sind weiter auch Verbundwandkonstruktionen umfasst, die zwei Wandschichten umfassen, die jeweils aus einer Vielzahl von Steinelementen bestehen, wobei die Textilbetonschicht zwischen den beiden Wandschichten angeordnet ist.
  • Die Erfindung bezieht sich vorteilhafterweise insbesondere auf Verbundwandkonstruktionen, die als Fertigteil ausgebildet sind.
  • Deren Herstellung kann in einem Werk erfolgen. Die im Werk hergestellten Fertigteile können sodann in einfacher Weise zur Baustelle transportiert werden und dort, vor Ort zur Errichtung des Bauwerks verwendet und gegebenenfalls miteinander verbunden werden.
  • Im Werk kann zur Herstellung des Fertigteils beispielsweise eine Matrize aus Materialen wie Polyurethan, Silikon, Kunststoff, Holz oder aus Metall verwendet werden. Zur Herstellung der Textilbetonschicht kann beispielsweise vorgesehen sein, dass an den Stellen, an denen später in der Wandschicht Mörtelfugen verbleiben sollen, Stege mit zum Beispiel trapezförmigen Querschnitt vorgesehen werden. Die Stege könnten aus dem Material der Matrize bestehen, also zum Beispiel aus Silikon oder Polyurethan, und zwischen die Steine hineinragen, um die Mörtelfuge etwas tiefer zu gestalten und um gleichzeitig einen Platz für ein schnelles sicheres Verlegen der Steine, zum Beispiel auch der Klinker, vorzugeben. Darüber hinaus kann das elastische Material der Stege eine Eignung aufweisen, um Maßtoleranzen der Klinker auszugleichen und dennoch eine saubere Fuge zu erhalten.
  • Die Steine werden zur Erstellung der Wandschicht dann zum Beispiel in den Vertiefungen zwischen den Stegen platziert.
  • Die Stege bilden insoweit die im fertigen Zustand nach innen versetzt etwas tiefer liegenden Mörtelfugen zwischen den Steinelementen aus.
  • Von der Erfindung ist auch umfasst, wenn die Form (Matrize) zur Herstellung des Fertigteils mit einem Betonabbindeverzögerer behandelt wird. Hierdurch kann nach Entnahme des Formlings aus der Form eine erleichterte Auswaschung etwaiger Verschmutzungen erfolgen. Insbesondere kann vorgesehen sind, dass die Fugen zwischen den Steinelementen bis auf das Korn ausgewaschen werden können, wodurch eine Bildgebung möglich ist, die dem Bild einer herkömmlichen Mörtelfuge entspricht.
  • Die erfindungsgemäße Verbundwandkonstruktion und die nachfolgend noch geschilderten erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbundwandkonstruktion umfassen insbesondere Ausführungsbeispiele, bei denen die Betonmatrix die Textilbewehrung allseitig umschließt und bedeckt, wobei der Beton insbesondere die Textilbewehrung auch in ihrer Fläche durchdringt, um eine optimale Verbundwirkung zu erzielen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Textilbetonschicht gegossen. Diese Formulierung umfasst Ausführungen bei denen - in Abhängigkeit von der Zähigkeit der verwendeten Betonmassen - die Betonmasse auf die Textilbewehrung aufgetragen wird oder bei denen die Betonmasse an die Textilbewehrung angetragen wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Textilbetonschicht eine Schichtdicke zwischen 0,3 und 5 Zentimetern aufweist. Damit wird die Herstellung sehr schmaler Verbundwandkonstruktionen möglich, also solcher Verbundwandkonstruktionen, die nur eine sehr geringe Wandstärke aufweisen, die aber zugleich eine sehr hohe Tragfestigkeit gewährleisten.
  • Die Schichtdicke der Textilbetonschicht ist insbesondere abhängig von dem Anwendungszweck und von den verwendeten Materialien für die Textilbewehrung und von den verwendeten Materialien für den Beton. Als minimale Schichtdicke einer Mörtel- oder Betonschicht wird gemäß der Erfindung davon ausgegangen, dass diese mindestens das dreifache des angegebenen Größstkorn beträgt. Bezüglich der an anderer Stelle angegebenen Bezugsquelle "Pagel" für eine bestimmte Beton- bzw. Mörtelart ist eine ungefähre Mindestschichtdicke von 3 mm und bezüglich der anderen Beton-Bezugswelle "StoCretec" ist eine ungefähre minimale Schichtdicke von 6 mm im Sinne der Erfindung anzunehmen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Wandschicht von Mauersteinen oder von Teilen von Mauersteinen bereitgestellt. Von der Erfindung sind demnach insbesondere auch Verbundwandkonstruktionen umfasst, bei denen die erste Wandschicht ein Mauerwerk darstellt. Die Mauersteine können beispielsweise Ziegel oder Kalksandsteine oder andere herkömmliche Mauersteine, insbesondere Blocksteine, sein. Die Mauersteine können mittels Mörtel oder mittels eines anderen geeigneten Verbindungsmittels untereinander verbunden sein.
  • Die Wandschicht kann auch nur von Teilen von Mauersteinen, beispielsweise von jeweils in der Mitte geteilten Ziegelsteinen, bereitgestellt sein.
  • Für den Fall, dass bei dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verbundwandkonstruktion die erste Wandschicht aus Ziegelteilen besteht, macht die folgende Überlegung die Vorteile der Erfindung deutlich:
    Herkömmlich werden Ziegelfertigteile gefertigt, die eine etwa 12 bis 15 cm starke Betonhinterfütterung aufweisen. Die gesamte Konstruktionsdicke beträgt demnach etwa 15 bis 20 cm.
  • Wird erfindungsgemäß ein entsprechendes Ziegelfertigteil gefertigt, also unter Verwendung einer Textilbetonschicht, genügt eine Textilbetonschichtdicke von nur bis 4 bis 5 cm. Hierdurch resultieren erhebliche Gewichtsvorteile, die beim Transport, bei der Lagerung, beim Materialeinsatz, aber beispielsweise auch bei der Abstützung entsprechender Bauteile im Bauwerk zur Wirkung gelangen.
  • Wenn eine erfindungsgemäße Verbundwandkonstruktion als Ziegelsturz ausgebildet ist, also nach Art einer Ziegel-Vorsatzschale, die z. B. über einem Fenster angeordnet wird, kann das erfindungsgemäß hergestellte Ziegelfertigteil sehr viel leichter hergestellt werden. Herkömmliche Ziegelstürze, die mit schwerem Beton hergestellt werden, fordern eine Stützung über beispielsweise Edelstahl-Konsolen am tragenden Mauerwerk. Ein erfindungsgemäßes Ziegelfertigteil entsprechend einer Verbundwandkonstruktion nach Anspruch 1 erfordert - je nach Abmessung - keinen Einsatz einer entsprechenden Konsole, sondern kann zumindest bei kleinen Spannweiten freitragend ausgebildet sein. Außerdem lassen sich die leichteren Fertigbauteile auf der Baustelle besser handhaben, beispielsweise weil die handelnden Personen, z. B. die Maurer, sie einfacher anheben und transportieren können.
  • Eine erfindungsgemäße Verbundwandkonstruktion kann beispielsweise auch eingesetzt werden, um eine Dachfläche abzudecken. Dies bietet die Möglichkeit, Gebäudewand und Gebäudedach in einem Guss, also in einer Optik, herzustellen, so dass das Haus z. B. monolithisch erscheinen kann. Wenn die erste Wandschicht von Ziegeln bereitgestellt ist, wird hierdurch eine dauerhafte und sich nicht verändernde Oberfläche gewährleistet, beispielsweise im Gegensatz zu einer reinen Betonfläche, die mit der Zeit schwarz wird und vermoost.
  • Erfindungsgemäße Verbundwandkonstruktionen können beispielsweise auch große Hallen mit großen Spannweiten überspannen, und auf diese Weise insgesamt als Dachelement eines Bauwerkes fungieren und eingesetzt werden.
  • Die erfindungsgemäße Verbundwandkonstruktion kann weiter insbesondere auch als Geschossdecke eingesetzt werden.
  • Die erfindungsgemäße Verbundwandkonstruktion kann schließlich beispielsweise auch als selbstragende, eventuell auch gekrümmte Dachschale eingesetzt werden, die ebenfalls größere Spannweiten überspannen kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Beton eine Trockenrohdichte von mehr als 2.000 kg/m3 auf. Die Textilbetonschicht umfasst also Betonmassen aus herkömmlichen Materialien und mit üblicher Trockenrohdichten, so dass auf herkömmliche Betonbestandteile zur Bewerkstelligung der Erfindung zurückgegriffen werden kann.
  • Gemäß einer Variante der Erfindung wird zur Herstellung der Betonschichten herkömmlicher Beton verwendet. Vorteilhaft werden zur Herstellung der Betonschicht spezielle hochfeste Feinbetone verwendet.
  • Der hochfeste Feinbeton kann bei dieser Variante vorteilhaft ein Größtkorn von maximal 2 mm Durchmesser aufweisen.
  • Zur Verwendung mit der Erfindung kommen beispielsweise Feinbetone in Betracht, die unter den Marken Pagel/Tudalit bei der Pagel Spezial-Beton GmbH & Co. KG mit Sitz in 45355 Essen bezogen werden können. Auch kommen als Betonersatz Reparaturmassen in Betracht, die unter dem Markennamen StoCretec TG 203 von der StoCrete GmbH mit Sitz in 65830 Kriftel bezogen werden können.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Textilbewehrung aus einem flächenhaften, insbesondere biegeschlaffen Gebilde. Bei dem Gebilde kann es sich beispielsweise um ein Gewebe, eine Matte, ein Netz, ein Gitter, ein Vlies, ein Gelege, ein Multiaxialgelege, ein Gesticke oder ein Geflecht handeln. Das Gebilde kann insbesondere aus hochzugfesten Endlosfasern bestehen. Entscheidend ist, dass die Textilbewehrung aus Verstärkungsfasern besteht, die Zugkräfte übertragen können. Hierdurch wird die Tragfähigkeit der Verbundwandkonstruktion gegenüber herkömmlichen Verbundwandkonstruktionen stark erhöht.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Textilbewehrung vorgespannt. Die Textilbewehrung kann beispielsweise in einen Spannrahmen oder in eine Greifvorrichtung eingebracht werden, und unter Vorspannung gehalten werden.
  • Dabei ist von der Erfindung umfasst, wenn eine Vorspannung entlang der Textilbewehrung nur in einer Richtung oder entlang mehrerer Richtungen erzeugt wird.
  • Im einfachsten Fall kann ein Spannrahmen die Textilbewehrung entlang einer aufgespannten Ebene vorspannen.
  • Von der Erfindung ist auch umfasst, wenn die Textilbewehrung entlang einer gekrümmten Fläche - auch entlang einer mehrfach gekrümmten Fläche - nach außen hin vorgespannt ist. Dies erfordert freilich eine komplizierter aufgebaute Spannvorrichtung.
  • Die von einer Spanneinrichtung erzielte Vorspannung wird auf die Textilbewehrung aufgebracht, bis diese beidseitig von Beton eingefasst ist, und der Beton ausgehärtet ist. Erst dann kann die vorgespannte Textilbewehrung aus einer entsprechenden Greifvorrichtung oder aus einem Spannrahmen gelöst werden. Nach dem Lösen der Vorspannkräfte möchte sich die Textilbewehrung zusammenziehen, wird jedoch von der beidseitigen Betoneinfassung daran gehindert. Die unter Vorspannung stehende Textilbewehrung übt insoweit Druckkräfte auf den Beton aus, und spannt die aus Textilbewehrung und Betoneinfassung bestehende Textilbetonschicht insgesamt vor.
  • Derartig vorgespannte Bauelemente können größere Lasten abtragen, bevor es zu einem Erstriss kommt. Auch ist das Verformungsverhalten insgesamt verbessert. Die erfindungsgemäße Verbundwandkonstruktion kann durch diese vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung somit schlanker und damit leichter ausgefertigt werden.
  • Von der Erfindung ist auch umfasst, wenn nicht die gesamte Textilbewehrung einer Vorspannung unterworfen wird, sondern nur Teile oder Abschnitte oder einzelne Stränge einer solchen Textilbewehrung. Von der Erfindung ist ebenfalls umfasst, wenn zusätzlich zu einer nicht unter Vorspannung gehaltenen Textilbewehrung innerhalb der Textilbetonschicht eines oder mehrere Elemente angeordnet sind, die einer Vorspannung unterworfen werden.
  • Auch hierdurch können höhere Festigkeiten der Verbundwandkonstruktion erzielt werden.
  • Eine Vorspannung der Textilbewehrung kann bei einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbundwandkonstruktion auch auf die folgende Weise erreicht werden: Wenn die sich aus einer Vielzahl von Steinelementen, zum Beispiel Ziegelsteinen, zusammensetzende Wandschicht der Verbundwandkonstruktion vollständig oder zumindest teilweise erstellt ist, kann die Wandschicht als Spannrahmen oder als Teil eines Spannrahmens fungieren. So kann beispielsweise nach dem Erhärten einer Wandschicht, insbesondere einer Ziegelschicht, die Textilbewehrung mit ihren Rändern an der Wandschicht einseitig oder zweiseitig oder mehrseitig fixiert werden, beispielsweise dort einbetoniert oder anbetoniert oder angeschraubt werden. Die Wandschicht kann also als Druckwiderlager fungieren.
  • Von der Erfindung ist auch umfasst, wenn die Textilbewehrung einseitig oder mehrseitig an der Wandschicht fixiert wird, und eine Vorspannung auf die Textilbewehrung nachfolgend durch Verwendung von Spannelementen, wie Schrauben, hydraulischen Elementen oder unter Hebelwirkung, also durch mechanische Einwirkung, ausgeübt wird.
  • Alternativ kann eine Vorspannung auf die Textilbewehrung im Falle einer Fixierung relativ zu der Wandschicht auch durch eine Veränderung der Position oder Lage eines oder mehrerer Elemente der Wandschicht erreicht werden.
  • Von der Erfindung ist darüber hinaus umfasst, wenn die Textilbewehrung an mehreren Bauteilen, insbesondere Bestandteilen der Wandschicht, fixiert wird, die einer Positionsveränderung relativ zueinander unterworfen werden, und zum Beispiel auseinander oder voneinander weg bewegt werden.
  • Bei diesen zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispielen kann auf die Anordnung eines gesonderten Spannrahmens verzichtet werden. Die Wandschicht oder das Bauelement oder mehrere Bauelemente können hier als Spannvorrichtung oder als Teil einer Spannvorrichtung wirken.
  • Auch gekrümmte, vorgespannte Textilbewehrungen sind auf diese Weise realisierbar: Beispielsweise sind von der Erfindung Ausführungsbeispiele umfasst, bei denen eine Textilbewehrung an den Enden einer gefalteten oder bogenförmigen Konstruktion fixiert wird, die sich spannt, ähnlich wie ein Schutzumschlag eines Buches, wenn dieses zugeklappt wird.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Verstärkungsfasern Kohlenstofffasern und/oder insbesondere alkaliresistente Glasfasern und/oder Aramidfasern und/oder Basaltfasern und/oder Keramikfasern. Auch Naturfasern, wie Sisal kommen für die Durchführung der Erfindung in Betracht. Diese Ausführungsform ermöglicht, dass zur Bereitstellung der Verstärkungsfasern auf herkömmliche Fasermaterialien zurückgegriffen werden kann.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Verbundwandkonstruktion als ein Fertigbauteil ausgebildet. Dies ermöglicht eine Fertigung der Verbundwandkonstruktion in einem Werk, einen einfachen Transport der schmal gehaltenen Fertigbauteile zur Baustelle, und eine Verbindung unterschiedlicher Fertigbauteile vor Ort unter Ausbildung der Wand des Bauwerkes.
  • Die Fertigbauteile können insbesondere Anbindungsbereiche umfassen, die zur Verbindung mit einem Anbindungsbereich mit einem benachbart anzuordnenden Fertigbauteil ausgebildet sind. Beispielsweise können hierzu Abschnitte der Textilbewehrung aus den Umfangskonturen der Textilbetonschicht herausragen, um eine unmittelbare Verbindung der Textilbewehrung eines Fertigbauteils mit der Textilbewehrung eines benachbart anzuordnenden Fertigbauteils zu ermöglichen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Fertigbauteile in ihrem jeweiligen Anwendungsbereich zur Verbindung mit einem benachbarten Fertigbauteil auch eine gewisse Kontur, zum Beispiel eine stufenförmige Kontur, aufweisen. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass beide miteinander zu verbindenden Fertigbauteile jeweils mit einer Textilbewehrung versehen sind, die in jedes Bauteil einbetoniert ist und den Verbindungsbereich überspannt. Als Deckschicht über dem Verbindungsbereich zwischen zwei Fertigteilen kann zum Beispiel wenigstens ein Steinelement gesetzt werden, so dass in Folge der Überdeckung durch das Steinelement oder durch die Steinelemente die Verbindungsstelle oder der Verbindungsbereich zwischen zwei Fertigbauteilen nicht mehr sichtbar ist. Hierdurch wird eine durch beide Fertigteile hindurchgehende durchgehende Textilbewehrung erreicht.
  • Gemäß einer Variante der Erfindung sind die beiden Fertigbauteile in ihren Anbindungsbereich jeweils stufenförmig ausgebildet. Dabei kann die Textilbetonschicht bis zur Bauteilkante geführt sein. Die obere Reihe an Steinelementen kann freigelassen sein.
  • Wenn beide Fertigbauteile nebeneinander gesetzt werden, stoßen die beiden Textilbetonschichten aneinander. Die entsprechende Fuge kann mit Mörtel verfüllt werden.
  • Auf die freigehaltene Textilbetonschicht beider Bauteile kann im Anschlussbereich eine Lage Textilbeton mit einem sich über beide Bauteile im Anschlussbereich erstreckenden Textilbewehrungsabschnitt betoniert werden. Nachfolgend kann darauf dann eine Reihe mit Steinelementen als äußere Schicht in dem Verbindungsbereich angebracht werden.
  • Bei einer weiteren Alternative ragt nur aus einem der beiden miteinander zu verbindenden Fertigbauteile ein Abschnitt der Textilbewehrung heraus und wird mit dem zweiten, benachbart anzuordnenden Fertigbauteil verbunden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zwei oder mehrere Fertigbauteile auf Stoß aneinander, also mit aufeinander zugewandten Schmalseitein, befestigt. Diese Formulierung umfasst jegliche Anordnung mehrerer Fertigbauteile derart, dass diese mit ihren Stoßkanten bzw. mit ihren Schmalseiten aufeinander zu gerichtet sind. Es kann sich dabei um Schmalseiten zweier benachbart angeordneter Fertigbauteile handeln, die parallel zueinander oder unter einem Winkel zueinander angeordnet sind, so dass z. B. auch über Eck eine Befestigung mehrerer Fertigbauteile von der Erfindung umfasst ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Textilbewehrungen zweier einander benachbart angeordneter Fertigbauteile miteinander verbunden. Die Erfindung umfasst insbesondere Fertigbauteile, bei denen, wie zuvor erläutert, Umfangsrandabschnitte der Textilbewehrung eines Fertigbauteils aus der Umfangskontur der Textilbetonschicht heraus ragen. Diese heraus ragenden Abschnitte können mit ebenfalls heraus ragenden Textilbewehrungsabschnitten eines benachbart anzuordnenden Fertigbauteils unmittelbar verbunden werden, beispielsweise vernäht, verklammert, vertackert oder auf sonstige Weise miteinander verbunden werden. Hierdurch kann ein besonders guter Kraftschluss zwischen zwei Fertigbauteilen erreicht werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Verbundwandkonstruktion eine zweite Wandschicht aus einer Vielzahl von Steinelementen auf. Die Textilbetonschicht ist bei dieser Ausführungsform zwischen den beiden Wandschichten angeordnet.
  • Beispielsweise können die erste Wandschicht und die zweite Wandschicht jeweils aus Ziegelmauerwerk bestehen. Die Ziegel der Wandschicht können beispielsweise mittig getrennt sein. Hierdurch kann eine Verbundwandkonstruktion bereitgestellt werden, die nach innen und nach außen einen äußerlichen Eindruck eines herkömmlichen Ziegelmauerwerks vermittelt, innen allerdings einen Kern aus einer Textilbetonschicht aufweist, so dass eine solche Verbundwandkonstruktion eine erheblich höhere Tragfestigkeit aufweist, als ein herkömmliches Ziegelmauerwerk.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine Wandschicht als Dekorschicht ausgebildet.
  • Beispielsweise kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Verbundwandkonstruktion aus einer Textilbetonschicht und einer Wandschicht aus Ziegelmauerwerk bestehen, wobei die zur Erstellung des Ziegelmauerwerks verwendeten Mauersteine von Ziegelteilen, also von Abschnitten eines Ziegelsteins, bereitgestellt sind. Dem Ziegelmauerwerk kommt bei diesem Ausführungsbeispiel unter Umständen keine oder nur eine geringe Funktion im Sinne eines Beitrages zu der Tragfähigkeit der Verbundwandkonstruktion zu, die nahezu ausschließlich von der Textilbetonschicht bereitgestellt wird. In diesem Falle fungiert die aus Ziegelmauerwerk bestehende Wandschicht nur als eine Dekorschicht, und dient dazu, beim unbedarften Betrachter den optischen Eindruck eines herkömmlichen Ziegelmauerwerks zu erwecken.
  • Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundwandkonstruktion.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine Verbundwandkonstruktion auf einfache Weise hergestellt werden kann.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 13.
  • Die Aufgabe wird darüber hinaus mit den Merkmalen des Anspruches 14 gelöst.
  • Zur Vermeidung von Wiederholungen wird bezüglich der Erläuterungen der Merkmale der Ansprüche 13 und 14 und der Durchführung dieser Verfahren auf die vorherigen, zu den auf eine Verbundwandkonstruktion bezogenen Ansprüche verwiesen.
  • Gemäß der Variante der Erfindung nach Anspruch 13 wird zunächst eine Wandschicht bereitgestellt, d. h., gemauert oder erstellt, und sodann die Textilbetonschicht an die erstellte Wandschicht angegossen.
  • Gemäß der Erfindungsalternative nach Anspruch 14 wird zunächst die Textilbetonschicht gegossen. Sodann, wenn diese gegebenenfalls teilweise oder vollständig ausgehärtet ist, wird eine Wandschicht bereitgestellt und mit der ausgehärteten Textilbetonschicht verbunden.
  • Gemäß einer weiteren Alternative wird die Wandschicht unmittelbar an der gegebenenfalls ausgehärteten Textilbetonschicht befestigt, z. B. daran angemauert oder angeklebt.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 13 und nach Anspruch 14 kann bei einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung vorgesehen sein, dass ein "nass-in-nass"-Arbeiten erfolgt. Dies bedeutet, dass die Befestigung der Wandschicht an der gegossenen Textilbetonschicht erfolgt, ohne dass die Textilbetonschicht zuvor - vollständig - ausgehärtet ist. So kann beispielsweise eine Textilbetonschicht gemäß Anspruch 13 an eine bereitgestellte Wandschicht angegossen werden, ohne dass die Mörtelfugen, die die einzelnen Steinelemente miteinander verbinden, bereits ausgehärtet sind. Die Verfahrensschritte a) und b) des Anspruches 13 werden insoweit "nass-in-nass" durchgeführt.
  • Bei dem Verfahren nach Anspruch 14 kann bevorzugt vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Schritt B1) des Befestigens der Wandschicht an der Textilbetonschicht erfolgt, während diese noch nicht oder zumindest noch nicht vollständig ausgehärtet ist. Auch hier kann ein "nass-in-nass"-Verfahren erfolgen.
  • Auch die Schritte A) und B2), mit denen die Wandschicht unmittelbar an der gegossenen Textilschicht angebracht wird, können "nass-in-nass" durchgeführt werden.
  • Von der Erfindung sind allerdings auch Verfahren umfasst, bei denen die beiden Schichten, nämlich die Textilbetonschicht einerseits und die Wandschicht andererseits, zunächst gesondert gefertigt werden und dann durch eine Verbindungsschicht, zum Beispiel eine Mörtel- oder eine Betonschicht miteinander verbunden werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eines Verfahrens nach Anspruch 13 bzw. nach Anspruch 14 ist vorgesehen, dass die Textilbewehrung einer Vorspannung unterworfen wird, bevor sie beidseitig von Beton eingefasst wird. Die Spannung wird von der Textilbewehrung bei dieser Variante der Erfindung erst dann abgelassen oder gelöst, wenn die Betonschichten, die die Textilbewehrung beidseitig einfassen, ausgehärtet sind. Hierdurch kann ein Verfahren bereitgestellt werden, welches die Herstellung besonders schlanker, leichtbauender und doch hochbiegefester Verbundwandkonstruktionen ermöglicht.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen, sowie anhand der nachfolgenden Beschreibung der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele. In den Figuren zeigen:
    • Fig. 1
    in einer schematischen, teilgeschnittenen Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbundwandkonstruktion, wobei in vier Randbereichen der Verbundwandkonstruktion in einer teilgeschnittenen, schematischen Darstellung die in Blickrichtung des Betrachters der Fig. 1 hinter der ersten Wandschicht liegende Textilbewehrung anhand einer Gitterstruktur erkennbar ist,
    Fig. 2
    das Ausführungsbeispiel der Verbundwandkonstruktion der Fig. 1 etwa gemäß Ansichtspfeil II in Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht,
    Fig. 3
    in einer teilgeschnittenen vergrößerten schematischen Ansicht die Textilbewehrung in einer Blickrichtung etwa gemäß Fig. 1,
    Fig. 4
    ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbundwandkonstruktion in einer Darstellung gemäß Fig. 2, wobei zwei Wandschichten vorgesehen sind, die zwischen sich die Textilbetonschicht einfassen,
    Fig. 5
    in einer Darstellung gemäß Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbundwandkonstruktion, wobei die Wandschicht von einer Vielzahl von Riemchen bereitgestellt ist,
    Fig. 6
    ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbundwandkonstruktion, wobei die Wandschicht entlang einer zweifach, im wesentlich S-förmig gekrümmten Fläche verläuft,
    Fig. 7
    ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbundwandkonstruktion, die zwei miteinander verbundene Fertigbauteile umfasst,
    Fig. 8
    in einer vergrößerten Teilkreisdarstellung gemäß Ansichtspfeil VIII in Fig. 7 den Verbindungsbereich zwischen zwei Fertigbauteilen, wobei hier eine Überlappung überstehender Randbereiche der Textilbewehrungen der beiden Fertigbauteile dargestellt sind, die miteinander verbunden sind,
    Fig. 9
    ein weiteres Ausführungsbeispiel in der Darstellung gemäß Fig. 5, wobei hier die Textilbewehrung durch zwei überlappend angeordnete Textilbewehrungsabschnitte ersetzt ist,
    Fig. 10
    ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer Darstellung gemäß Fig. 5, wobei die Textilbewehrung einen Unterbrechungsbereich aufweist, und
    Fig. 11
    ein weiteres Aufführungsbeispiel in einer Darstellung gemäß Fig. 5, wobei mehrere Textilbewehrungen parallel zueinander innerhalb der Textilbetonschicht verlaufen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Figurenbeschreibung, auch unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, beispielhaft beschrieben. Dabei werden der Übersichtlichkeit halber - auch soweit unterschiedliche Ausführungsbespiele betroffen sind - gleiche oder vergleichbare Teile oder Elemente oder Bereiche mit gleichen Bezugszeichen, teilweise unter Hinzufügung kleiner Buchstaben, bezeichnet.
  • Merkmale, die nur in Bezug zu einem Ausführungsbeispiel beschrieben, dargestellt oder offenbart sind, können im Rahmen der Erfindung auch bei jedem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen werden. Derartig geänderte Ausführungsbeispiele sind - auch wenn sie in den Zeichnungen nicht dargestellt sind - von der Erfindung mit umfasst.
  • Alle offenbarten Merkmale sind für sich erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) sowie der zitierten Druckschriften und der beschriebenen Vorrichtungen des Standes der Technik inhaltlich vollumfänglich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, einzelne oder mehrere Merkmale der dort offenbarten Gegenstände in einen oder in mehrere Ansprüche der vorliegenden Anmeldung mit aufzunehmen. Auch solche geänderten Ausführungsbeispiele sind - auch wenn sie in den Zeichnungen nicht dargestellt sind - von der Erfindung mit umfasst.
  • Das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 zeigt eine Verbundwandkonstruktion, die in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnet ist. Die Verbundwandkonstruktion ist in Fig. 1 in Alleinstellung dargestellt, und dient zur Errichtung eines Bauwerkes 11. Ein solches ist in seiner Gesamtheit nicht dargestellt, aber in Fig. 7 angedeutet.
  • Als Bauwerke kommen Gebäude oder Gebäudeteilflächen, z. B. Gebäudeseitenwände, Gebäudebodenwände, Gebäudedeckenwände, Balkone, Brüstungen, Dachelemente, Fassadenteile, Dachterrassen, Baumodule, Deckenplatten, Gewölbe, Schalentragwerke oder dergleichen in Betracht, die sämtlich von der Erfindung umfasst sind.
  • Ausweislich Fig. 1 wird eine Verbundwandkonstruktion 10 dargestellt, die Mauerwerk aus Mauersteinen umfasst. Es kann sich dabei um herkömmliche Ziegel oder Kalksandsteine oder andere Mauersteine handeln. Einige der einzelnen Mauersteine sind als Steinelemente mit den Bezugszeichen 14a, 14b, 14c, 14d bezeichnet.
  • Fig. 2 zeigt die Verbundwandkonstruktion 10 in einer Seitenansicht.
  • Man erkennt, dass die Verbundwandkonstruktion 10 aus einer ersten Wandschicht 13 besteht, und einer Textilbetonschicht 15. Die Textilbetonschicht 15 weist eine Textilbewehrung 16 auf, sowie eine erste Betonschicht 17a und eine zweite Betonschicht 17b.
  • Die Textilbetonschicht 15 weist eine Gesamtwandstärke oder Schichtdicke 20 auf, die etwa der Summe der Wandstärke oder Schichtdicke 21 der ersten Betonschicht 17a und der Schichtdicke oder Wandstärke 22 der zweiten Betonschicht 17b entspricht. Hinzu kommt noch die Schichtdicke oder Wandstärke der Textilbewehrung 16, die allerdings demgegenüber vernachlässigbar ist, und nur äußerst gering ist, beispielsweise 0,1 mm bis 3 mm beträgt.
  • Die Schichtdicke 23 der Wandschicht 13 kann beliebig gehalten sein:
    So beträgt beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 die Wandstärke 23 entsprechend dem Normalformat eines Ziegels 11,5 cm.
  • Es können aber auch gänzlich andere beliebige Maße verwendet werden. Auch können anstelle von Ziegeln als Mauersteine 14a, 14b, 14c, 14d entlang ihrer Längsmittelebene getrennte Ziegel, also Ziegelhälften zur Fertigung der ersten Wandschicht 13 eingesetzt werden. Dann beträgt die Schichtdicke 23 z. B. etwa 5,75 cm.
  • Die Schichtdicke 20 der Textilbetonschicht 15 beträgt vorteilhafterweise zwischen 0,3 cm und 5 cm.
  • Die Schichtdicken 21 und 22 der Betonschicht 17a, 17b sind bei den Ausführungsbeispielen gleich groß. Bei anderen Ausführungsbeispielen können die Schichtdicken 21, 22 aber auch unterschiedlich bemessen sein.
  • Die Verbundwandkonstruktion 10 ist daher insgesamt sehr schmal gehalten.
  • Die erste Wandschicht 13 kann aus Steinelementen 14a, 14b, 14c, 14d gebildet sein, die miteinander durch ein Verbindungsmittel 24a, 24b, 24c verbunden sein. Dabei kann es sich beispielsweise um Mörtel handeln.
  • In den Figuren 1 und 2 sind lediglich beispielhaft nur einige der Fugenbereiche mit 24a, 24b, 24c bezeichnet. Auch sind die Mörtelmassen 24a, 24b, 24c nur schematisch dargestellt, und können tatsächlich eine Schichtdicke zwischen 0 und 2 cm aufweisen.
  • Die Verbundwandkonstruktion 10 der Fig. 1 kann beliebige Höhen- und Breitenabmessungen y2, x2 aufweisen. Wenn die Verbundwandkonstruktion der Fig. 1 ein Fertigbauteil 27 bereitstellt, sind die Außenabmessungen y2, x2 vorzugsweise standardisiert. Die durch die Außenabmessungen y2, x2 vorgegebene flächenhafte Erstreckung kann bis zu mehreren Quadratmetern betragen.
  • Gemäß der Erfindung ist die Textilbewehrung 16 von einem Verstärkungsmaterial bereitgestellt, beispielsweise von Verstärkungsfasern aus Kohlenstoff, die insgesamt ein gitterartiges oder maschenartiges Gelege oder Gewebe bereitstellen.
  • In Fig. 1 sind an vier Stellen die Randbereiche der Wandschicht 13 aufgebrochen, um deutlich zu machen, dass die Textilbewehrung 16 Abmessungen aufweist, nämlich eine Höhenerstreckung y1 und eine Breitenerstreckung x1, die den Abmessungen x2, y2 der Wandschicht 13 entsprechen.
  • Dabei ist von besonderer Bedeutung, dass sich die Textilbewehrung 16 durchgehend, insbesondere ununterbrochen durchgehend entlang der Fläche 12 erstreckt, entlang der sich die erste Wandschicht 13 erstreckt. Hierdurch kann die Verbundwandkonstruktion 10 besonders hohe Zugkräfte aufnehmen, und stellt auf diese Weise eine hohe Tragfähigkeit bereit.
  • Gemäß der Erfindung entsprechen die Abmessungen x1, y1 der Textilbewehrung 16 in Höhe y1 und Breite x1 den Abmessungen x2, y2 der ersten Wandschicht 13 in Höhe y2 und Breite y2. Von dieser Formulierung ist auch umfasst, wenn, wie dies beispielsweise Fig. 7 andeutet, überstehende Randbereiche 32a, 32b der Textilbewehrung 16 aus der Kontur des jeweiligen Fertigbauteils 27, 28 herausragen, um so einen Überlappungsbereich 35 bilden zu können.
  • Gemäß den Figuren 1 und 2 umfasst die Erfindung eine Verbundwandkonstruktion 10, bei der eine Textilbetonschicht 15 nur auf einer Seite mit einer ersten Wandschicht 13 verbunden ist.
  • Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 macht aber deutlich, dass von der Erfindung auch Verbundwandkonstruktionen 10 umfasst sind, bei denen eine erste Wandschicht 13 und eine zweite Wandschicht 31 vorgesehen ist. Die zweite Wandschicht 31 kann wiederum aus Steinelementen 14e, 14f, 14g, 14h bereitgestellt sein, die ihrer Art oder ihrer Form nach den Steinelementen 14a, 14b, 14c, 14d der ersten Wandschicht 13 entsprechen können. Es ist von der Erfindung aber auch umfasst, wenn die zweite Wandschicht 31 von gänzlich anderen Steinelementen 14e, 14f, 14g, 14h gebildet ist, als die Steinelemente 14a, 14b, 14c, 14d der ersten Wandschicht 13.
  • Schließlich sei angemerkt, dass von der Erfindung sowohl Ausführungsformen umfasst sind, bei denen die Steinelemente 14a, 14b, 14c, 14d einer Wandschicht 13 identisch sind, als auch Ausführungsbeispiele, bei denen die einzelnen Steinelemente 14a, 14b, 14c, 14d einer Wandschicht 13 unterschiedlich ausgebildet sind.
  • Fig. 3 macht deutlich, dass die Textilbewehrung 16 von einer gitterartigen Struktur 25 gebildet ist. Fig. 3 stellt als Beispiel ein Gelege 25 dar, welches aus einer Vielzahl von Strängen von Verstärkungsfasern 26a, 26b, 26c, 26d besteht, die nach Art von Kettenfäden und Schussfäden zum Beispiel im wesentlichen rechteckig oder unter einem anderen Winkel zueinander verlaufen und eine Gitter- oder Maschenstruktur bilden. Die Maschen können beim Vergießen des Betons zur Erzielung einer Textilbetonschicht 15 von der noch flüssigen Betonmasse zumindest teilweise durchdrungen werden.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 kann die erste Wandschicht 13 auch von Steinelementen gebildet sein, die von dünnen plattenartigen Elementen, insbesondere von Riemchen 34a, 34b, 34c, 34d bereitgestellt sind. Die erste Wandschicht 13 weist dann eine Wandstärke 23 auf, die deutlich geringer ist, als bei den vorherigen Ausführungsbeispielen. Auch die Riemchen 34a, 34b, 34c, 34d können untereinander über Verbindungsmittel, beispielsweise durch Mörtel (angedeutet 24a, 24b, 24c) miteinander verbunden sein.
  • Bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 1, 2, 4 und 5 erstreckt sich die erste Wandschicht 13 jeweils entlang einer Fläche 12, die von einer Ebene gebildet ist. Bei diesen Ausführungsbeispielen ist auch die Textilbewehrung 16 entlang derselben Ebene 12 ausgerichtet.
  • Das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 macht deutlich, dass die erste Wandschicht 13 auch entlang einer Fläche 12 ausgerichtet sein kann, die im Raum gekrümmt ist. Tatsächlich ist die Fläche 12 bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 etwa S-förmig gekrümmt, also doppelt gekrümmt.
  • Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Fläche 12 auch entlang einer sphärischen oder asphärischen Wölbung ausgerichtet sein, um zum Beispiel kuppelförmige oder kugelförmige Verbundwandkonstruktionen bereitzustellen. Insbesondere kann auch eine Krümmung der Fläche 12 über zwei oder mehr Achsen vorgesehen sein.
  • Auch die Textilbewehrung 16 ist bei diesem Ausführungsbeispiel entlang derselben Fläche 12 gekrümmt. Das Ausführungsbeispiel der Verbundwandkonstruktion 10 der Fig. 6 ist insoweit insgesamt im Raum gekrümmt.
  • Anhand des Ausführungsbeispiels der Fig. 7 soll erläutert werden, dass die erfindungsgemäße Verbundwandkonstruktion 10 auch als Fertigbauteil 27, 28 ausgebildet sein kann. Mehrere dieser Fertigbauteile 27, 28 können - insbesondere an der Baustelle - miteinander verbunden werden. Hierzu können die Fertigbauteile 27, 28 mit ihrer jeweiligen Schmalseite 29a, 29b einander zugewandt - insbesondere auf Stoß - aneinander befestigt werden.
  • Hierfür kommen beliebige Befestigungsmittel 30a, 30b in Betracht.
  • Ausweislich Fig. 7 ist als mögliches Ausführungsbeispiel ein Verbindungsmittel 30a dargestellt, welches von Mörtel oder von einer anderen aushärtbaren Verbindungsmasse gebildet ist.
  • Des weiteren zeigt Fig. 7 alternativ oder zusätzlich - gestrichelt - eine U-förmige Klammeranordnung 30b, die die beiden Fertigbauteile 27, 28 miteinander verbinden kann.
  • Nachfolgend zeigt Fig. 8 in einer Detaildarstellung ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine Verbindung zwischen den beiden Fertigbauteilen 27, 28 mittels Mörtel 30a vorgesehen ist, wobei aus den jeweiligen Fertigbauteilen 27, 28 aber überstehende Randbereiche 32a, 32b der entsprechenden Textilbewehrung 16a, 16b herausragen und einen Überlappungsbereich 35 bilden. In diesem Überlappungsbereich sind die überstehenden Randbereiche 32a, 32b der Textilbewehrung 16a, 16b vorteilhafterweise miteinander verbunden, beispielsweise durch gesonderte Verbindungsmittel, wie Klammern 33, oder alternativ auch durch Vernähen, durch Verkleben, Verschweißen, Verklemmen, Vernieten etc. Insbesondere kommt zur Verbindung zweier Fertigbauteile miteinander auch in Betracht, die Umfangskonturbereiche der Fertigbauteile komplementär, insbesondere stufenförmig komplementär zueinander auszubilden, so dass zwei Fertigbauteile im montierten Zustand zum Beispiel formschlüssig ineinander greifen. Darüber hinaus können vorteilhaft Textilbewehrungsabschnitte an beiden Anbindungsbereichen angeordnet und mit einbetoniert werden, um eine durchgehende, sich also durch den Verbindungsbereich zwischen zwei Fertigbauteilen hindurch erstreckende durchgehende Textilbewehrung zu gewährleisten.
  • In Fig. 9 ist des weiteren ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbundwandkonstruktion gezeigt, die in ihrer Darstellung dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 entspricht. Hier ist anstelle einer Textilbewehrung 16 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 eine Mehrzahl von Textilbewehrungsabschnitten 16a und 16b vorgesehen. Diese sind in überlappender Anordnung angeordnet und bilden einen Überlappungsbereich 36. Auch dies ermöglicht die Bereitstellung einer durchgehenden Textilbewehrung, da der ausgehärtete Beton die entsprechenden Zugkräfte übertragen kann.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 10 ist ein Unterbrechungsbereich 37 in der Textilbewehrung vorgesehen, und unterteilt die Textilbewehrung in zwei Textilbewehrungsabschnitte 16a und 16b. Auch hier ist eine durchgehende Bewehrung gewährleistet.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 11 ist schließlich vorgesehen, dass zwei Textilbewehrungen 16a, 16b parallel zueinander angeordnet sind. Der Bewehrungsquerschnitt wird hierdurch erhöht, so dass höhere Zugkräfte übertragen werden können.
  • Alternativ kann auch eine Textilbewehrung vorgesehen sein, die mehrere Schichten oder Lagen aufweist, um auf diese Weise den Bewehrungsquerschnitt zu erhöhen.
  • Infrage kommen beispielsweise doppellagige Strukturen, insbesondere sogenannte 3-D-Strukturen, die zum Beispiel von der Firma V. Fraas Solutions in Textile GmbH mit Sitz in 95233 Helmbrechts bezogen werden können.

Claims (15)

  1. Verbundwandkonstruktion (10) für ein Bauwerk (11), umfassend eine sich entlang einer ebenen oder gekrümmten Fläche (12) erstreckende Wandschicht (13, 31) aus einer Vielzahl von Steinelementen (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h), wie Ziegelsteinen, Riemchen, Platten od. dgl., und eine Textilbetonschicht (15), die eine Textilbewehrung (16) aus Verstärkungsfasern (26a, 26b, 26c), aufweist, die beidseitig von Beton (17a, 17b) eingefasst ist, und die sich entlang der Fläche (12) erstreckt, wobei die Abmessungen (x1, y1) der Textilbewehrung (16) entlang der Fläche (12) den Abmessungen (x2, y2) der Wandschicht (13) entlang der Fläche (12) zumindest entsprechen.
  2. Verbundwandkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wandschicht (13) von Mauersteinen (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h) oder von Teilen von Mauersteinen bereitgestellt ist.
  3. Verbundwandkonstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mauersteine (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h) miteinander mittels Mörtel (24, 24a, 24b, 24c, 24d) oder mittels eines anderen Verbindungsmittels verbunden sind.
  4. Verbundwandkonstruktion nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mauerstein (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h) von einem Ziegel oder einem Kalksandstein bereitgestellt ist.
  5. Verbundwandkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Textilbewehrung (16) aus einem flächenhaften, insbesondere biegeschlaffen Gebilde (25), wie Gewebe, Matte, Netz, Gitter, Vlies, Gelege, Multiaxialgelege, Gesticke, oder Geflecht, insbesondere aus hochzugfesten Endlosfasern besteht.
  6. Verbundwandkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Textilbewehrung (16) vorgespannt ist.
  7. Verbundwandkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsfasern (26a, 26b, 26c) Kohlenstofffasern und/oder Glasfasern und/oder Aramidfasern und/oder Keramikfasern umfassen.
  8. Verbundwandkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundwandkonstruktion (10) als ein Fertigbauteil (27, 28) ausgebildet ist.
  9. Verbundwandkonstruktion nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Fertigbauteile (27, 28) auf Stoß aneinander befestigt sind.
  10. Verbundwandkonstruktion nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Textilbewehrungen (16a, 16b) zweier einander benachbart angeordneter Fertigbauteile (27, 28) miteinander verbunden sind.
  11. Verbundwandkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundwandkonstruktion (10) eine zweite Wandschicht (31) aus einer Vielzahl von Steinelementen (14e, 14f, 14g, 14h) aufweist, wobei die Textilbetonschicht (15) zwischen den beiden Wandschichten (13, 31) angeordnet ist.
  12. Verbundwandkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wandschicht (13) als Dekorschicht ausgebildet ist.
  13. Verfahren zur Herstellung einer Verbundwandkonstruktion, insbesondere einer Verbundwandkonstruktion (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte:
    a) Bereitstellen einer sich entlang einer ebenen oder gekrümmten Fläche (12) erstreckenden Wandschicht (13) aus einer Vielzahl von Steinelementen (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h), wie Ziegelsteinen, Riemchen, Platten oder dergleichen,
    b) Angießen einer Textilbetonschicht (15) an die Wandschicht (13), wobei die Textilbetonschicht eine Textilbewehrung (16) aus Verstärkungsfasern, aufweist, wobei die Textilbewehrung beidseitig von Beton (17a, 17b) eingefasst ist, und wobei sich die Textilbewehrung durchgehend, insbesondere ununterbrochen durchgehend entlang der Fläche (12) erstreckt, wobei die Abmessungen (x1, y1) der Textilbewehrung entlang der Fläche (12) den Abmessungen (x2, y2) der Wandschicht (13) entlang der Fläche (12) entsprechen.
  14. Verfahren zur Herstellung einer Verbundwandkonstruktion (10), insbesondere einer Verbundwandkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte:
    A) Gießen einer Textilbetonschicht (15), wobei die Textilbetonschicht eine Textilbewehrung (16) aus Verstärkungsfasern aufweist, wobei die Textilbewehrung beidseitig von Beton (17a, 17b) eingefasst ist, und wobei sich die Textilbewehrung (16) durchgehend, insbesondere ununterbrochen durchgehend entlang einer ebenen oder gekrümmten Fläche (12) erstreckt, und gegebenenfalls teilweises oder vollständiges Aushärten lassen der Textilbetonschicht,
    B1) Bereitstellen einer Wandschicht (13) aus einer Vielzahl von Steinelementen (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h), wie Ziegelsteinen, Riemchen, Platten oder dergleichen, wobei sich die Wandschicht (13) entlang der Fläche (12) erstreckt, und wobei die Abmessungen (x2, y2) der Wandschicht (13) entlang der Fläche (12) den Abmessungen (x1, y1) der Textilbewehrung (16) entlang der Fläche (12) entsprechen, und Befestigen der Wandschicht (13) an der insbesondere noch nicht ausgehärteten Textilbetonschicht (15), insbesondere unter Zuhilfenahme eines Verbindungsmittels (24),
    oder
    B2) Anbringen einer Wandschicht (13) aus einer Vielzahl von Steinelementen (34a, 34b, 34c, 34d, 34e), wie Ziegelsteinen, Riemchen, Platten oder dergleichen, an der Textilbetonschicht (15), insbesondere unter Zuhilfenahme eines Verbindungsmittels (24).
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Textilbewehrung (16) einer Vorspannung unterworfen wird, bevor sie beidseitig von Beton eingefasst wird.
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