EP4357092A1 - Verfahren und vorrichtungzur herstellung einer betonplatte aus vorgespanntem beton - Google Patents

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EP4357092A1
EP4357092A1 EP22020492.9A EP22020492A EP4357092A1 EP 4357092 A1 EP4357092 A1 EP 4357092A1 EP 22020492 A EP22020492 A EP 22020492A EP 4357092 A1 EP4357092 A1 EP 4357092A1
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EP
European Patent Office
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concrete
formwork
fill level
container
width
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP22020492.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Maximilian Leo Josef Reinke
Jörg Switala
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.)
Holcim Technology Ltd
Original Assignee
Holcim Technology Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Holcim Technology Ltd filed Critical Holcim Technology Ltd
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Priority to CA3270167A priority patent/CA3270167A1/en
Priority to EP23790410.7A priority patent/EP4605192A1/de
Priority to PCT/IB2023/060405 priority patent/WO2024084370A1/de
Priority to AU2023364638A priority patent/AU2023364638A1/en
Publication of EP4357092A1 publication Critical patent/EP4357092A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B28B13/02—Feeding the unshaped material to moulds or apparatus for producing shaped articles
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    • B28B23/02—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects wherein the elements are reinforcing members
    • B28B23/04—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects wherein the elements are reinforcing members the elements being stressed

Definitions

  • the invention relates to a device for producing a concrete slab from prestressed concrete.
  • tendons such as tension wires or strands
  • tension wires or strands are connected to the concrete in a force-locking manner so that there is practically no relative displacement between the two materials.
  • This allows a direct bond to be created between tendons and concrete, as is often the case when producing precast concrete elements in precast concrete plants, where tensioned tension wires or strands are embedded in the precast element.
  • the prestress is released. The tension force is applied to the precast element through the bond between the concrete and the tendons and the wedging of the relaxed tendons.
  • a precast concrete component has become known in which the reinforcement or tendons are formed from a large number of rovings, ie bundles, strands or multifilament yarns made of parallel arranged filaments or continuous fibers.
  • the rovings can Include or consist of carbon or glass fibers.
  • the rovings must be stretched one on top of the other in several layers in the longitudinal and transverse direction. This process must be completed before the concrete components are manufactured and the stretched rovings must penetrate the formwork for the concrete component.
  • the area enclosed by the formwork is filled with concrete, ensuring that the height of the fresh concrete is as equal as possible over the entire length and width of the concrete slab to be created.
  • Precise adherence to a predefined height over the entire extent of the concrete slab is particularly important in the case of concrete components reinforced with prestressed rovings because it must be ensured that the rovings have a defined position within the concrete slab in relation to a zero stress line. Otherwise, the slab would warp, particularly in the case of concrete slabs with a low slab thickness and high prestressing forces.
  • the invention therefore aims to improve the production of concrete slabs made of prestressed concrete using rovings with regard to the introduction of the fresh concrete into the formwork.
  • an automated pouring process is to be implemented with which a predetermined fresh concrete thickness can be achieved within narrow tolerances.
  • the fresh concrete is to be introduced in such a way that the fragile rovings are not damaged.
  • the invention according to a first aspect in a method of the type mentioned at the outset essentially consists in pouring the concrete into the Formwork comprises the discharge of concrete via an adjustable outlet opening(s) of a movable hopper extending over substantially the entire width of the formwork or via a plurality of adjustable outlet openings arranged distributed over the width, while the hopper is moved along the length of the formwork, wherein the fill level of the hopper is monitored during discharge and concrete is refilled from a storage container and wherein the amount of concrete refilled is regulated such that the fill level in the hopper is kept between a minimum and a maximum value during discharge.
  • the bulk container and the storage container By using two containers arranged in a cascade, the bulk container and the storage container, it is sufficient to keep just enough fresh concrete in the bulk container for the pouring process, so that the weight load caused by the fresh concrete contained in it, as well as any impact loads and associated deformations and bending of the bulk container, are minimized.
  • This makes it possible to position the outlet opening(s) of the bulk container just above the tensioned rovings and thus pour the fresh concrete onto the rovings from a low height, so that the transverse force load acting on the rovings and thus the risk of breakage are minimized.
  • the outlet opening(s) of the bulk container is or are moved at a normal distance of 3-100mm, in particular 3-15mm, above the rovings.
  • the bulk container or its outlet opening(s) can be infinitely adjusted in height.
  • the concrete is refilled from the storage container into the filling container in such a way that the fill level in the filling container is constantly kept between a minimum and a maximum value during the concrete pouring.
  • this ensures that only the amount of fresh concrete required is present in the filling container at any given time, and on the other hand, it limits the hydrostatic pressure exerted by the fresh concrete arranged in the filling container on the fresh concrete already present in the formwork. In particular, this is intended to prevent the hydrostatic pressure from causing the concrete in the formwork to swell up and thus exceeding the desired concrete thickness.
  • a control loop is preferably provided in which the current fill level represents the controlled variable and the refilled volume flow represents the manipulated variable.
  • the minimum and maximum values of the filling level are specified in such a way that control can take place within relatively narrow limits, so that the fluctuations in the hydrostatic pressure are minimized. According to a preferred development of the invention, it can be provided that the minimum value corresponds to 60-80% of the maximum value.
  • the concrete is preferably refilled from the storage container into the filling container continuously. This makes it easier to maintain a constant filling level in the filling container and avoids shock loads on the filling container that could be caused by intermittent refilling.
  • the hopper is preferably moved in the longitudinal direction automatically, i.e. by means of an automatic drive.
  • the drive can be designed, for example, as an electric motor or hydraulic drive.
  • the hopper is moved in the longitudinal direction, in particular at a constant speed, during the concrete discharge.
  • the hopper is moved, for example, on wheels or in a sliding guide.
  • the width and the length preferably refer to two mutually perpendicular directions of the formwork or the concrete slab to be produced, wherein the width preferably has a shorter extension than the length.
  • the filling container preferably has a cross-section that narrows in a funnel shape towards the outlet opening(s) and is designed in particular as a filling funnel.
  • the one or more outlet openings can have an adjustable outlet cross-section in order to regulate the volume flow through the outlet opening(s). This can ensure that only as much concrete can flow from the outlet opening(s), in particular funnel-shaped, into the formwork as is required for the desired thickness of the concrete slab.
  • the storage container is moved synchronously with the bulk container in the longitudinal direction of the formwork, while it is decoupled from the bulk container in the vertical direction.
  • the decoupling here means that the storage container has a support that is independent of the bulk container, so that no vertical forces are exerted by the storage container on the bulk container.
  • the storage container preferably extends substantially over the entire width of the formwork, with the concrete being refilled into the bulk container via a plurality of discharge openings arranged distributed over the width of the storage container, with the refilling preferably taking place by means of at least one conveyor device, preferably a plurality of conveyor devices each assigned to a discharge opening.
  • the conveyor device can, for example, be designed to achieve a uniform distribution of the fresh concrete along the entire width of the storage container, so that a correspondingly uniform filling of the bulk container is achieved.
  • the conveyor device can preferably comprise a spiked roller extending over the entire width of the storage container.
  • several conveyor devices arranged distributed over the width of the storage container can be provided, which convey the fresh concrete via a respective assigned discharge opening into the bulk container located below.
  • Such conveyor devices can be designed, for example, as a slide or as a screw conveyor.
  • a preferred embodiment provides that the monitoring of the fill level in successive width sections of the bulk container takes place separately from one another using a fill level sensor arranged in the respective width section, wherein the fill level measurement values of each fill level sensor are used to control the refilling of the concrete via the discharge opening that is located in the same width section as the respective fill level sensor.
  • the fill level in the bulk container is controlled separately in each width section from other width sections, so that any level differences along the width of the bulk container can be taken into account and compensated for.
  • a stripping device extending over the entire width of the concrete slab to be produced is pulled over the concrete poured into the formwork, following the bulk container, wherein the stripping device is preferably designed as a rigid or flexible stripping support, which rests on the surface of the concrete and is pulled behind the outlet opening of the bulk container.
  • the stripping device is preferably attached to the bulk container, in particular on the rear side in the direction of travel. The squeegee prevents the fresh concrete from being pushed up by the hydrostatic pressure coming from the hopper.
  • a liquid such as water
  • a liquid is applied to the screed pad across its width and allowed to run onto the surface of the concrete over the rear edge of the screed pad in the direction of travel.
  • a layer of liquid 1-2 cm thick is applied.
  • a device for producing a concrete slab from prestressed concrete comprising a filling container for discharging concrete into a formwork, wherein the filling container has an adjustable outlet opening extending substantially over the entire width of the concrete slab to be produced or several adjustable outlet openings arranged distributed over the width and is arranged to be movable in a longitudinal direction running transversely to the width, and further comprising a storage container for refilling concrete into the filling container with at least one conveying device, wherein the filling container has at least one fill level sensor for monitoring the fill level during the discharging of the concrete, the measured values of which are fed to a control unit which is connected to the at least one conveying device of the storage hopper to regulate the amount of concrete refilled in such a way that the level in the hopper is kept between a minimum and a maximum value during pouring.
  • the minimum value corresponds to 60-80% of the maximum value.
  • control unit is designed for continuous, controlled refilling of the concrete into the hopper.
  • the storage container extends substantially over the entire width of the formwork and has a plurality of discharge openings arranged distributed over the width of the storage container, wherein preferably at least one conveying device, preferably a plurality of conveying devices each assigned to a discharge opening, is or are arranged for discharging the concrete into the filling container.
  • a fill level sensor is preferably arranged in each width section, wherein the fill level measured values of the fill level sensors are fed to the control unit, which is set up to use the fill level measured values of each fill level sensor to control the refilling of the concrete via that of the discharge openings which is located in the same width section as the respective fill level sensor.
  • the outlet opening(s) of the bulk container are at a normal distance of 3-100mm, in particular 3-15mm, above which the rovings are arranged.
  • a stripping device extending over the entire width of the concrete slab to be produced is arranged downstream of the bulk container, wherein the stripping device is preferably designed as a rigid or flexible stripping support which can be pulled along behind the outlet opening of the bulk container while resting on the surface of the concrete.
  • liquid nozzles can be provided that are directed at the screed pad in order to apply the liquid to the screed pad across its width.
  • the liquid can be used to carry out a post-treatment of the concrete.
  • Fig.1 a top view of a production table including formwork for the production of concrete slabs and Fig. 2 a section through a device for introducing fresh concrete into the formwork.
  • a production or formwork table 1 is shown, on the edges of which holding elements 2, 3, 4 and 5 are arranged, with a plurality of carbon rovings 6, 7 being stretched between opposing holding elements 2 and 4 or 3 and 5, with a group of carbon rovings 6 crossing another group of carbon rovings 7 and at least two layers of carbon rovings being arranged one above the other.
  • the carbon rovings thus span the production table 1 in two mutually perpendicular directions.
  • the formwork table 1 forms the base of a formwork into which fresh concrete is poured to produce a concrete slab made of prestressed concrete.
  • edge formwork 8 After the edge formwork 8 has been formed, liquid concrete is poured into the area 9 delimited by the edge formwork and left to set. After the concrete has hardened, the edge formwork is separated and a concrete slab made of prestressed concrete remains.
  • Fig.2 shows how the fresh concrete is introduced into the formwork.
  • a filling container 10 here a filling funnel, extending over the entire width of the formwork is moved in the direction of the arrow 12 in the longitudinal direction over the formwork, while fresh concrete from the filling container 10 is fed onto the production table 1. Since the filling container 10 only holds a relatively small volume of concrete, a storage container 11 is moved synchronously with the filling container 10 above the filling container 10, from which concrete is refilled into the filling container 10. The storage container 11 itself is in turn filled with concrete by pouring in fresh concrete as indicated by 13.
  • the storage container 11 has a number of discharge openings 15 distributed across the width, through which concrete is fed into the bulk container 10 by means of a respective slide or screw conveyor 14.
  • the bulk container 10 in turn has a funnel-shaped outlet opening 16 which extends over the entire width of the bulk container 10 and through which the concrete 17 runs onto the production table 1.
  • a screed pad 18 is attached to the trailing side of the hopper 10, which is pulled over the fresh concrete and smoothes the concrete surface to a defined height.
  • a film 19 can be arranged on the screed pad 18, which protrudes over the edge of the screed pad 18 on the rear side and is also pulled over the concrete surface.
  • a liquid is also applied to the screed pad 18 across its width using the nozzles 20, which is allowed to run over the rear edge of the screed pad 18 in the direction of travel 12, or of the film 19 if present, onto the surface of the concrete.
  • a fill level sensor 23 is provided, the measured values of which are fed to a control unit 22, wherein the control unit generates control signals for the slide or screw conveyor 14 in order to keep the fill level in the hopper 10 within predetermined limits.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Betonplatte aus vorgespanntem Beton, deren Spannglieder eine Vielzahl von die Betonplatte durchsetzenden, parallel zur Plattenebene verlaufenden Rovings (6,7), insbesondere Kohlefaser-Rovings, umfassen, umfassend die Schritte:- Herstellen einer Schalung, die an der Unterseite von einem Fertigungstisch (1) begrenzt ist und deren Seitenwände von vorgespannten Rovings (6,7) durchsetzt werden, und- Gießen von Beton in die Schalung und Abbindenlassen des Betons,wobei das Gießen des Betons in die Schalung das Ausbringen des Betons über eine sich über im Wesentlichen die gesamte Breite der Schalung erstreckende oder über mehrere über die Breite verteilt angeordnete, einstellbare Auslassöffnung(en) (16) eines verfahrbaren Schüttungsbehälters (10) umfasst, während der Schüttungsbehälter (10)über die Länge der Schalung verfahren wird, wobei der Füllstand des Schüttungsbehälters (10) während des Ausbringens überwacht und Beton aus einem Vorratsbehälter (11) nachgefüllt wird und wobei die Menge des nachgefüllten Betons derart geregelt wird, dass der Füllstand im Schüttungsbehälter (10) während des Ausbringens zwischen einem Mindest- und einem Höchstwert gehalten wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Betonplatte aus vorgespanntem Beton, deren Spannglieder eine Vielzahl von die Betonplatte durchsetzenden, parallel zur Plattenebene verlaufenden Rovings, insbesondere Kohlefaser-Rovings, umfassen, umfassend die Schritte:
    • Herstellen einer Schalung, die an der Unterseite von einem Fertigungstisch begrenzt ist und deren Seitenwände von vorgespannten Rovings durchsetzt werden, und
    • Gießen von Beton in die Schalung und Abbindenlassen des Betons.
  • Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung einer Betonplatte aus vorgespanntem Beton.
  • Bei der Herstellung von vorgespanntem Beton werden Spannglieder, wie z.B. Spanndrähte oder Spannlitzen, kraftschlüssig mit dem Beton verbunden, sodass eine Relativverschiebung zwischen beiden Werkstoffen praktisch nicht stattfindet. Hierbei kann ein direkter Verbund zwischen Spanngliedern und Beton hergestellt werden, wie dies häufig bei der Herstellung von Betonfertigteilen in Fertigteilwerken erfolgt, bei der gespannte Spanndrähte oder -litzen in das Fertigteil einbetoniert werden. Nach dem Betonieren und Erhärten des Beton wird die Vorspannung gelöst. Durch den Verbund zwischen Beton und Spanngliedern sowie ein Verkeilen der entspannten Spannglieder ist die Spannkraft im Fertigteil aufgebracht.
  • Aus der WO 2014/040653 A1 ist ein Betonfertigbauteil bekannt geworden, bei dem die Armierung bzw. die Spannglieder von einer Vielzahl von Rovings gebildet werden, d.h. von Bündeln, Strängen oder Multifilamentgarnen aus parallel angeordneten Filamenten oder Endlosfasern. Die Rovings können hierbei Kohle- oder Glasfasern umfassen oder aus diesen bestehen. Für die Herstellung derartiger faserarmierter Betonbauteile müssen die Rovings in mehreren Lagen in Längs- und Querrichtung übereinanderliegend gespannt werden. Dieser Vorgang muss vor Beginn der Fertigung der Betonbauteile abgeschlossen sein und die gespannten Rovings müssen die Schalung für das Betonbauteil durchsetzen. Nach Anfertigung der Schalung wird der von der Schalung eingefasste Bereich mit Beton befüllt, wobei eine möglichst über die gesamte Länge und Breite der zu erstellenden Betonplatte gleiche Höhe des Frischbetons sicherzustellen ist. Das genaue Einhalten einer vordefinierten Höhe über die gesamte Erstreckung der Betonplatte ist im Falle von mit vorgespannten Rovings armierten Betonbauteilen von besonderer Bedeutung, weil sichergestellt sein muss, dass die Rovings innerhalb der Betonplatte eine definierte Lage in Bezug auf eine Spannungsnulllinie aufweisen. Andernfalls würde es insbesondere bei Betonplatten mit geringer Plattendicke und hohen Vorspannkräften zu einer Verwölbung der Platte kommen.
  • Die Erfindung zielt daher darauf ab, die Herstellung von Betonplatten aus vorgespanntem Beton unter Verwendung von Rovings hinsichtlich des Einbringens des Frischbetons in die Schalung zu verbessern. Insbesondere soll ein automatisierter Schüttvorgang realisiert werden, mit dem eine vorgegebene Frischbetondicke innerhalb enger Toleranzen erreicht werden kann. Weiters soll die Einbringung des Frischbetons derart erfolgen, dass die bruchempfindlichen Rovings nicht beschädigt werden.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt bei einem Verfahren der eingangs genannten Art im Wesentlichen darin, dass das Gießen des Betons in die Schalung das Ausbringen des Betons über eine sich über im Wesentlichen die gesamte Breite der Schalung erstreckende oder über mehrere über die Breite verteilt angeordnete, einstellbare Auslassöffnung(en) eines verfahrbaren Schüttungsbehälters umfasst, während der Schüttungsbehälter über die Länge der Schalung verfahren wird, wobei der Füllstand des Schüttungsbehälters während des Ausbringens überwacht und Beton aus einem Vorratsbehälter nachgefüllt wird und wobei die Menge des nachgefüllten Betons derart geregelt wird, dass der Füllstand im Schüttungsbehälter während des Ausbringens zwischen einem Mindest- und einem Höchstwert gehalten wird.
  • Durch die Verwendung von zwei kaskadierend angeordneten Behältern, dem Schüttungsbehälter und dem Vorratsbehälter, reicht es, im Schüttungsbehälter die für den Schüttvorgang gerade ausreichende Frischbetonmenge vorzuhalten, sodass die durch den enthaltenen Frischbeton hervorgerufene Gewichtsbelastung sowie allfällige Stoßbelastungen und damit verbundene Verformungen und ein Durchbiegen des Schüttungsbehälters minimiert werden. Dies ermöglicht es, die Auslauföffnung(en) des Schüttbehälters nur knapp oberhalb der gespannten Rovings zu positionieren und den Frischbeton somit aus einer geringen Höhe auf die Rovings zu schütten, sodass die auf die Rovings wirkende Querkraftbelastung und damit die Bruchgefahr minimiert werden. Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass die Auslassöffnung(en) des Schüttungsbehälters in einem Normalabstand von 3-100mm, insbesondere 3-15mm, oberhalb der Rovings verfahren wird bzw. werden. Optional ist der Schüttungsbehälter oder dessen Auslassöffnung(en) in Höhenrichtung stufenlos verstellbar.
  • Das Nachfüllen des Betons aus dem Vorratsbehälter in den Schüttungsbehälter erfolgt erfindungsgemäß derart, dass der Füllstand im Schüttungsbehälter während des Betonausbringens ständig zwischen einem Mindest- und einem Höchstwert gehalten wird. Dies stellt einerseits sicher, dass zu jedem Zeitpunkt lediglich die gerade erforderliche Frischbetonmenge im Schüttungsbehälter vorhanden ist, und begrenzt andererseits den hydrostatischen Druck, der von dem im Schüttungsbehälter angeordneten Frischbeton auf den in der Schalung bereits vorhandenen Frischbeton ausgeübt wird. Insbesondere soll hierdurch verhindert werden, dass der hydrostatische Druck zu einem Hochquellen des Betons in der Schalung und damit zu einer Überschreitung der gewünschten Betondicke führt.
  • Für die Einhaltung des Füllstands zwischen dem Mindest- und einem Höchstwert ist bevorzugt ein Regelkreis vorgesehen, bei dem der aktuelle Füllstand die Regelgröße und der nachgefüllte Volumenfluss die Stellgröße darstellt.
  • Der Mindest- und der Höchstwert des Füllstands werden derart vorgegeben, dass eine Regelung innerhalb relativ enger Grenzen erfolgen kann, sodass die Schwankungen des hydrostischen Drucks minimiert werden. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann hierbei vorgesehen sein, dass der Mindestwert 60-80% des Höchstwerts entspricht.
  • Die Nachfüllung des Betons vom Vorratsbehälter in den Schüttungsbehälter erfolgt vorzugsweise kontinuierlich. Dies erleichtert die Einhaltung eines möglichst konstanten Füllstands im Schüttungsbehälter und vermeidet stoßartige Belastungen des Schüttungsbehälters, welche durch intermittierendes Nachfüllen hervorgerufen werden könnten.
  • Dadurch, dass das Ausbringen des Betons erfindungsgemäß über eine sich über im Wesentlichen die gesamte Breite der Schalung erstreckende oder über mehrere über die Breite verteilt angeordnete, einstellbare Auslassöffnung(en) eines verfahrbaren Schüttungsbehälters erfolgt, kann eine gleichmäßige Befüllung auf der gesamten Breite und Länge der Schalung erzielt werden. Der Schüttungsbehälter wird hierbei bevorzugt automatisiert, d.h. mittels eines automatischen Antriebs, in Längsrichtung verfahren. Der Antrieb kann beispielsweise als elektromotorischer oder hydraulischer Antrieb ausgebildet sein. Der Schüttungsbehälter wird während des Betonausbringens insbesondere mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit in Längsrichtung verfahren. Das Verfahren des Schüttungsbehälters erfolgt beispielsweise auf Rädern oder in einer Gleitführung.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezieht sich die Breite und die Länge bevorzugt auf zwei zueinander senkrechte Richtungen der Schalung bzw. der herzustellenden Betonplatte, wobei die Breite vorzugsweise eine kürzere Erstreckung aufweist als die Länge.
  • Der Schüttungsbehälter weist bevorzugt einen sich zu den Auslassöffnung(en) hin trichterförmig verengenden Querschnitt auf und ist insbesondere als Schüttungstrichter ausgebildet. Die eine oder die mehreren Auslassöffnung(en) kann bzw. können einen verstellbaren Auslassquerschnitt aufweisen, um den Volumenstrom durch die Auslassöffnung(en) zu regulieren. Dadurch kann sichergestellt werden, dass nur so viel Beton aus der bzw. den insbesondere trichterförmigen Auslassöffnung(en) in die Schalung fließen kann, wie es für die gewünschte Dicke der Betonplatte erforderlich ist.
  • Weiters hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Vorratsbehälter synchron mit dem Schüttungsbehälter in Längsrichtung der Schalung verfahren wird, während er in Höhenrichtung vom Schüttungsbehälter entkoppelt ist. Die Entkoppelung bedeutet hierbei, dass der Vorratsbehälter eine vom Schüttungsbehälter unabhängige Abstützung aufweist, sodass keine vertikalen Kräfte vom Vorratsbehälter auf den Schüttungsbehälter ausgeübt werden.
  • Um sicherzustellen, dass an jeder Stelle entlang der Breitenerstreckung des Schüttungsbehälter zu jeder Zeit die gewünschte Betonmenge vorhanden ist, erstreckt sich der Vorratsbehälter vorzugsweise im Wesentlichen über die gesamte Breite der Schalung, wobei der Beton über eine Mehrzahl von über die Breite des Vorratsbehälters verteilt angeordnete Ausbringungsöffnungen in den Schüttungsbehälter nachgefüllt wird, wobei das Nachfüllen vorzugsweise mittels wenigstens einer Fördereinrichtung, bevorzugt einer Mehrzahl von jeweils einer Ausbringungsöffnung zugeordneten Fördereinrichtungen, erfolgt. Die Fördereinrichtung kann beispielsweise ausgebildet sein, um eine gleichmäßige Verteilung des Frischbetons entlang der gesamten Breite des Vorratsbehälters zu erreichen, sodass eine entsprechend gleichmäßige Befüllung des Schüttungsbehälters gelingt. Die Fördereinrichtung kann hierbei vorzugsweise eine sich über die gesamte Breite des Vorratsbehälters erstreckende Stachelwalze umfassen. Alternativ oder zusätzlich können mehrere über die Breite des Vorratsbehälters verteilt angeordnete Fördereinrichtungen vorgesehen sein, welche den Frischbeton über eine jeweils zugeordnete Ausbringungsöffnung in den darunter gelegenen Schüttungsbehälter fördern. Derartige Fördereinrichtungen können beispielsweise als Schieber oder als Schneckenförderer ausgebildet sein.
  • Im Fall, dass der Vorratsbehälter eine Mehrzahl von Ausbringungsöffnungen aufweist, über die der Frischbeton mittels einer jeweiligen Fördereinrichtung in den Schüttungsbehälter gefördert werden kann, sieht eine bevorzugte Ausbildung vor, dass die Überwachung des Füllstands in aufeinanderfolgenden Breitenabschnitten des Schüttungsbehälters gesondert voneinander mit einem im jeweiligen Breitenabschnitt angeordneten Füllstandsensor erfolgt, wobei die Füllstandmesswerte jedes Füllstandsensors zur Regelung der Nachfüllung des Betons über diejenige der Ausbringungsöffnungen herangezogen wird, die sich im selben Breitenabschnitt befindet wie der jeweilige Füllstandsensor. Dadurch erfolgt die Füllstandregelung im Schüttungsbehälter in jedem Breitenabschnitt gesondert von anderen Breitenabschnitten, sodass etwaigen Niveauunterschieden entlang der Breitenerstreckung des Schüttungsbehälters Rechnung getragen werden kann und diese ausgeglichen werden können.
  • Um eine glatte Oberfläche der Frischbetonmasse auf definierter Höhe zu erreichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass dem Schüttungsbehälter nachlaufend eine sich über die gesamte Breite der herzustellenden Betonplatte erstreckende Abziehvorrichtung über den in die Schalung gegossenen Beton gezogen wird, wobei die Abziehvorrichtung bevorzugt als starre oder flexible Abziehauflage ausgebildet ist, welche auf der Oberfläche des Betons aufliegend hinter der Auslassöffnung des Schüttungsbehälters nachgezogen wird. Die Abziehvorrichtung ist vorzugsweise am Schüttungsbehälter, insbesondere an der in Verfahrrichtung hinteren Seite, befestigt. Die Abziehvorrichtung verhindert ein Hochdrücken des Frischbetons durch den vom Schüttungsbehälter kommenden hydrostatischen Druck.
  • Bevorzugt wird auf die Abziehauflage über die Breite verteilt eine Flüssigkeit, wie z.B. Wasser, aufgebracht, welche über den in Verfahrrichtung hinteren Rand der Abziehauflage auf die Oberfläche des Betons laufen gelassen wird. Dadurch wird eine Wasserschicht auf der Frischbetonoberfläche ausgebildet, was definierte Abbindebedingungen für den Beton sicherstellt. Dadurch, dass die Flüssigkeit nicht direkt auf den Beton aufgebracht wird, sondern zuerst auf die Abziehauflage, wird verhindert, dass die aufgebrachte Flüssigkeit ungleichmäßig auf den Beton gelangt und die Oberfläche bis zur abschließenden Aushärtung beeinträchtigt wird. Bevorzugt wird eine Flüssigkeitsschicht von 1-2 cm Dicke aufgebracht.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung einer Betonplatte aus vorgespanntem Beton bereitgestellt, umfassend einen Schüttungsbehälter zum Ausbringen von Beton in eine Schalung, wobei der Schüttungsbehälter eine sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der herzustellenden Betonplatte erstreckende oder mehrere über die Breite verteilt angeordnete, einstellbare Auslassöffnung(en) aufweist und in einer quer zur Breite verlaufenden Längsrichtung verfahrbar angeordnet ist, und weiters umfassend einen Vorratsbehälter zum Nachfüllen von Beton in den Schüttungsbehälter mit wenigstens einer Fördervorrichtung, wobei der Schüttungsbehälter wenigstens einen Füllstandsensor zur Überwachung des Füllstands während des Ausbringens des Betons aufweist, dessen Messwerte einer Steuereinheit zugeführt ist, welche mit der wenigstens einen Fördervorrichtung des Vorratsbehälters zusammenwirkt, um die Menge des nachgefüllten Betons derart zu regeln, dass der Füllstand im Schüttungsbehälter während des Ausbringens zwischen einem Mindest- und einem Höchstwert gehalten wird.
  • Vorzugsweise entspricht der Mindestwert 60-80% des Höchstwerts.
  • Vorzugsweise ist die Steuereinheit zur kontinuierlichen geregelten Nachfüllung des Betons in den Schüttungsbehälter eingerichtet.
  • Mit Vorteil erstreckt sich der Vorratsbehälter im Wesentlichen über die gesamte Breite der Schalung und weist eine Mehrzahl von über die Breite des Vorratsbehälters verteilt angeordneten Ausbringungsöffnungen auf, wobei vorzugsweise wenigstens eine Fördereinrichtung, bevorzugt eine Mehrzahl von jeweils einer Ausbringungsöffnung zugeordneten Fördereinrichtungen, zum Ausbringen des Betons in den Schüttungsbehälter angeordnet ist bzw. sind.
  • Zur Überwachung des Füllstands in aufeinanderfolgenden Breitenabschnitten des Schüttungsbehälters ist bevorzugt in jedem Breitenabschnitt ein Füllstandsensor angeordnet, wobei die Füllstandmesswerte der Füllstandsensoren der Steuereinheit zugeführt sind, die eingerichtet ist, um die Füllstandmesswerte jedes Füllstandsensors zur Regelung der Nachfüllung des Betons über diejenige der Ausbringungsöffnungen heranzuziehen, die sich im selben Breitenabschnitt befindet wie der jeweilige Füllstandsensor.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Auslassöffnung(en) des Schüttungsbehälters in einem Normalabstand von 3-100mm, insbesondere 3-15mm, oberhalb der Rovings angeordnet ist bzw. sind.
  • Vorzugsweise ist dem Schüttungsbehälter nachlaufend eine sich über die gesamte Breite der herzustellenden Betonplatte erstreckende Abziehvorrichtung angeordnet, wobei die Abziehvorrichtung bevorzugt als starre oder flexible Abziehauflage ausgebildet ist, welche auf der Oberfläche des Betons aufliegend hinter der Auslassöffnung des Schüttungsbehälters nachziehbar ist.
  • Weiters können Flüssigkeitsdüsen vorgesehen sein, die auf die Abziehauflage gerichtet sind, um die Flüssigkeit über die Breite verteilt auf die Abziehauflage aufzubringen. Die Flüssigkeit kann dazu genutzt werden, eine Betonnachbehandlung durchzuführen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, In dieser zeigen Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Fertigungstisch samt Schalung zur Herstellung von Betonplatten und Fig. 2 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Einbringung von Frischbeton in die Schalung.
  • In Fig. 1 ist ein Fertigungs- oder Schalungstisch 1 dargestellt, an dessen Rändern Haltelemente 2, 3, 4 und 5 angeordnet sind, wobei zwischen gegenüberliegenden Haltelementen 2 und 4 bzw. 3 und 5 jeweils eine Vielzahl von Carbon-Rovings 6,7 gespannt sind, wobei eine Gruppe von Carbon-Rovings 6 eine andere Gruppe von Carbon-Rovings 7 kreuzt und zumindest zwei Lagen von Carbon-Rovings übereinander angeordnet sind. Die Carbon-Rovings überspannen den Fertigungstisch 1 somit in zwei zueinander senkrechten Richtungen.
  • Der Schalungstisch 1 bildet den Boden einer Schalung, in welche zur Herstellung einer Betonplatte aus vorgespanntem Beton frischer Beton gegossen wird. Nach der Ausbildung der Randschalung 8 wird flüssiger Beton in den von der Randschalung begrenzten Bereich 9 gegossen und abbinden gelassen. Nach dem Härten des Betons wird die Randschalung abgetrennt und es verbleibt eine Betonplatte aus vorgespanntem Beton.
  • In Fig. 2 ist dargestellt, wie der Frischbeton in die Schalung eingebracht wird. Unmittelbar oberhalb des Bereichs 9 wird ein sich über die gesamte Breite der Schalung erstreckender Schüttungsbehälter 10, hier ein Schüttungstrichter, in Richtung des Pfeils 12 in Längsrichtung über die Schalung bewegt, während Frischbeton aus dem Schüttungsbehälter 10 auf den Fertigungstisch 1 gelangt. Da der Schüttungsbehälter 10 lediglich ein relativ geringes Betonvolumen vorrätig hält, wird oberhalb des Schüttungsbehälters 10 ein Vorratsbehälter 11 synchron mit dem Schüttungsbehälter 10 mitbewegt, aus dem Beton in den Schüttungsbehälter 10 nachgefüllt wird. Der Vorratsbehälter 11 selbst wird wiederum mit Beton gefüllt, indem frischer Beton wie mit 13 angedeutet eingefüllt wird.
  • Der Vorratsbehälter 11 weist über die Breite verteilt mehrere Ausbringungsöffnungen 15 auf, über welche Beton mittels eines jeweiligen Schieber- oder Schneckenförderers 14 in den Schüttungsbehälter 10 verbracht wird. Der Schüttungsbehälter 10 wiederum weist eine trichterförmige Auslassöffnung 16 auf, die sich über die gesamte Breite des Schüttungsbehälters 10 erstreckt und über welche der Beton 17 auf den Fertigungstisch 1 läuft. An der in Verfahrrichtung 12 nachlaufenden Seite des Schüttungsbehälters 10 ist eine Abziehauflage 18 befestigt, welche über den frischen Beton gezogen wird und die Betonoberfläche auf einer definierten Höhe glättet. Optional kann auf der Abziehauflage 18 eine Folie 19 angeordnet sein, die auf der hinteren Seite über den Rand der Abziehauflage 18 vorsteht und ebenfalls über die Betonoberfläche gezogen wird. Auf die Abziehauflage 18 wird außerdem über die Breite verteilt mittels der Düsen 20 eine Flüssigkeit aufgebracht, welche über den in Verfahrrichtung 12 hinteren Rand der Abziehauflage 18, oder sofern vorhanden der Folie 19, auf die Oberfläche des Betons laufen gelassen wird.
  • Zur Regelung des Füllstands im Schüttungsbehälter 10 ist ein Füllstandsensor 23 vorgesehen, dessen Messwerte einer Steuereinheit 22 zugeführt sind, wobei die Steuerung Steuersignale für den Schieber- oder Schneckenförderer 14 generiert, um den Füllstand im Schüttungsbehälter 10 innerhalb vorgegebener Grenzen zu halten.

Claims (18)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Betonplatte aus vorgespanntem Beton, deren Spannglieder eine Vielzahl von die Betonplatte durchsetzenden, parallel zur Plattenebene verlaufenden Rovings (6,7), insbesondere Kohlefaser-Rovings, umfassen, umfassend die Schritte:
    - Herstellen einer Schalung, die an der Unterseite von einem Fertigungstisch (1) begrenzt ist und deren Seitenwände von vorgespannten Rovings (6,7) durchsetzt werden, und
    - Gießen von Beton in die Schalung und Abbindenlassen des Betons,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Gießen des Betons in die Schalung das Ausbringen des Betons über eine sich über im Wesentlichen die gesamte Breite der Schalung erstreckende oder über mehrere über die Breite verteilt angeordnete, einstellbare Auslassöffnung(en) (16) eines verfahrbaren Schüttungsbehälters (10) umfasst, während der Schüttungsbehälter (10)über die Länge der Schalung verfahren wird, wobei der Füllstand des Schüttungsbehälters (10) während des Ausbringens überwacht und Beton aus einem Vorratsbehälter (11) nachgefüllt wird und wobei die Menge des nachgefüllten Betons derart geregelt wird, dass der Füllstand im Schüttungsbehälter (10) während des Ausbringens zwischen einem Mindest- und einem Höchstwert gehalten wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mindestwert 60-80% des Höchstwerts entspricht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (11) synchron mit dem Schüttungsbehälter (10) in Längsrichtung der Schalung verfahren wird, während er in Höhenrichtung vom Schüttungsbehälter (10) entkoppelt ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachfüllung des Betons in den Schüttungsbehälter (10) kontinuierlich erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (11) sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der Schalung erstreckt und der Beton über eine Mehrzahl von über die Breite des Vorratsbehälters (11) verteilt angeordneten Ausbringungsöffnungen (15) in den Schüttungsbehälter (10) nachgefüllt wird, wobei das Nachfüllen vorzugsweise mittels wenigstens einer Fördereinrichtung (14), bevorzugt einer Mehrzahl von jeweils einer Ausbringungsöffnung (15) zugeordneten Fördereinrichtungen (14), erfolgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung des Füllstands in aufeinanderfolgenden Breitenabschnitten des Schüttungsbehälters (10) gesondert voneinander mit einem im jeweiligen Breitenabschnitt angeordneten Füllstandsensor (23) erfolgt, wobei die Füllstandmesswerte jedes Füllstandsensors (23) zur Regelung der Nachfüllung des Betons über diejenige der Ausbringungsöffnungen (15) herangezogen wird, die sich im selben Breitenabschnitt befindet wie der jeweilige Füllstandsensor (23).
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung(en) (16) des Schüttungsbehälters (10) in einem Normalabstand von 3-100mm, insbesondere 3-15mm, oberhalb der Rovings verfahren wird bzw. werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schüttungsbehälter (10) nachlaufend eine sich über die gesamte Breite der herzustellenden Betonplatte erstreckende Abziehvorrichtung (18) über den in die Schalung gegossenen Beton gezogen wird, wobei die Abziehvorrichtung (18) bevorzugt als starre oder flexible Abziehauflage ausgebildet ist, welche auf der Oberfläche des Betons aufliegend hinter der Auslassöffnung (16) des Schüttungsbehälters (10) nachgezogen wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Abziehauflage (18) über die Breite verteilt eine Flüssigkeit aufgebracht wird, welche über den in Verfahrrichtung hinteren Rand der Abziehauflage (18) auf die Oberfläche des Betons laufen gelassen wird.
  10. Vorrichtung zur Herstellung einer Betonplatte aus vorgespanntem Beton, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend einen Schüttungsbehälter (10) zum Ausbringen von Beton in eine Schalung, wobei der Schüttungsbehälter (10) eine sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der herzustellenden Betonplatte erstreckende oder mehrere über die Breite verteilt angeordnete, einstellbare Auslassöffnung(en) (16) aufweist und in einer quer zur Breite verlaufenden Längsrichtung verfahrbar angeordnet ist, und weiters umfassend einen Vorratsbehälter (11) zum Nachfüllen von Beton in den Schüttungsbehälter (10) mit wenigstens einer Fördervorrichtung (14), wobei der Schüttungsbehälter (10) wenigstens einen Füllstandsensor (23) zur Überwachung des Füllstands während des Ausbringens des Betons aufweist, dessen Messwerte einer Steuereinheit (22) zugeführt ist, welche mit der wenigstens einen Fördervorrichtung (14) des Vorratsbehälters (11) zusammenwirkt, um die Menge des nachgefüllten Betons derart zu regeln, dass der Füllstand im Schüttungsbehälter (10) während des Ausbringens zwischen einem Mindest- und einem Höchstwert gehalten wird.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Mindestwert 60-80% des Höchstwerts entspricht.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (11) synchron mit dem Schüttungsbehälter (10) in Längsrichtung der Schalung verfahren wird, während er in Höhenrichtung vom Schüttungsbehälter (10) entkoppelt ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (22) zur kontinuierlichen geregelten Nachfüllung des Betons in den Schüttungsbehälter (10) eingerichtet ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (11) sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der Schalung erstreckt und eine Mehrzahl von über die Breite des Vorratsbehälters (11) verteilt angeordneten Ausbringungsöffnungen (15) aufweist, wobei vorzugsweise wenigstens eine Fördereinrichtung (14), bevorzugt eine Mehrzahl von jeweils einer Ausbringungsöffnung (15) zugeordneten Fördereinrichtungen (14), zum Ausbringen des Betons in den Schüttungsbehälter (10) angeordnet ist bzw. sind.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung des Füllstands in aufeinanderfolgenden Breitenabschnitten des Schüttungsbehälters (10) in jedem Breitenabschnitt ein Füllstandsensor (23) angeordnet ist, wobei die Füllstandmesswerte der Füllstandsensoren (23) der Steuereinheit (22) zugeführt sind, die eingerichtet ist, um die Füllstandmesswerte jedes Füllstandsensors (23) zur Regelung der Nachfüllung des Betons über diejenige der Ausbringungsöffnungen (15) heranzuziehen, die sich im selben Breitenabschnitt befindet wie der jeweilige Füllstandsensor (23) .
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung(en) (16) des Schüttungsbehälters (10) in einem Normalabstand von 3-100mm, insbesondere 3-15mm, oberhalb der Rovings angeordnet ist bzw. sind.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schüttungsbehälter (10) nachlaufend eine sich über die gesamte Breite der herzustellenden Betonplatte erstreckende Abziehvorrichtung (18) angeordnet ist, wobei die Abziehvorrichtung (18) bevorzugt als starre oder flexible Abziehauflage ausgebildet ist, welche auf der Oberfläche des Betons aufliegend hinter der Auslassöffnung (16) des Schüttungsbehälters (10) nachziehbar ist.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass Flüssigkeitsdüsen (20) vorgesehen sind, die auf die Abziehauflage (18) gerichtet sind, um die Flüssigkeit über die Breite verteilt auf die Abziehauflage (18) aufzubringen.
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