NO311773B1 - Fremgangsmåte for fremstilling av betongelementer og et betongelement fremstilt etter fremgangsmåten - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte ved fremstilling av et isolert betongelement i samsvar med ingressen til krav 1, og et betongelement fremstilt i samsvar med fremgangsmåten, av typen angitt i ingressen til krav 9.

Isolerte betongelementer av konvensjonell type, f.eks. for yttervegger, som bærer innervegger eller gulv, blir vanligvis tilvirket som lagvise elementer, eller "sandwich"-elementer, bestående av to betonglag sammenknyttet med armeringsstiger. Det indre, lag er et bærelag og det ytre lag tjener som en veggkledning. Det finnes et isolerende lag mellom disse to lag. "Sandwich"- elementene er som regel en etasje høye, men er også tilvirket som etasjeskille-elementer eller i enda større dimensjoner, f.eks. for bruk i industribygninger. Det er også mulig å forhåndsinnsette vinduer og dører ved fabrikken, slik at det klimatiske skall for bygningen vil være komplett så snart som veggelementene er montert på plass. Erfaring har vist at skade på slike forhåndsmonterte vinduer under transport og montasje er temmelig sjelden. Montasjen av jernvarer kan også ferdigstilles på fabrikken. Veggelementet kan også støpes med plass for røropplegg, elektriske installasjoner og telefoninstallasjoner. For-bindelsene mellom de forskjellige veggpartier gjøres enkelt som også tetning for brann og støybeskyttelse er. Innsiden kan gjøres glatt slik at den kan males med et minimum av forberedelser. Utsiden kan lages med forskjellige strukturer og overflatebehandlinger. Opp til nå har dette vært det beste veggelement ut fra et teknisk og økonomisk synspunkt, ettersom et komplett veggparti blir tilvirket i et trinn når elementet settes på plass. Konvensjonelle betongelementer må imidlertid monteres med synlige skjøter mellom tilstøtende elementer for å kunne kompensere for bevegelser som opptrer i de ytre lag på grunn av temperaturvariasjoner.

Fremstillingen av et konvensjonelt veggelement omfatter de følgende trinn: Formolje påføres en borform og endestoppere blir montert på plass for å danne overflaten av elementet. Forsterkningen eller armeringen, blir deretter preparert og plassert på borformen og en første utstøping av et første betonglag blir foretatt. Armeringen innbefatter et sveist gitter hvori armeringsstigene blir bundet på sikker måte med en forutbestemt avstand. Når utstøpingen er ferdig, dvs. når betongen har herdet, tilføres isolasjon i form av hard mineralull på det første betonglag mellom stigene og et sveist gitter blir bundet til armeringsstigene oppå isolasjonslaget. Det andre betonglag støpes direkte på mineralveggen, eller alternativt hele pakken med det første betonglag, mineralveggen og det andre sveiste gitter, løftes med en løfteinnretning, vendes over og dykkes ned i våt betong i borformen. Eventuell veggoverflatebehandling som er nødvendig gjøres på denne, og elementet er så klart for levering. Veggoverflatebehandlingen kan innbefatte valsing eller fuging eller formen kan belegges før utstøping med en såkalt retarderer for å forsinke herdingen av selve overflatelaget, slik at en del av materialet kan vaskes bort for delvis å avdekke aggregatet.

Det er åpenbart at fremstillingsprosessen beskrevet ovenfor innebærer bruken av kompliserte montasjeinnretninger eller metoder som er unødvendig tidsforbrukende, ettersom når isolasjonen benyttes som en utstøpingsform, oppnås en annen overflatestruktur enn når betongen utstøpes i en stålform. Overflaten må glattes med et stålblad, som er tidkrevende ettersom utglattingen ikke kan foretas før den har nådd en viss hardhet (etter omlag 1-2 timer), og betongelementet må forbli i formen inntil det er fullstendig herdet. Dette gir opphav til forsinkelser i fremstillingsprosessen. Betrakt-elige tidsbesparelser vil oppnås dersom det andre betonglag kan elimineres. Dette vil også eliminere det mekaniske feste av dette lag til det første betonglag som vender mot innsiden av konstruksjonen.

De vanlige betong- eller veggelementer har således et antall vesentlige ulemper, de er tunge og vanskelige å håndtere, og vir opphav til unødvendig tykke vegger i tillegg til at de er tidkrevende og kompliserte å fremstille og dermed kostbare.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er derfor å definere en fremgangsmåte ved fremstilling av et betongelement som har de gode egenskaper til sandwichelementet, men der de ovenfor indikerte ulemper er fjernet, og et betongelement fremstilt i samsvar med nevnte fremgangsmåte.

Dette formål oppnås i samsvar med oppfinnelsen i kraft av at fremgangsmåten er karakterisert ved de trekk som er angitt i krav 1 og med et element som har de trekk som er angitt i krav 9. Foretrukne fremgangsmåter, foretrukne utførelser og foretrukne videreutviklinger og forbedringer er vist i de uselvstendige krav.

I kraft av det faktum at i samsvar med oppfinnelsen er det ytre betonglag eliminert og isolasjonen benyttes som et gipssubstrat eller i kraft av det faktum at festeorganer som forløper gjennom isolasjonen og er konstruert for alternativ veggkledning blir støpt inn i det indre betonglag, oppnås blant annet de følgende fordeler: - 40-50$ lavere vekt som reduserer produksjonskostnaden, transportkostnaden, og montasjekostnaden. Sammenlignet med konvensjonell bygging på stedet kan kostnaden ved bygnings-konstruksjonen reduseres med så mye som 20%. - I kraft av det faktum at den ytre veggkledning foretas på stedet vil den prefabrikerte struktur ha utseende av en bygning bygget fullstendig på stedet. Det finnes ingen ytre skjøter som oppviser både tekniske og estetiske problemer. - Alternative veggbekledningsmuligheter vil gjøre det mulig å uendelig variere konstruksjonens eksteriør. - Ved å redusere den totale vekt av konstruksjonen er det 1 visse tilfeller mulig å unngå fundamentforsterkning i form av påling. - Innvendige detaljer slik som vindusåpninger kan tilvirkes etetr behov med mm-presisjon. Betongflaten som vender mot innsiden av konstruksjonen vil ha en god overflatefinish og være klar for maling uten sparkling. - I kraft av det faktum at betongblokken vender innad uten noen isolasjon på denne tjener den også for varmelagring. - For skjøter mellom elementene kan den ønskede profilering optimaliseres med høy presisjon, f.eks. med hensyn til tykkelsen av isolasjonen og skjøtene, og kombinerte løfte-øyer/forankringsinnretninger kan støpes inn i hvert element med nøyaktig plassering og orientering. Forankringsinnretningene kan f.eks. støpes inn i tilstøtende gulvkonstruk-sjon, som støpes på stedet. - Når et veggelement støpes på stedet vil profileringen av skjøtpartiet bevirke at betongen er tilbøyelig til å skyve bort isolasjonen som forårsaker at den flyter opp og skjøten vil bestå delvis av betong rett gjennom veggen. Således vil isolasjonen være ujevn og vanskelig å kontrollere i bygnings-trinnet. - Prefabrikerte betongelementer i samsvar med oppfinnelsen er også å foretrekke av miljøårsaker, ettersom sparkling elimineres som kan fremkalle allergier, såvel som slipestøv som skapes når støpeskjøter blir slipt bort på utsiden av betongelementet. Sammenlignet med vegger støpt på stedet er ingen tidsforbrukende plugging av formens forankringshuller nødvendig. - Valget av veggkledning er fleksibelt. Basispussing kan foretas på fabrikken, som gir jevn, høy kvalitet.

Fremstillingen av et betongelement i samsvar med oppfinnelsen foretas i utgangspunktet på samme måte som i samsvar med konvensjonell teknologi, opp til sementpåføringen for utstøpingen av det første betonglag. For å holde isolasjonen på plass på betonglaget, må en eller annen type festeinn-retning benyttes mellom isolasjonen og betonglaget. Ved bruk av isolasjonsplater som former for forsterkningsrygger og presse platen inn i en støpeform utstyrt med forsterkning og fylt med frisk betong frembringer, når betongen har herdet, et betongelement med en glatt betongflate og isolasjon sikkert støpt til dette. Hver isolasjonsplate blir hensiktsmessig utskåret slik at minst en fordypning med en skulder dannes nær inntil hver av to motsatte kanter av platen. Ved å presse platene ned inn i den våte betong, enten individuelt eller sammen som en enhet slik at skulderne på to plater som ligger kant mot kant er inntil hverandre, dannes kanaler på den side av isolasjonsmateriale som vender mot betongen. Alternativt er hver isolerende plate lagd med tett avstandsbeliggende spor over hele platens overflate, som danner forholdsvis grunne kanaler i forhold til fordypningene. Betongen trenger inn i kanalene og fås til å fylle disse opp fullstendig ved vibrering av betongen. Mulig innesluttet luft vil utgå gjennom gapene mellom platene eller gjennom selve det isolerende materialet.

Når betongen har herdet er en betongblokk oppnådd med betongrygger som er, alt etter tilfelle, svalehaleformet, T-formet eller rektangulært, der ryggene passer inn i tilsvarende svalehaleformede, T-formede eller rektangulære kanaler i isolasjonsmateriale. Hver av disse betongrygger tjener som en forankringsinnretning for isolasjonen.

I samsvar med en foretruken utførelse er hver skulder tilvirket slik at kanalen dannet av to tilstøtende skuldre har i tverrsnitt en større bredde i sitt indre parti enn i sitt ytre parti. Dette sikrer sikker forankring av isolasjonen i betongen. Tverrsnittet av kanalen kan enten være svalehale eller T-formet. En svalehalekanal er anordnet ved å sage fordypningen ut ved en egnet vinkel. T-formen oppnås ved å ta ut et spor i fordypningen nær inntil og perallelt med skulderen som danner bunnen av kanalen. Dersom en veggbekledning som krever spesial-forankringsorganer skal settes opp, er det hensiktsmessig å innstøpe en tapp anordnet med forankringsorganer for veggbekledningen.

Utførelser av oppfinnelsen vil bli beskrevet i det følgende, kun som eksempler, med henvisning til de vedlagte skjematiske tegninger.

Fig. 1 viser isolasjon bestående av en gruppe isolasjonsplater som ligger nær inntil hverandre,

fig. 2 viser en støpeform utstyrt med forsterkende stiger og

fylt med forsterket betong,

fig. 3 viser støpeformen ifølge fig. 2 i tverrsnitt langs

linjen A-A,

fig. 4 viser en hydraulisk pressinnretning anordnet på

støpeformen,

fig. 5 viser et ferdig betongelement,

fig. 6 viser et betongelement dekket med sten, der elementet

har svalehaleformet kanal,

fig. 7 viser et betongelement dekket med treverk, som har

kanaler med rette, parallelle sideflater,

fig. 8 viser et betongelement med en pusset front, der

elementet har kanaler med T-formet tverrsnitt,

fig. 9 viser en bærende innervegg i snitt, som har en

isolasjonskjerne med kanaler på alternerende sider, fig. 10 viser i snitt oppbygningen av ytre veggelementer i en skjøt mellom to elementer og en betonggulv-konstruk-sjon,

fig. 11 viser en del av en isolasjonsplate som har en kanal

med et U-formet tverrsnitt.

Fremstillingen av betongelementet i samsvar med oppfinnelsen, "CONCELL CONCRETE ELEMENTS", skjer som følger. Et betongelement 2 blir dimensjonert i samsvar med appliserbare spesifi-kasjoner med bærende funksjon, isolasjon, brannbeskyttelse, støyisolasjon og ethvert spesifikt funksjonsmessig krav. Styringsplaner og kontrollister for produktet er etablert. Elementet 2 bygges i hovedsak opp av en isolasjonsblokk 4 og et forsterket betonglag 6 som blir skjøtt sammen ved åpninger 8 i isolasjonsblokken, der åpningene omgir forankringsrygger 10. Isolasjonsblokken er satt sammen av isolasjonsplater 12, fordelaktig av celleformet plast, forsynt ved tilstøtende sidekanter, med fordypninger 14 og skuldere 16. Når isolasjonsplatene er skjøtt sammen inn i en isolasjonsblokk langs en skjøtelinje 18 lokalisert mellom tilstøtende plater, danner fordypningene og skuldrene av tilstøtende isolasjonsplater kanaler 20. Avhengig av formen av disse fordypninger og skuldre kan kanaler 20 med varierende tverrsnitt dannes, svalehaleformet, T-formet eller U-formet tverrsnitt er å foretrekke. Kanalene 20 blir hensiktsmessig lagd ved å sage ut eller skave ut fordypningene 14 og skuldrene 16, idet de avgrensende flater av kanalene 20 dermed blir ruegjort og har et rudt overflatelag med mange små fremspring 22. Ordinær saging kan gi et positivt grep avhengig av strukturen som frembringes ved utsagingen.

En støpeform 24 av stål rengjøres og oljes. Endestoppere (ikke vist) blir satt på plass for å begrense de ytre dimensjoner av elementet. Støpeformen har en støpeformkant 26 i hver ende. På en vanlig måte festes en prefabrikert støpeform for dører eller vinduer etter behov med magneter (ikke vist). Elektriske bokser og mindre komponenter som skal støpes inn i betongen festes f.eks. med varmsmelteadhesiv. Et prefabrikert forsterkningsbur omfattende avstandsstykker og armeringsstiger 28 som er I og for seg kjent settes i støpeformen og festet i denne. Armeringsstigene blir orientert som vist i fig. 2 og 3 med en avstand som er tilpasset til den tilsvarende avstand mellom kanalene i isoleringsplatene eller som er i overensstemmelse med ytre dimensjoner av platene. Isolasjonsplatene 12 blir preparert som spesifisert ovenfor og støpeformen 24 fylles med en beregnet mengde ny betong som først blir glattet av. Isoleringsblokken 4 settes over bentongen i formen med hjelp av en løftende og pressende anordning 30 konstruert for dette, og som er utstyrt med gripeinnretninger 32. Gripeinnretningene gjør inngrep med en ende med gripehaker 33 under flensene 34 på bjelkene 36 som er sikkert forankret til motsatte støpeformkanter. Løfteanordningen er med fordel i form av en vakuumheis som er i og for seg kjent og som er integrert inn i en pressplate 38 tilvirket som en port. Den andre ende av hver gripeinnretning er svingbart forbundet via et skaft på et vinkeljern 40 med en trykkanordning 42 som er fast forbundet til pressplaten. Det andre skaft av vinkel-jernet er forbundet, enten via en trekkstang 44 eller direkte til en hydraulisk sylinder 46 som kan betjenes under påvirkningen av hydraulisk strømning 48 styrt ved hjelp av en styreenhet (ikke vist). Det er anbefalt å arrangere gripeinnretningene i par jevnt avstandsplassert på to motsatte sider av støpeformen. I praksis har det vist seg fordelaktig å ha åtte gripeinnretninger på hver side. Når sylinderen 46 betjenes som indikert med pilene trekker sylinderen og trekkstangen det andre skaft på hvert vinkeljern 40 mot sylinderen 46, som dermed bevirker at det første skaft på hvert vinkeljern 40 blir svingt bort fra pressplaten, som strever etter å bevege enden av greipeinnretningen forbundet til skaftet bort fra pressplaten. Dette forhindres ved det faktum at gripehaken 33 er i inngrep med flensen 34 på bjelken 36. Isteden trykker pressinnretnirigene 42 av pressplaten 38 mot isolasjonsblokken 40 som presses ned i betongen.

I kraft av den kjensgjerning at gripeinnretningene med betjeningsanordninger er jevnt avstandsplassert over overflaten til pressplaten, pressplaten med isolasjonsblokken synkront ned i betongen, slik at isolasjonen presses jevnt ned i betongen og holdes parallelt med bunnen av støpeformen. Dette gir et element 2 med jevn tykkelse og med korrekt betongmengde, en forutbestemt tykkelse på elementet oppnås. Samtidig som isolasjonsblokken 4 presses ned vibreres betongen ved hjelp av vanlige vibratorer anordnet i støpe-formen. Dette gjør at betongen trenger ned i hvert spor eller kanal 20 og vibreringen avsluttes kun når ingen ytterligere nedsynking av isolasjonsblokken kan merkes og den beregnede tykkelse av elementet er oppnådd. Betongen skulle da ha blitt presset opp langs de ytre kanter og dermed fylle ut hele rommet under isolasjonen. Løfte og pressinnretningene 30 presses fjernes fra støpeformen 24, som overføres til et herdekammer (ikke vist), i hvilket betongen hurtig herdes ved bruk av den frigjorte varme fra reaksjonen, hvilken som en regel er tilstrekkelig til å opprettholde en kontinuerlig temperatur på omlag 40° C. Når betongen er blitt fullstendig herdet, fjernes støpeformen fra herdekammeret og det ferdige element 2 tas ut av støpeformen.

Etter uttak tilføres puss om nødvendig, eller isolasjonen slipes ned til eksakt tykkelse. En veggbekledning 50 påføres utsiden av betongelementet. Alternative veggbekledninger er mursten, tre eller puss. En murstenskledning 50 blir festet til betongelementet ved hjelp av veggforankringer 52 støpt inn i hver forankringsrygg 10 og denne forankrer murstens-kledningen på kjent måte (fig. 6). En trekledning 50 blir festet til stag 54 støpt i betongen på en tilsvarende måte (fig. 7). Innpussing foretas med hjelp av en skinnemontert murpusstrommel av konvensjonell type som gir et godt murpuss-underlag. Med hjelp av en konvensjonell vibratorbjelke vibreres mørtelen på plass i riktig tykkelse. En gitterforsterkning kan presses ned til omlag halve tykkelsen av mørtelen eller murpussen og murpussen 50 glattes av ved hjelp av et vinklet stålblad (fig. 8). Elementet inspiseres og settes deretter loddrett på en transportpalle.

Ved å presse isolasjonsplater forsynt med svalehale- eller andre spor ned i den våte betong, for det formål å feste isolasjonen til betongen, etter at betongen har herdet, vil det være et godt feste til en ellers glatt betongblokk. Ettersom betongen støpes i en støpeform av stål, oppnås en overflatefInish som er klar for maling samtidig på den side av betongen som vender mot innsiden av strukturen, som til og med innbefatter vindusåpninger og lignende. Murpusslaget påført direkte til utsiden av isolasjonsplaten eller på en murpussbærende duk eller gitter, er elastisk og er dermed istand til å absorbere spenninger som oppstår gjennom temperatursvingninger, som dermed gjør det mulig med en murpussvegg-kledning som er fri for skjøter.

Tilslutt må det understrekes at den foreliggende oppfinnelse ikke må bli betraktet begrenset til den spesielle utførelse som er beskrevet ovenfor. Isteden omfatter oppfinnelsen alle de utførelser og ekvivalente løsninger som faller innenfor omfanget av de følgende patentkrav.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av isolerte betongelementer (2) omfattende minst et bærende betonglag (6) og minst ett isolerende lag (12) i hvilke åpninger blir dannet med fordypninger (14) og skuldre (16) for inngrep med for-ankringsinnretninger (10) integrert med betonglaget for hvert isolasjonslag (12), karakterisert ved at frisk betong (25) blir tilført en støpeform (24) med god overflatefinish som i forutbestemte posisjoner og med forutbestemt orientering har forutgående blitt forsynt med forsterkning (28), at hvert isolerende lag (12) jevnt presses mot betongen i støpeformen med en pressanordning (30), at betongen (25) på grunn av dette og ved vibrering bevirkes til å fylle ut hver åpning (8) og kanal (20), og at siden av betongelementet (2) som vender mot støpeformen har en overflate klar for maling når betongen har herdet.

2. Fremgangsmåte ved fremstilling av betongelementer ifølge krav 1, karakterisert ved at tverrsnittet av hver kanal (20) lages med et indre parti som har en større bredde enn et ytre parti nær inntil planet for det isolerende lag (12) som vender mot betongen.

3. Fremgangsmåte ved fremstilling av betongelementer ifølge krav 1, karakterisert ved at tverrsnittet gjennom hver kanal (20) lages med rette sideflater (14) orientert hovedsakelig ved rette vinkler til planet gjennom det isolerende lag (12).

4. Fremgangsmåte ved fremstilling av betongelementer ifølge ett av kravene 1 til 3, karakterisert ved at forsterkningen lages i form av armerende eller forsterkende stiger (28), de partier av disse som vender mot støpeformen bindes til en sveist gitterforsterkning plassert parallelt med og ved en forutbestemt avstand fra den flate bunn av støpeformen (24), og at de partier av de forsterkende stiger (28) som vender bort fra støpeformen (24) under utstøping forløper utenfor den øvre side av den friske betong (25) i støpeformen.

5. Fremgangsmåte ved fremstilling av betongelementer ifølge krav 4, karakterisert ved at de fremstikkende partier av de forsterkende stiger (28), når det isolerende lag (12) presses mot betongen, er innleiret i betongen som fyller ut kanalene (20) i det isolerende lag, og at hver kanal (20) dannes fra åpninger (8) lagd nær inntil to motvendende kanter av det isolerende lag (12).

6. Isolerende betongelement fremstilt i samsvar med en av fremgangsmåtene ifølge kravene 1 til 5 og som omfatter minst et bærende betonglag (6) og minst et isolerende lag (12), som har fordypninger (14) og skuldere (16) som danner kanaler (20) for inngrep med f orankringsinnretninger (10) for det isolerende lag integrert med betonglaget, karakterisert ved at forankringsinnretningene tilveiebringer rygger (10), som passer eksakt inn i hver kanal (20), at forsterkningen (28) blir støpt inn 1 hver rygg, og at hver kanal (20) er lagd ved å sage ut eller skave ut fordypningene (14) og skuldrene (16), de avgrensende flater av kanalene (20) blir rugjort ved dette og har et ruet overflatelag med mange små fremspring (22).

7. Betongelement ifølge krav 6, karakterisert ved at hver kanal (20) har et svalehaletverrsnitt.

8. Betongelement ifølge krav 6, karakterisert ved at hver kanal (20) har et preformet tverrsnitt.

9. Betongelement ifølge krav 6, karakterisert ved at hver kanal (20) har et U-formet tverrsnitt.

10. Anordning (30) for å utføre en av fremgangsmåtene ifølge kravene 1 til 5, hvilken anordning omfatter en løfte- og pressplate (38), karakterisert ved at platen (38) er jevnt pressbar mot en isolasjonsblokk (4), med det formål av å presse isolasjonsblokken (4) inn i betongen, ved hjelp av detaljer (32,40,42,44) betjent av en hydraulisk sylinder (46), hvilke detaljer (32,40,42,44) kan bringes til inngrep med støpeform-kantbjelker (36).