WO2007028652A1 - Reinforcing body made of fibre-reinforced plastic - Google Patents

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WO2007028652A1
WO2007028652A1 PCT/EP2006/008830 EP2006008830W WO2007028652A1 WO 2007028652 A1 WO2007028652 A1 WO 2007028652A1 EP 2006008830 W EP2006008830 W EP 2006008830W WO 2007028652 A1 WO2007028652 A1 WO 2007028652A1
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reinforcing
body according
reinforcing body
fibers
rods
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PCT/EP2006/008830
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Inventor
Kenichi Tsukamoto
Original Assignee
Beltec Industrietechnik Gmbh
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    • E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
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    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
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    • E04C5/06—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of high bending resistance, i.e. of essentially three-dimensional extent, e.g. lattice girders
    • E04C5/0604—Prismatic or cylindrical reinforcement cages composed of longitudinal bars and open or closed stirrup rods
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    • E04C5/16—Auxiliary parts for reinforcements, e.g. connectors, spacers, stirrups
    • E04C5/162—Connectors or means for connecting parts for reinforcements
    • E04C5/166—Connectors or means for connecting parts for reinforcements the reinforcements running in different directions

Definitions

  • Reinforcement body made of fiber-reinforced plastic
  • the present invention relates to a reinforcing body for buildings, preferably for structures made of concrete materials or other hydraulically setting materials, which may in particular be mixed with other materials, such as soil materials, according to the preamble of claim 1. It comprises several by connecting means at joints with each other connected and each made of fiber reinforced plastic reinforcing rods.
  • the individual reinforcing rods can have any lengths and cross-sectional shapes as well as arbitrarily shaped end regions.
  • the reinforcing rods have a round, in particular at least approximately circular cross-section and an at least substantially rectilinear longitudinal alignment.
  • reinforcing bodies are well known. They are used to increase the mechanical strength, in particular to increase the tensile strength of concrete structures. Concrete is a major component of many structures, such as buildings or bridges. However, in order to be able to withstand the loads occurring during use, reinforcing struts that transmit tensile forces, in particular, must be embedded in the concrete as reinforcement or reinforcement. Reinforcing bars or reinforcing bodies made of steel have proved to be suitable reinforcement of concrete structures over many years. Steel reinforcements, however, can corrode in situations where conditions of use are particularly severe, especially in humid or chemically aggressive environments.
  • the corrosion of the steel reinforcement leads to a reduction of the adhesion forces or to a deterioration of the bedding between steel and concrete, which results in cracks and spalling of the concrete. This not only causes an ugly appearance of the affected buildings, but the corrosion of steel reinforcements can eventually lead to weakening and ultimately even to the final collapse of the building, which is a major threat. As a result of the corrosion-related damage to the structures, repair and maintenance costs are significantly increased to avoid further dangers.
  • Fiber-reinforced plastics are fiber composites in which the plastics are combined with fibers made of a different material in order to obtain positive synergy effects and improved in the desired direction, in particular mechanically improved properties of the plastic.
  • fibers for example, glass fibers can be used, which are preferably embedded in the plastic in the longitudinal direction of a rod profile with so-called unidirectional fiber orientation.
  • a plurality of parallel oriented fibers which may for example have a diameter of 10 to 30 microns, is thus surrounded by a matrix of plastic resin.
  • the fibers give the composite its high strength in the longitudinal direction, while the resin matrix serves to fix the fibers in their position while protecting them from harmful influences.
  • reinforcing bodies of the type mentioned at the beginning are also known in particular from fiber-reinforced plastics.
  • wires in particular conventional so-called Rödeldrähte, are often used, which in turn are susceptible to corrosion and can lead to the problems mentioned.
  • these wire connections represent only a temporary transport and mounting backup, whereas they can no longer make a significant contribution to increasing the tensile, shear and shear forces of the concrete body after curing of the concrete.
  • Such reinforcing bodies with reinforcing bars connected by wire are known, for example, from document WO 01/26974 A2.
  • a mesh fabric of the type mentioned above which can also be used as a reinforcing body in which the connecting means comprise a warp yarn woven into a plastic matrix as a joining fiber is.
  • the connecting fibers in this leno fabric are very little curved according to a very low weft bending index of at most 0.03, so that they are almost straight, substantially parallel to a reinforcing bar and at the junctions on the transverse reinforcing bars only from one side across a very limited peripheral area.
  • This type of interweaving or entanglement can therefore also only lead to a reinforcing body, which only has a relatively low strength and thus can not cause optimal support of a concrete structure.
  • Object of the present invention is therefore to provide a structurally simple reinforcing body of the type mentioned, in which the individual reinforcing bars in a simple and efficient manner are joined together, so that a very high strength and at the same time a cost-effective production is made possible.
  • the main advantage lies in the fact that in a surprisingly simple manner, a high-strength, in particular immovable or positionally stable connection of the individual reinforcing bars is obtained with each other, which can be produced with relatively low manufacturing complexity and therefore at low cost.
  • the reinforcing bars are connected to each other at the junctions by the multiple wrapping and subsequent curing particularly strong, so that a high-strength reinforcing body is obtained, which ensures an optimal increase in the mechanical strength of a concrete structure provided therewith. Already at each connection point extremely high connection forces are achieved.
  • connection of the reinforcing bars with each other is considerably stronger than is possible with the use of cable ties or wires.
  • the connecting means used according to the invention are again provided by fiber-reinforced reinforced plastic formed, which may have connecting fibers of any kind, any length, any diameter and any arrangement.
  • the connecting fibers are wound in different directions or in different orientations about one connection point.
  • the connecting fibers are wound around the intersection at a cross-shaped joint both 45 ° to the left and 45 ° to the right. In this way, a particularly stable connection is obtained.
  • the connecting fibers on a reinforcing bar or on both reinforcing bars cross each other at one point or at two points.
  • the strength of the connection can be increased again.
  • connection strength S is achieved, satisfying the formula S> 0.3 * A s * RB, where As is the cross-sectional area of the second reinforcing bar and R 8 is the permissible service voltage of the second reinforcing bar.
  • the connecting fibers may also be used, for example silicon carbide fibers or boron fibers.
  • the connecting fibers only comprise fibers of the same kind.
  • the connecting fibers and / or the plastic of the plastic matrix at the connecting points in each case consist of the same material as the fibers or the plastic in the reinforcing rods.
  • the production engineering effort can be kept particularly low.
  • the reinforcing bars have an outside surface profiling, which may preferably be formed in the form of ribs or a screw or a thread.
  • the reinforcing bars can also uneven profilings, such as roughened surfaces by embedded in resin sand grains in the form of a breading be provided in order to increase the composite forces or to improve the bedding.
  • the connecting means can be attached particularly easily.
  • the reinforcing bars can also be arranged in any other orientations and / or at different angles.
  • the reinforcing rods are arranged at least substantially two-dimensionally in the form of a mat.
  • the individual reinforcing bars can lie one above the other in two planes and thus form a grid which is in particular rectangular.
  • the reinforcing body according to the invention can be used in the desired size particularly well in flat building elements, for example in ceilings or walls. It is particularly advantageous in this case that all the reinforcing bars can be rectilinearly stretched, with a first group of reinforcing bars extending flat in a first plane and a second group of reinforcing bars also extending flat in a second plane parallel to the first plane runs. A deformation of individual reinforcing bars is not required, so that even fully hardened reinforcing bars can be particularly easily, quickly and connected to one another with the desired high strength.
  • the reinforcing bars may also form a three-dimensional reinforcing body, in particular a reinforcing cage, a reinforcing pole or a trellis or in particular three-belt or administratgurtigen lattice girder.
  • additional stiffening rods can be provided, which extend at an angle oblique to the preferably rectangularly arranged reinforcing bars.
  • a particularly versatile replaceability of the reinforcing body according to the invention can be achieved in that at least individual reinforcing bars are executed in sections or completely bent. In this case, the bends can also be designed so narrow or with such a small bending radius that the thus partially bent reinforcing bars are quasi angled.
  • a plurality of reinforcing bars are formed completely bent into a circle, which are connected inside and / or outside with a plurality of preferably at a right angle thereto and at least approximately rectilinearly extending reinforcing bars are connected to a tubular reinforcing body, for example, used as a pile reinforcement can be.
  • a tubular reinforcing body for example, used as a pile reinforcement
  • a plurality of reinforcing bars are only bent angularly in sections and formed in the shape of a quadrilateral, in particular a rectangle, the inside and / or outside with a plurality of preferably at a right angle thereto arranged and at least approximately rectilinearly extending reinforcing bars to a cuboid reinforcing body are connected.
  • the reinforcing bodies are factory-prefabricated such that the plastic matrix is completely cured with the connecting fibers embedded therein.
  • the reinforcing bodies according to the invention come in a completely rigid state to the construction site where they are integrated into the structure or in the concrete.
  • the connections of the reinforcing bars are carried out with pincer-like devices by machine, which are arranged in large numbers, preferably in a common production area and at the same time produce a correspondingly large number, preferably alltechnischwicklitch a reinforcing body.
  • the reinforcing bodies may also be designed as a prepreg, the plastic matrix having the connecting fibers embedded therein being pre-cured only to a certain extent in such a way that a certain, relatively low mobility is still present in the connecting points, the plastic matrix is completely curable by supplying heat at a later time.
  • prepregs are known per se.
  • a significant advantage consists in the fact that the reinforcing body is particularly flexible and still can be formed according to the current requirements at the site and then finally fixed by brief heating.
  • FIG. 1 a plan view of a first reinforcement body according to the invention
  • FIG. 2 an enlarged view of a sectional view along the section line A-A in FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a plan view of a variant of a second reinforcing body according to the invention
  • FIG. 4 shows a three-dimensional view of a third reinforcing body according to the invention.
  • FIG. 5 three-dimensional view of a fourth reinforcing body according to the invention.
  • the reinforcing body 1 shown in Figures 1 and 2 consists of four individual, each rectilinearly extending reinforcing bars 2a and 2b, which are arranged at right angles to each other in the manner of a double cross.
  • the two reinforcing bars 2a are parallel to each other in a first plane 3a and the other two reinforcing bars 2b are also arranged parallel to each other in a second plane 3b on the reinforcing bars 2a.
  • the reinforcing body 1 similar to Figure 3 also include a much larger number of reinforcing bars 2a and 2b, so that the figure 1 would then represent only a section of the entire reinforcing body 1.
  • the rebars 2a and 2b which are designed as so-called FRP rebars, each consist of fiber-reinforced plastic, in which case glass fibers are embedded in a proportion of about 60% to 85% in a matrix of polyester resin.
  • aramid fibers or carbon fibers may as well be embedded in a matrix of epoxy resin or vinyl ester resin.
  • the reinforcing rods 2a and 2b formed with a substantially circular cross-section here here all have the same length and the same diameter, which may preferably be in the range of 5 mm to 25 mm, but also above.
  • the surfaces of the Bewehungsstäbe 2a and 2b are profiled by a light thread structure.
  • the wandering rods 2a and 2b can also have different diameters and / or different lengths or shapes.
  • the four reinforcing bars 2a and 2b are connected to each other at the four connection points 4 by connecting means 5 in pairs.
  • the connecting means 5 each comprise connecting fibers 6, which are embedded in a plastic matrix 7 and wound around the reinforcing bars 2a and 2b several times.
  • the resin 7 is previously applied to the fiber material 6, so that the fibers 6 are wound and applied "wet.” Glass fibers 6 are also surrounded by a matrix 7 of polyester resin in the connection means 5 thus made of fiber-reinforced plastic the connecting means 5 after the complete curing of the resin 7 also act materially.
  • the connecting fibers 6 are here wound on the reinforcing bars 2b at angles of + 45 ° and - 45 ° obliquely to the longitudinal direction of the reinforcing bars 2b.
  • the connecting fibers 6 are guided so that they cross (relative to the plane of the drawing of Figure 2) both in front of and behind the reinforcing bars 2a.
  • the reinforcing body 10 which is likewise essentially two-dimensionally constructed, shown in FIG. 3, consists of eighteen reinforcing bars 2a and 2b arranged at right angles, which are connected to one another in a lattice-like manner as a reinforcing mat at a total of eighty-one connecting points 4. Again, the reinforcing bars 2a are in a first plane 3a, on which the reinforcing bars 2b are arranged in a second plane 3b.
  • the connecting means 5 comprise in each case, as in the example described above, connecting fibers 6 which are embedded in a plastic matrix 7 and are wound around the reinforcing rods 2a and 2b several times.
  • a high-strength connection of individual reinforcing rods 2a, 2b with each other resulting in a stable, lightweight and completely insensitive to corrosion reinforcing body 1, which can be advantageously used in concrete ceilings or concrete walls.
  • the reinforcing body 1 can be used on bridges or buildings, but also in tunneling for reinforcement of concrete or similar building materials.
  • reinforcing bodies 11 and 12 are shown, which have a three-dimensional shape in the form of a tube (FIG. 4) or a cuboid (FIG. 5).
  • the reinforcing body 11 shown in Figure 4 consists of two circularly bent reinforcing bars 2a, which are interconnected by six mutually parallel reinforcing bars 2b, which are each attached to the inner circumference of the circular reinforcing bars 2a at a right angle to the inventive way.
  • the reinforcing body 12 shown in Figure 5 in contrast, consists of two substantially square reinforcing bars 2a, which are interconnected by four mutually parallel reinforcing bars 2b, which in each case inside the four corners of the square reinforcing bars 2a at a right angle also on the inventive way are attached.
  • the connecting means 5 each comprise, at the connecting points 4 around the reinforcing bars 2a and 2b, multiply wound connecting fibers 6 which are embedded in a plastic matrix 7.
  • the resulting highly stable and completely insensitive to corrosion reinforcement body 11 and 12 can be advantageously used as a pile reinforcement.
  • the present invention is not limited to the embodiment shown here.
  • the reinforcing bodies 1, 10, 11 and 12 in particular in number and / or shape and / or size and / or orientation ⁇ er rebars vary.
  • fibers and / or Plastics made of other materials can be used.
  • the connecting fibers 6 can be arranged differently.
  • rebars of different types, in particular different size and / or shape, can be joined together to form a reinforcing body.

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Abstract

The invention relates to a reinforcing body (1) for buildings, in particular for buildings made of concrete, comprising several reinforcing rods (2a, 2b) which are connected together by connecting agents (5) on connecting points (4) and are made of fibre-reinforced plastic. The connecting agents (5) comprises connection fibres (6) which are embedded in a plastic matrix (7) and are enrolled several times about the reinforcing rods (2a, 2b) on the connection points (4).

Description

Bewehrunqskörper aus faserverstärktem Kunststoff Reinforcement body made of fiber-reinforced plastic
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bewehrungskörper für Bauwerke, vorzugsweise für Bauwerke aus Betonwerkstoffen oder aus anderen hydraulisch abbindenden Werkstoffen, die insbesondere auch mit anderen Materialien, beispielsweise mit Bodenmaterialien durchmischt sein können, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Er umfasst mehrere durch Verbindungsmittel an Verbindungsstellen miteinander verbundene und jeweils aus faserverstärktem Kunststoff bestehende Bewehrungsstäbe. Die einzelnen Bewehrungsstäbe können dabei beliebige Längen und Querschnittsformen sowie beliebig ausgeformte Endbereiche aufweisen. Vorzugsweise haben die Bewehrungsstäbe einen runden, insbesondere zumindest annähernd kreisförmigen Querschnitt und eine zumindest im wesentlichen geradlinige Längsausrichtung.The present invention relates to a reinforcing body for buildings, preferably for structures made of concrete materials or other hydraulically setting materials, which may in particular be mixed with other materials, such as soil materials, according to the preamble of claim 1. It comprises several by connecting means at joints with each other connected and each made of fiber reinforced plastic reinforcing rods. The individual reinforcing rods can have any lengths and cross-sectional shapes as well as arbitrarily shaped end regions. Preferably, the reinforcing rods have a round, in particular at least approximately circular cross-section and an at least substantially rectilinear longitudinal alignment.
Die Verwendung von Bewehrungskörpern ist allgemein bekannt. Sie werden zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit, insbesondere zur Erhöhung der Zugfestigkeit von Betonbauwerken eingesetzt. Beton ist ein Hauptbestandteil von vielen Bauwerken, beispielsweise von Gebäuden oder Brücken. Um den bei Benutzung auftretenden Belastungen standhalten zu können, müssen jedoch vor allem Zugkräfte übertragende Verstärkungsstreben als Bewehrung oder Armierung in den Beton eingebettet werden. Dazu haben sich Bewehrungsstäbe bzw. Bewehrungskörper aus Stahl über viele Jahre hinweg als geeignete Verstärkung der Betonbauten erwiesen. Stahlbewehrungen können jedoch in Situationen, wo die Einsatzbedingungen besonders hart sind, insbesondere in feuchten oder chemisch aggressiven Umgebungen, korrodieren. Die Korrosion der Stahlbewehrungen führt zu einer Reduzierung der Haftungskräfte bzw. zu einer Verschlechterung der Bettung zwischen Stahl und Beton, was in Rissen und im Abplatzen des Betons resultiert. Dies bedingt nicht nur ein unschönes Aussehen der betroffenen Bauten, sondern die Korrosion der Stahlbewehrungen kann schließlich vor allem zur Schwächung und schließlich sogar zum endgültigen Zusammenbruch des Bauwerkes führen, was eine große Gefährdung bedeutet. Durch die korrosionsbedingten Schäden der Bauwerke werden so zur Vermeidung weitergehender Gefahren Reparatur- und Wartungskosten in erheblicher Höhe verursacht.The use of reinforcing bodies is well known. They are used to increase the mechanical strength, in particular to increase the tensile strength of concrete structures. Concrete is a major component of many structures, such as buildings or bridges. However, in order to be able to withstand the loads occurring during use, reinforcing struts that transmit tensile forces, in particular, must be embedded in the concrete as reinforcement or reinforcement. Reinforcing bars or reinforcing bodies made of steel have proved to be suitable reinforcement of concrete structures over many years. Steel reinforcements, however, can corrode in situations where conditions of use are particularly severe, especially in humid or chemically aggressive environments. The corrosion of the steel reinforcement leads to a reduction of the adhesion forces or to a deterioration of the bedding between steel and concrete, which results in cracks and spalling of the concrete. This not only causes an ugly appearance of the affected buildings, but the corrosion of steel reinforcements can eventually lead to weakening and ultimately even to the final collapse of the building, which is a major threat. As a result of the corrosion-related damage to the structures, repair and maintenance costs are significantly increased to avoid further dangers.
Zur Vermeidung der Korrosionsprobleme ist auch die Bewehrung mit schwer oder nicht korrodierbaren Verstärkungsstreben, beispielsweise mit galvanisierten, epoxydharzbeschichteten oder aus rostfreiem Stahl hergestellten Verstärkungsstreben bzw. Bewehrungskörpern bekannt. Aber auch derartige Bewehrungskörper sind bei bestimmten Umgebungsbedingungen, beispielsweise bei hoher Chlorbelastung, nur begrenzt einsetzbar. Außerdem sind sie mit sehr hohen Kosten verbunden, was einer umfassenden Anwendung bisher entgegensteht.To avoid the corrosion problems also the reinforcement with hard or non-corrodible reinforcing struts, for example, with galvanized, epoxydharzbeschichteten or made of stainless steel reinforcing struts or reinforcing bodies is known. But even such reinforcing bodies are limited in certain environmental conditions, for example, at high chlorine load, only limited. In addition, they are associated with very high costs, which hitherto prevents a comprehensive application.
Außerdem gibt es auch nachteilige Auswirkungen auf die Umwelt. Da die genannten korrosionsgeschützten Bewehrungskörper zu teuer sind, wird empfohlen, Beton in einer Dicke von 75mm bis 120 mm auf herkömmliche Stahlbewehrungen aufzutragen, um die Verstärkungsstreben aus Stahl hinreichend zu bedecken und um so zu versuchen, ihre Korrosion zu verhindern. Durch den hiermit verbundenen hohen Betonbedarf werden nicht erneuerbare natürliche Ressourcen stark belastet. Außerdem wird durch die erhöhte Zementproduktion unnötig viel CO2 emittiert.There are also adverse effects on the environment. Since the mentioned corrosion-protected reinforcing bodies are too expensive, it is recommended to apply concrete in a thickness of 75 mm to 120 mm to conventional steel reinforcements in order to sufficiently cover the steel reinforcing struts and thus to try to prevent their corrosion. As a result of the high demand for concrete, non-renewable natural resources are heavily polluted. In addition, the increased cement production unnecessarily emits much CO 2 .
Als Ersatz für die korrosionsanfälligen Stahlbewehrungen wurde daher der Einsatz von Bewehrungskörpern aus faserverstärkten Kunststoffen, die interna- tional auch als „FRP-rebar" bezeichnet werden (FRP= Fiber Reinforced Plastic) vorgeschlagen. Derartige FRP-Bewehrungskörper sind resistent gegen Korrosion und vergleichsweise preiswert, so dass die vorgenannten korrosionsbedingten Probleme mit geringem Kostenaufwand dauerhaft wirkungsvoll bekämpft werden können.As a substitute for the corrosion-susceptible steel reinforcement, therefore, the use of reinforcing bodies made of fiber-reinforced plastics, the interna- Also, such FRP reinforcing bodies are resistant to corrosion and comparatively inexpensive, so that the above-mentioned corrosion-related problems can be effectively and effectively counteracted at low cost.
Faserverstärkte Kunststoffe stellen Faserverbundwerkstoffe dar, bei denen die Kunststoffe mit aus einem anderen Material bestehenden Fasern kombiniert werden, um positive Synergieeffekte und in der gewünschten Richtung verbesserte, insbesondere mechanisch verbesserte Eigenschaften des Kunststoffs zu erhalten. Als Fasern können beispielsweise Glasfasern eingesetzt werden, die vorzugsweise in Längsrichtung eines Stabprofils mit sogenannter unidirektiona- ler Faserorientierung in den Kunststoff eingebettet werden. Eine Vielzahl von parallel zueinander orientierten Fasern, die beispielsweise einen Durchmesser von 10 bis 30 μm haben können, wird so von einer Matrix aus Kunststoffharz umgeben. Dabei verleihen die Fasern dem Verbundwerkstoff seine hohe Festigkeit in Längsrichtung, während die Harzmatrix dazu dient, die Fasern in ihrer Lage zu fixieren und sie gleichzeitig vor schädlichen Einflüssen zu schützen.Fiber-reinforced plastics are fiber composites in which the plastics are combined with fibers made of a different material in order to obtain positive synergy effects and improved in the desired direction, in particular mechanically improved properties of the plastic. As fibers, for example, glass fibers can be used, which are preferably embedded in the plastic in the longitudinal direction of a rod profile with so-called unidirectional fiber orientation. A plurality of parallel oriented fibers, which may for example have a diameter of 10 to 30 microns, is thus surrounded by a matrix of plastic resin. The fibers give the composite its high strength in the longitudinal direction, while the resin matrix serves to fix the fibers in their position while protecting them from harmful influences.
Neben einzelnen Bewehrungsstäben sind insbesondere auch aus faserverstärkten Kunststoffen aufgebaute Bewehrungskörper der eingangs genannten Art bekannt. Als Verbindungsmittel zur Verbindung der einzelnen Kunststoffstäbe untereinander werden dabei jedoch häufig Drähte, insbesondere konventionelle sogenannte Rödeldrähte, verwendet, die wiederum anfällig für Korrosion sind und zu den genannten Problemen führen können. Außerdem stellen diese Drahtverbindungen nur eine temporäre Transport- und Montagesicherung dar, wohingegen sie nach der Aushärtung des Betons keinen nennenswerten Beitrag mehr zu einer Erhöhung der Zug-, Schub- und Scherkräfte des Betonkörpers mehr leisten können. Derartige Bewehrungskörper mit durch Draht verbundenen Bewehrungsstäben sind beispielsweise aus der Druckschrift WO 01/26974 A2 bekannt. Auch werden aus Kunststoff bestehende Kabelbinder, die aus dem Bereich der Elektroinstallation bekannt sind, zur Verbindung der einzelnen Stäbe verwendet. Hierdurch kann jedoch ebenso wie bei der Verwendung von Draht nur eine äußerst stark begrenzte Festigkeit erreicht werden und die einzelnen Bewehrungsstäbe sind stets noch relativ leicht gegeneinander bewegbar. Auch diese Verbindungsmittel führen lediglich zu Bewehrungskörpern, welche die Belastbarkeit des Betonkörpers nicht optimal erhöhen.In addition to individual reinforcing bars, reinforcing bodies of the type mentioned at the beginning are also known in particular from fiber-reinforced plastics. As a connecting means for connecting the individual plastic rods with each other, however, wires, in particular conventional so-called Rödeldrähte, are often used, which in turn are susceptible to corrosion and can lead to the problems mentioned. In addition, these wire connections represent only a temporary transport and mounting backup, whereas they can no longer make a significant contribution to increasing the tensile, shear and shear forces of the concrete body after curing of the concrete. Such reinforcing bodies with reinforcing bars connected by wire are known, for example, from document WO 01/26974 A2. Also made of plastic cable ties, which are known in the field of electrical installation, used to connect the individual rods. As a result, however, just as with the use of wire only an extremely limited strength can be achieved and the individual reinforcing bars are still relatively easy to move against each other. These connection means also only lead to reinforcement bodies which do not optimally increase the load capacity of the concrete body.
Ferner ist es bekannt, einzelne aus faserverstärkten Kunststoffen bestehende Bewehrungsstäbe miteinander zu verflechten, was jedoch einen erheblichen fertigungstechnischen Aufwand und entsprechend hohe Kosten bedeutet. Außerdem müssen zumindest einzelne Bewehrungsstäbe bei einer Verflechtung verformt werden, so dass diese Verbindungsart bei vollständig ausgehärteten Bewehrungsstäben nicht angewendet werden kann.Furthermore, it is known to intertwine existing reinforcing rods consisting of fiber-reinforced plastics, which, however, means a considerable production outlay and correspondingly high costs. In addition, at least individual reinforcing bars must be deformed at an entanglement, so that this type of connection can not be applied to fully cured rebars.
Aus der Druckschrift EP 0 387 968 A1 bzw. aus der zugehörigen deutschen Druckschrift DE 690 02 071 T2 ist ein auch als Bewehrungskörper einsetzbares, ebenes Gittergewebe der eingangs genannten Art bekannt, bei dem die Verbindungsmittel ein Kettgarn umfassen, das als Verbindungsfaser in eine Kunststoffmatrix eingewebt ist. Jedoch sind die Verbindungsfasern bei diesem Drehergewebe entsprechend eines sehr geringen Schussbiegeindexes von maximal 0,03 nur sehr wenig gekrümmt, so dass sie fast geradlinig, im wesentlichen parallel zu einem Bewehrungsstab verlaufen und an den Verbindungsstellen an den dazu quer verlaufenden Bewehrungsstäben lediglich von einer Seite über einen stark begrenzten Umfangsbereich anliegen. Diese Art von Verwebung bzw. Verflechtung kann daher ebenfalls nur zu einem Bewehrungskörper führen, der lediglich eine relativ geringe Festigkeit aufweist und somit nicht eine optimale Unterstützung eines Betonbauwerkes bewirken kann.From the document EP 0 387 968 A1 or from the associated German publication DE 690 02 071 T2, a mesh fabric of the type mentioned above which can also be used as a reinforcing body is known in which the connecting means comprise a warp yarn woven into a plastic matrix as a joining fiber is. However, the connecting fibers in this leno fabric are very little curved according to a very low weft bending index of at most 0.03, so that they are almost straight, substantially parallel to a reinforcing bar and at the junctions on the transverse reinforcing bars only from one side across a very limited peripheral area. This type of interweaving or entanglement can therefore also only lead to a reinforcing body, which only has a relatively low strength and thus can not cause optimal support of a concrete structure.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen konstruktiv einfachen Bewehrungskörper der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die einzelnen Bewehrungsstäbe in einer einfachen und effizienten Art und Weise zusammengefügt sind, so dass eine sehr hohe Festigkeit erzielt und gleichzeitig eine preiswerte Fertigung ermöglicht wird.Object of the present invention is therefore to provide a structurally simple reinforcing body of the type mentioned, in which the individual reinforcing bars in a simple and efficient manner are joined together, so that a very high strength and at the same time a cost-effective production is made possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Bewehrungskörper nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a reinforcing body according to claim 1. Advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims.
Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es, dass die in eine Kunststoffmatrix eingebetteten Verbindungsfasern an den Verbindungsstellen mehrfach um die Bewehrungsstäbe herumgewickelt sind.It is essential in the case of the solution according to the invention that the connecting fibers embedded in a plastic matrix are wound around the reinforcing rods several times at the connection points.
Der Hauptvorteil liegt dabei darin, dass auf überraschend einfache Weise eine hochfeste, insbesondere unverschiebbare bzw. positionsstabile Verbindung der einzelnen Bewehrungsstäbe untereinander erhalten wird, die mit vergleichsweise geringem fertigungstechnischen Aufwand und daher mit geringen Kosten hergestellt werden kann. Die Bewehrungsstäbe werden dabei an den Verbindungsstellen durch die mehrfache Umwicklung und anschließende Aushärtung besonders fest miteinander verbunden, so dass ein hochfester Bewehrungskörper erhalten wird, der eine optimale Erhöhung der mechanischen Festigkeit eines damit versehenen Betonbauwerks gewährleistet. Schon an jeder einzelnen Verbindungsstelle werden dabei extrem hohe Verbindungskräfte erreicht.The main advantage lies in the fact that in a surprisingly simple manner, a high-strength, in particular immovable or positionally stable connection of the individual reinforcing bars is obtained with each other, which can be produced with relatively low manufacturing complexity and therefore at low cost. The reinforcing bars are connected to each other at the junctions by the multiple wrapping and subsequent curing particularly strong, so that a high-strength reinforcing body is obtained, which ensures an optimal increase in the mechanical strength of a concrete structure provided therewith. Already at each connection point extremely high connection forces are achieved.
Dazu ist keine aufwendige Verflechtung oder Verwebung der einzelnen Bewehrungsstäbe erforderlich, so dass die Bewehrungsstäbe nicht verformt werden müssen und auch vollständig ausgehärtete Bewehrungsstäbe relativ einfach und schnell miteinander verbunden werden können.For this no elaborate entanglement or interweaving of the individual reinforcing bars is required, so that the reinforcing bars do not have to be deformed and also completely hardened reinforcing bars can be relatively easily and quickly connected to each other.
Durch die Einbettung der Verbindungsfasern in eine Kunststoffmatrix wird die Verbindung der Bewehrungsstäbe untereinander erheblich fester, als dies bei der Verwendung von Kabelbindern oder Drähten möglich ist. Die erfindungsgemäß eingesetzten Verbindungsmittel sind dabei wiederum durch faserver- stärkten Kunststoff gebildet, der Verbindungsfasern beliebiger Art, beliebiger Länge, beliebigen Durchmessers und beliebiger Anordnung aufweisen kann.By embedding the connecting fibers in a plastic matrix, the connection of the reinforcing bars with each other is considerably stronger than is possible with the use of cable ties or wires. The connecting means used according to the invention are again provided by fiber-reinforced reinforced plastic formed, which may have connecting fibers of any kind, any length, any diameter and any arrangement.
Hierbei werden keine korrosionsanfälligen Verbindungsmittel eingesetzt, so dass bei insgesamt sehr geringem Gewicht der Bewehrungskörper korrosionsbedingte Abplatzungen von Beton sowie Risse, Beschädigungen und Zerstörungen von Betonbauwerken sicher vermieden werden können. Daraus resultiert wiederum eine erheblich Einsparung im Bereich von Instandhaltungs- und Reparaturarbeiten. Außerdem können auf diese Weise natürliche Ressourcen geschont werden, da Beton an den mit den erfindungsgemäßen Bewehrungen versehenen Bauwerken wesentlich dünner bzw. in deutlich geringerem Volumen aufgetragen werden kann.Here, no corrosion-prone fasteners are used, so that corrosion-related spalling of concrete and cracks, damage and destruction of concrete structures can be safely avoided with a very low overall weight of the reinforcement body. This in turn results in a considerable saving in the area of maintenance and repair work. In addition, natural resources can be spared in this way, since concrete can be applied to the structures provided with the reinforcements according to the invention substantially thinner or in much smaller volume.
Besonders vorteilhaft ist es bei dem erfindungsgemäßen Bewehrungskörper, wenn die Verbindungsfasern in verschiedenen Richtungen bzw. in unterschiedlichen Orientierungen um jeweils eine Verbindungsstelle gewickelt sind. Vorzugsweise werden die Verbindungsfasern an einer kreuzförmig ausgebildeten Verbindungsstelle sowohl um 45° nach links als auch um 45° nach rechts geneigt um die Kreuzung herumgewickelt. Auf diese Weise wird eine besonders stabile Verbindung erhalten.It is particularly advantageous in the reinforcing body according to the invention, when the connecting fibers are wound in different directions or in different orientations about one connection point. Preferably, the connecting fibers are wound around the intersection at a cross-shaped joint both 45 ° to the left and 45 ° to the right. In this way, a particularly stable connection is obtained.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass an einer Verbindungsstelle sich die Verbindungsfasern an einem Bewehrungsstab oder an beiden Bewehrungsstäben jeweils an einem Punkt oder an zwei Punkten überkreuzen. Durch diese Art der Umwicklung kann die Festigkeit der Verbindung nochmals gesteigert werden. Dennoch ist es ebenso möglich, die Bewehrungsstäbe an den Verbindungsstellen so umwickeln, dass beide Bewehrungsstäbe jeweils kreuzungsfrei und U-förmig umschlungen sind.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that at a connection point, the connecting fibers on a reinforcing bar or on both reinforcing bars cross each other at one point or at two points. By this type of wrapping, the strength of the connection can be increased again. Nevertheless, it is also possible to wrap the reinforcing bars at the connection points in such a way that both reinforcing bars are each looped without crossing and U-shaped.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Verbindungsfasern derart um die Bewehrungsstäbe gewickelt sind, dass bei einer quer zur Längsachse eines ersten Bewehrungsstabes ausgeübten Zug- oder Druckbelastung in Längsrich- tung eines zweiten Bewehrungsstabes für eine einzelne Verbindungsstelle eine Verbindungskraft S erreicht wird, die der Formel S > 0,3 * As * RB genügt, wobei As die Querschnittsfläche des zweiten Bewehrungsstabes und R8 die zulässige Gebrauchsspannung des zweiten Bewehrungsstabes ist. Auf diese Weise können insbesondere bei der Ausführung der Verbindungen mit Textilglas als Verbindungsfaser und Epoxydharz als Matrixharz bereits Verbindungskräfte einer einzelnen Verbindungsstelle von bis zu 5000 N bei Bewehrungsstäben mit einem Durchmesser von 6 mm erreicht werden. Derartig hochfeste und zugleich überaus kompakte Verbindungen der Bewehrungsstäbe erfüllen somit grundsätzlich die gleichen Anforderungen wie eine Verschweißung bei aus Stahl gefertigten Bewehrungskörpern.It is furthermore particularly advantageous if the connecting fibers are wound around the reinforcing rods in such a way that, in the case of a tensile or compressive load in the longitudinal direction exerted transversely to the longitudinal axis of a first reinforcing rod. a connection strength S is achieved, satisfying the formula S> 0.3 * A s * RB, where As is the cross-sectional area of the second reinforcing bar and R 8 is the permissible service voltage of the second reinforcing bar. In this way, in particular in the embodiment of the compounds with textile glass as a connecting fiber and epoxy resin as matrix resin already connection forces of a single joint of up to 5000 N at reinforcing bars with a diameter of 6 mm can be achieved. Such high-strength and at the same time exceedingly compact connections of the reinforcing bars thus basically fulfill the same requirements as welding in reinforcing bodies made of steel.
Besonders vorteilhaft ist es bei dem erfindungsgemäßen Bewehrungskörper, wenn die Verbindungsfasern Glasfasern und/oder Aramidfasem und/oder Kohlenstofffasern (= Carbonfasern) umfassen. Es ist jedoch auch der Einsatz anderer Fasern, beispielsweise von Siliciumcarbidfasern oder von Borfasern möglich. Vorzugsweise umfassen die Verbindungsfasern nur Fasern ein und der selben Art.It is particularly advantageous in the reinforcing body according to the invention, when the connecting fibers comprise glass fibers and / or Aramidfasem and / or carbon fibers (= carbon fibers). However, it is also possible to use other fibers, for example silicon carbide fibers or boron fibers. Preferably, the connecting fibers only comprise fibers of the same kind.
Günstig ist es ferner, wenn die Verbindungsfasern und/oder der Kunststoff der Kunststoffmatrix an den Verbindungsstellen jeweils aus dem gleichen Material bestehen, wie die Fasern bzw. der Kunststoff in den Bewehrungsstäben. Hierdurch kann der fertigungstechnische Aufwand besonders gering gehalten werden.It is also favorable if the connecting fibers and / or the plastic of the plastic matrix at the connecting points in each case consist of the same material as the fibers or the plastic in the reinforcing rods. As a result, the production engineering effort can be kept particularly low.
Um einen optimalen Halt des Bewehrungskörpers im umgebenden Baustoff zu erzielen, ist es von Vorteil, wenn die Bewehrungsstäbe eine außenseitige Oberflächenprofilierung aufweisen, die vorzugsweise in der Form von Rippen oder eines Schraubprofils bzw. eines Gewindes ausgebildet sein kann. Es können jedoch auch ungleichmäßige Profilierungen, beispielsweise aufgeraute Oberflächen durch in Harz gebettete Sandkörner in Form einer Panierung vorgesehen werden, um die Verbundkräfte zu erhöhen bzw. um die Bettung zu verbessern.In order to achieve an optimal hold of the reinforcing body in the surrounding building material, it is advantageous if the reinforcing bars have an outside surface profiling, which may preferably be formed in the form of ribs or a screw or a thread. However, it can also uneven profilings, such as roughened surfaces by embedded in resin sand grains in the form of a breading be provided in order to increase the composite forces or to improve the bedding.
Vorzugsweise wird vorgeschlagen, die Bewehrungsstäbe zumindest im wesentlichen rechtwinklig zueinander anzuordnen. Dabei können die Verbindungsmittel besonders einfach angebracht werden. Die Bewehrungsstäbe können aber auch in beliebigen anderen Ausrichtungen und/oder unter anderen Winkeln angeordnet werden.It is preferably proposed to arrange the reinforcing bars at least substantially at right angles to each other. The connecting means can be attached particularly easily. The reinforcing bars can also be arranged in any other orientations and / or at different angles.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bewehrungsstäbe zumindest im wesentlichen zweidimensional in der Form einer Matte angeordnet sind. Vorzugsweise können die einzelnen Bewehrungsstäbe in zwei Ebenen übereinander liegen und so ein insbesondere rechtwinkliges Gitter bilden. Als Bewehrungsmatte kann der erfindungsgemäße Bewehrungskörper dabei in der gewünschten Größe besonders gut in flachen Bauwerkelementen, beispielsweise in Decken oder Wänden eingesetzt werden. Von besonderem Vorteil ist es dabei, dass alle Bewehrungsstäbe geradlinig gestreckt ausgeführt sein können, wobei eine erste Gruppe von Bewehrungsstäben sich flach in einer ersten Ebene erstreckt und wobei eine zweite Gruppe von Bewehrungsstäben sich ebenfalls flach in einer zweiten Ebene erstreckt, die parallel zur ersten Ebene verläuft. Eine Verformung einzelner Bewehrungsstäbe ist dabei nicht erforderlich, so dass auch vollständig ausgehärtete Bewehrungsstäbe besonders einfach, schnell und mit der gewünschten hohen Festigkeit miteinander verbunden werden können.According to a particularly preferred embodiment of the invention it is provided that the reinforcing rods are arranged at least substantially two-dimensionally in the form of a mat. Preferably, the individual reinforcing bars can lie one above the other in two planes and thus form a grid which is in particular rectangular. As a reinforcement mat, the reinforcing body according to the invention can be used in the desired size particularly well in flat building elements, for example in ceilings or walls. It is particularly advantageous in this case that all the reinforcing bars can be rectilinearly stretched, with a first group of reinforcing bars extending flat in a first plane and a second group of reinforcing bars also extending flat in a second plane parallel to the first plane runs. A deformation of individual reinforcing bars is not required, so that even fully hardened reinforcing bars can be particularly easily, quickly and connected to one another with the desired high strength.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können die Bewehrungsstäbe auch einen dreidimensionalen Bewehrungskörper, insbesondere einen Bewehrungskorb, einen Bewehrungspfahl oder einen insbesondere dreigurtigen oder viergurtigen Gitterträger bilden. Dabei können ergänzend auch zusätzliche Versteifungsstäbe vorgesehen werden, die in einem Winkel schräg zu den vorzugsweise rechtwinklig angeordneten Bewehrungsstäben verlaufen. Eine besonders vielseitige Ersetzbarkeit des erfindungsgemäßen Bewehrungskörpers kann dadurch erreicht werden, dass zumindest einzelne Bewehrungsstäbe abschnittsweise oder vollständig gebogen ausgeführt sind. Dabei können die Biegungen auch so eng bzw. mit einem so geringen Biegeradius ausgeführt sein, dass die derart abschnittsweise gebogenen Bewehrungsstäbe quasi abgewinkelt sind.According to an alternative embodiment of the invention, the reinforcing bars may also form a three-dimensional reinforcing body, in particular a reinforcing cage, a reinforcing pole or a trellis or in particular three-belt or viergurtigen lattice girder. In addition, additional stiffening rods can be provided, which extend at an angle oblique to the preferably rectangularly arranged reinforcing bars. A particularly versatile replaceability of the reinforcing body according to the invention can be achieved in that at least individual reinforcing bars are executed in sections or completely bent. In this case, the bends can also be designed so narrow or with such a small bending radius that the thus partially bent reinforcing bars are quasi angled.
Dazu wird vorzugsweise vorgeschlagen, dass mehrere Bewehrungsstäbe vollständig zu einem Kreis gebogen ausgebildet sind, die innenseitig und/oder außenseitig mit mehreren vorzugsweise unter einem rechten Winkel dazu angeordneten und zumindest annähernd geradlinig verlaufenden Bewehrungsstäben zu einem röhrenförmigen Bewehrungskörper verbunden sind, der zum Beispiel als Pfahlbewehrung eingesetzt werden kann. Es ist jedoch ebenso möglich, die innenseitig und/oder außenseitig verlaufenden Bewehrungsstäbe gebogen auszuführen, so dass röhrenförmige Bewehrungskörper mit einem gebogenen Verlauf, beispielsweise in der Form von Gitterbögen erhalten werden.For this purpose, it is preferably proposed that a plurality of reinforcing bars are formed completely bent into a circle, which are connected inside and / or outside with a plurality of preferably at a right angle thereto and at least approximately rectilinearly extending reinforcing bars are connected to a tubular reinforcing body, for example, used as a pile reinforcement can be. However, it is also possible to make the inside and / or outside reinforcing bars bent, so that tubular reinforcing bodies are obtained with a curved course, for example in the form of lattice arches.
Als Alternative wird vorgeschlagen, dass mehrere Bewehrungsstäbe nur abschnittsweise winklig gebogen und in der Form eines Vierecks, insbesondere eines Rechtecks ausgebildet sind, die innenseitig und/oder außenseitig mit mehreren vorzugsweise unter einem rechten Winkel dazu angeordneten und zumindest annähernd geradlinig verlaufenden Bewehrungsstäben zu einem quaderförmigen Bewehrungskörper verbunden sind. Auch dabei ist es möglich, die innenseitig und/oder außenseitig verlaufenden Bewehrungsstäbe gebogen auszuführen, so dass ein Bewehrungskörper mit einem insgesamt gebogenen Verlauf, insbesondere in der Form eines Gitterbogens erhalten wird.As an alternative, it is proposed that a plurality of reinforcing bars are only bent angularly in sections and formed in the shape of a quadrilateral, in particular a rectangle, the inside and / or outside with a plurality of preferably at a right angle thereto arranged and at least approximately rectilinearly extending reinforcing bars to a cuboid reinforcing body are connected. In this case too, it is possible to bend the reinforcing bars running on the inside and / or outside, so that a reinforcing body having an overall curved course, in particular in the form of a grid arc, is obtained.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Bewehrungskörper fabrikseitig derart vorgefertigt, dass die Kunststoffmatrix mit den darin eingebetteten Verbindungsfasern vollständig ausgehärtet ist. Die erfindungsgemäßen Bewehrungskörper kommen dabei in einem vollkommen starren Zustand an die Baustelle wo sie in das Bauwerk bzw. in den Beton integriert werden. Vorzugsweise werden die Verbindungen der Bewehrungsstäbe mit zangenartigen Geräten maschinell ausgeführt, die in großer Anzahl vorzugsweise in einer gemeinsamen Produktionsfläche angeordnet sind und gleichzeitig eine entsprechend große Anzahl, vorzugsweise alle Verbindungsumwicklungen eines Bewehrungskörpers herstellen.According to a preferred embodiment of the invention, the reinforcing bodies are factory-prefabricated such that the plastic matrix is completely cured with the connecting fibers embedded therein. The reinforcing bodies according to the invention come in a completely rigid state to the construction site where they are integrated into the structure or in the concrete. Preferably, the connections of the reinforcing bars are carried out with pincer-like devices by machine, which are arranged in large numbers, preferably in a common production area and at the same time produce a correspondingly large number, preferably all Verbindungsumwicklungen a reinforcing body.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können die Bewehrungskörper auch als Prepreg ausgeführt sein, wobei die Kunststoffmatrix mit den darin eingebetteten Verbindungsfasern derart lediglich bis zu einem bestimmten Grad vorgehärtet ist, dass in den Verbindungsstellen noch eine gewisse, relativ geringe Beweglichkeit gegeben ist, wobei die Kunststoffmatrix durch Wärmezufuhr zu einem späteren Zeitpunkt vollständig aushärtbar ist. Die Verwendung von Prepregs ist an sich bekannt. Ein wesentlicher Vorteil besteht dabei darin, dass der Bewehrungskörper besonders flexibel einsetzbar ist und noch an der Baustelle den aktuellen Anforderungen entsprechend geformt und dann durch kurzes Aufheizen endgültig fixiert werden kann.According to an alternative embodiment of the invention, the reinforcing bodies may also be designed as a prepreg, the plastic matrix having the connecting fibers embedded therein being pre-cured only to a certain extent in such a way that a certain, relatively low mobility is still present in the connecting points, the plastic matrix is completely curable by supplying heat at a later time. The use of prepregs is known per se. A significant advantage consists in the fact that the reinforcing body is particularly flexible and still can be formed according to the current requirements at the site and then finally fixed by brief heating.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description and the embodiments illustrated in the drawings.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 : Aufsicht auf einen ersten erfindungsgemäßes Bewehrungskörper;FIG. 1: a plan view of a first reinforcement body according to the invention;
Figur 2: vergrößerte Darstellung einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A in Figur 1 ;FIG. 2: an enlarged view of a sectional view along the section line A-A in FIG. 1;
Figur 3: Aufsicht auf eine Ausführungsvariante eines zweiten erfindungsgemäßen Bewehrungskörpers; Figur 4: dreidimensionale Ansicht eines dritten erfindungsgemäßen Bewehrungskörpers; undFIG. 3 shows a plan view of a variant of a second reinforcing body according to the invention; FIG. 4 shows a three-dimensional view of a third reinforcing body according to the invention; and
Figur 5: dreidimensionale Ansicht eines vierten erfindungsgemäßen Bewehrungskörpers.FIG. 5: three-dimensional view of a fourth reinforcing body according to the invention.
Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Bewehrungskörper 1 besteht aus vier einzelnen, jeweils geradlinig verlaufenden Bewehrungsstäben 2a und 2b, die in der Art eines Doppelkreuzes rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Dabei befinden sich die beiden Bewehrungsstäbe 2a parallel zueinander in einer ersten Ebene 3a und die beiden anderen Bewehrungsstäbe 2b sind ebenfalls parallel zueinander in einer zweiten Ebene 3b auf den Bewehrungsstäben 2a angeordnet. Selbstverständlich kann der Bewehrungskörper 1 Ähnlich zu Figur 3 auch eine sehr viel größere Anzahl von Bewehrungsstäben 2a und 2b umfassen, so dass die Figur 1 dann nur einen Ausschnitt des gesamten Bewehrungskörpers 1 darstellten würde.The reinforcing body 1 shown in Figures 1 and 2 consists of four individual, each rectilinearly extending reinforcing bars 2a and 2b, which are arranged at right angles to each other in the manner of a double cross. In this case, the two reinforcing bars 2a are parallel to each other in a first plane 3a and the other two reinforcing bars 2b are also arranged parallel to each other in a second plane 3b on the reinforcing bars 2a. Of course, the reinforcing body 1 similar to Figure 3 also include a much larger number of reinforcing bars 2a and 2b, so that the figure 1 would then represent only a section of the entire reinforcing body 1.
Die als sogenannter FRP-rebar ausgeführten Bewehrungsstäbe 2a und 2b bestehen jeweils aus faserverstärktem Kunststoff, wobei hier Glasfasern in einem Anteil von ca. 60 % bis 85 % in eine Matrix aus Polyester-Harz eingebettet sind. Es können jedoch ebenso gut Aramid-Fasem oder Kohlenstofffasern in eine Matrix aus Epoxydharz oder Vinylester-Harz eingebettet sein. Die mit im wesentlichen kreisrundem Querschnitt ausgebildeten Bewehrungsstäbe 2a und 2b haben hier alle die gleiche Länge und den gleichen Durchmesser, der vorzugsweise im Bereich von 5 mm bis 25 mm, aber auch darüber liegen kann. Zur Erzeilung besonders hoher Haftungskräfte an umgebenden Beton sind die Oberflächen der Bewehungsstäbe 2a und 2b durch eine leichte Gewindestruktur profiliert. Je nach Anwendungsfall des herzustellenden Bewehrungskörpers können die Bewehungsstäbe 2a und 2b jedoch auch unterschiedliche Durchmesser und/oder verschiedene Längen bzw. Formen haben. Die vier Bewehrungsstäbe 2a und 2b sind an den vier Verbindungsstellen 4 durch Verbindungsmittel 5 jeweils paarweise miteinander verbunden. Die Verbindungsmittel 5 umfassen erfindungsgemäß jeweils Verbindungsfasern 6, die in eine Kunststoffmatrix 7 eingebettet und mehrfach um die Bewehrungsstäbe 2a und 2b herumgewickelt sind. Dabei wird das Harz 7 vorher auf das Fasermaterial 6 aufgebracht, so dass die Fasern 6 „nass" gewickelt und appliziert werden. Auch bei den so aus faserverstärktem Kunststoff bestehenden Verbindungsmitteln 5 sind Glasfasern 6 von einer Matrix 7 aus Polyester-Harz umgeben. Insbesondere können die Verbindungsmittel 5 nach der vollständigen Aushärtung des Harzes 7 auch stoffschlüssig wirken.The rebars 2a and 2b, which are designed as so-called FRP rebars, each consist of fiber-reinforced plastic, in which case glass fibers are embedded in a proportion of about 60% to 85% in a matrix of polyester resin. However, aramid fibers or carbon fibers may as well be embedded in a matrix of epoxy resin or vinyl ester resin. The reinforcing rods 2a and 2b formed with a substantially circular cross-section here all have the same length and the same diameter, which may preferably be in the range of 5 mm to 25 mm, but also above. To erzeil particularly high adhesion forces to surrounding concrete, the surfaces of the Bewehungsstäbe 2a and 2b are profiled by a light thread structure. However, depending on the application of the reinforcing body to be produced, the wandering rods 2a and 2b can also have different diameters and / or different lengths or shapes. The four reinforcing bars 2a and 2b are connected to each other at the four connection points 4 by connecting means 5 in pairs. According to the invention, the connecting means 5 each comprise connecting fibers 6, which are embedded in a plastic matrix 7 and wound around the reinforcing bars 2a and 2b several times. In this case, the resin 7 is previously applied to the fiber material 6, so that the fibers 6 are wound and applied "wet." Glass fibers 6 are also surrounded by a matrix 7 of polyester resin in the connection means 5 thus made of fiber-reinforced plastic the connecting means 5 after the complete curing of the resin 7 also act materially.
Die Verbindungsfasern 6 sind hier an den Bewehrungsstäben 2b in Winkeln von + 45° und - 45° schräg zu der Längsrichtung der Bewehrungsstäbe 2b gewickelt. An den Bewehrungsstäben 2a sind die Verbindungsfasern 6 so geführt, dass sie sich (bezogen auf die Zeichnungsebene von Figur 2) sowohl vor als auch hinter den Bewehrungsstäben 2a kreuzen. Durch diese Art der mehrfachen Wicklung der Verbindungsfasern 6 in verschiedenen Richtungen um die Verbindungsstellen 4 herum wird nach dem Aushärten der Harzmatrix 7 eine besonders feste Verbindung der Bewehrungsstäbe 2a und 2b und somit ein insgesamt hochstabiles Bewehrungskörper 1 erhalten.The connecting fibers 6 are here wound on the reinforcing bars 2b at angles of + 45 ° and - 45 ° obliquely to the longitudinal direction of the reinforcing bars 2b. At the reinforcing bars 2a, the connecting fibers 6 are guided so that they cross (relative to the plane of the drawing of Figure 2) both in front of and behind the reinforcing bars 2a. As a result of this type of multiple winding of the connecting fibers 6 in different directions around the connecting points 4, after hardening of the resin matrix 7 a particularly firm connection of the reinforcing rods 2a and 2b and thus an overall highly stable reinforcing body 1 is obtained.
Der in Figur 3 dargestellte, ebenfalls im wesentlichen zweidimensional aufgebaute Bewehrungskörper 10 besteht aus achtzehn rechtwinklig angeordneten Bewehrungsstäben 2a und 2b, die gitterförmig als Bewehrungsmatte an insgesamt einundachtzig Verbindungsstellen 4 miteinander verbunden sind. Auch hier befinden sich die Bewehrungsstäbe 2a in einer ersten Ebene 3a, auf der die Bewehrungsstäbe 2b in einer zweiten Ebene 3b angeordnet sind.The reinforcing body 10, which is likewise essentially two-dimensionally constructed, shown in FIG. 3, consists of eighteen reinforcing bars 2a and 2b arranged at right angles, which are connected to one another in a lattice-like manner as a reinforcing mat at a total of eighty-one connecting points 4. Again, the reinforcing bars 2a are in a first plane 3a, on which the reinforcing bars 2b are arranged in a second plane 3b.
Die erfindungsgemäßen Verbindungsmittel 5 umfassen wie bei dem vorangehend beschriebenen Beispiel jeweils Verbindungsfasern 6, die in eine Kunststoffmatrix 7 eingebettet und mehrfach um die Bewehrungsstäbe 2a und 2b herumgewickelt sind. Auf diese Weise wird eine hochfeste Verbindung der einzelnen Bewehrungsstäbe 2a, 2b untereinander erhalten, was zu einem stabilen, leichten und gegen Korrosion vollständig unempfindlichen Bewehrungskörper 1 führt, welcher vorteilhafterweise in Betondecken oder Betonwänden eingesetzt werden kann. Insbesondere kann der Bewehrungskörper 1 an Brücken oder Gebäuden, aber auch im Tunnelbau zur Armierung von Beton oder ähnlichen Baustoffen verwendet werden.The connecting means 5 according to the invention comprise in each case, as in the example described above, connecting fibers 6 which are embedded in a plastic matrix 7 and are wound around the reinforcing rods 2a and 2b several times. In this way, a high-strength connection of individual reinforcing rods 2a, 2b with each other, resulting in a stable, lightweight and completely insensitive to corrosion reinforcing body 1, which can be advantageously used in concrete ceilings or concrete walls. In particular, the reinforcing body 1 can be used on bridges or buildings, but also in tunneling for reinforcement of concrete or similar building materials.
In den Figuren 4 und 5 sind Bewehrungskörper 11 und 12 dargestellt, die eine dreidimensionale Form in der Form einer Röhre (Figur 4) bzw. eines Quaders (Figur 5) haben. Der in Figur 4 gezeigte Bewehrungskörper 11 besteht aus zwei kreisförmig gebogenen Bewehrungsstäben 2a, die durch sechs parallel zueinander verlaufende Bewehrungsstäbe 2b miteinander verbunden sind, welche jeweils am inneren Umfang der kreisförmigen Bewehrungsstäbe 2a unter einem rechten Winkel auf die erfindungsgemäße Art befestigt sind. Der in Figur 5 gezeigte Bewehrungskörper 12 besteht demgegenüber aus zwei im wesentlichen quadratisch ausgebildeten Bewehrungsstäben 2a, die durch vier parallel zueinander verlaufende Bewehrungsstäbe 2b miteinander verbunden sind, welche jeweils innenseitig in den vier Ecken der quadratischen Bewehrungsstäbe 2a unter einem rechten Winkel ebenfalls auf die erfindungsgemäße Art befestigt sind.In FIGS. 4 and 5, reinforcing bodies 11 and 12 are shown, which have a three-dimensional shape in the form of a tube (FIG. 4) or a cuboid (FIG. 5). The reinforcing body 11 shown in Figure 4 consists of two circularly bent reinforcing bars 2a, which are interconnected by six mutually parallel reinforcing bars 2b, which are each attached to the inner circumference of the circular reinforcing bars 2a at a right angle to the inventive way. The reinforcing body 12 shown in Figure 5, in contrast, consists of two substantially square reinforcing bars 2a, which are interconnected by four mutually parallel reinforcing bars 2b, which in each case inside the four corners of the square reinforcing bars 2a at a right angle also on the inventive way are attached.
Auch bei diesen beiden Bewehrungskörpern 11 und 12 umfassen die Verbindungsmittel 5 jeweils an den Verbindungsstellen 4 um die Bewehrungsstäbe 2a und 2b mehrfach herumgewickelte Verbindungsfasern 6, die in eine Kunststoffmatrix 7 eingebettet sind. Die so erhaltenen hochstabilen und gegen Korrosion vollständig unempfindlichen Bewehrungskörper 11 und 12 können vorteilhafterweise als Pfahlbewehrung eingesetzt werden.Also in these two reinforcing bodies 11 and 12, the connecting means 5 each comprise, at the connecting points 4 around the reinforcing bars 2a and 2b, multiply wound connecting fibers 6 which are embedded in a plastic matrix 7. The resulting highly stable and completely insensitive to corrosion reinforcement body 11 and 12 can be advantageously used as a pile reinforcement.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die hier dargestellten Ausführungsbeispiels beschränkt. So können die Bewehrungskörper 1 , 10, 11 und 12 insbesondere in Anzahl und/oder Form und/oder Größe und/oder Ausrichtung όer Bewehrungsstäbe variieren. Auch können Fasern und/oder Kunststoffe aus anderen Materialien eingesetzt werden. Ebenso können die Verbindungsfasern 6 anders angeordnet werden. Außerdem können auch Bewehrungsstäbe unterschiedlicher Art, insbesondere unterschiedlicher Größe und/oder Form, zu einem Bewehrungskörper zusammengefügt werden. Of course, the present invention is not limited to the embodiment shown here. Thus, the reinforcing bodies 1, 10, 11 and 12 in particular in number and / or shape and / or size and / or orientation όer rebars vary. Also, fibers and / or Plastics made of other materials can be used. Likewise, the connecting fibers 6 can be arranged differently. In addition, rebars of different types, in particular different size and / or shape, can be joined together to form a reinforcing body.

Claims

Ansprüche claims
1. Bewehrungskörper (1) für Bauwerke, insbesondere für Bauwerke aus Betonwerkstoffen, umfassend mehrere durch Verbindungsmittel (5) an Verbindungsstellen (4) miteinander verbundene und aus faserverstärktem Kunststoff bestehende Bewehrungsstäbe (2a, 2b), wobei die Verbindungsmittel (5) Verbindungsfasern (6) umfassen, die in eine Kunststoffmatrix (7) eingebettet sind, dad u rc h ge ke n nzei ch net, dass die Verbindungsfasern (6) an den Verbindungsstellen (4) mehrfach um die Bewehrungsstäbe (2a, 2b) herumgewickelt sind.1. Reinforcing body (1) for buildings, in particular for structures made of concrete materials, comprising a plurality of connecting means (5) at connecting points (4) interconnected and made of fiber reinforced plastic reinforcing rods (2a, 2b), wherein the connecting means (5) connecting fibers (6 ), which are embedded in a plastic matrix (7), can be seen to mean that the connecting fibers (6) are wound around the reinforcing rods (2a, 2b) several times at the connection points (4).
2. Bewehrungskörper nach Anspruch 1, dad u rc h ge ke n n ze ic h n et, dass die Verbindungsfasern (6) in verschiedenen Richtungen um jeweils eine Verbindungsstelle (4) gewickelt sind.2. Reinforcing body according to claim 1, characterized in that the connecting fibers (6) are wound in different directions around a respective connection point (4).
3. Bewehrungskörper nach Anspruch 1 oder 2, d ad u rc h ge ke n n ze ich net, dass sich die Verbindungsfasern (6) an einem Bewehrungsstab (2a, 2b) oder an beiden Bewehrungsstäben (2a, 2b) jeweils an mindestens einem Punkt überkreuzen. 3. Reinforcing body according to claim 1 or 2, ad d e r c h zeke ze ze ze net, that the connecting fibers (6) on a reinforcing rod (2 a, 2 b) or on both reinforcing bars (2 a, 2 b) each at least one point cross.
4. Bewehrungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dad u rc h ge ken nzei ch net , dass die Verbindungsfasern (6) derart um die Bewehrungsstäbe (2a, 2b) gewickelt sind, dass bei einer quer zur Längsachse eines ersten Bewehrungsstabes (2a, 2b) ausgeübten Zug- oder Druckbelastung in Längsrichtung eines zweiten Bewehrungsstabes (2b, 2a) für eine einzelne Verbindungsstelle (4) eine Verbindungskraft S erreicht wird, die der Formel S > 0,3 * As * RB genügt, wobei As die Querschnittsfläche des zweiten Bewehrungsstabes (2b, 2a) beschreibt und wobei RB die zulässige Gebrauchsspannung des zweiten Bewehrungsstabes (2b, 2a) beschreibt.4. reinforcing body according to one of claims 1 to 3, dad u rc h ge ken nzei ch net, that the connecting fibers (6) are wound around the reinforcing rods (2a, 2b) that at a transverse to the longitudinal axis of a first reinforcing rod (2a , 2b) applied tensile or compressive load in the longitudinal direction of a second reinforcing rod (2b, 2a) for a single joint (4) a connection force S is achieved, satisfying the formula S> 0.3 * A s * RB, wherein A s the Cross-sectional area of the second reinforcing bar (2b, 2a) describes and wherein RB describes the allowable operating voltage of the second reinforcing bar (2b, 2a).
5. Bewehrungskörper nach einem der vorherigen Ansprüche, dad u rch g e ken nzeic h n et , dass die Verbindungsfasern (6) Glasfasern und/oder Aramidfasem und/oder Kohlenstofffasern umfassen.5. Reinforcing body according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting fibers (6) comprise glass fibers and / or Aramidfasem and / or carbon fibers.
6. Bewehrungskörper nach einem der vorherigen Ansprüche, dad u rc h ge ke n nze ic h net, dass die Verbindungsfasern (6) und/oder der Kunststoff der Kunststoffmatrix (7) an den Verbindungsstellen (4) aus dem gleichen Material bestehen wie die Fasern bzw. der Kunststoff in den Bewehrungsstäben (2a, 2b).6. reinforcing body according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting fibers (6) and / or the plastic of the plastic matrix (7) at the connection points (4) made of the same material as the Fibers or the plastic in the reinforcing bars (2a, 2b).
7. Bewehrungskörper nach einem der vorherigen Ansprüche, dad u rch ge ke n nze ich n et, dass die Bewehrungsstäbe (2a, 2b) eine außenseitige Profilierung aufweisen, die insbesondere in der Form eines schraubbaren Profils oder vorzugsweise in der Form eines Gewindes ausgebildet ist. 7. Reinforcing body according to one of the preceding claims, dad u rch ge ke nn nze I n et that the reinforcing rods (2a, 2b) have an outside profiling, which is in particular in the form of a screwed profile or preferably in the form of a thread ,
8. Bewehrungskörper nach einem der vorherigen Ansprüche, dad urc h geken nze ic h n et , dass die Bewehrungsstäbe (2a, 2b) zumindest im wesentlichen rechtwinklig zueinander angeordnet sind.8. reinforcing body according to one of the preceding claims, dad urc h hen eze n e h n et that the reinforcing rods (2 a, 2 b) are arranged at least substantially at right angles to each other.
9. Bewehrungskörper nach einem der vorherigen Ansprüche, dad u rc h ge ken nze i c h n et , dass die Bewehrungsstäbe (2a, 2b) zumindest im wesentlichen zweidimensional in der Form einer Matte (1, 10) angeordnet sind.9. Reinforcing body according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing rods (2a, 2b) at least substantially two-dimensionally in the form of a mat (1, 10) are arranged.
10. Bewehrungskörper nach Anspruch 9, dadu rc h ge ke n nzeich n et, dass alle Bewehrungsstäbe (2a, 2b) geradlinig gestreckt sind, wobei eine erste Gruppe von Bewehrungsstäben (2a) sich in einer ersten Ebene (3a) erstreckt und wobei eine zweite Gruppe von Bewehrungsstäben (2b) sich in einer zweiten Ebene (3b) erstreckt, die parallel zur ersten Ebene (3a) verläuft.10. Reinforcing body according to claim 9, characterized in that all the reinforcing bars (2a, 2b) are stretched in a straight line, wherein a first group of reinforcing bars (2a) extends in a first plane (3a) and wherein one second group of reinforcing bars (2b) extends in a second plane (3b) which is parallel to the first plane (3a).
11. Bewehrungskörper nach einem der vorherigen Ansprüche, dad u rc h ge ke n nze ich n et, dass die Bewehrungsstäbe (2a, 2b) einen dreidimensionalen Bewehrungskörper (11, 12), insbesondere einen Bewehrungspfahl (11) oder einen Bewehrungskorb (12) bilden.11. Reinforcing body according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing bars (2a, 2b) have a three-dimensional reinforcing body (11, 12), in particular a reinforcing pile (11) or a reinforcing cage (12). form.
12. Bewehrungskörper nach Anspruch 11, d ad u rc h g e ken n ze ic h n et, dass zumindest einzelne Bewehrungsstäbe (2a, 2b) abschnittsweise oder vollständig gebogen sind. 12. Reinforcing body according to claim 11, characterized in that there are at least individual reinforcing rods (2a, 2b) bent in sections or completely.
13. Bewehrungskörper nach Anspruch 12, dad u rc h geke n n zeic h n et , dass mehrere Bewehrungsstäbe (2a) kreisförmig ausgebildet sind, die innenseitig und/oder außenseitig mit mehreren zumindest annähernd geradlinig verlaufenden Bewehrungsstäben (2b) zu einem röhrenförmigen Bewehrungskörper (11) verbunden sind.13. Reinforcing body according to claim 12, characterized in that a plurality of reinforcing rods (2a) are of circular design, which on the inside and / or outside with a plurality of at least approximately rectilinearly extending reinforcing bars (2b) to form a tubular reinforcing body (11). are connected.
14. Bewehrungskörper nach Anspruch 12, d ad u rc h geke n n zei c h n et , dass mehrere Bewehrungsstäbe (2a) abschnittsweise winklig gebogen und in der Form eines Rechtecks ausgebildet sind, die innenseitig und/oder außenseitig mit mehreren zumindest annähernd geradlinig verlaufenden Bewehrungsstäben (2b) zu einem quaderförmigen Bewehrungskörper (12) verbunden sind.14. A reinforcing body according to claim 12, characterized in that a plurality of reinforcing rods (2a) are bent at certain angles and formed in the shape of a rectangle, which is provided on the inside and / or outside with a plurality of reinforcing rods (3) extending at least approximately rectilinearly (FIG. 2b) are connected to a cuboid reinforcing body (12).
15. Bewehrungskörper nach einem der vorherigen Ansprüche, dad u rc h geke n nze i c h net, dass die Kunststoffmatrix (7) mit den darin eingebetteten Verbindungsfasern (6) vollständig ausgehärtet ist.15. A reinforcing body according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic matrix (7) with the connecting fibers (6) embedded therein is completely hardened.
16. Bewehrungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dad u rc h geke n nze i c h net, dass er als Prepreg ausgeführt ist, wobei die Kunststoffmatrix (7) mit den darin eingebetteten Verbindungsfasern (6) derart bis zu einem bestimmten Grad vorgehärtet ist, dass in den Verbindungsstellen (4) eine gewisse Beweglichkeit gegeben ist, wobei die Kunststoffmatrix (7) durch Wärmezufuhr vollständig aushärtbar ist. 16. Reinforcing body according to one of claims 1 to 14, dad u rc hke geke nnze I net, that it is designed as a prepreg, wherein the plastic matrix (7) with the embedded therein connecting fibers (6) is pre-cured to a certain extent in that a certain mobility is provided in the connection points (4), wherein the plastic matrix (7) is completely curable by supplying heat.
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