WO2018189345A1 - Bewehrungsstab zum einbringen in eine betonmatrix sowie dessen herstellungsverfahren, ein bewehrungssystem aus mehreren bewehrungsstäben sowie ein betonbauteil - Google Patents

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

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WO2018189345A1
WO2018189345A1 PCT/EP2018/059476 EP2018059476W WO2018189345A1 WO 2018189345 A1 WO2018189345 A1 WO 2018189345A1 EP 2018059476 W EP2018059476 W EP 2018059476W WO 2018189345 A1 WO2018189345 A1 WO 2018189345A1
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WO
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indentations
reinforcing
reinforcing bar
longitudinal extent
reinforcing rod
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/059476
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Waldmann
Steffen Rittner
Chokri Cherif
Original Assignee
Technische Universität Dresden
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universität Dresden filed Critical Technische Universität Dresden
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/07—Reinforcing elements of material other than metal, e.g. of glass, of plastics, or not exclusively made of metal

Definitions

  • Reinforcing bar for insertion into a concrete matrix and its production method, a rating system consisting of several reinforcing bars and a concrete component
  • the present invention relates to a reinforcing bar for insertion into a concrete matrix.
  • the reinforcing rod comprises at least one filament bundle extending in its longitudinal extent from a multiplicity of filaments which are embedded at least in sections, preferably completely, in a plastic matrix.
  • the present invention relates to a reinforcement system, a concrete component having a plurality of reinforcing bars and / or at least one such reinforcement system and a method for producing a reinforcing bar from at least one filament bundle embedded in a plastic matrix.
  • Reinforcing bars have been used for a long time to reinforce concrete components. Since concrete can be loaded quite well on pressure, but due to its brittleness has a rather low load capacity on traction, the reinforcing bars are integrated into the concrete component for traction absorption. The concrete component thus has the advantages of the concrete and the reinforcing bars. The concrete can absorb pressure forces well, whereas the reinforcing bars can absorb good tensile forces.
  • Reinforcing concrete components steel reinforcing rods have long been known. Although their use has proved their worth millions of times, they have a high weight due to the steel. In addition, steel rusts over time, which suffers from the longevity of the corresponding concrete component. The result is high maintenance costs or demolition and construction work. Reinforcing bars for reinforcing concrete components made of homogeneously stranded filament bundles of, for example, carbon (carbon), which are embedded in a plastic matrix, have also been discussed and some have already been used in buildings. However, their anchoring in the concrete matrix of a concrete component is insufficient, which is why such reinforcing bars have not yet prevailed.
  • the object of the present invention is to provide a relatively lightweight reinforcing bar with which an improvement of its anchoring in a concrete component can be realized.
  • the object is achieved by a reinforcing rod for introduction into a concrete matrix and a corresponding manufacturing method, in addition by a reinforcement system comprising a plurality of reinforcing bars and a concrete component with reinforcing bars and / or a reinforcement system having the features of the independent claims.
  • a reinforcing bar for insertion into a concrete matrix is proposed in order to reinforce a concrete component.
  • the reinforcing bar is particularly good at absorbing tensile forces and transmitting them to a foundation of the concrete component.
  • the reinforcing bar comprises at least one in his
  • the plastic matrix is particularly preferably a thermoset or a thermoplastic plastic matrix.
  • a thermoset offers epoxy resin.
  • the filaments can also be completely embedded in the plastic matrix and connected to one another.
  • the filament bundle connected by the plastic matrix has the advantage over a steel reinforcing rod that the weight of the reinforcing rod is reduced.
  • the reinforcing bar has elevations spaced apart from one another in the longitudinal extension of the reinforcing bar and indentations spaced apart from one another in the longitudinal extent of the reinforcing bar.
  • Longitudinal extension of the rod surface extending line have a plurality of spaced apart elevations. Indentations may be arranged between the elevations so that the elevations and the indentations alternate along this imaginary line. In this case, for example, the elevations in a radial or transverse direction of the reinforcing rod (with respect to its cross section) rise above the indentations.
  • the concrete matrix is adapted to the contour of the elevations and the indentations, wherein the concrete matrix in particular also fills the indentations.
  • the concrete matrix forms, as it were, around the rebar a negative form of the elevations and indentations.
  • the tensile force is transmitted from the concrete matrix to the reinforcing bar, which can better derive them. This results in a self-locking of the reinforcing bar in the concrete matrix, so that tensile forces can be excellently absorbed in the direction of the reinforcing bar.
  • These recesses thus have a different orientation, wherein spaced recesses are formed, for example, linear, which are rotated about the center line in the circumferential direction of the reinforcing rod and thus aligned in different directions. Due to the different orientations sequences of indentations are formed, which are formed differently in different directions (each seen in the circumferential direction of the reinforcing rod) and thus can be optimally adapted to their self-locking use in a concrete matrix.
  • the range of possibilities in lightweight concrete construction is considerably expanded by means of the invention.
  • the invention makes it possible to make an optimized dimensioning of reinforced by means of the reinforcing bars according to the invention concrete part and adjust the anchoring of the reinforcing bars in the concrete part to the desired load.
  • the indentations and elevations are realized by pinching.
  • Each crush reduces the width of the reinforcing bar (in plan view of this) in at least one direction, so that the indentations are formed in this way.
  • the filaments of the reinforcing bar are substantially incompressible, the filaments soften when crimped relative to each other.
  • the indentations not only the indentations but also the elevations form as a result of the pinching.
  • This is also advantageous with respect to a manufacturing method of the reinforcing bar.
  • the surveys can be formed. As described, the filaments can escape from their originally parallel position during squeezing.
  • pinching can cause filaments to be laterally exposed, ie in the radial direction of the reinforcing rod. This effect is exacerbated when a mating element is present on the side opposite the squeeze. When squeezed, the filaments deviate on both sides and opposite side elevations form. The indentations and the elevations can thus be arranged in particular perpendicular to each other. In this case, it is preferable to obtain a reinforcing bar with a sequence of tetrahedron-shaped sections aligned in pairs.
  • the indentations and the elevations can be formed in the reinforcing bar without weakening its tensile strength. Due to the pinching, when an opposing counter-element is present, the filaments deviate only laterally, ie in the radial direction of the reinforcing rod, and remain intact, without breaking in particular.
  • at least two spaced apart in said longitudinal extension preferably successive, pinching on a different orientation in the circumferential direction of the reinforcing rod. Sequences of pinching are formed by the different orientations, which are designed differently in different directions (viewed in the circumferential direction of the reinforcing bar) and thus can be optimally adapted to their use in a concrete matrix.
  • the said different orientation of two in the longitudinal extent of the reinforcing rod spaced, in particular directly successive, indentations is realized in that these indentations in the circumferential direction of the reinforcing bar an angular offset of greater than 0 ° and less than 180 ° to each other.
  • at least these two recesses are mutually rotated in the circumferential direction, that is aligned differently.
  • the indentations can be offset in this case in the longitudinal extent of the reinforcing bar and rotated against each other or rotated. This can be achieved that the reinforcing rod hooked in several radial directions of the reinforcing bar with the concrete matrix and thus anchored better in this.
  • the reinforcing rod thus particularly preferably has a sequence of two opposing indentations.
  • the cyclic sequence is then: indent-elevation-indentation-elevation.
  • the elevations and indentations are preferably evenly distributed around the circumference of the reinforcing bar.
  • a survey and a recess are then offset by 90 ° in the circumferential direction of the reinforcing bar.
  • only a single elevation between the two indentations may be arranged if, for example, it is prevented by the crimping die that the filaments can escape to both, in particular vertical, sides between the indentations.
  • the indentations extend over the entire width of the reinforcing bar. In this way, large volumes can be obtained for the penetration of concrete to optimize the self-locking of the reinforcing bar.
  • successive indentations are particularly preferably arranged separately or separately from one another or run independently of one another without passing into one another.
  • the indentations do not run around the reinforcing rod in a helical manner, but are provided independently of one another and at a distance in the longitudinal extent in the reinforcing rod.
  • the indentations are designed to extend linearly.
  • the recesses can be formed for example by means of a cylindrical pinch edge of a crimping tool in the reinforcing bar.
  • the shape of the indentations can be designed with the help of the shape or design of the pinch edge.
  • a linear pinch edge it is possible in particular to form a linear or straight indentation or pinch.
  • the linear indentation has a straight indentation line.
  • the crimping edge of the crimping tool can be curved, curved and / or arched, so that a curved, curved and / or arched indentation is formed.
  • the indentations may have a diameter which is smaller than the width of the at least one filament bundle.
  • Such recesses may preferably be squeezed into the reinforcing bar by means of a punch-like crimping tool.
  • the crimping tool may also have a plurality of punches, so that a plurality of circumferentially juxtaposed indentations are formed. The crimping tool can then be formed, for example, comb-shaped.
  • the angular offset between recesses preferably in the form of linear recesses, in the circumferential direction between 10 ° and 170 °, in particular between 45 ° and 135 °, preferably 90 °. Due to the angular offset, the anchorage of the reinforcing bar can be improved because the concrete matrix gets tangled with the reinforcing bar from several radial directions.
  • the angular offset of several or all successive indentations changes to the same extent, for example, in each case by 90 °.
  • the angle or angular offset of successive indentations changed, for example, by 60 ° or at other, possibly not constant, angular dimensions.
  • a pattern of successive indentations is repeated periodically along the said longitudinal extent.
  • a pattern may comprise a succession of recesses arranged one behind the other, each of which has an angular offset from one another (greater than 0 °, less than 180 °) relative to one another in the circumferential direction.
  • the second indentation may be offset by 90 ° in the circumferential direction to the first indentation angle. This pattern then repeats periodically along the rebar.
  • angles between the indents of a pattern are not necessarily the same.
  • the indentation lines of the indentations to the longitudinal extent of the reinforcing bar have an inclination angle between 10 ° and 90 °, ie extend obliquely to the longitudinal extent of the reinforcing bar. If the indentation is a linear indentation, this has an indentation line, which may correspond to the line at which the reinforcing rod is squeezed at the deepest to form the indentation. By the said angle of inclination, the indentations are arranged obliquely to the longitudinal extent of the reinforcing bar, so that the indentations increase in volume and the hooking of the reinforcing bar is improved in the concrete matrix.
  • the inclination angle of some, preferably all, indentation lines with the longitudinal extent is 90 °, i. the indentation line is oriented perpendicularly or transversely to the longitudinal extent.
  • the indentation line is oriented perpendicularly or transversely to the longitudinal extent.
  • not all indentation lines must have the same angle of inclination.
  • the recesses in the longitudinal extent are preferably arranged at a distance between 1 mm and 50 mm from one another.
  • the recesses may also have a distance between 5 mm and 30 mm in the longitudinal direction.
  • the distance between two indentations is between 10 and 20 mm, for example 15 mm.
  • An advantageous development of the invention is when the at least one filament of carbon fiber rovings (carbon rovings), glass fiber rovings and / or other high-performance rovings, such as Ceramic fiber rovings, quartz fiber rovings, basalt fiber rovings, boron fiber rovings, aramid fiber rovings and / or dyneemafaser rovings.
  • the rovings are already impregnated with a plastic matrix known from the prior art filament coats, so that thereby a manufacturing process of the reinforcing rod is simplified.
  • the carbon fibers and / or the glass fibers further have a good tensile strength / weight ratio.
  • the carbon fibers to a density in the range of about 1, 8 g / cm 3, wherein the tensile strength of the filament bundle formed therefrom is comparable perfectly with that of steel (density depending on the type of steel is about 7.5 g / cm 3).
  • density depending on the type of steel is about 7.5 g / cm 3
  • the at least one filament bundle may also comprise at least 12,000, 24,000 or at least 48,000 individual filaments. By means of a higher number of filaments, the tensile strength of the filament bundles and thus of the reinforcing rod is increased.
  • the reinforcing rod has a plurality of regularly spaced apart in the longitudinal extent of the reinforcing bar indentations and elevations.
  • the indentations and elevations can also be arranged irregularly spaced from one another.
  • the highest points of the protrusions may be arranged along the above-described line extending on the rod surface, preferably at a distance of between 1 mm and 100 mm.
  • the distance between the highest points of the surveys may advantageously be between 5 mm and 50 mm.
  • the distance can also be selected such that this corresponds to an average diameter of arranged in the concrete matrix gravel grains.
  • the gravel grains can get caught between the elevations, so that the power transmission from the concrete matrix is improved by means of the gravel grains on the reinforcing rod.
  • the amount or the size of the cross-sectional area of the reinforcing bar changes along its longitudinal extension, preferably periodically. Areas with a larger cross-sectional area correspond to the elevations, whereas areas with a smaller cross-sectional area correspond to the indentations.
  • matrix material is pressed outwards between the filaments during a squeezing and thus reaches the surface of the reinforcing rod, where it is preferably removed, for example by machine.
  • the resulting cross-sectional area in the area of such a depression obtained by crimping is then smaller than in non-crushed areas.
  • the filaments With different sized cross-sectional areas an uneven density distribution of the filaments in the plastic matrix is related. At a lower density, in particular density of the space, the filaments are more widely spaced from each other so that they require a larger volume of space. The space between loosely arranged filament sections is filled with more plastic matrix to strengthen the reinforcing rod and increases the fixation of the filaments.
  • the indentations are formed, which are preferably formed by local crimping of the at least one filament bundle. In contrast to the non-crushed areas, there is less plastic matrix between the filaments. In this way, the elevations and the indentations on the internal structure, ie the distances between the filaments with each other, can be formed. Furthermore, it is advantageous if a reinforcing rod according to the invention is formed substantially from along the longitudinal extent of the reinforcing rod - directly or at a distance - successive wedges or tetrahedrons, which arise in particular by the said Einquetschvorgang.
  • the wedges or tetrahedrons are formed by the shape of the reinforcing rod, ie its cross-section which preferably changes periodically in the longitudinal direction.
  • the wedges or tetrahedra are preferably arranged in alternating directions.
  • two consecutive wedges or tetrahedrons can be oriented oppositely to one another, wherein edges of two adjacent wedges or tetrahedrons meet one another. These edges are preferably formed by a crimping process.
  • a subsequent in the circumferential direction by an angle, preferably of 90 °, offset indentation, also preferably by local crimping the at least one filament, generates an angle rotated by this edge of the tetrahedron, which then preferably forms the edge of another tetrahedron.
  • the said tetrahedra can, in particular, be regular tetrahedrons, ie all edges of the tetrahedron are of equal length and / or all triangular surfaces of the tetrahedron are equal to one another. Additionally or alternatively, the tetrahedra may also be irregular tetrahedrons if, for example, at least one or more edges are longer than others. The tetrahedra may in particular be arranged in such a way that the above-mentioned indentations gene two opposite, twisted to each other arranged edges of the tetrahedron determine. As described above, two adjacent tetrahedrons contact each other at the recesses.
  • the height of the tetrahedron measured in the longitudinal direction of the reinforcing bar between two opposite, mutually rotated or angularly offset and formed by the indentations edges of a tetrahedron, for example, two to five times greater than the length of each of these two edges.
  • the reinforcing rod comprises at least a first and a second filament bundle.
  • the first and the second group of filaments preferably extend in sections parallel to one another and are connected to each other at least in sections.
  • the second set of filaments is placed on the first set of filaments.
  • the width of the reinforcing rod is at least 10% greater in the region of at least some elevations than in the area of at least some indentations (measured in the same transverse direction of the reinforcing bar).
  • the said width of at least some, preferably all, elevations is preferably at least 20% or at least 30% or even greater than in the region of at least some indentations.
  • the filaments in a reinforcing bar according to the invention run at least in sections in alternating directions.
  • the interstices between the filaments can be filled in this case either only by the said plastic matrix or by the plastic matrix and an additional solid.
  • a reinforcement system comprising a plurality of reinforcing bars is proposed.
  • the reinforcing bars have one or more features of the preceding and / or following description.
  • the reinforcing bars are connected to the reinforcement system by means of coupling elements.
  • the coupling elements help to distribute the tensile force under the reinforcing bars of the reinforcement system, so that a tensile force acting selectively on the concrete component is distributed over a large area.
  • the reinforcement system may be formed, for example, as a reinforcing mat and / or as a reinforcing composite, wherein the reinforcing rods are preferably offset from one another in their longitudinal direction and transverse direction.
  • flat concrete components such as building ceilings and / or walls can be strengthened.
  • the flat arrangement of interconnected reinforcing bars also facilitates in particular the handling of the mats or composites before installation in a concrete part.
  • the reinforcing bars and / or the reinforcing composites can also be arranged offset in a further transverse direction perpendicular to the transverse direction just mentioned.
  • the reinforcement system is not only flat, but also spatially formed.
  • the reinforcing system for reinforcing a building corner may comprise two reinforcing mats perpendicular or angled to each other. It is also possible to build 3-dimensional structures from reinforcing bars.
  • the coupling elements for two intersecting reinforcing bars can advantageously comprise metal and / or plastic wires, sewing threads and / or an adhesive, in particular hotmelt adhesive.
  • the metal wires may, for example, comprise aluminum or steel wires and be used when the coupling elements have large tractive forces between the two. distribute individual reinforcing bars.
  • Plastic wires can be used if the weight of the reinforcement system is to be kept low.
  • hot melt adhesive which is easy to apply and gives the reinforcement system sufficient support for easy handling prior to installation in a concrete component.
  • a concrete component with a plurality of reinforcing bars and / or at least one reinforcement system is likewise proposed.
  • the reinforcing bars and / or the reinforcement system may be designed according to one or more of the preceding and / or following described features.
  • the concrete component comprises a concrete matrix surrounding the reinforcing bars and / or the at least one reinforcing system, wherein the reinforcing bars and / or the at least one reinforcing system are anchored in a form-fitting manner in the concrete matrix to form a self-locking.
  • the anchoring is formed by the fact that the concrete matrix surrounds the reinforcing rod and engages in the recesses arranged between the elevations. As a result, the hardened concrete matrix interlocks with the elevations and indentations, so that the reinforcing bars and / or the at least one reinforcement system are anchored in the concrete matrix.
  • a force and / or material connection may be formed between the concrete matrix and the reinforcing bars and / or the at least one reinforcing system.
  • the anchoring of the reinforcing bars and / or the at least one reinforcement system in the concrete matrix is further increased.
  • the at least one filament bundle of the reinforcing bars (and thus the reinforcing bars themselves) or at least a part of the reinforcing bars of the at least one reinforcing system preferably run in the main loading direction of the concrete component.
  • the tensile forces acting on the reinforcing bars and / or the at least one reinforcing system can be optimally derived to the longitudinal extent of the filament bundle in order to exploit the high tensile strength of the filament bundle.
  • a method for producing a reinforcing bar with at least one filament bundle embedded in a plastic matrix.
  • the reinforcing bar may be formed according to one or more of the foregoing and / or subsequent features.
  • At least one group of filaments is first of all introduced into a mold or cavity which produces the elevations and indentations. Crimping tool inserted. Additionally or alternatively, the at least one filament bundle can also be passed through a forming or crimping tool, so that an endless production of the reinforcing rod can take place. Particularly preferably, the at least one filament bundle is already preimpregnated with a thermosetting (in particular epoxy resin) or thermoplastic plastic matrix, the filament bundle being referred to by the plastic matrix as so-called prepreg.
  • a thermosetting in particular epoxy resin
  • thermoplastic plastic matrix the filament bundle being referred to by the plastic matrix as so-called prepreg.
  • the plastic matrix can be introduced separately from the filament bundle in the mold. This can be done before or after the introduction of the filament into the mold.
  • the plastic matrix may, for example, have a (viscous) liquid consistency, so that the plastic matrix is distributed by itself or by spreading in the mold and / or on the filament bundle.
  • the filaments present in the plastic matrix of the at least one filament bundle are subjected to application of at least pressure (in the case of a thermosetting plastic matrix) and optionally heat (in particular in the case of a thermoplastic, but possibly also a thermosetting plastic matrix) in the said form - Or squeezing the formation of elongated in the longitudinal extent of the reinforcing rod spaced surveys and solidified in the longitudinal extent of the reinforcing rod spaced indentations.
  • the recesses are formed such that at least two recesses spaced in said longitudinal extent have a different orientation in the circumferential direction of the reinforcing bar.
  • the said filaments can also be arranged as alternating elevations and indentations along a line running along the rod surface in the longitudinal direction.
  • thermosetting plastic matrix Due to the heat input in the case of a thermoplastic polymer matrix, this crosslinks and solidifies, so that the shape and in particular the elevations and indentations of the reinforcing rod are retained.
  • thermosetting plastic matrix crosslinking and curing takes place even at room temperature; but it can also be entered to accelerate the curing process and heat.
  • At least a first and a second group of filaments are brought together in the molding tool and / or by the molding tool such that the first and second filament bundles are arranged at least in sections parallel to one another.
  • Figure 2a-2b a concrete first embodiment of a reinforcing rod in two mutually perpendicular longitudinal sections
  • Figure 2c-2d perspective views (non-transparent, semi-transparent) of a section of the reinforcing bar of Figures 2a-2b; a perspective view of a section of an idealized reinforcing bar with the basically same structure as in Figures 2a-2d; a perspective view of a section of a second embodiment of a reinforcing bar, and an embodiment of a reinforcement system.
  • Figure 1 shows a sectional view of a section of a reinforcing bar 1 for insertion into a concrete matrix to reinforce a concrete component.
  • the rebar 1 which serves to illustrate the terminology used herein and for general advantageous features of the invention, comprises at least one filament 2, which is formed of a plurality not shown here in the longitudinal extension X largely parallel filaments, with the help of one here only with a reference number indicated plastic matrix 16 are connected to the reinforcing bar 1.
  • the plastic matrix 16 may be, for example, a thermosetting, a thermoplastic and / or an elastomeric material that holds the filaments together and permanently fixed for the purpose of forming the reinforcing bar 1.
  • the number of filaments of the filament bundle 2 may for example be in the range of at least 12,000 or even at least 48,000, with a higher number is accompanied by a higher tensile strength of the reinforcing bar 1.
  • the at least one filament bundle 2 can advantageously be carbon fiber rovings, glass fiber rovings and / or other high-performance rovings, such as ceramic fiber rovings, quartz fiber rovings, basalt fiber rovings, boron fiber rovings, aramid fiber rovings and / or dyneemafiber Rovings, said rovings comprising embedded in the plastic matrix continuous filaments or filaments.
  • Such fibers or filaments have a high tensile strength at a low weight.
  • the low weight is for example an advantage over steel reinforcing bars, which have a significantly higher weight (with comparable tensile strength) and are susceptible to rust.
  • the reinforcing bar 1 further has a longitudinal extent X perpendicular oriented transverse extent Y.
  • Transverse extent Y at the same time also define a longitudinal direction X and a transverse direction Y of the reinforcing bar 1.
  • the reinforcing bar 1 In order to increase the anchoring of the reinforcing bar 1 in the concrete matrix, the reinforcing bar 1 according to the invention has elevations 3 spaced apart from one another in the longitudinal extent X and indentations 4 spaced apart from one another in the longitudinal extent X.
  • the reinforcing bar 1 can also be several along a running in the longitudinal extent X of the reinforcing bar 1 on the bar surface line L. have spaced elevations 3 and arranged between the elevations 3 indentations 4.
  • the line L extending along the rod surface can hereby follow the elevations 3 and indentations 4 and runs overall in the same direction as the center line M of the reinforcing rod 1.
  • the reinforcing bar 1 in a concrete component whose concrete matrix encloses the reinforcing bar 1 completely and thus also the elevations 3 and the indentations 4.
  • the concrete matrix is also arranged in the indentations 4 and thereby forms with the elevations 3 and the indentations 4 a positive-locking connection.
  • the hardened concrete matrix interlocks in the indentations 4, so that the reinforcing bar 1 develops a resistance to displacement relative to the concrete matrix in the direction of the longitudinal extension X.
  • a self-locking of the reinforcing bar 1 according to the invention is achieved in the concrete matrix.
  • Each two adjacent elevations 3 may have a distance 5 between 1 mm and 100 mm to each other in the longitudinal direction X.
  • the distance 5 can also be between 5 mm and 50 mm.
  • the elevations 3 and the indentations 4 alternate at periodically constant intervals 5.
  • the distance 5 between the elevations 3 need not be constant over a part or over the entire longitudinal extension X of the reinforcing bar 1.
  • the reinforcing bar 1 may for example also have sections in which the distance 5 between the elevations 3 (o- the distance between the recesses 4) is reduced or enlarged and / or varies, for example.
  • the elevations 3 - seen in plan view of the reinforcing bar - a width 6 and the indentations 4 a width 7, wherein these widths are measured transversely to the reinforcing bar 1 and along a line of the reinforcing bar 1. It is advantageous if the width 6 of the elevations 3 is greater by at least 10% than the width 7 of the indentations 4, preferably by at least 20%, for example by at least 30%. As a result, an excellent toothing of the reinforcing bar 1 in the surrounding concrete matrix can be realized. Furthermore, a subset of the elevations 3 may have a different width 6 than the remaining elevations 3 of the reinforcing bar 1.
  • the elevations 3 and the indentations 4 are based on an uneven density distribution of the filaments in the plastic matrix 16.
  • the filaments of the filament bundle 2 are arranged looser, with the intermediate space formed between them being filled with the plastic matrix 16.
  • the filaments are arranged closer, so that they are closer to each other and thus take up less space.
  • less plastic matrix 16 is present than in regions of the elevations 3.
  • Figures 2a-d show a concrete embodiment of the reinforcing bar 1 with elevations 3 and indentations 4.
  • the reinforcing bar 1 here has a plurality of longitudinally endlessly arranged behind one another tetrahedrons, in which consecutive tetrahedra each have a longitudinal edge in common and a pattern of two tetrahedra in the longitudinal extension X of the reinforcing bar 1 periodically repeated.
  • the two figures 2a, 2b show two longitudinal sections through a corresponding reinforcing bar 1, which offset by 90 ° in the circumferential direction to each other, that is rotated by 90 ° about the center line M, are.
  • a survey 3 is present in the same longitudinal section of the reinforcing bar 1 in the transverse direction perpendicular thereto.
  • the contours of the reinforcing bar 1 along two on the rod surface by the elevations 3 and indentations 4 extending and mutually offset by 90 ° in the circumferential direction lines are identical, but phase-shifted by 180 ° in the longitudinal direction of the reinforcing rod 1 (by the two vertical dashed lines indicated).
  • FIGS. 2c, 2d show the same reinforcing bar 1 made of tetrahedra or double wedges, but in a slightly perspective view.
  • Figure 2d the actually invisible course of the rear and lower edges of the tetrahedron is shown by dashed lines for the purpose of illustration.
  • FIG. 2e shows a perspective view of a section of a reinforcing bar 1, which is an idealized representation of the reinforcing bar 1 of Figures 2a-2d.
  • the dashed lines are covered by the reinforcing bar 1.
  • the perspective view according to FIG. 2e and the following FIG. 2f is also only to be understood schematically.
  • the reinforcing bar 1 in the areas of the surveys shown here 3 and indentations 4 has a certain width, which is given by the diameter of the plurality of filaments of the reinforcing rod 1.
  • the reinforcing bar 1 has rather a certain waveform (see Figures 2a-2d).
  • the indentations 4, 4 'and the elevations 3, 3' by means of pinches 19a-19c are formed, each perpendicular to squish directions E1, E2, E3 extend.
  • the at least one filament 2 are squeezed by applying a compressive force in the squashing direction E1, E2 and E3. Due to the pinching 19a-19c reduced in these areas of the local diameter in the respective squish direction E1, E2, E3, so that at these points, the indentations 4, 4 'are formed.
  • the pinches 19a-19c along the respective crushing direction E1, E2, E3 have a further effect.
  • the filaments and the plastic matrix 16 are substantially incompressible, the filaments have laterally evaded the pinchings 19a, 19b and 19c, respectively, relative to the respective squish directions E1, E2 and E3.
  • the elevations 3, 3 ' are formed perpendicular to the indentations 4, 4'.
  • the pinching in the first crushing direction E1 causes a first pinching 19a, which forms the indentation 4 and which, in the present case, is aligned along the second transverse direction Y2 or in the transverse direction Y2 of the reinforcing rod 1.
  • a second second crimping 19b present, which forms the recess 4 'and which is also aligned along the second transverse direction Y2 or in the transverse direction Y2 of the reinforcing rod 1.
  • the indentations 4, 4 'and the pinches 19a, 19b are arranged on radially opposite sides of the reinforcing bar 1 and run parallel to one another and together in the transverse direction Y2. It is advantageous if the Beches 4, 4 'and the pinching 19a, 19b are pressed symmetrically and thus deep into the filament 2, so that their distance from the center line M is equal.
  • the successive recesses X in the longitudinal extension X have a different orientation in the circumferential direction of the reinforcing bar 1, in the present case in each case offset by 90 ° alignment.
  • the pinches 19a-19c can be introduced into the reinforcing bar 1, for example with the aid of pinch edges of a squeezing tool.
  • the respective pinch-off edge may, for example, be rectilinear, so that they form the pinches 19a-19c when the compressive force is applied in the squashing direction E1, E2 or E3.
  • the pinch edges can be formed, for example, according to the present embodiment of Figure 2e indentation lines or Einquetschlinien L1, L2. in this connection At the two ends of the first indentation line L1, the two elevations 3, 3 'are arranged.
  • the first indentation line L1 is arranged between the two indentations 4, 4 '.
  • the pinch edges can also be curved, curved and / or wavy, so that corresponding curved, curved and / or wave-shaped indentation lines or pinching lines L1, L2 can be formed.
  • at least a portion of the pinches 19a-19c can also be realized by means of a crimping tool having a punch with a diameter which is smaller than the width of the at least one filament bundle (seen in plan view thereof). It can also form several such stamp the said crimping tool.
  • a third indentation 4 formed as a crimping 19c is further formed by applying a compressive force in the squishing direction E3, which in addition to the indentation 4 gives rise to two lateral elevations 3.
  • a recess designed as a crimp is also arranged, which is arranged on the radially opposite side of the third crimp 19c. This crushing and the associated indentation are not provided with a reference numeral for clarity.
  • the indentation lines L1, L2 each extend perpendicularly (90 °) to the longitudinal extent X of the reinforcing bar and parallel to the first or second transverse direction Y1, Y2.
  • the angle of the indentation lines L1, L2 to the longitudinal extent X may be between 10 ° and 90 °, so that the indentation lines L1, L2 extend obliquely to the said longitudinal extent X (not shown).
  • at least a part of the indentations 4, 4 'and in this case also the pinches 19a-19c form a periodically repeating pattern.
  • the first and the second squeezing 19a, 19b and the associated indentations 4, 4 'with respect to the third squeezing 19c and the associated indentation 4 (and the concealed crimping on the radially opposite side to the third squeezing 19c) rotated by 90 ° in the circumferential direction of the reinforcing bar 1.
  • This pattern of four indentations or pinches of two adjacent tetrahedra T is repeated periodically in the longitudinal extension of the reinforcing bar 1.
  • two recesses 4 spaced apart in the longitudinal direction X may have an angular offset in the circumferential direction between 10 ° and 170 ° and not equal to 90 °.
  • the reinforcing rod 1 has a sequence of tetrahedrons T arranged one behind the other.
  • the reinforcing bar 1 is provided with a reference numeral.
  • the pattern-like repetitive tetrahedral shape is given by the orientation of successive recesses 4 in the longitudinal extension X of the reinforcing bar 1 with an angular offset in the circumferential direction of 90 °. Since the successive indentations 4 run linearly, they form the opposite edges of a tetrahedron T.
  • the detail of the reinforcing rod 1 shown in FIG. 2e has six tetrahedrons T, which are equal to one another.
  • three tetrahedra T have an opposite orientation to the other three tetrahedra T, wherein the tetrahedra T have opposite orientations in an alternating sequence in the longitudinal extent X.
  • the tetrahedra T of the present embodiment according to FIG. 2e are regular tetrahedra T, wherein all four faces of each tetrahedron T are equilateral triangles and all six edges of the tetrahedron T are of equal length.
  • two successive indentations 4 have a distance A in the longitudinal extent X to each other.
  • This distance A can be between 1 mm and 50 mm.
  • the distance may also be between 5 mm and 30 mm or between 10 mm and 20 mm.
  • the distance between two indentations 4 15 mm.
  • the distance A corresponds to the height of the tetrahedron T.
  • FIG. 2f shows a perspective view of a section of a further embodiment of the reinforcing bar 1.
  • the reinforcing bar 1 in turn has a juxtaposition of a plurality of tetrahedrons T, which are oriented alternately in opposite directions.
  • the two indentation lines L1 and L2 in the present case have the same length.
  • the four edges of each tetrahedron T connecting the two indentation lines L1 and L2 are also longer than the two indentation lines L1 and L2. These four edges have the same length with each other.
  • the tetrahedra T are irregular tetrahedrons.
  • the four edges that connect the two indentation lines L1, L2 with each other have different lengths.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a reinforcement system 17 in the form of a reinforcement mat.
  • the reinforcement system 17 has a plurality of mutually parallel and mutually perpendicular reinforcing bars 1, which are connected by means of coupling elements 18 lattice-shaped.
  • the reinforcing bars 1 can also run obliquely to each other, for example at an angle of 45 ° (not shown).
  • the coupling elements 18 may be formed according to the embodiment of Figure 3, for example, as metal and / or plastic wires and / or sewing threads that connect the individual reinforcing bars 1. According to a preferred embodiment, a hot melt adhesive is used as the coupling element 18, as indicated in Fig. 3.
  • a building wall or a building ceiling made of concrete can be reinforced with the aid of the planar reinforcement system 17.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bewehrungsstab (1) zum Einbringen in eine Betonmatrix, mit mindestens einer in seiner Längserstreckung (X) verlaufenden Filamentschar (2) aus einer Vielzahl von Filamenten, die zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, in einer Kunststoffmatrix (16) eingebettet sind, wobei der Bewehrungsstab (1) voneinander in Längserstreckung (X) des Bewehrungsstabs (1) beabstandete Erhebungen (3) und voneinander in Längserstreckung (X) des Bewehrungsstab (1) beabstandete Einbuchtungen (4) aufweist. Der erfindungsgemäße Bewehrungsstab (1) zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens zwei in besagter Längserstreckung (X) beabstandete Einbuchtungen (4) eine unterschiedliche Ausrichtung in Umfangsrichtung des Bewehrungsstabs (1) aufweisen.

Description

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

Claims

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