WO2021161091A1 - Verstärkungsgitter, verfahren zu dessen herstellung und armiertes element aus beton und/oder mörtel - Google Patents

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WO2021161091A1
WO2021161091A1 PCT/IB2020/062110 IB2020062110W WO2021161091A1 WO 2021161091 A1 WO2021161091 A1 WO 2021161091A1 IB 2020062110 W IB2020062110 W IB 2020062110W WO 2021161091 A1 WO2021161091 A1 WO 2021161091A1
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weft threads
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PCT/IB2020/062110
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Alexander Albani
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Hitexbau Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a reinforcement grid, which consists of a group of spaced-apart, parallel to one another, each consisting of a fiber bundle of warp threads and a group of spaced-apart, parallel to one another which, each consisting of a fiber bundle, crosses the warp threads at intersections, but having non-looping weft threads, the warp threads being connected to the weft threads at the crossing points.
  • the invention also relates to a method for producing a reinforcement grid, in which a group of spaced apart, parallel to one another, each consisting of a fiber bundle and each consisting of a fiber bundle, warp threads spaced apart from one another, running parallel to one another, each consisting of a fiber bundle Crossing points of crossing but not looping weft threads is brought, the warp threads being connected to the weft threads at the crossing points with at least one auxiliary thread to form a lattice structure.
  • the invention relates to an element made of concrete and / or mortar with a reinforcement having at least one lattice structure.
  • a concrete reinforcement grid element coated with plastic and a method for its production are known.
  • Be the concrete reinforcement grid element has a plurality of fiber bundles of the first and second type, which are arranged at an angle to each other and thereby span a grid.
  • the fiber bundles of the first type can be presented as warp threads, while the fiber bundles of the second type are entered as weft threads across the warp threads.
  • the fiber bundles are connected to one another at their crossing sections, for example looped, which results in a durable lattice structure.
  • the respective fiber bundles are wrapped in a helical or zigzag shape by means of yarn. While the fibers of the fiber bundles do not change when exposed to temperature, the yarn with which the fiber bundles are wound is made of one material formed, which shrinks in its longitudinal extension when the temperature increases, as occurs during the hardening of concrete. As a result, the yarn holds the fibers of the Faserbün del together in a compact form.
  • the known concrete reinforcement grid element has the disadvantage that the yarn with which the fiber bundles are wrapped, shifts ver in the longitudinal extension of the fiber bundles, so that different distances between the individual wraps result, which in turn lead to an uneven connection of the concrete reinforcement grid element to the lead reinforcing concrete.
  • a reinforcement grid that has a group of spaced apart, parallel to one another, each consisting of a fiber bundle del existing warp threads and a group of spaced apart, parallel zueinan the extending, each consisting of a fiber bundle, the warp threads at points of intersection having crossing, but not looping weft threads, the warp threads being connected to the weft threads at the crossing points, both the warp threads and the weft threads each having a loop and the weft threads at the crossing points are passed through the looping of the warp threads.
  • the reinforcement grid according to the invention can advantageously be used as a grid element for reinforcement and / or force absorption and / or crack width minimization in an element made of concrete and / or mortar.
  • a loop is understood to mean that loops are each formed around the warp threads and weft threads, which are fiber bundles in the present invention.
  • the meshes are each formed from at least one thread or yarn, preferably from two threads or yarns, from which or which through Knitting, crocheting, knotting or knitting loops or loops are formed, each of which is looped around at least one other loop or loop. The stitches hold the fibers of the fiber bundle together.
  • the looping forms a tube around the respective warp thread and the respective weft thread. This hose clings to the surface of the respective warp thread or weft thread.
  • the meshing extends around the man face and along the longitudinal extension of the warp threads and the weft threads.
  • the meshing of the warp threads and the weft threads which consists of thread or yarn material, extends around the circumference of these threads and thus causes an all-round enlargement of the thread surface that comes into contact with the surrounding concrete and / or mortar during the reinforcement.
  • the meshing of the cross-section of the fiber bundle has a positive effect on the subsequent inclusion of coating agents, such as impregnation, since the meshing of the cross-section of the fiber bundle becomes more circular and the orientation of the individual filaments of the fiber bundle to one another is increased. This results in a particularly good binding of the reinforcing grille according to the invention to the surrounding concrete and / or mortar.
  • the meshing of the warp threads and weft threads used according to the invention has the advantage over a simple wrapping of the warp threads and weft threads that the mesh size can be specified so that the distances between the individual wraps of the warp threads and weft threads through the meshes over the length of the warp threads and the Weft threads vary significantly less than is the case with simple, spiral wraps of the warp threads and the weft threads.
  • the meshes of the wraps used according to the invention are also wesent Lich more resistant to movement than simple thread wraps. This has a positive effect on the production process and the subsequent exact reproducibility of the reinforcement grids produced.
  • a set looping consists in the formation of a bulge in the warp threads and Weft threads.
  • This bulge is caused by constrictions of the warp threads and weft threads at the points where the at least one thread or at least one thread from which the looping is formed pulls around the respective warp thread or weft thread as a result of the loop formation.
  • This bulge also causes an improved connection of the reinforcement grating according to the invention to the surrounding concrete and / or mortar.
  • the warp threads and the weft threads do not have to loop around one another.
  • the warp threads and the weft threads are not interwoven. This means that in this embodiment the weft threads are not inserted into compartments created by alternately raising and lowering the warp threads, as would be the case with a woven fabric. Instead, in this embodiment of the invention, the weft threads lie only on or only under the warp threads and cross them. This embodiment of the invention causes a stretched position of the warp threads and weft threads in the reinforcement mesh and thus ensures the same force absorption in the warp and weft directions with orthogonally identical reinforcement meshes. This meets a requirement of the construction industry.
  • the looping of the warp threads and / or the weft threads is preferably knitted or knitted.
  • a plurality of stitches is formed in one step in which numerous needles simultaneously grab a thread or a yarn and each loop in loops through loops.
  • the needles and sinkers are moved as a whole and guided in certain movement patterns. Knitted meshes can thus be produced particularly effectively.
  • To form knitted loops one loop after the other is made. Basically, however, the Umma research can also be crocheted.
  • the looping of the warp threads and / or the weft threads is carried out in a tricot weave or in a weft weave.
  • the tricot binding is also often referred to as jersey laying. In doing so, one Warp knitting machine threads are laid from one needle to one or two adjacent needles and back again.
  • the weft weave is similar to the tricot weave, but the thread is not placed on directly adjacent needles, but over needles in between. Other bindings to achieve variable winding patterns or winding structures for the looping are also possible.
  • the looping of the warp threads and / or the weft threads has stitches in two planes.
  • both sides of the warp thread and weft thread are formed, which results in a good connection to the surrounding concrete and / or mortar around the respective warp thread or weft thread.
  • At least the meshed weft threads have no thread punctures caused by at least one needle.
  • at least the looped weft threads are first produced separately and are then placed over or under the warp threads, which can already be looped around at this point in time or are subsequently looped over. Due to the separate previous production of weft threads and / or warp threads provided with a loop, the loop can be carried out as a hose loosely guided over the weft and / or the warp thread, i.e. without punctures in the weft and / or warp thread. As a result of the lack of punctures, the mechanical stability of the weft threads and / or warp threads is not impaired and the reinforcement grid has particularly good reinforcement properties.
  • the warp threads and the weft threads are preferably made of carbon and / or basalt and / or glass and / or aramid and / or another, preferably alkali-resistant yarn material. In this way, particularly good mechanical properties of the reinforcement grid can be achieved.
  • the looping of the warp threads and / or the weft threads can for example be made of polyester threads or polypropylene threads or another thread material, such as a thread material made of natural fibers.
  • Such mate rials can be processed particularly well in terms of textile technology and are particularly suitable for use in knitting or knitting processes, as are preferably used to form the mesh. In order to achieve a high stability of the reinforcement grid, it makes sense that the reinforcement grid has a hardened impregnation.
  • the object is also achieved by a method for producing a reinforcement grid, in which a group of spaced apart, parallel to one another, each consisting of a fiber bundle, of warp threads that are spaced apart from one another and run parallel to one another, each consist of a fiber bundle, the warp threads crossing but not looping weft threads is brought, the warp threads being connected to the weft threads at their crossing points to form a lattice structure, with a loop around both the warp threads and the weft threads and the weft threads at the crossing points through the looping the warp threads are passed through.
  • the warp threads are formed in a first lattice level and the weft threads are laid in a second lattice level lying below or above the first lattice level, whereby they do not wrap around the warp threads.
  • the looping of the warp threads and / or the weft threads is preferably formed by knitting or knitting, but can also be formed by crocheting.
  • the looping of the warp threads and / or the weft threads is carried out in a tricot weave or in a weft weave.
  • the mechanical stability of the reinforcement grid to be formed with the method according to the invention can be increased if at least the weft threads are attached to one ner meshing device, preferably without thread piercing caused by at least one needle, are meshed and then fed to a, preferably separately trained by the meshing device, knitting or knitting machine to the warp threads to form the reinforcing lattice.
  • the warp threads are either looped around separately from the knitting or knitting machine or after being laid on the knitting or knitting machine.
  • the grid structure is coated with an impregnation in at least one impregnation bath and then crosslinked and dried.
  • the object is also achieved by an element made of concrete and / or mortar with a reinforcement, the reinforcement having at least one reinforcement grid according to one of the embodiments described above.
  • the at least one reinforcement grid is incorporated into concrete and / or mortar, that is to say, for example, concreted in.
  • Figure 1 schematically shows an embodiment of a reinforcing grille according to the invention in a plan view
  • FIG. 2 schematically shows an embodiment of a concrete element according to the invention in a perspective view
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of a meshing device which can be used in an embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows schematically an embodiment of a reinforcing grille 1 according to the invention in a plan view.
  • the reinforcing lattice 1 has warp threads 2 running in a machine longitudinal direction A and weft threads 3 running transversely to the machine longitudinal direction A.
  • both the warp threads 2 and the weft threads 3 consist of carbon fiber bundles.
  • the warp threads 2 and / or the weft threads 3 can also be fiber bundles made of other materials, such as glass, basalt or aramid.
  • the weft threads 3 are oriented at an angle of 90 ° to the warp threads 2. In other, not shown embodiments of the invention, the weft threads 3 can also lie at a different angle, such as 45 ° or 60 ° or 75 °, relative to the warp threads 2. The angles can also vary within the lattice structure.
  • the individual warp threads 2 each have a distance k from one another in the weft direction.
  • the individual weft threads each have a distance s from one another in the machine longitudinal direction A. There is no material in the respective distances k, s.
  • the distances k, s are the same in the embodiment shown, but can be different in other, not shown embodiments of the invention and also vary from warp thread 2 to warp thread 2 and from weft thread 3 to weft thread 3.
  • the warp threads 2 lie in a first lattice plane 71 of this lattice structure, while the weft threads lie in a second lattice plane 72 of this lattice structure. In the embodiment shown, the weft threads 3 do not wrap around the warp threads 2.
  • the warp threads 2 have a loop around 21, the weft threads 3 have a loop 31.
  • the meshes 21, 31 are knitted and made from polyester threads.
  • threads or yarns made from other materials can also be used to form the surrounds 21, 31.
  • other stitching techniques such as knitting or crocheting, can also be used to form the meshes 21, 31.
  • the looping 31 of the weft threads 3 has been formed before the weft threads 3 are fed to the warp threads 2. This ensures that the weft threads 3 have no punctures caused by needles.
  • the warp threads 2 are connected to the weft threads 3 at their crossing points 23.
  • the weft threads 3 are passed through the respective Umma research 21 of the respective warp threads 2 at the crossing points 23.
  • a cured coating or impregnation 6 is applied to the lattice structure.
  • the impregnation 6 can for example be made of styrene butadiene or acrylate or a thermosetting material.
  • the impregnation 6 consists of a material for the curing of which a temperature higher than room temperature is used, which is in a curing temperature range.
  • the polyester material used in the embodiment shown to form the meshes 21, 31 shrinks. This leads to the material of the meshes 21, 31 constricting into the warp threads 2 and weft threads 3, which is why the meshed warp threads 2 and weft threads 3 each have a bulge at the latest after the impregnation 6 has hardened.
  • the tension of the respective meshing 21, 31 and the resulting bulkiness and compactness of the respective meshed fiber bundle is built up so that the warp thread 2 or weft thread 3 is optimally impregnated with the coating or impregnation 6 and thus the highest possible Strength and pull-out strength of the warp threads 2 and the weft threads 3 in conjunction with concrete and / or mortar is achieved.
  • FIG. 2 schematically shows an embodiment of an element 10 according to the invention made of concrete in a perspective view, the matrix material 4 of the element 10, that is to say the concrete in the example, being shown transparently purely for the sake of clarity.
  • mortar can also be used.
  • a reinforcing grid 1 is introduced into the matrix material 4, which is designed, for example, like the reinforcing grid 1 from FIG.
  • the reinforcement grid 1 forms a reinforcement of the element 10, the matrix material 4 being attached to the reinforcement grid 1.
  • the reinforcement grid 1 is surrounded on all sides by the matrix material 4 in the exemplary embodiment shown. In other embodiments of the invention, not shown, this need not be the case. For example, it is sufficient if z. B. only the weft threads 3 and an underside of the warp threads 2 is integrated into the matrix material 4. In contrast to metal reinforcements typical in the prior art, which must be surrounded on all sides by concrete or mortar to avoid rust, this is not the case with the present invention, since here stainless materials are used to form the reinforcement grid 1.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of a looping device 8 which can be used in an embodiment of the method according to the invention Be part or a module of this knitting or knitting machine.
  • the meshing device 8 can also be a single device, which can also be used for purposes other than for reinforcing lattice training.
  • the looping device 8 has a fiber bundle feed 80.
  • a weft thread 3 in the form of a fiber bundle, such as a carbon fiber bundle is fed to a knitting or knitting point 83 of the looping device 8 through the fiber bundle feed 80 in a delivery direction L.
  • the knitting or knitting point 83 are fed via guide rails 81, 82 in two levels threads 84, 85, which are polyester threads in the case of game.
  • the threads 84, 85 become each other connected meshes formed.
  • a loop 31 of the weft thread 3 is formed in tricot from the threads.
  • the looping 31 produces a waviness or bulging of the looped weft thread 3.
  • This raised, struc tured, for example rib-shaped, surface of the weft thread 3 produced by means of the meshing 31 leads to a very good connection of the reinforcement grid 1 to a matrix material 4 that at least partially surrounds the reinforcement grid, such as. B. concrete and / or mortar.
  • the meshed weft thread 3 can first be wound onto a bobbin and then fed to the knitting or knitting machine on which the reinforcing mesh 1 is produced. But it can also be fed directly to this knitting or knitting machine.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung beinhaltet ein Verstärkungsgitter (1), das eine Schar voneinander beabstandeter, parallel zueinander verlaufender, jeweils aus einem Faserbündel bestehender Kettfäden (2) und eine Schar voneinander beabstandeter, parallel zueinander verlaufender, jeweils aus einem Faserbündel bestehender, die Kettfäden (2) an Kreuzungsstellen kreuzender, aber nicht umschlingender Schussfäden (3) aufweist, wobei die Kettfäden (2) mit den Schussfäden (3) an den Kreuzungsstellen (23) verbunden sind, wobei sowohl die Kettfäden (2) als auch die Schussfäden (3) jeweils eine Ummaschung (21, 31) aufweisen und die Schussfäden (3) an den Kreuzungsstellen (23) durch die Ummaschung (21) der Kettfäden (2) hindurchgeführt sind. Die Erfindung beinhaltet ferner ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Verstärkungsgitters (1) sowie ein damit armiertes Element aus Beton und/oder Mörtel.

Description

Verstärkungsgitter, Verfahren zu dessen Herstellung und armiertes Element aus
Beton und/oder Mörtel
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verstärkungsgitter, das eine Schar voneinander be- abstandeter, parallel zueinander verlaufender, jeweils aus einem Faserbündel bestehen der Kettfäden und eine Schar voneinander beabstandeter, parallel zueinander verlaufen der, jeweils aus einem Faserbündel bestehender, die Kettfäden an Kreuzungsstellen kreuzender, aber nicht umschlingender Schussfäden aufweist, wobei die Kettfäden mit den Schussfäden an den Kreuzungsstellen verbunden sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Verstärkungsgitters, bei dem auf oder unter eine Schar voneinander beabstandeter, parallel zueinander verlaufender, jeweils aus einem Faserbündel bestehender Kettfäden eine Schar voneinander beabstandeter, parallel zu einander verlaufender, jeweils aus einem Faserbündel bestehender, die Kettfäden an Kreuzungsstellen kreuzender, aber nicht umschlingender Schussfäden gebracht wird, wobei die Kettfäden mit den Schussfäden an den Kreuzungsstellen mit wenigstens ei nem Hilfsfaden zu einer Gitterstruktur verbunden werden. Darüber hinaus betrifft die Er findung ein Element aus Beton und/oder Mörtel mit einer wenigstens eine Gitterstruktur aufweisenden Armierung.
Aus der Druckschrift DE 10 2016 111 176 A1 ist ein mit Kunststoff beschichtetes Beton bewehrungsgitterelement sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt. Das Be tonbewehrungsgitterelement weist eine Vielzahl Faserbündel erster und zweiter Art auf, die im Winkel zueinander angeordnet sind und dadurch ein Gitter aufspannen. Die Fa serbündel der ersten Art können als Kettfäden vorgelegt werden, während die Faserbün del der zweiten Art als Schussfäden quer zu den Kettfäden eingetragen werden. Die Fa serbündel sind an ihren Kreuzungsabschnitten miteinander verbunden, beispielsweise verschlauft, wodurch sich eine haltbare Gitterstruktur ergibt.
Zur zusätzlichen Stabilitätserhöhung und zur Vergrößerung der mit dem zu bewehrenden Material in Verbindung kommenden Oberfläche des Betonbewehrungsgitterelementes sind die jeweiligen Faserbündel mittels Garn schrauben- oder zickzackförmig umwun den. Während sich die Fasern der Faserbündel bei Temperaturbeaufschlagung nicht verändern, ist das Garn, mit dem die Faserbündel umwunden sind, aus einem Material ausgebildet, das bei einer Temperaturerhöhung, wie sie bei der Betonaushärtung auftritt, in seiner Längserstreckung schrumpft. Dadurch hält das Garn die Fasern der Faserbün del in kompakter Form zusammen.
Das bekannte Betonbewehrungsgitterelement besitzt den Nachteil, dass sich das Garn, mit dem die Faserbündel umwickelt sind, in der Längserstreckung der Faserbündel ver schiebt, sodass sich unterschiedliche Abstände zwischen den einzelnen Umwindungen ergeben, welche wiederum zu einer ungleichmäßige Anbindung des Betonbewehrungs gitterelementes an den damit zu bewehrenden Beton führen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verstärkungsgitter der ein gangs angegebenen Gattung und ein Verfahren zu dessen Herstellung zur Verfügung zu stellen, mit welchen die Anbindung des Verstärkungsgitters an einen umgebenden Beton und/oder Mörtel verbessert werden kann. Ferner soll ein Element aus Beton und/oder Mörtel mit einer wenigstens eine Gitterstruktur aufweisenden, gut an den Beton und/oder Mörtel angebundenen Armierung bereitgestellt werden.
Diese Aufgabe wird zum einen durch ein Verstärkungsgitter gelöst, das eine Schar von einander beabstandeter, parallel zueinander verlaufender, jeweils aus einem Faserbün del bestehender Kettfäden und eine Schar voneinander beabstandeter, parallel zueinan der verlaufender, jeweils aus einem Faserbündel bestehender, die Kettfäden an Kreu zungsstellen kreuzender, aber nicht umschlingender Schussfäden aufweist, wobei die Kettfäden mit den Schussfäden an den Kreuzungsstellen verbunden sind, wobei sowohl die Kettfäden als auch die Schussfäden jeweils eine Ummaschung aufweisen und die Schussfäden an den Kreuzungsstellen durch die Ummaschung der Kettfäden hindurch geführt sind.
Das erfindungsgemäße Verstärkungsgitter ist vorteilhaft als Gitterelement zur Verstär kung und/oder Kraftaufnahme und/oder Rissbreitenminimierung in einem aus Beton und/oder Mörtel ausgebildeten Element einsetzbar.
Unter einer Ummaschung wird erfindungsgemäß verstanden, dass um die Kettfäden und Schussfäden, welche bei der vorliegenden Erfindung Faserbündel sind, jeweils Maschen ausgebildet sind. Die Maschen sind jeweils aus wenigstens einem Faden oder Garn, vorzugsweise aus zwei Fäden oder Garnen, ausgebildet, aus dem bzw. welchen durch Stricken, Häkeln, Knüpfen oder Wirken Schlingen oder Schlaufen geformt sind, die je weils um mindestens eine andere Schlinge oder Schlaufe geschlungen sind. Die Ma schen halten die Fasern der Faserbündel zusammen.
Die Ummaschung bildet jeweils einen Schlauch um den jeweiligen Kettfaden und den jeweiligen Schussfaden. Dieser Schlauch schmiegt sich an die Oberfläche des jeweiligen Kettfadens bzw. Schussfadens an. Die Ummaschung erstreckt sich jeweils um die Man telfläche und entlang der Längserstreckung der Kettfäden und der Schussfäden.
Die aus Faden- oder Garnmaterial bestehende Ummaschung der Kettfäden und der Schussfäden erstreckt sich um den Umfang dieser Fäden und bewirkt somit eine allseiti ge Vergrößerung der Fadenoberfläche, die bei der Bewehrung mit dem umgebenden Beton und/oder Mörtel in Verbindung kommt. Gleichzeitig wird durch die Ummaschung der Querschnitt des Faserbündels positiv für eine spätere Aufnahme von Beschich tungsmittel, wie einer Imprägnierung, beeinflusst, da durch die Ummaschung der Quer schnitt des Faserbündels kreisrunder wird und die Orientierung der einzelnen Filamente des Faserbündels zueinander erhöht wird. Dadurch ergibt sich eine besonders gute An bindung des erfindungsgemäßen Verstärkungsgitters an den umgebenden Beton und/oder Mörtel.
Die erfindungsgemäß eingesetzte Ummaschung der Kettfäden und Schussfäden hat ge genüber einer einfachen Umwicklung der Kettfäden und Schussfäden den Vorteil, dass die Maschengröße vorgegeben werden kann, sodass die Abstände zwischen den ein zelnen Umschlingungen der Kettfäden und Schussfäden durch die Maschen über die Länge der Kettfäden und der Schussfäden hinweg deutlich weniger variiert, als dies bei einfachen, spiralförmigen Umwindungen der Kettfäden und der Schussfäden der Fall ist.
Die Maschen der erfindungsgemäß verwendeten Ummaschungen sind zudem wesent lich verschiebefester als einfache Fadenumwindungen. Das wirkt sich positiv auf den Produktionsprozess und die spätere genaue Reproduzierbarkeit der hergestellten Ver stärkungsgitter aus.
Ein weiterer Vorteil der in der vorliegenden Erfindung im Vergleich zum Stand der Tech nik, wo die Kettfäden und die Schussfäden lediglich mit einem Faden umspult sind, ein gesetzten Ummaschung besteht in der Ausbildung einer Beuligkeit der Kettfäden und Schussfäden. Diese Beuligkeit entsteht durch Einschnürungen der Kettfäden und Schussfäden an den Stellen, an denen sich der wenigstens eine Faden oder das wenigs tens eine Garn, aus dem die Ummaschung ausgebildet ist, um den jeweiligen Kettfaden oder Schussfaden infolge der Maschenbildung zieht. Diese Beuligkeit bewirkt ebenfalls eine verbesserte Anbindung des erfindungsgemäßen Verstärkungsgitters an den umge benden Beton und/oder Mörtel.
Dadurch, dass bei der vorliegenden Erfindung die Schussfäden an den Kreuzungsstellen durch die Ummaschung der Kettfäden führen, ergibt sich eine stabile Gitterstruktur.
Das hat wiederum den Vorteil, dass die Kettfäden und die Schussfäden nicht einander umschlingen müssen. Entsprechend sind in einer vorteilhaften Ausführungsform der vor liegenden Erfindung die Kettfäden und die Schussfäden nicht miteinander verwoben. Das heißt, dass die Schussfäden bei dieser Ausführungsform nicht, wie das bei einem Gewebe der Fall wäre, in durch abwechselndes Heben und Senken der Kettfäden ent stehende Fächer eingetragen sind. Stattdessen liegen bei dieser Ausführungsform der Erfindung die Schussfäden nur auf oder nur unter den Kettfäden und kreuzen diese. Die se Ausführungsform der Erfindung bewirkt eine gestreckte Lage der Kettfäden und Schussfäden in dem Verstärkungsgitter und gewährleistet damit eine in Kett- und Schussrichtung gleiche Kraftaufnahme bei orthogonal gleichen Verstärkungsgittern. Dies erfüllt eine Forderung der Bauindustrie.
Vorzugsweise ist die Ummaschung der Kettfäden und/oder der Schussfäden gewirkt oder gestrickt. Beim Herstellen von gewirkten Ummaschungen, bei der vorliegenden Er findung, wird eine Vielzahl von Maschen in einem Schritt gebildet, in dem zahlreiche Na deln gleichzeitig einen Faden oder ein Garn vielfach ergreifen und jeweils in Schleifen durch Schlaufen schlingen. Dabei werden die Nadeln und Platinen als Gesamtheit be wegt und in bestimmten Bewegungsmustern geführt. Gewirkte Ummaschungen lassen sich somit besonders effektiv erzeugen. Zur Ausbildung von gestrickten Ummaschungen wird eine Masche nach der anderen hergestellt. Grundsätzlich kann jedoch die Umma schung auch gehäkelt sein.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Ummaschung der Kettfäden und/oder der Schussfäden in Trikotbindung oder in Schussbindung ausgeführt. Die Trikotbindung wird häufig auch als Trikotlegung bezeichnet. Dabei werden auf einer Kettenwirkmaschine Fäden von einer Nadel auf eine oder zwei benachbarte Nadeln und wieder zurück gelegt. Die Schussbindung ist ähnlich der Trikotbindung, wobei jedoch der Faden auf nicht direkt benachbarte Nadeln, sondern über dazwischen liegende Nadeln hinweg gelegt wird. Auch andere Bindungen zum Erzielen variabler Umwindungsmuster oder Umwindungsstrukturen bei der Ummaschung sind möglich.
Besonders von Vorteil ist es, wenn die Ummaschung der Kettfäden und/oder der Schussfäden Maschen in zwei Ebenen aufweist. Somit sind auch beiden Seiten des Kettfadens und Schussfadens Maschen ausgebildet, wodurch sich rund um den jeweili gen Kettfaden bzw. Schussfaden eine gute Anbindung an den umgebenden Beton und/oder Mörtel ergibt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen zumindest die ummaschten Schussfäden keine durch wenigstens eine Nadel bewirkte Fadendurchste chungen auf. In dieser Ausführungsform sind zumindest die ummaschten Schussfäden zunächst separat hergestellt und werden dann über oder unter die Kettfäden gelegt, wel che zu diesem Zeitpunkt schon ummascht sein können oder nachfolgend ummascht werden. Durch die separate vorherige Herstellung von mit einer Ummaschung versehe nen Schussfäden und/oder Kettfäden, kann die Ummaschung als lose über den Schuss faden und/oder den Kettfaden geführter Schlauch, also ohne Einstiche in den Schussfa den und/oder Kettfaden, ausgeführt werden. Durch die nicht vorhandenen Einstiche wird die mechanische Stabilität der Schussfäden und/oder Kettfäden nicht beeinträchtigt und das Verstärkungsgitter weist besonders gute Bewehrungseigenschaften auf.
Die Kettfäden und die Schussfäden sind vorzugsweise aus Carbon und/oder Basalt und/oder Glas und/oder Aramid und/oder einem anderen, vorzugsweise alkalibeständi gen Garnmaterial ausgebildet. Damit sind besonders gute mechanische Eigenschaften des Verstärkungsgitters erzielbar.
Die Ummaschung der Kettfäden und/oder der Schussfäden kann beispielsweise aus Po lyesterfäden oder Polypropylenfäden oder einem anderen Garnmaterial, wie beispiels weise einem aus Naturfasern bestehenden Garnmaterial, ausgebildet sein. Solche Mate rialien lassen sich besonders gut textiltechnologisch verarbeiten und eignen sich beson ders für die Anwendung in Wirk- oder Strickprozessen, wie sie zur Ausbildung der Ummaschung vorzugsweise eingesetzt werden. Um eine hohe Stabilität des Verstärkungsgitters zu erzielen, ist es sinnvoll, dass das Verstärkungsgitter eine ausgehärtete Imprägnierung aufweist.
Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Herstellen eines Verstärkungsgitters gelöst, bei dem auf oder unter eine Schar voneinander beabstandeter, parallel zueinan der verlaufender, jeweils aus einem Faserbündel bestehender Kettfäden eine Schar voneinander beabstandeter, parallel zueinander verlaufender, jeweils aus einem Faser bündel bestehender, die Kettfäden kreuzender, aber nicht umschlingender Schussfäden gebracht wird, wobei die Kettfäden mit den Schussfäden an ihren Kreuzungsstellen zu einer Gitterstruktur verbunden werden, wobei sowohl um die Kettfäden als auch um die Schussfäden jeweils eine Ummaschung ausgebildet wird und die Schussfäden an den Kreuzungsstellen durch die Ummaschung der Kettfäden hindurchgeführt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Kettfäden in einer ersten Gitterebene ausgebildet und die Schussfäden werden in einer unter oder über der ersten Gitterebene liegenden zweiten Gitterebene verlegt, wobei sie die Kettfäden nicht umschlingen.
Vorzugsweise wird die Ummaschung der Kettfäden und/oder der Schussfäden durch Wirken oder Stricken ausgebildet, kann jedoch auch durch Häkeln ausgebildet werden.
In besonders praktikablen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Ummaschung der Kettfäden und/oder der Schussfäden in Trikotbindung oder in Schussbindung ausgeführt.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn beim Ummaschen der Kettfäden und/oder der Schussfäden dem jeweiligen Kettfaden oder Schussfaden jeweils über zwei getrennte Legeschienen einer Wirkmaschine Maschen zugeführt und die Maschen derart mitei nander verbunden werden, dass beidseitig des jeweiligen Kettfadens oder Schussfadens Maschen vorhanden sind, wobei der jeweils ummaschte Kettfaden oder Schussfaden während des Ummaschens abgezogen wird.
Die mechanische Stabilität des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auszubildenden Verstärkungsgitters kann noch erhöht werden, wenn zumindest die Schussfäden an ei- ner Ummaschungsvorrichtung, vorzugsweise ohne durch wenigstens eine Nadel bewirk te Fadendurchstechung, ummascht werden und daraufhin an einer, vorzugsweise sepa rat von der Ummaschungsvorrichtung ausgebildeten, Wirk- oder Strickmaschine den Kettfäden zur Ausbildung des Verstärkungsgitters zugeführt werden. Bei dieser Ausfüh rungsform werden die Kettfäden entweder ebenfalls separat von der Wirk- oder Strick maschine ummascht oder nach ihrer Legung an der Wirk- oder Strickmaschine um mascht.
Um ein hochstabiles Verstärkungsgitter auszubilden, wird in einer weiteren Ausführungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens die Gitterstruktur in wenigstens einem Impräg nierbad mit einer Imprägnierung beschichtet und nachfolgend vernetzt und getrocknet.
Die Aufgabe wird darüber hinaus durch ein Element aus Beton und/oder Mörtel mit einer Armierung gelöst, wobei die Armierung wenigstens ein Verstärkungsgitter nach einer der oben beschriebenen Ausführungsformen aufweist. Das wenigstens eine Verstärkungsgit ter wird dabei in Beton und/oder Mörtel eingebunden, also beispielsweise einbetoniert.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, deren Aufbau, Funktion und Vorteile werden im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen
Figur 1 schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verstär kungsgitters in einer Draufsicht;
Figur 2 schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betonele mentes in einer perspektivischen Ansicht; und
Figur 3 eine Prinzipskizze einer bei einer Ausführungsform des erfindungsgemä ßen Verfahrens einsetzbaren Ummaschungsvorrichtung.
Figur 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verstär kungsgitters 1 in einer Draufsicht. Das Verstärkungsgitter 1 weist in einer Maschinen längsrichtung A verlaufende Kettfäden 2 und quer zu der Maschinenlängsrichtung A ver laufende Schussfäden 3 auf. In der dargestellten Ausführungsform bestehen sowohl die Kettfäden 2 als auch die Schussfäden 3 aus Carbonfaserbündeln. In anderen, nicht gezeigten Ausführungsfor men der Erfindung können die Kettfäden 2 und/oder die Schussfäden 3 auch Faserbün del aus anderen Materialien, wie beispielsweise aus Glas, Basalt oder Aramid, sein.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Schussfäden 3 in einem Winkel von 90° zu den Kettfäden 2 ausgerichtet. In anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen der Erfindung können die Schussfäden 3 auch in einem anderen Winkel, wie beispielsweise 45° oder 60° oder 75°, relativ zu den Kettfäden 2 liegen. Die Winkel können auch inner halb der Gitterstruktur variieren.
Die einzelnen Kettfäden 2 weisen jeweils einen Abstand k in Schussrichtung voneinan der auf. Die einzelnen Schussfäden weisen jeweils einen Abstand s in der Maschinen längsrichtung A voneinander auf. In den jeweiligen Abständen k, s befindet sich kein Ma terial. Die Abstände k, s sind bei der gezeigten Ausführungsform gleich groß, können aber in anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen der Erfindung unterschiedlich sein und auch von Kettfaden 2 zu Kettfaden 2 sowie von Schussfaden 3 zu Schussfaden 3 variieren.
Damit spannen die Kettfäden 2 und die Schussfäden 3 zusammen eine Gitterstruktur auf.
Die Kettfäden 2 liegen in einer ersten Gitterebene 71 dieser Gitterstruktur, während die Schussfäden in einer zweiten Gitterebene 72 dieser Gitterstruktur liegen. In der gezeig ten Ausführungsform umschlingen die Schussfäden 3 nicht die Kettfäden 2.
Die Kettfäden 2 weisen eine Ummaschung 21 auf, die Schussfäden 3 weisen eine Um- maschung 31 auf.
Die Ummaschungen 21 , 31 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel gewirkt und aus Polyesterfäden ausgebildet. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können auch Fäden oder Garne aus anderen Materialien zur Ausbildungen der Umma schungen 21 , 31 verwendet werden. Ferner können auch andere Maschenbildungstech niken, wie Stricken oder Häkeln, zum Ausbilden der Ummaschungen 21 , 31 angewendet werden. Zudem ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Ummaschung 31 der Schussfä den 3 vor der Zuführung der Schussfäden 3 zu den Kettfäden 2 ausgebildet worden. Da durch wird erreicht, dass die Schussfäden 3 keine durch Nadeln hervorgerufene Durch stechungen aufweisen.
Die Kettfäden 2 sind mit den Schussfäden 3 an ihren Kreuzungsstellen 23 verbunden. Hierzu sind die Schussfäden 3 an den Kreuzungsstellen 23 durch die jeweilige Umma schung 21 der jeweiligen Kettfäden 2 hindurchgeführt.
Auf der Gitterstruktur ist eine ausgehärtete Beschichtung bzw. Imprägnierung 6 aufge bracht. Die Imprägnierung 6 kann beispielsweise aus Styrolbutadien oder Acrylat oder einem duroplastischen Material ausgebildet sein.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Imprägnierung 6 aus einem Material, zu dessen Aushärtung eine gegenüber Raumtemperatur erhöhte Temperatur, eingesetzt wird, die in einem Aushärtungstemperaturbereich liegt. In diesem Aushärtungstempera turbereich schrumpft das in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zur Ausbildung der Ummaschungen 21 , 31 eingesetzte Polyestermaterial. Dies führt dazu, dass sich das Material der Ummaschungen 21 , 31 in die Kettfäden 2 und Schussfäden 3 einschnürt, weshalb die ummaschten Kettfäden 2 und Schussfäden 3 jedenfalls spätestens nach dem Aushärten der Imprägnierung 6 jeweils eine Beuligkeit aufweisen.
Die Spannung der jeweiligen Ummaschung 21 , 31 und die dadurch zu erzielende Bau- schigkeit und Kompaktheit des jeweiligen ummaschten Faserbündels wird so aufgebaut, dass eine optimale Durchtränkung des Kettfadens 2 bzw. Schussfadens 3 mit der Be schichtung bzw. Imprägnierung 6 erfolgt und damit eine höchstmögliche Festigkeit und Auszugsfestigkeit der Kettfäden 2 und der Schussfäden 3 im Verbund mit Beton und/oder Mörtel erreicht wird.
Eine Schrumpfung des für die Imprägnierung bzw. Ummantelung eingesetzten Materials ist bei der vorliegenden Erfindung nicht zwingend notwendig, da auch ohne Schrumpf mittels der Imprägnierung 6 eine Bündelung des Kett- und Schussfadens 2, 3 erfolgt. Figur 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elementes 10 aus Beton in einer perspektivischen Ansicht, wobei rein aus Anschauungsgründen das Matrixmaterial 4 des Elementes 10, also in dem Beispiel der Beton, durchsichtig dargestellt ist. Anstelle oder zusätzlich von Beton kann auch Mörtel verwendet werden.
In das Matrixmaterial 4 ist ein Verstärkungsgitter 1 eingebracht, das beispielsweise wie das Verstärkungsgitter 1 aus Figur 1 ausgebildet ist. Das Verstärkungsgitter 1 bildet eine Armierung des Elementes 10 aus, wobei das Matrixmaterial 4 sich an das Verstärkungs gitter 1 anbindet.
Das Verstärkungsgitter 1 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel allseitig von dem Matrixmaterial 4 umgeben. In anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen der Erfin dung muss dies nicht der Fall sein. So reicht es beispielsweise aus, wenn z. B. nur die Schussfäden 3 und eine Unterseite der Kettfäden 2 in das Matrixmaterial 4 eingebunden ist. Dies ist im Gegensatz zu im Stand der Technik typischen Metallbewehrungen, wel che zur Vermeidung von Rost allseitig von Beton oder Mörtel umgeben sein müssen, bei der vorliegenden Erfindung nicht der Fall, da hier nichtrostende Materialien zur Ausbil dung des Verstärkungsgitters 1 eingesetzt werden.
Figur 3 zeigt eine Prinzipskizze einer bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzbaren Ummaschungsvorrichtung 8. Die Ummaschungsvorrichtung 8 kann separat von einer Wirk- oder Strickmaschine, an der die Schussfäden 3 relativ zu den Kettfäden 2 gelegt und miteinander verbunden werden, vorgesehen sein, kann aber auch Bestandteil oder ein Modul dieser Wirk- oder Strickmaschine sein.
Die Ummaschungsvorrichtung 8 kann auch eine Einzelvorrichtung sein, die auch für an dere Zwecke als für eine Verstärkungsgitterausbildung genutzt werden kann.
Die Ummaschungsvorrichtung 8 weist in dem schematisch gezeigten Ausführungsbei spiel eine Faserbündelzuführung 80 auf. In dem gezeigten Beispiel wird durch die Fa serbündelzuführung 80 in einer Lieferrichtung L ein in Form eines Faserbündels, wie bei spielsweise eines Carbonfaserbündels, ausgebildeter Schussfaden 3 einer Wirk- oder Strickstelle 83 der Ummaschungsvorrichtung 8 zugeführt. Ferner werden der Wirk- oder Strickstelle 83 über Legeschienen 81 , 82 in zwei Ebenen Fäden 84, 85, die in dem Bei spiel Polyesterfäden sind, zugeführt. Aus den Fäden 84, 85 werden jeweils miteinander verbundene Maschen gebildet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird aus den Fä den eine Ummaschung 31 des Schussfadens 3 in Trikotlegung ausgebildet. Somit befin den sich bei der gezeigten Ausführungsform jeweils vor und hinter dem zugeführten Carbon-Schussfaden 3 Maschen. Diese Maschen weisen eine hohe Verschiebefestigkeit auf.
Die anhand des Schussfadens 3 unter Bezugnahme auf Figur 3 beschriebene Möglich keit der Ausbildung der Ummaschung 31 kann analog auch zur Ausbildung der Ummaschung 21 der Kettfäden 2 des Verstärkungsgitters 1 eingesetzt werden.
Durch die Ummaschung 31 wird eine Welligkeit oder Beuligkeit des ummaschten Schussfadens 3 erzeugt. Diese mittels der Ummaschung 31 erzeugte erhabene, struktu rierte, beispielsweise rippenförmige, Oberfläche des Schussfadens 3 führt zu einer sehr guten Anbindung des Verstärkungsgitters 1 zu einem das Verstärkungsgitter wenigstens teilweise umgebenden Matrixmaterial 4, wie z. B. Beton und/oder Mörtel.
Der ummaschte Schussfaden 3 kann zunächst auf eine Spule aufgewickelt werden und darauf der Wirk- oder Strickmaschine zugeführt werden, auf der das Verstärkungsgitter 1 erzeugt wird. Er kann aber auch direkt dieser Wirk- oder Strickmaschine zugeführt wer den.

Claims

Patentansprüche
1. Verstärkungsgitter (1), das eine Schar voneinander beabstandeter, parallel zueinan der verlaufender, jeweils aus einem Faserbündel bestehender Kettfäden (2) und eine Schar voneinander beabstandeter, parallel zueinander verlaufender, jeweils aus ei nem Faserbündel bestehender, die Kettfäden (2) kreuzender, aber nicht umschlin gender Schussfäden (3) aufweist, wobei die Kettfäden (2) mit den Schussfäden (3) an ihren Kreuzungsstellen (23) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Kettfäden (2) als auch die Schussfäden (3) jeweils eine Umma- schung (21 , 31) aufweisen und die Schussfäden (3) an den Kreuzungsstellen (23) durch die Ummaschung (21) der Kettfäden (2) hindurchgeführt sind.
2. Verstärkungsgitter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kettfäden (2) und die Schussfäden (3) nicht miteinander verwoben sind.
3. Verstärkungsgitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummaschung (21 , 31) der Kettfäden (2) und/oder der Schussfäden (3) gewirkt oder gestrickt ist.
4. Verstärkungsgitter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummaschung (21 , 31) der Kettfäden (2) und/oder der Schussfä den (3) in Trikotbindung oder in Schussbindung ausgeführt ist.
5. Verstärkungsgitter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummaschung (21 , 31) der Kettfäden (2) und/oder der Schussfä den (3) Maschen in zwei Ebenen (51 , 52) aufweist.
6. Verstärkungsgitter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettfäden (2) und die Schussfäden (3) aus Carbon und/oder Ba salt und/oder Glas und/oder Aramid ausgebildet sind.
7. Verstärkungsgitter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummaschung (21 , 31) der Kettfäden (2) und/oder der Schussfä den (3) aus Polyesterfäden oder Polypropylenfäden ausgebildet ist.
8. Verstärkungsgitter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsgitter (1) eine ausgehärtete Imprägnierung (6) auf weist.
9. Verfahren zum Herstellen eines Verstärkungsgitters (1), bei dem auf oder unter eine Schar voneinander beabstandeter, parallel zueinander verlaufender, jeweils aus ei nem Faserbündel bestehender Kettfäden (2) eine Schar voneinander beabstandeter, parallel zueinander verlaufender, jeweils aus einem Faserbündel bestehender, die Kettfäden (2) an Kreuzungsstellen (23) kreuzender, aber nicht umschlingender Schussfäden (3) gebracht wird, wobei die Kettfäden (2) mit den Schussfäden (3) an den Kreuzungsstellen (23) zu einer Gitterstruktur verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl um die Kettfäden (2) als auch um die Schussfäden (3) jeweils eine Um- maschung (21 , 31) ausgebildet wird und die Schussfäden (3) an den Kreuzungsstel len (23) durch die Ummaschung (21) der Kettfäden (2) hindurchgeführt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettfäden (2) in einer ersten Gitterebene (71) ausgebildet werden und die Schussfäden (3) in einer unter oder über der ersten Gitterebene (71) liegenden zweiten Gitterebene (72) ver legt werden, wobei sie die Kettfäden (2) nicht umschlingen.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umma schung (21 , 31) der Kettfäden (2) und/oder der Schussfäden (3) durch Wirken oder Stricken ausgebildet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ummaschung (21 , 31) der Kettfäden (2) und/oder der Schussfäden (3) in Trikotbin dung oder in Schussbindung ausgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ummaschen der Kettfäden (2) und/oder der Schussfäden (3) dem jeweiligen Kettfaden (2) oder Schussfaden (3) jeweils über zwei getrennte Legeschienen einer Wirkmaschine Maschen zugeführt und die Maschen derart miteinander verbunden werden, dass beidseitig des jeweiligen Kettfadens (2) oder Schussfadens (3) Ma- sehen vorhanden sind, wobei der jeweils ummaschte Kettfaden (2) oder Schussfa den (3) während des Ummaschens abgezogen wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zu mindest die Schussfäden (3) an einer Ummaschungsvorichtung (8) ummascht wer den und daraufhin an einer Wirk- oder Strickmaschine den Kettfäden (2) zur Ausbil dung des Verstärkungsgitters (1) zugeführt werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur in wenigstens einem Imprägnierbad mit einer Imprägnierung (6) be schichtet und nachfolgend getempert wird.
16. Element (10) aus Beton und/oder Mörtel mit einer wenigstens eine Gitterstruktur aufweisenden Armierung, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur wenigs tens ein Verstärkungsgitter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ist.
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