WO2024002854A1 - Mehrschichtiges bauelement für eine decke, verfahren zur herstellung eines mehrschichtigen bauelements und verwendung von textilbetonstreifen - Google Patents

Mehrschichtiges bauelement für eine decke, verfahren zur herstellung eines mehrschichtigen bauelements und verwendung von textilbetonstreifen Download PDF

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textile
concrete
layer
component
shell
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PCT/EP2023/066973
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Matthias KALTHOFF
Michael Raupach
Thomas MATSCHEI
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Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (Rwth) Aachen
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Definitions

  • Multi-layer component for a ceiling method for producing a multi-layer component and use of textile concrete strips
  • the invention relates to a multi-layer component for a (concrete) ceiling.
  • a method for producing a multi-layer component and the use of extruded and formed textile concrete strips are specified.
  • the invention can be used particularly advantageously to provide weight-reduced concrete ceilings.
  • the invention can contribute to providing a ceiling element with or made from modular extrusion components.
  • Ceiling elements for concrete ceilings are often made from reinforced concrete in order to ensure sufficient load capacity.
  • structural elements for concrete walls are often made from reinforced concrete.
  • Steel typically has a density of approximately 7.85 kg/cm 3 [kilograms per cubic centimeter] and a tensile strength of approximately 500 MPa [megapascals]. This ensures the sufficient load-bearing capacity of appropriately manufactured elements and structures.
  • a known disadvantage of corresponding elements and constructions is their usually high weight.
  • corrosion of the steel reinforcement can occur over time.
  • textiles such as carbon textiles or rods, which have an advantageously high tensile strength of up to 4000 MPa and a density of approximately 1.78 kg/cm 3 .
  • the use of textiles instead of steel can therefore enable lighter and yet sufficiently stable textile-reinforced concrete elements.
  • the carbon is inert and not sensitive to corrosion like conventional structural steel.
  • a multi-layer component for a (concrete) ceiling contributes to this, having at least three layers arranged one above the other, with a first layer being formed with a first shell and a second layer with a second shell, in one between the first layer and the second Layer formed intermediate layer at least one textile concrete strip with at least one textile reinforcement runs and the course of the at least one textile concrete strip is shaped so that a layer thickness of the intermediate layer can be adjusted and that at least one cavity is formed in the intermediate layer.
  • the multilayer component is suitable for providing a ceiling, in particular a concrete ceiling.
  • a ceiling in particular a concrete ceiling.
  • several components can be arranged next to each other and connected to each other to create a (concrete) ceiling.
  • the multi-layer component can also be used on (concrete) walls or (concrete) floors or (concrete) floor slabs. turn come.
  • the component can also be used in walls, such as basement walls.
  • the multi-layer component is preferably a multi-layer ceiling element.
  • the multilayer component can be a modular, multilayer component.
  • the individual layers can be provided or provided in a modular manner. In other words, this can be described in particular in such a way that the multilayer component can be formed in a modular manner.
  • the first shell and/or the second shell and/or the at least one textile concrete strip can be provided in a modular manner.
  • the component has at least three layers arranged one above the other.
  • the first layer is arranged below the intermediate layer and below the second layer.
  • the intermediate view is arranged lying in the vertical direction between the first layer and the second layer.
  • more than three layers can also be present or formed.
  • a fourth or fifth layer can also be formed.
  • the fourth layer can, for example, also represent an intermediate layer in which at least one textile concrete strip with at least one textile reinforcement runs according to the solution presented here.
  • the fifth layer can be formed with a third shell.
  • first layer with a first shell and a second layer with a second shell are formed.
  • the first shell may be formed in the form of a plate.
  • the second shell may be formed in the form of a plate.
  • a plate here is to be understood in particular as an element whose thickness or height is significantly smaller (at least twice smaller) than its length and/or width.
  • the first shell and/or the second shell may (each) be formed with concrete.
  • the first shell and/or the second shell (each) can be formed at least partially (or completely) with textile concrete.
  • Carbon concrete or concrete reinforced with carbon fibers can be used particularly advantageously as textile concrete.
  • the first shell and/or the second shell may (each) be cast or extruded.
  • the first shell or the second shell can be formed as textile concrete with at least one textile reinforcement.
  • the textile reinforcement can be at least partially formed with fibers made of glass, aramid, basalt or carbon.
  • the textile reinforcement is preferably at least partially formed with carbon or with carbon fibers.
  • the textile reinforcement can be provided in the form of a prefabricated, in particular pre-impregnated, grid.
  • the textile reinforcement can be provided, for example, as a flexible, pre-impregnated textile.
  • a polymer material can advantageously be used as impregnation.
  • Styrene-butadiene rubber (SBR) for example, can be used for flexible impregnation.
  • a plurality of textile reinforcements such as at least two or exactly two textile reinforcements, can be arranged in at least the first shell or the second shell.
  • an upper textile reinforcement and a lower textile reinforcement can be arranged one above the other. This can advantageously contribute to better absorption of the tensile forces that occur on both the bottom and top of the shell.
  • At least one textile concrete strip with at least one textile reinforcement runs in an intermediate layer formed between the first layer and the second layer.
  • the textile concrete strip can be formed, for example, as a carbon concrete strip or as concrete reinforced with carbon fibers.
  • the textile reinforcement can be at least partially formed with fibers made of glass, aramid, basalt or carbon.
  • the textile reinforcement is preferably at least partially formed with carbon or with carbon fibers.
  • the textile reinforcement can be provided in the form of a prefabricated, in particular pre-impregnated, grid.
  • the textile reinforcement can be provided, for example, as a flexible, pre-impregnated textile.
  • Styrene-butadiene rubber (SBR) for example, can be used for flexible impregnation.
  • textile reinforcements such as at least two or exactly two textile reinforcements, can be arranged in at least one or more of the textile concrete strips.
  • an upper textile reinforcement and an underside Tere textile reinforcement can be arranged one above the other. This can advantageously contribute to better absorption of the tensile forces that occur on both the bottom and top of the strip.
  • the course of the at least one textile concrete strip is shaped in such a way that a layer thickness of the intermediate layer can be adjusted and that at least one cavity is formed in the intermediate layer.
  • the at least one textile concrete strip can (for this purpose) be curved or run through the intermediate layer with at least one arch.
  • the at least one textile concrete strip can be curved about at least one axis extending parallel to the layers.
  • the course refers in particular to the extent of the strip along its longitudinal direction.
  • it can be provided (alternatively or cumulatively) that at least one of the textile concrete strips has the shape of a particularly straight rod with, for example, an angular or W-profile-shaped cross section.
  • the course of the textile concrete strip can, for example, describe the shape of a W-profile.
  • the at least one textile-reinforced concrete strip is a formed textile-reinforced concrete strip.
  • the at least one textile concrete strip is a textile concrete strip that has been shaped to adjust the course. In other words, this can be described in particular in such a way that the textile concrete strip was first shaped, such as extruded, and was reshaped to form its course.
  • the cavity can be at least partially filled with an insulating material and/or form or contain a channel for cables or pipes. In principle, however, it is not intended that the cavity be filled with heavy fillers, such as concrete.
  • the component described here can enable the construction of ceiling structures that are significantly lighter compared to reinforced concrete ceilings.
  • corresponding ceilings can have around 80% less weight compared to reinforced concrete.
  • the component described here can use the advantageous material properties of carbon concrete in combination with an extrusion process to achieve a to enable completely new construction methods for ceiling structures with minimal use of materials.
  • the at least one textile concrete strip runs in a meandering or wavy manner in the intermediate layer.
  • the textile concrete strip can form one or more wave crests and one or more wave troughs.
  • Load application areas can be formed in the area of wave crests and/or wave troughs.
  • the at least one textile concrete strip and the shells can be connected to one another, such as glued or screwed.
  • the course of the at least one textile concrete strip can, for example, have or describe at least one predefinable curvature and/or bend.
  • the at least one textile concrete strip can be curved or curved about at least one axis extending parallel to the layers.
  • at least one maximum of the course can be connected to one of the shells and at least a minimum of the course can be connected to or contact one of the shells that is opposite.
  • the course of the at least one textile concrete strip can be (re)shaped in such a way that the (respective) textile concrete strip or its course describes at least one parabola or follows it.
  • the course of the at least one textile concrete strip can, for example, be (re)shaped in such a way that the (respective) textile concrete strip or its course describes or follows a chain line.
  • the course of the at least one textile-reinforced concrete strip can, for example, be (re)shaped in such a way that a load introduced into the textile-reinforced concrete strip can be or can be transmitted with the lowest possible moment.
  • a course that essentially follows a chain line is particularly advantageous.
  • a chain line also cable curve, catenoid or chain curve; English: catenary or funicular curve
  • the course of the at least A textile concrete strip can (thus) describe or follow a hyperbolic cosine as an example.
  • the at least one textile-reinforced concrete strip comprises at least a first textile-reinforced concrete strip and a second textile-reinforced concrete strip, the first textile-reinforced concrete strip and the second textile-reinforced concrete strip running transversely to one another in the intermediate layer.
  • the first textile concrete strip and the second textile concrete strip can run perpendicular to one another in the intermediate layer.
  • the textile concrete strips each run in waves in the intermediate layer, with at least one wave trough of one of the textile concrete strips and a wave crest of another of the textile concrete strips overlapping one another.
  • several or all (internal, i.e. not ending at an edge region) wave troughs of one of the textile concrete strips can each be arranged to overlap with a wave crest of another of the textile concrete strips.
  • the textile concrete strips can in particular be arranged and aligned in the manner of a wickerwork or a braided network.
  • the textile concrete strips are each extruded together with their textile reinforcement. Extrusion can advantageously enable rapid production of the components on a plant scale.
  • a method for producing a multilayer component comprising at least the following steps: a) providing a first shell, b) providing at least one textile concrete strip by jointly extruding concrete with at least one textile reinforcement, c) forming the at least one extruded textile concrete strip, d) arranging the at least one formed textile concrete strip on the first shell, e) providing a second shell and arranging the second shell on the at least one textile concrete strip.
  • steps a), b) and c) is exemplary and can, for example, be carried out at least once in the specified order to carry out the method.
  • steps a), b), c), d) and e) in particular the provision according to steps a), b) and e) can be carried out at least partially in parallel or simultaneously.
  • the method can be carried out to produce a multilayer component described here.
  • the process for producing a large number of corresponding components can be carried out many times.
  • the method can preferably be carried out at least partially automatically.
  • step c) can be carried out in such a way that the at least one extruded textile concrete strip runs in a meandering or wavy shape.
  • step d) two different, each extruded and formed textile concrete strips can be arranged transversely to one another on the first shell.
  • the various, each extruded and formed textile concrete strips can, for example, form a structure for the intermediate layer.
  • the structure can advantageously be formed symmetrically.
  • the structure may be formed in the manner of a wickerwork or represent a braided network.
  • first”, “second”, ...) primarily serve (only) to distinguish between several similar objects, sizes or processes, i.e. in particular no dependency and/or order of these objects, sizes or prescribe processes to each other. If a dependency and/or sequence is required, this is explicitly stated here or it will be obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment. To the extent that a component can occur multiple times (“at least one”), the description of one of these components can apply equally to all or part of the majority of these components, but this is not mandatory.
  • Fig. 1 an embodiment variant of a multi-layer component described here in a partially sectioned, perspective view, and
  • Fig. 2 a further embodiment variant of a multi-layer component described here in a sectioned side view.
  • Fig. 1 shows schematically an example of a multi-layer component 1 described here for a concrete ceiling.
  • the component 1 has at least three layers 2, 3, 4 arranged one above the other, a first layer 2 being formed with a first shell 5 and a second layer 3 having a second shell 6.
  • the first layer 2 and the second layer 3 may be formed in the form of plates.
  • the thickness (height) of the first shell 2 can define a first layer thickness 15.
  • the thickness (height) of the second shell 3 can define a second layer thickness 16.
  • the plates or shells 2, 3 can, for example, have a thickness of (only) approximately 3 cm [centimeters] and thus define a corresponding dimension for the first layer thickness 15 and the second layer thickness 16.
  • first shell 5 and/or the second shell 6 can be formed as textile concrete with at least one textile reinforcement.
  • first shell 5 and/or the second shell 6 can each contain two or more layers of textile reinforcement.
  • the textile reinforcement can be made of carbon.
  • carbon concrete can (thus) be used, for example and preferably.
  • At least one textile concrete strip 7, 8 with at least one textile reinforcement runs in an intermediate layer 4 formed between the first layer 2 and the second layer 3.
  • the textile concrete strips 7, 8 are here, for example, shaped (extruded) in such a way that they have a strip width 17 of approximately 6 cm and a thickness or height of approximately 1 cm.
  • the textile concrete strips 7, 8 here have, for example, two layers of textile reinforcement.
  • the textile concrete strips 7, 8 can be glued or screwed to the support surfaces with the shells 5, 6, which are designed here as textile concrete panels.
  • the course of the at least one textile concrete strip 7, 8 is shaped so that a layer thickness 14 of the intermediate layer 4 can be adjusted and that at least one cavity 9 is formed in the intermediate layer 4.
  • the layer thickness 14 of the intermediate layer 4 can, for example, be adjusted so that it has a (clear) height of approx. 24 cm.
  • materials for thermal or sound insulation and/or lines and pipes can be integrated into the at least one cavity 9.
  • the at least one textile concrete strip 7, 8 can run in a meandering or wave-shaped manner in the intermediate layer 4.
  • the at least one textile concrete strip 7, 8 can comprise at least a first textile concrete strip 7 and a second textile concrete strip 8.
  • the first textile concrete strip 7 and the second textile concrete strip 8 can run transversely to one another in the intermediate layer 4, as can be seen in particular from the perspective view according to FIG. Basically, the course shown in the figures as well as the arrangement and orientation of the textile concrete strips 7, 8 are exemplary.
  • the textile concrete strips 7, 8 (alternatively) could also be arranged or aligned rotated by 90 degrees.
  • first textile concrete strips 7 running parallel to one another at a predefinable first distance 10 and/or several second textile concrete strips 8 running parallel to one another at a predefinable second distance 11 can be arranged in the intermediate layer 4.
  • Three first textile-reinforced concrete strips 7 and three second textile-reinforced concrete strips 8 are shown purely as examples in the illustration according to FIG. Of course, significantly more first textile-reinforced concrete strips 7 and second textile-reinforced concrete strips 8 are possible, particularly depending on the selected dimension of the component 1.
  • FIG. 1 it is further shown by way of example that and possibly how the textile concrete strips 7, 8 can each run in a wave shape in the intermediate layer 4. At least one wave trough 12 of one of the textile concrete strips 7 and a wave crest 13 of another of the textile concrete strips 8 can preferably overlap one another.
  • Fig. 2 shows an example of a section through a multilayer component 1, as shown in Fig. 1. In the case of the component 1 according to FIG. 1, the cut would run parallel to the element width 19 and transversely to the element length 18.
  • the wave troughs 12 and wave crests 13 can also function as load introduction areas 20 here.
  • a (vertical) load acting, for example, on the second layer 3 or the second shell 6 can be introduced into the structure of the intermediate layer 4 formed by the textile concrete strips 7, 8 via the wave crests 13.
  • the load introduced into the structure of the intermediate layer 4 formed by the textile concrete strips 7, 8 can be introduced or diverted into the first layer 2 or the first shell 5 via the wave troughs 12.
  • the load introduction areas 20 can be at least partially adapted to the usual operating loads of the component 1.
  • a contact surface can be formed between the first shell 5 and a section of one of the textile concrete strips 7, 8 or between the second shell 5 and a section of one of the textile concrete strips 7, 8.
  • the contact surface in particular its dimensioning, can be adapted to the usual operating loads of the component 1.
  • the textile concrete strips 7, 8 can each be extruded together with their textile reinforcement. This can help to make the manufacturing process for the component 1 much more efficient.
  • a ceiling element using modular extrusion components can advantageously be provided by means of the component 1.
  • the ceiling element can be a cavity ceiling element.
  • a first shell 5 can be provided.
  • At least one textile concrete strip 7, 8 can be provided by jointly extruding concrete with at least one textile reinforcement.
  • the at least one extruded textile concrete strip 7, 8 can be reshaped.
  • the at least one formed textile concrete strip 7, 8 can be arranged on the first shell 5. It can provide a a second shell 6 and arranging the second shell 6 on the at least one textile concrete strip 7, 8.
  • the method described can be carried out to produce a multilayer component 1, which is also described here.
  • the forming can take place in such a way that the at least one extruded textile concrete strip 7, 8 runs in a meandering or wavy shape.
  • the forming can preferably be carried out in such a way that the respective textile concrete strip 7, 8 describes or has the shape of a parabola or catenary line.
  • the component 1 can contribute to providing a (modular) ceiling element.
  • the component 1 can have two plates as shells 5, 6, which are made of textile concrete with two layers of textile reinforcement. Extruded, multi-layer, in particular two-layer reinforced textile concrete strips 7, 8 can be attached between the plates and were formed immediately after production.
  • the resulting formed textile concrete strips 7, 8 can be arranged symmetrically between the two plates or shells 5, 6. In the formed state, the textile concrete strips 7, 8 can define a predeterminable light height.
  • the connection between the formed textile concrete strips 7, 8 and the plates or shells 5, 6 can be achieved, for example, using a two-component adhesive or a sleeve-screw connection.
  • All parts of the ceiling element or component 1, in particular at least the textile concrete strips 7, 8, can be produced with an extruder, which enables faster production, and assembled modularly at the desired location.
  • the ceiling element or component 1 does not have to be manufactured as a whole.
  • Due to the advantageously shaped textile cover Clay strips 7, 8 can advantageously be realized with low material thicknesses, especially in the intermediate layer 4.
  • a higher tensile strength can advantageously be achieved through the textile reinforcement, such as through the multi-layer textile reinforcement (for example: two layers).
  • the cost of materials can be advantageously reduced and weight can therefore be saved.
  • An appropriately constructed ceiling can advantageously save approx. 80% weight compared to a conventional ceiling made of reinforced concrete.
  • a multilayer (modular) component 1 and a method for producing a multilayer (modular) component 1 are specified, which can at least partially solve the problems described with reference to the prior art.
  • a component 1 and a manufacturing method can be specified here, which each contribute to ensuring that concrete structures can be provided in the most material-friendly and/or weight-saving manner possible, but at the same time sufficiently stable.
  • the components 1 can advantageously be made available quickly.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Bauelement (1 ) für eine Decke, aufweisend mindestens drei übereinander angeordnete Schichten (2, 3, 4), wobei eine erste Schicht (2) mit einer ersten Schale (5) und eine zweite Schicht (3) mit einer zweiten Schale (6) gebildet sind, wobei in einer zwischen der ersten Schicht (2) und der zweiten Schicht (3) gebildeten Zwischenschicht (4) mindestens ein Textilbetonstreifen (7, 8) mit mindestens einer textilen Bewehrung verläuft und wobei der Verlauf des mindestens einen Textilbetonstreifens (7, 8) so geformt ist, dass damit eine Schichtdicke (14) der Zwischenschicht (4) einstellbar ist und dass in der Zwischenschicht (4) mindestens eine Hohlraum (9) gebildet ist.

Description

Mehrschichtiges Bauelement für eine Decke, Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Bauelements und Verwendung von Textilbetonstreifen
Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Bauelement für eine (Beton-)Decke. Darüber hinaus werden ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Bauelements sowie eine Verwendung von extrudierten und umgeformten Textilbetonstreifen angegeben. Die Erfindung kann besonders vorteilhaft zur Bereitstellung von gewichtsreduzierten Betondecken zum Einsatz kommen. Die Erfindung kann zur Bereitstellung eines Deckenelements mit bzw. aus modularen Extrusionsbauteilen beitragen.
Häufig werden Deckenelemente für Betondecken aus Stahlbeton hergestellt, um eine ausreichende Traglast sicherstellen zu können. In ähnlicher Weise werden Bauelemente für Betonwände häufig ebenfalls aus Stahlbeton realisiert. Stahl weist üblicherweise eine Dichte von ca. 7,85 kg/cm3 [Kilogramm pro Kubikzentimeter] und eine Zugfestigkeit von ca. 500 MPa [Megapascal] auf. Dies sichert die ausreichende Tragfähigkeit entsprechend hergestellter Elemente und Konstruktionen. Ein bekannter Nachteil entsprechender Elemente und Konstruktionen ist jedoch ihr üblicherweise hohes Gewicht. Darüber hinaus kann es dabei mit der Zeit zu Korrosion an den Stahlbewehrung kommen.
Derzeit wird der Stahl in neusten Anwendungen durch Textilien wie beispielsweise Carbon-Textilien oder -Stäbe ersetzt, die eine vorteilhaft hohe Zugfestigkeit von bis zu 4000 MPa und eine Dichte von ca. 1 ,78 kg/cm3 aufweisen. Der Einsatz von Textilien statt Stahl kann somit leichtere und gleichwohl ausreichend stabile Textilbetonelemente ermöglichen. Darüber hinaus ist das Carbon inert und nicht korrosionsempfindlich, wie der konventionelle Baustahl.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass ein einfaches Austauschen der Stahl-Bewehrung durch eine textile Bewehrung nicht ausreichend ist, um das volle Potenzial des Werkstoffs Textilbeton und insbesondere des Werkstoffs Carbonbeton auszunutzen. Hiervon ausgehend ist es eine Aufgabe der Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere sollen ein Bauelement sowie ein Herstellungsverfahren angegeben werden, die jeweils dazu beitragen, dass Betonkonstruktionen möglichst materialschonend und/oder gewichtsparend, aber gleichwohl ausreichend stabil bereitgestellt werden können. Darüber hinaus sollen die Bauelemente vorteilhaft schnell bereitstellbar sein.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einem mehrschichtigen Bauelement, einem Verfahren sowie einer Verwendung gemäß den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
Hierzu trägt ein mehrschichtiges Bauelement für eine (Beton-)Decke bei, aufweisend mindestens drei übereinander angeordnete Schichten, wobei eine erste Schicht mit einer ersten Schale und eine zweite Schicht mit einer zweiten Schale gebildet sind, wobei in einer zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht gebildeten Zwischenschicht mindestens ein Textilbetonstreifen mit mindestens einer textilen Bewehrung verläuft und wobei der Verlauf des mindestens einen Textilbetonstreifens so geformt ist, dass damit eine Schichtdicke der Zwischenschicht einstellbar ist und dass in der Zwischenschicht mindestens ein Hohlraum gebildet ist.
Das mehrschichtige Bauelement ist für die Bereitstellung einer Decke, insbesondere einer Betondecke geeignet. Beispielsweise können mehrere Bauelemente nebeneinander angeordnet und miteinander verbunden genutzt werden, um eine (Beton-)Decke herzustellen. Darüber hinaus kann das mehrschichte Bauelement auch bei (Beton-)Wänden oder (Beton-)Böden bzw. (Beton-)Bodenplatten zur An- wendung kommen. Beispielsweise kann das Bauelement auch in Wänden, wie etwa Kellerwänden eingesetzt werden. Bei dem mehrschichtigen Bauelement handelt es sich jedoch bevorzugt um ein mehrschichtiges Deckenelement. Alternativ oder kumulativ kann es sich bei dem mehrschichtigen Bauelement um eine modulares, mehrschichtiges Bauelement handeln. Dabei können insbesondere die einzelnen Schichten modular bereitstellbar sein bzw. bereitgestellt werden. Dies kann mit anderen Worten insbesondere so beschrieben werden, dass das mehrschichtige Bauelement modular gebildet sein kann. Insbesondere können die erste Schale und/oder die zweite Schale und/oder der mindestens eine Textilbetonstreifen modular bereitgestellt werden.
Das Bauelement weist mindestens drei übereinander angeordnete Schichten auf. In der Regel ist die erste Schicht unterhalb der Zwischenschicht und unterhalb der zweiten Schicht angeordnet. Insbesondere ist die Zwischensicht in vertikaler Richtung zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht liegend angeordnet. Es können grundsätzlich auch mehr als drei Schichten vorhanden bzw. gebildet sein. Beispielsweise können auch eine vierte oder fünfte Schicht gebildet sein. In diesem Zusammenhang kann die vierte Schicht beispielhaft ebenfalls eine Zwischenschicht darstellen, in der mindestens ein Textilbetonstreifen mit mindestens einer textilen Bewehrung gemäß der hier vorgestellten Lösung verläuft. Dabei kann die fünfte Schicht mit einer dritten Schale gebildet sein.
Bei dem Bauelement sind eine erste Schicht mit einer ersten Schale und eine zweite Schicht mit einer zweiten Schale gebildet. Die erste Schale kann in der Form einer Platte gebildet sein. Die zweite Schale kann in der Form einer Platte gebildet sein. Unter einer Platte ist hier insbesondere ein Element zu verstehen, dessen Dicke bzw. Höhe deutlich geringer (mindestens um das Zweifache geringer) ist als dessen Länge und/oder Breite. Die erste Schale und/oder die zweite Schale können (jeweils) mit Beton gebildet sein. Vorzugsweise können die erste Schale und/oder die zweite Schale (jeweils) zumindest teilweise (oder vollständig) mit Textilbeton gebildet sein. Als Textilbeton kann hier besonders vorteilhaft Carbonbeton bzw. mit Kohlenstofffasern verstärkter Beton zur Anwendung kommen. Die erste Schale und/oder die zweite Schale können (jeweils) gegossen oder extrudiert geformt sein bzw. werden. Beispielsweise können zumindest die erste Schale oder die zweite Schale als Textilbeton mit mindestens einer textilen Bewehrung gebildet sein bzw. werden. Die textile Bewehrung kann zumindest teilweise mit Fasern aus Glas, Aramid, Basalt oder Kohlenstoff gebildet sein. Die textile Bewehrung ist vorzugsweise zumindest teilweise mit Carbon bzw. mit Kohlenstofffasern gebildet. Die textile Bewehrung kann in der Art eines vorgefertigten, insbesondere vorimprägnierten Gitternetzes (engl.: grid) bereitgestellt werden. Die textile Bewehrung kann beispielsweise als flexibles, vorimprägniertes Textil bereitgestellt werden. Als Imprägnierung kann vorteilhafterweise ein Polymermaterial zum Einsatz kommen. Für eine flexible Imprägnierung kann zum Beispiel Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) zum Einsatz kommen. In zumindest der ersten Schale oder der zweiten Schale können mehrere textile Bewehrungen, wie beispielsweise mindestens zwei oder genau zwei textile Bewehrungen angeordnet sein. In zumindest der ersten Schale oder der zweiten Schale können beispielsweise eine obere textile Bewehrung und eine untere textile Bewehrung übereinander angeordnet sein. Dies kann vorteilhaft zur besseren Aufnahme der Zugkräfte, die sowohl auf der Unter- als auch auf der Oberseite der Schale auftreten, beitragen.
In einer zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht gebildeten Zwischenschicht verläuft mindestens ein Textilbetonstreifen mit mindestens einer textilen Bewehrung. Der Textilbetonstreifen kann beispielsweise als Carbonbetonstreifen bzw. als mit Kohlenstofffasern verstärkter Beton gebildet sein. Die textile Bewehrung kann zumindest teilweise mit Fasern aus Glas, Aramid, Basalt oder Kohlenstoff gebildet sein. Die textile Bewehrung ist vorzugsweise zumindest teilweise mit Carbon bzw. mit Kohlenstofffasern gebildet. Die textile Bewehrung kann in der Art eines vorgefertigten, insbesondere vorimprägnierten Gitternetzes (engl.: grid) bereitgestellt werden. Die textile Bewehrung kann beispielsweise als flexibles, vorimprägniertes Textil bereitgestellt werden. Für eine flexible Imprägnierung kann zum Beispiel Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) zum Einsatz kommen. In zumindest einem oder mehreren der Textilbetonstreifen kann bzw. können mehrere textile Bewehrungen, wie beispielsweise mindestens zwei oder genau zwei textile Bewehrungen angeordnet sein. In zumindest einem oder mehreren der Textilbetonstreifen kann bzw. können beispielsweise eine obere textile Bewehrung und eine un- tere textile Bewehrung übereinander angeordnet sein. Dies kann vorteilhaft zur besseren Aufnahme der Zugkräfte, die sowohl auf der Unter- als auch auf der Oberseite des Streifens auftreten, beitragen.
Der Verlauf des mindestens einen Textilbetonstreifens ist so geformt, dass damit eine Schichtdicke der Zwischenschicht einstellbar ist und dass in der Zwischenschicht mindestens ein Hohlraum gebildet ist. Der mindestens eine Textilbetonstreifen kann (hierzu) beispielsweise gebogen bzw. mit mindestens einem Bogen durch die Zwischenschicht verlaufen. Der mindestens eine Textilbetonstreifen kann dabei um mindestens eine sich parallel zu den Schichten erstreckenden Achse gebogen verlaufen. Der Verlauf bezeichnet insbesondere die Erstreckung des Streifens entlang seiner Längsrichtung. Es kann beispielsweise (alternativ oder kumulativ) vorgesehen sein, dass zumindest einer der Textilbetonstreifen die Form eines insbesondere gerade verlaufenden Stabes mit beispielsweise einem eckigen oder W-Profil-förmigen Querschnitt aufweist. Weiterhin kann der Verlauf des Textilbetonstreifens beispielhaft die Form eines W-Profils beschreiben.
Insbesondere handelt es sich bei dem mindestens einen Textilbetonstreifen um einen umgeformten Textilbetonstreifen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem mindestens einen Textilbetonstreifen um einen zur Einstellung des Verlaufs umgeformten Textilbetonstreifen. Dies kann mit anderen Worten insbesondere auch so beschrieben werden, dass der Textilbetonstreifen zunächst geformt, wie etwa extrudiert wurde und zur Ausbildung seines Verlaufs umgeformt wurde. Der Hohlraum kann zumindest teilweise mit einem Dämmstoff gefüllt sein und/oder einen Kanal für Kabel oder Rohre bilden oder beinhalten. Grundsätzlich ist es jedoch nicht vorgesehen, dass der Hohlraum mit schweren Füllstoffen, wie etwa Beton gefüllt wird.
In vorteilhafter Weise kann das hier beschriebene Bauelement den Bau von Deckenstrukturen ermöglichen, die im Vergleich zu Stahlbetondecken deutlich leichter sind. Insbesondere können entsprechende Decken im Vergleich zum Stahlbeton ca. 80 % weniger Gewicht aufweisen. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann das hier beschriebene Bauelement die vorteilhaften Materialeigenschaften von Carbonbeton in Kombination mit einem Extrusionsprozess nutzen, um eine völlig neue Bauweise von Deckenstrukturen mit minimalen Materialeinsatz zu ermöglichen.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der mindestens eine Textilbetonstreifen mäanderförmig oder wellenförmig in der Zwischenschicht verläuft. Der Textilbetonstreifen kann dabei einen oder mehrere Wellenberge und ein oder mehrere Wellentäler ausbilden. Im Bereich der Wellenberge und/oder Wellentäler können Lasteinleitungsbereiche gebildet sein. Im Bereich der Wellenberge und/oder Wellentäler können der mindestens eine Textilbetonstreifen und die Schalen miteinander verbunden, wie etwa verklebt oder verschraubt sein.
Der Verlauf des mindestens einen Textilbetonstreifens kann beispielsweise mindestens eine vordefinierbare Krümmung und/oder Biegung aufweisen bzw. beschreiben. Der mindestens eine Textilbetonstreifen kann um mindestens eine sich parallel zu den Schichten erstreckenden Achse gekrümmt bzw. gebogen verlaufen. Beispielhaft kann mindestens ein Maximum des Verlaufs mit einer der Schalen und mindestens ein Minimum des Verlaufs mit einer gegenüberliegenden der Schalen verbunden sein bzw. diese kontaktieren. Zum Beispiel kann der Verlauf des mindestens einen Textilbetonstreifens gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante so (um-)geformt sein, dass der (jeweilige) Textilbetonstreifen bzw. dessen Verlauf mindestens eine Parabel beschreibt bzw. dieser folgt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann der Verlauf des mindestens einen Textilbetonstreifens beispielsweise so (um-)geformt sein, dass der (jeweilige) Textilbetonstreifen bzw. dessen Verlauf eine Kettenlinie beschreibt bzw. dieser folgt. Insbesondere kann der Verlauf des mindestens einen Textilbetonstreifens beispielsweise so (um-)geformt sein, dass eine in den Textilbetonstreifen eingeleitete Last mit einem möglichst geringen Moment übertragen werden kann bzw. übertragbar ist. Hierzu ist ein Verlauf, welcher im Wesentlichen einer Kettenlinie folgt, besonders vorteilhaft. Eine Kettenlinie (auch Seilkurve, Katenoide oder Kettenkurve; engl.: catenary oder funicular curve) ist eine mathematische Kurve, die den Durchhang einer an ihren Enden aufgehängten Kette unter dem Einfluss der Schwerkraft beschreibt. Es handelt sich dabei um eine elementare mathematische Funktion, den Cosinus hyperbolicus. Der Verlauf des mindestens einen Textilbetonstreifens kann (somit) beispielhaft einen Cosinus hyperbolicus beschreiben bzw. diesem folgen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der mindestens eine Textilbetonstreifen mindestens einen ersten Textilbetonstreifen und einen zweiten Textilbetonstreifen umfasst, wobei der erste Textilbetonstreifen und der zweite Textilbetonstreifen quer zueinander ausgerichtet in der Zwischenschicht verlaufen. Insbesondere können der erste Textilbetonstreifen und der zweite Textilbetonstreifen senkrecht zueinander ausgerichtet in der Zwischenschicht verlaufen. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn zumindest mehrere, mit einem vordefinierbaren ersten Abstand zueinander parallel verlaufende erste Textilbetonstreifen oder mehrere, mit einem vordefinierbaren zweiten Abstand zueinander parallel verlaufende zweite Textilbetonstreifen in der Zwischenschicht angeordnet sind.
Nach einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Textilbetonstreifen jeweils wellenförmig in der Zwischenschicht verlaufen, wobei mindestens ein Wellental eines der Textilbetonstreifen und ein Wellenberg eines anderen der Textilbetonstreifen einander überlappen. Es können zum Beispiel mehrere oder alle (innenliegenden, d.h. nicht an einem Randbereich endenden) Wellentäler eines der Textilbetonstreifen jeweils mit einem Wellenberg eines anderen der Textilbetonstreifen überlappend angeordnet sein. Die Textilbetonstreifen können insbesondere in der Art eines Flechtwerks oder zu einem geflochtenen Netz angeordnet und ausgerichtet sein.
Nach einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Textilbetonstreifen jeweils gemeinsam mit deren textiler Bewehrung extrudiert sind. Die Extrusion kann in vorteilhafter Weise eine schnelle Produktion der Bauelemente im Anlagemaßstab ermöglichen.
Nach einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Bauelements angegeben, aufweisend zumindest folgende Schritte: a) Bereitstellen einer ersten Schale, b) Bereitstellen mindestens eines Textilbetonstreifens, durch gemeinsames Extrudieren von Beton mit mindestens einer textilen Bewehrung, c) Umformen des mindestens einen, extrudierten Textilbetonstreifens, d) Anordnen des mindestens einen, umgeformten Textilbetonstreifens auf der ersten Schale, e) Bereitstellen einer zweiten Schale und Anordnen der zweiten Schale auf dem mindestens einen Textilbetonstreifen.
Die angegebene Reihenfolge der Schritte a), b) und c) ist beispielhaft und kann zur Durchführung des Verfahrens zum Beispiel zumindest einmal in der angegebenen Reihenfolge durchlaufen werden. Darüber hinaus kann zumindest ein Teil der Schritte a), b), c), d) und e), insbesondere das Bereitstellen gemäß den Schritten a), b) und e) zumindest teilweise parallel oder gleichzeitig durchgeführt werden.
Das Verfahren kann zur Herstellung eines hier beschriebenen, mehrschichtigen Bauelements durchgeführt werden. In der Serie kann das Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von entsprechenden Bauelementen vielfach wiederholt durchgeführt werden. Das Verfahren kann vorzugsweise zumindest teilweise automatisiert durchgeführt werden.
Das Umformen gemäß Schritt c) kann so erfolgen, dass der mindestens eine, extrudierte Textilbetonstreifen mäanderförmig oder wellenförmig verläuft. Es können in Schritt d) zwei verschiedene, jeweils extrudierte und umgeformte Textilbetonstreifen quer zueinander auf der ersten Schale angeordnet werden. Die verschiedenen, jeweils extrudierten und umgeformten Textilbetonstreifen können beispielsweise eine Struktur für die Zwischenschicht bilden. Die Struktur kann vorteilhafterweise symmetrisch gebildet werden. Die Struktur kann in der Art eines Flechtwerks gebildet werden oder ein geflochtenes Netz darstellen.
Die im Zusammenhang mit dem Bauelement erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Verfahren auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen. Nach einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung von extrudierten und umgeformten Textilbetonstreifen mit textiler Carbon-Bewehrung zur beabstandeten Verbindung zweier Schalen eines mehrschichtigen Beton-Bauelements angegeben.
Die im Zusammenhang mit dem Bauelement und/oder dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei der hier vorgestellten Verwendung auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen beispielhaft und schematisch:
Fig. 1 : eine Ausführungsvariante eines hier beschriebenen, mehrschichtigen Bauelements in teilweise geschnittener, perspektivischer Darstellung, und
Fig. 2: eine weitere Ausführungsvariante eines hier beschriebenen, mehrschichtigen Bauelements in geschnitten dargestellter Seitenansicht. Fig. 1 zeigt schematisch ein Beispiel für ein hier beschriebenes, mehrschichtiges Bauelement 1 für eine Betondecke. Das Bauelement 1 weist mindestens drei übereinander angeordnete Schichten 2, 3, 4 auf, wobei eine erste Schicht 2 mit einer ersten Schale 5 und eine zweite Schicht 3 mit einerzweiten Schale 6 gebildet sind.
Beispielhaft können die erste Schicht 2 und die zweite Schicht 3 in der Form von Platten gebildet sein. In einer beispielhaften Ausführungsform können sich somit außen zwei flache, parallele Textilbetonplatten befinden. Die Dicke (Höhe) der ersten Schale 2 kann eine erste Schichtdicke 15 definieren. Die Dicke (Höhe) der zweiten Schale 3 kann eine zweite Schichtdicke 16 definieren. Die Platten bzw. Schalen 2, 3 können zum Beispiel eine Dicke von (nur) ca. 3 cm [Zentimeter] aufweisen und somit ein entsprechendes Maß für die erste Schichtdicke 15 und die zweite Schichtdicke 16 definieren.
Beispielsweise können die erste Schale 5 und/oder die zweite Schale 6 als Textilbeton mit mindestens einer textilen Bewehrung gebildet sein. Zum Beispiel können die erste Schale 5 und/oder die zweite Schale 6 jeweils zwei oder mehr Lagen einer Textilbewehrung beinhalten. Die Textilbewehrung kann mit Carbon gebildet sein. Als Textilbeton für die erste Schale 5 und/oder die zweite Schale 6 kann (somit) beispielhaft und vorzugsweise Carbonbeton zum Einsatz kommen.
In einer zwischen der ersten Schicht 2 und der zweiten Schicht 3 gebildeten Zwischenschicht 4 verläuft mindestens ein Textilbetonstreifen 7, 8 mit mindestens einer textilen Bewehrung. Die Textilbetonstreifen 7, 8 sind hier beispielhaft so geformt (extrudiert), dass sie eine Streifenbreite 17 von ca. 6 cm und eine Dicke bzw. Höhe von ca. 1 cm aufweisen. Die Textilbetonstreifen 7, 8 weisen hier beispielhaft zwei Lagen einer Textilbewehrung auf. Die Textilbetonstreifen 7, 8 können mit den hier beispielhaft als Textilbetonplatten ausgeführten Schalen 5, 6 an den Auflageflächen verklebt oder verschraubt werden.
Der Verlauf des mindestens einen Textilbetonstreifens 7, 8 ist so geformt, dass damit eine Schichtdicke 14 der Zwischenschicht 4 einstellbar ist und dass in der Zwischenschicht 4 mindestens ein Hohlraum 9 gebildet ist. Die Schichtdicke 14 der Zwischenschicht 4 kann beispielsweise so eingestellt sein, dass diese eine (lichte) Höhe von ca. 24 cm aufweist. In dem mindestens einen Hohlraum 9 können zum Beispiel Materialien zur Wärme- oder Schalldämmung und/oder Leitungen und Rohre integriert werden.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist beispielhaft dargestellt, dass und ggf. wie der mindestens eine Textilbetonstreifen 7, 8 mäanderförmig oder wellenförmig in der Zwischenschicht 4 verlaufen kann. Beispielsweise kann der mindestens eine Textilbetonstreifen 7, 8 mindestens einen ersten Textilbetonstreifen 7 und einen zweiten Textilbetonstreifen 8 umfassen. Dabei können der erste Textilbetonstreifen 7 und der zweite Textilbetonstreifen 8 quer zueinander ausgerichtet in der Zwischenschicht 4 verlaufen, wie dies insbesondere aus der perspektivischen Ansicht gemäß Fig. 1 ersichtlich ist. Grundsätzlich sind der in den Figuren dargestellte Verlauf sowie die Anordnung und Ausrichtung der Textilbetonstreifen 7, 8 beispielhaft. Beispielsweise könnten die Textilbetonstreifen 7, 8 (alternativ) auch um 90 Grad gedreht angeordnet bzw. ausgerichtet sein.
Es können beispielhaft mehrere, mit einem vordefinierbaren ersten Abstand 10 zueinander parallel verlaufende erste Textilbetonstreifen 7 und/oder mehrere, mit einem vordefinierbaren zweiten Abstand 11 zueinander parallel verlaufende zweite Textilbetonstreifen 8 in der Zwischenschicht 4 angeordnet sein. Lediglich beispielhaft sind in der Darstellung gemäß Fig. 1 drei erste Textilbetonstreifen 7 und drei zweite Textilbetonstreifen 8 gezeigt. Insbesondere in Abhängigkeit der gewählten Dimension des Bauelements 1 sind natürlich auch deutlich mehr erste Textilbetonstreifen 7 und zweite Textilbetonstreifen 8 möglich.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist weiterhin beispielhaft dargestellt, dass und ggf. wie die Textilbetonstreifen 7, 8 jeweils wellenförmig in der Zwischenschicht 4 verlaufen können. Dabei können vorzugsweise mindestens ein Wellental 12 eines der Textilbetonstreifen 7 und ein Wellenberg 13 eines anderen der Textilbetonstreifen 8 einander überlappen. Es können beispielhaft, wie dies ebenfalls in Fig. 1 erkennbar ist, auch mehrere oder alle (innenliegenden, d.h. nicht an einem Randbereich endenden) Wellentäler 12 eines der Textilbetonstreifen 7, 8 jeweils mit einem Wellenberg 13 eines anderen der Textilbetonstreifen 8, 7 überlappend angeordnet sein. Fig. 2 zeigt beispielhaft einen Schnitt durch ein mehrschichtigen Bauelements 1 , wie es etwa in Fig. 1 gezeigt ist. Der Schnitt würde bei dem Bauelement 1 gemäß Fig. 1 parallel zur Elementbreite 19 und quer zur Elementlänge 18 verlaufen.
In Fig. 2 ist beispielhaft gezeigt, dass die Wellentäler 12 und Wellenberge 13 hier auch als Lasteinleitungsbereiche 20 fungieren können. Über die Wellenberge 13 kann eine beispielsweise auf die zweite Schicht 3 bzw. die zweite Schale 6 wirkende (Vertikal-)Last in die durch die Textilbetonstreifen 7, 8 gebildete Struktur der Zwischenschicht 4 eingeleitet werden. Über die Wellentäler 12 kann die in die durch die Textilbetonstreifen 7, 8 gebildete Struktur der Zwischenschicht 4 eingeleitete Last in die erste Schicht 2 bzw. die erste Schale 5 ein- bzw. abgeleitet werden. Vorzugsweise können die Lasteinleitungsbereiche 20 zumindest teilweise an übliche Betriebslasten des Bauelements 1 angepasst sein. Insbesondere kann zur Ausbildung eines jeweiligen Lasteinleitungsbereichs 20 eine Kontaktfläche zwischen der ersten Schale 5 und einem Abschnitt eines der Textilbetonstreifen 7, 8 oder zwischen der zweiten Schale 5 und einem Abschnitt eines der Textilbetonstreifen 7, 8 gebildet sein. Die Kontaktfläche, insbesondere deren Dimensionierung, kann an übliche Betriebslasten des Bauelements 1 angepasst sein.
Vorzugsweise können die Textilbetonstreifen 7, 8 jeweils gemeinsam mit deren textiler Bewehrung extrudiert sein. Dies kann dazu beitragen, das Herstellungsverfahren für das Bauelement 1 deutlich effizienter durchführen zu können. Somit kann in vorteilhafterweise mittels des Bauelements 1 ein Deckenelement unter Einsatz von modularen Extrusionsbauteilen bereitgestellt werden. Bei dem Deckenelement kann es sich um ein Hohlraum-Deckenelement handeln.
Zur Herstellung eines mehrschichtigen Bauelements 1 kann beispielsweise wie folgt vorgegangen werden: Es kann ein Bereitstellen einer ersten Schale 5 erfolgen. Es kann ein Bereitstellen mindestens eines Textilbetonstreifens 7, 8, durch gemeinsames Extrudieren von Beton mit mindestens einer textilen Bewehrung erfolgen. Es kann ein Umformen des mindestens einen, extrudierten Textilbetonstreifens 7, 8 erfolgen. Es kann ein Anordnen des mindestens einen, umgeformten Textilbetonstreifens 7, 8 auf der ersten Schale 5 erfolgen. Es kann ein Bereitstellen einer zweiten Schale 6 und Anordnen der zweiten Schale 6 auf dem mindestens einen Textilbetonstreifen 7, 8 erfolgen.
Das beschriebene Verfahren kann zur Herstellung eines hier auch beschriebenen, mehrschichtigen Bauelements 1 durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Umformen so erfolgen, dass der mindestens eine, extrudierte Textilbetonstreifen 7, 8 mäanderförmig oder wellenförmig verläuft. Das Umformen kann vorzugsweise so erfolgen, dass der jeweilige Textilbetonstreifens 7, 8 die Form einer Parabel oder Kettenlinie beschreibt bzw. aufweist.
Anhand der Darstellungen gemäß den Figuren 1 und 2 wird beispielhaft auch eine vorteilhafte Verwendung von extrudierten und umgeformten Textilbetonstreifen 7, 8 mit textiler Carbon-Bewehrung zur beabstandeten Verbindung zweier Schalen 5, 6 eines mehrschichtigen Beton-Bauelements 1 veranschaulicht.
Das Bauelement 1 kann in einer beispielhaften Ausführungsform zur Bereitstellung eines (modularen) Deckenelements beitragen. Das Bauelement 1 kann als Schalen 5, 6 zwei Platten aufweisen, die aus Textilbeton mit zwei Lagen Textilbewehrung hergestellt sind. Zwischen den Platten können extrudierte, mehr-lagig, insbesondere zwei-lagig bewehrte Textilbetonstreifen 7, 8 angebracht sein, die unmittelbar nach der Herstellung umgeformt wurden.
Die so entstehenden umgeformten Textilbetonstreifen 7, 8 können symmetrisch zwischen den beiden Platten bzw. Schalen 5, 6 angeordnet sein. Im umgeformten Zustand können die Textilbetonstreifen 7, 8 eine vorbestimmbare Licht-Höhe definieren. Die Verbindung zwischen den umgeformten Textilbetonstreifen 7, 8 und den Platten bzw. Schalen 5, 6 kann beispielhaft über einen Zwei-Komponenten Klebstoff oder durch eine Hülsen-Schraub-Verbindung erfolgen.
Alle Teile des Deckenelements bzw. Bauelements 1 , insbesondere zumindest die Textilbetonstreifen 7, 8 können mit einem Extruder hergestellt werden, wodurch eine schnellere Produktion möglich ist, und am gewünschten Ort modular zusammengesetzt werden. Das Deckenelement bzw. Bauelements 1 muss insbesondere nicht im Ganzen hergestellt werden. Aufgrund der vorteilhaft geformten Textilbe- tonstreifen 7, 8 können in vorteilhafter Weise geringe Materialstärken, insbesondere in der Zwischenschicht 4 realisiert werden. Gleichzeitig kann in vorteilhafter Weise eine höhere Zugfestigkeit durch die textile Verstärkung, wie beispielsweise durch die mehrlagige Textilbewehrung (zum Beispiel: zwei Lagen) erreicht werden. Somit können mit dem hier beschriebenen Bauelement 1 sowie dem hier beschriebenen Verfahren der Materialaufwand vorteilhaft verringert und damit Gewicht eingespart werden.
Eine entsprechend gebaute Decke kann in vorteilhafter Weise ca. 80 % Gewicht im Vergleich zu einer konventionellen Decke aus Stahlbeton einsparen.
Somit werden ein mehrschichtiges (modulares) Bauelement 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen (modularen) Bauelements 1 angegebenen, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen können. Insbesondere können hier ein Bauelement 1 sowie ein Herstellungsverfahren angegeben werden, die jeweils dazu beitragen, dass Betonkonstruktionen möglichst materialschonend und/oder gewichtsparend, aber gleichwohl ausreichend stabil bereitgestellt werden können. Darüber hinaus können die Bauelemente 1 vorteilhaft schnell bereitstellbar sein.
Bezugszeichenliste
1 Bauelement
2 erste Schicht
3 zweite Schicht
4 Zwischenschicht
5 erste Schale
6 zweite Schale
7 Textilbetonstreifen
8 Textilbetonstreifen
9 Hohlraum
10 erster Abstand
11 zweiter Abstand
12 Wellental
13 Wellenberg
14 Schichtdicke
15 Schichtdicke
16 Schichtdicke
17 Streifen breite
18 Elementlänge
19 Elementbreite
20 Lasteinleitungsbereich

Claims

Ansprüche Mehrschichtiges Bauelement (1 ) für eine Decke, aufweisend mindestens drei übereinander angeordnete Schichten (2, 3, 4), wobei eine erste Schicht (2) mit einer ersten Schale (5) und eine zweite Schicht (3) mit einer zweiten Schale (6) gebildet sind, wobei in einer zwischen der ersten Schicht (2) und der zweiten Schicht (3) gebildeten Zwischenschicht (4) mindestens ein Textilbetonstreifen (7, 8) mit mindestens einer textilen Bewehrung verläuft und wobei der Verlauf des mindestens einen Textilbetonstreifens (7, 8) so geformt ist, dass damit eine Schichtdicke (14) der Zwischenschicht (4) einstellbar ist und dass in der Zwischenschicht (4) mindestens ein Hohlraum (9) gebildet ist. Bauelement (1 ) nach Anspruch 1 , wobei der mindestens eine Textilbetonstreifen (7, 8) mäanderförmig oder wellenförmig in der Zwischenschicht (4) verläuft. Bauelement (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der mindestens eine Textilbetonstreifen (7, 8) mindestens einen ersten Textilbetonstreifen (7) und einen zweiten Textilbetonstreifen (8) umfasst und wobei der erste Textilbetonstreifen (7) und der zweite Textilbetonstreifen (8) quer zueinander ausgerichtet in der Zwischenschicht (4) verlaufen. Bauelement (1 ) nach Anspruch 3, wobei zumindest mehrere, mit einem vordefinierbaren ersten Abstand (10) zueinander parallel verlaufende erste Textilbetonstreifen (7) oder mehrere, mit einem vordefinierbaren zweiten Abstand (11 ) zueinander parallel verlaufende zweite Textilbetonstreifen (8) in der Zwischenschicht (4) angeordnet sind. Bauelement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Textilbetonstreifen (7, 8) jeweils wellenförmig in der Zwischenschicht (4) verlaufen und wobei mindestens ein Wellental (12) eines der Textilbetonstreifen (7) und ein Wellenberg (13) eines anderen der Textilbetonstreifen (8) einander überlappen. Bauelement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Textilbetonstreifen (7, 8) jeweils gemeinsam mit deren textiler Bewehrung extrudiert sind. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Bauelements (1 ), aufweisend zumindest folgende Schritte: a) Bereitstellen einer ersten Schale (5), b) Bereitstellen mindestens eines Textilbetonstreifens (7, 8), durch gemeinsames Extrudieren von Beton mit mindestens einer textilen Bewehrung, c) Umformen des mindestens einen, extrudierten Textilbetonstreifens (7, 8), d) Anordnen des mindestens einen, umgeformten Textilbetonstreifens (7, 8) auf der ersten Schale (5), e) Bereitstellen einer zweiten Schale (6) und Anordnen der zweiten Schale (6) auf dem mindestens einen Textilbetonstreifen (7, 8). Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Bauelements (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Umformen gemäß Schritt c) so erfolgt, dass der mindestens eine, extrudierte Textilbetonstreifen (7, 8) mäanderförmig oder wellenförmig verläuft. Verwendung von extrudierten und umgeformten Textilbetonstreifen (7, 8) mit textiler Carbon-Bewehrung zur beabstandeten Verbindung zweier Schalen (5, 6) eines mehrschichtigen Beton-Bauelements (1 ).
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