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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, die zur Herstellung von Betonbauteilen mit dem Verfahren verwendet werden kann. Es ist seit Langem bekannt, dass man der Anfälligkeit von Betonbauteilen bei auf sie wirkenden Zugkräften durch innerhalb der Betonbauteile wirkende Druckkräfte, die durch zuvor gespannte Zugelemente im Beton auf die ausgehärtete Betonmatrix übertragen werden, in Form der so genannten Spannbetonbauweise entgegen wirken kann. Dadurch kann man sowohl die Masse an benötigtem Beton und auch der einbetonierten Bewehrung reduzieren.
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In jüngerer Vergangenheit hat sich die Entwicklung von Betonbauteilen, bei denen die übliche Stahlbewehrung durch Faserverstärkung und hier insbesondere Kohlenstofffaserverstärkung ersetzt wird, forciert. Dadurch können bei gleicher Stabilität und Festigkeit kleiner dimensionierte Betonbauteile zur Verfügung gestellt werden. Bisher werden dabei mit Kohlenstofffasern gebildete textile Gebilde lediglich in eine Betonmatrix eingebettet, wobei die mit Spannbetonbauteilen erreichbaren Vorteile nicht in ausreichendem Maße ausgenutzt werden. Aus
DE 10 2004 033 015 A1 ist es zwar bekannt, vorgespannte Stäbe aus Kohlenstofffaserverbund CFK einzusetzen. Diese als Zuganker fungierenden Zugstäbe erreichen aber eine lokal relativ konzentrierte Zugkraftwirkung oder es muss eine große Anzahl solcher Verstärkungsstäbe eingesetzt werden, was wiederum den Verarbeitungsaufwand durch die vorgesehene Einzelanspannung der Stäbe erhöht.
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Aus der
EP 1 396 321 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Betonbauteilen mit gespannten Kohlenstofffasern bekannt geworden, bei dem eine Vielzahl von Anker mit Ankerhüllen verwendet werden, in denen von einer schnell aushärtenden Komponente infiltrierte, gefaltete Kohlenstofffaserstränge gehalten werden. Außerhalb eines Formwerkzeuges/Formkastens werden die Anker an zwei diametral angeordneten Stirnseiten des Formwerkzeuges in Löcher von je zwei Ankerbefestigungsscheiben eingeführt und festgeklemmt. Die Ankerbefestigungsscheiben befinden sich im Abstand von den seitlichen Wänden des Formwerkzeuges. Die Kohlenstofffasern werden mit Hilfe der Anker-Befestigungsscheiben außerhalb des Formwerkzeuges gespannt, in dem diese auseinander gedrückt werden. Das Verfahren ist sehr aufwendig.
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Aus der
US 3,041.702 A ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Spannbetonbauteilen aus Spannstahl beschrieben. Die Vorrichtung weist ein Formwerkzeug/Form mit Stirnwänden und Widerlagern sowie an den Widerlagern befestigte Aufnahmeelemente mit Durchbrechungen (Augenschrauben) auf, durch die die Spannstähle in einem Abstand zueinander geführt werden. Mit einer separaten Einrichtung werden die Spannstähle zueinander gespannt. Das Spannen der Spannstähle zueinander ist sehr aufwändig.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Möglichkeiten für eine einfache, gleichzeitige, gleichmäßige Vorspannung von vielen Faserbündeln und somit einer gleichmäßigeren Einleitung der Vorspannkräfte im Betonkörper zu schaffen, was zu einer Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit bei einer weiteren Steigerungsmöglichkeit des Vorspanngrades, bei gleichzeitiger möglicher Massereduzierung bei der Herstellung von Betonbauteilen führt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Die Verwendung einer an sich bekannten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist mit Anspruch 8 definiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Betonbauteilen, bei denen in eine Betonmatrix mittels Zugspannung vorgespannte Kohlenstofffasern mindestens eines textilen aus Kohlenstofffasern gebildeten textilen Gebildes eingebettet sind, wird mindestens ein textiles Gebilde, das mit Kohlenstofffaserbündeln (Rovings) oder anderen zugkraftbelastbaren Fasern gebildet ist, in ein Formwerkzeug eingelegt. Nachfolgend soll nur noch der Begriff Kohlenstofffaserbündel dafür genutzt werden.
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Die Kohlenstofffaserbündel werden in zwei in an zwei diametral angeordneten Stirnseiten des Formwerkzeuges angeordnete Aufnahmeelemente, die sich an den Stirnwänden des Formwerkzeugs abstützen oder mit diesem verbindbar sind, durch Durchbrechungen jeweils in einem Abstand zueinander eingeführt, so dass Hohlräume innerhalb des Aufnahmeelements mit einer schnellhärtenden viskose Masse auf mineralischer Basis oder einem schnellhärtenden Polymer ausgefüllt werden.
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Nach der Aushärtung der Masse oder des Polymers werden Zugkräfte an mindestens einer Stirnseite mit einer Zugvorrichtung in Längsachsrichtung der Kohlenstofffaserbündel an einem oder beiden Aufnahmeelement(en) aufgebracht. Bei den wirkenden Zugkräften wird das Innere des Formwerkzeugs mit viskosem Beton vollständig ausgefüllt.
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Nach dem Aushärten des Betons wird die Zugkraftwirkung aufgehoben und das Betonbauteil entformt.
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Wirken Zugkräfte lediglich an einem der beiden Aufnahmeelemente wird das jeweils andere Aufnahmeelement in einer festen Einspannung gehalten.
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Als schnellhärtende Masse kann beispielsweise Polymerbeton und als schnellhärtendes Polymer ein Epoxidharz, wie es bereits bei der Herstellung von Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen eingesetzt wird, eingesetzt werden. Bei Einsatz eines Polymers kann es vorteilhaft sein, innere Oberflächen der Aufnahmeelemente mit einem Trennmittel, z.B. mit Silikonöl zu beschichten.
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Masse oder Polymer sollten einen guten Formschluß zu den Aufnahmeelementen ermöglichen, um eine möglichst gleichmäßige Eintragung der Zugkräfte entlang der inneren Oberfläche der Aufnahmeelemente zu ermöglichen. Die innere Oberfläche kann rau oder profiliert ausgebildet sein, so dass die einzuleitenden Spannkräfte aus der Matrix gleichmäßiger in die Wände der Aufnahmeelemente weiter geleitet werden können und eine Überbeanspruchung vermieden werden kann, so dass eine Verkürzung der Verankerungslänge in den Aufnahmeelementen erreichbar ist.
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Die Aushärtung der Masse oder eines Polymers sollte nach maximal 1 Stunde abgeschlossen sein. Diese Zeit ist erheblich kürzer, also mehrere Stunden kleiner als der Beton im Formwerkzeug zum Aushärten benötigt.
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Nach dem Aushärten der Matrix in den Aufnahmeelementen, sollten die mit Klemmelementen oder Druckstempel aufgebrachten Druckkräfte weiter erhöht werden. Die dazu angewandten Druckkräfte sollten in Abhängigkeit der Länge der Kohlenstofffaserbündel innerhalb der Aufnahmeelemente und/oder der Gesamtlänge der Kohlenstofffaserbündel des textilen Gebildes gewählt werden, wobei die Druckkraft mindestens 10 % der Längszugkräfte, die zum Anspannen angesetzt werden, betragen sollte.
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Im Anschluss daran können die höheren zum Verspannen der Kohlenstofffaserbündel genutzten Zugkräfte an dem mindestens einen Aufnahmeelement wirken. Dies können mittels Hydraulik-, Pneumatikzylinder, einen Schrauben- oder einem anderen Linearantrieb aufgebracht werden. Die jeweils gewählte Mindestzugkraft sollte 60 % - 90 % der zulässigen Zugfestigkeit der Kohlefaserbündel erreichen. Dabei sollten die für die Konstruktion des jeweiligen Betonbauelements berücksichtigten Belastungen berücksichtigt und die Belastbarkeit der Kohlenstofffasern maximal ausgenutzt werden.
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Zumindest der Bereich des textilen Gebildes, der in die Aufnahmeelemente eingesetzt worden ist, sollte bevorzugt mit Epoxid oder anderen Lösungen, die eine dauerhafte Umschließung der Fasern und Kraftschlüssigkeit garantieren, getränkt worden sein.
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Ebenso sollte der Beton mit Werkzeugen, die eine porenfreie Ummantelung der Faserbündel garantieren in das Formwerkzeug eingeführt werden, bevor er innerhalb des Formwerkzeuges aushärtet bzw. abbindet.
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Insbesondere bei langen Formwerkzeugen kann es sinnvoll sein, innerhalb des Formwerkzeugs Distanz- oder Positionierelemente anzuordnen mit denen eine oder mehrere Lage(n) eines textilen Gebildes in der gewünschten Position gehalten werden kann/können.
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Vorteilhaft sollten zumindest während des Befüllens der Hohlräume im Aufnahmeelement, bevorzugt auch bis nach der Aushärtung der Masse bzw. des Polymers an mindestens zwei diametral gegenüberliegend angeordneten Seiten des Aufnahmeelements Druckkräfte, die zumindest nahezu senkrecht in Bezug zu den Längsachsen der Kohlenstofffaserbündel wirken, ausgeübt werden. Dafür können geeignete Druckstempel oder Klemmelemente, die von zwei Seiten angreifen eingesetzt werden. Auch dadurch kann gesichert werden, dass zwischen den Oberflächen der Kohlenstofffasern und der Masse bzw. dem Polymer eine ausreichend feste stoffschlüssige Verbindung ausgebildet werden kann.
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Die Kohlenstofffaserbündel können innerhalb des Aufnahmeelements mit Abstandshaltern und/oder Querklemmelementen positioniert gehalten werden. Abstandshalter können dabei vorteilhaft parallel zur Längsachse der Kohlenstofffaserbündel und Querklemmelemente senkrecht zu dieser Richtung ausgerichtet sein, was sich insbesondere vorteilhaft bei Einsatz Kohlenstofffasergelegen, als ein besonders geeignetes Beispiel für ein textiles Gebilde, auswirkt.
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Bei vielgestaltig ausgebildeten Betonbauteilen kann es erforderlich sein, die mit den vorgespannten Kohlenstofffaserbündeln erreichbaren Druckkräfte lokal definiert in verschiedenen Achsrichtungen wirken zu lassen. Insbesondere in diesen Fällen kann es günstig sein, wenn an mindestens einer Stirnseite des Formwerkzeugs mehrere bevorzugt gelenkig miteinander verbundene Aufnahmeelemente angeordnet werden, an denen dann bevorzugt Zugkräfte in verschiedene Achsrichtungen auf Aufnahmeelemente und demzufolge auch die Kohlenstofffaserbündel in der jeweiligen gewählten Längsachsrichtung der Kohlenstofffaserbündel gewählten Richtung wirken.
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Zusätzlich zum Stoffschluss, der zwischen den Oberflächen der Kohlenstofffasern und der ausgehärteten Masse bzw. dem ausgehärteten Polymer sollte auch ein gewisses Maß von Formschluss erreicht werden können. Dazu können Kohlenstofffaserbündel in einen in Bezug zu einer Ebene in mindestens einer Richtung gebogenes Aufnahmeelement und/oder Formwerkzeug eingeführt und darin fixiert werden. Die Kohlenstofffaserbündel vollziehen dadurch innerhalb des so gebogenen Aufnahmeelements und/oder Formwerkzeugs mindestens einen Richtungswechsel. Sie können aber auch mehrfach gebogen durch ein Aufnahmeelement durch ein Aufnahmeelement geführt und dann dort in der ausgehärteten Masse oder dem Polymer entsprechend fixiert werden.
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Bei so gebogen ausgebildeten Aufnahmeelementen können Druckkräfte mit entsprechend konturiert ausgebildeten Druckstempeln oder Klemmelementen auf die äußere Wandung der Aufnahmeelemente ausgeübt werden. Es können auch mehrere Druckstempel oder Klemmelemente, die nebeneinander angeordnet sind, genutzt werden.
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Mittels Klemmelementen oder Druckstempeln können Kohlenstofffaserbündel in den Durchbrechungen infolge wirkender Druckkräfte fixiert werden. Nach der Fixierung kann eine Zugkraft wirken, mit der die Kohlefaserbündel straff gezogen werden können. Diese Zugkraft sollte deutlich geringer sein, als die Zugkräfte, die nach dem Erstarren bzw. der Aushärtung der Masse oder des Polymers innerhalb der Aufnahmeelemente an den Aufnahmeelementen und den Kohlenstofffaserbündeln wirken, wenn der Beton in das Formwerkzeug eingefüllt wird. Sie dient lediglich zum gerade Ausrichten des Kohlefaserbündelgebildes.
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Vorteilhaft sind die Aufnahmeelemente aus mindestens zwei Teilen, die gegeneinander gepresst werden können, gebildet, wodurch das Einführen und Fixieren der Kohlenstofffaserbündel erleichtert werden kann. Dabei entstehen Durchbrechungen, durch die Kohlenstofffaserbündel hindurchgeführt werden. Diese Durchbrechungen können spaltförmig sein und bevorzugt senkrecht zur Richtung in der Zugkräfte auf Kohlenstofffaserbündel wirken bzw. senkrecht zur Längsachse der Kohlenstofffaserbündel ausgerichtet sein. Dadurch ist es möglich, alle in das jeweilige Aufnahmeelement eingeführten Kohlenstofffaserbündel einer Lage eines textilen Gebildes bzw. einer Ebene mit einer einzigen spaltförmigen Durchbrechung zu fixieren. Dabei können die Ober- und/oder Unterseite mit einem Klemmbelag versehen sein.
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Sollten mehrere Lagen eines textilen Gebildes für die Herstellung eines Betonbauteils genutzt werden, können mehrfach geteilte Aufnahmeelemente mit jeweils einer Anzahl ein einzelnen Teilen, die übereinander angeordnet werden, gewählt werden, die um den Wert 1 größer als die Anzahl der Lagen textiler Gewebe ist.
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Zur Erhöhung bzw. dem Erreichen eines Formschlusses können die Oberflächen von Kohlenstofffasern zumindest im Bereich mit dem sie innerhalb eines Aufnahmeelements angeordnet sind, eine aufgeraute Oberfläche aufweisen. Dazu können vorteilhaft auch Partikel, insbesondere mineralische Partikel, z.B. Quarzsand zumindest innerhalb der Aufnahmeelemente auf die Oberfläche von Kohlenstofffasern aufgebracht und dort fixiert werden.
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An den Durchbrechungen, die an der Stirnseite der Aufnahmeelemente, die in Richtung Formwerkzeug weist und durch die Kohlenstofffaserbündel die Aufnahmeelemente eingeführt sind, kann jeweils ein Klemmbelag aus einem bevorzugt elastomeren Material vorhanden sein. Ein solcher Klemmbelag kann zur schonenden Führung der Kohlenstofffaserbündel und zur Abdichtung ausgenutzt werden.
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Nach dem Aushärten des Betons im Formwerkzeug, was 12 Stunden bis hin zu 7 Tagen dauern kann, kann die Zugkraftwirkung auf die Aufnahmeelemente und die Kohlenstofffaserbündel aufgehoben werden. Nach der Entlastung kann die Vorspannkraft innerhalb des Betonbauteils zur Erhöhung der erreichbaren Zugfestigkeit in analoger Form zu den bekannten Spannbetonelementen mit Stahlelementen ausgenutzt werden.
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Durch die Vorspannung der Kohlenstofffasern innerhalb der ausgehärteten Betonmatrix werden nach dem Abtrennen oder Zerteilen des Betonbauteils mittels eines Trennverfahrens Spannkräfte in Form von Druckspannungen in den Beton eingeleitet. Bei auftretenden Gebrauchslastfällen kann Rissfreiheit des Betonbauteils eingehalten werden. Dies kann auch bei vollständig oder teilweise gewölbt ausgebildeten Betonbauelementen gesichert werden.
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Die Gesamtdicke eines erfindungsgemäß hergestellten Betonbauelements sollte mindestens der Vierfachen Dicke der einen oder der Summe der Dicke der Lagen an textilem Gebilde betragen, um eine ausreichende Überdeckung der Kohlenstofffasern des/der textilen Gebilde(s) mit Betons zu erreichen.
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Bei einer Lage und einer mittleren Dicke eines Kohlenstofffaserbündels von 1,5 mm sollte eine Überdeckung in der letzten Lage zum Betonrand von 6 mm eingehalten werden. Es sollte eine Einhaltung eines Bewehrungsgrades von minimal 0,5 % bis 8 % des Betonquerschnitts berücksichtigt werden. In jedem Fall sollten Lunker innerhalb des Betons vermieden werden.
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So können Betonbauelemente mit einer Zug- bzw. Druckfestigkeit hergestellt werden, die eine zehnfach höhere Festigkeit, als die Holzzug- und Holzdruckfestigkeit erreichen und dabei in der Nähe der Festigkeit von Stahlbauteilen liegen.
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Mit ein oder mehreren übereinander in vorgebbaren Abständen zueinander und zu den äußeren Oberflächen eines Betonbauteils angeordneten Lagen eines textilen Gebildes innerhalb der Aufnahmeelemente und des Formwerkzeugs, die im Beton eingebettet sind, ist es möglich an beliebiger Position abgelängte Streifen eines textilen Gebildes zur Aufnahme temporär aufgebrachter äußerere Zugkräfte auf textile Gebilde mit geordneter Lage und Ausrichtung mit Zugkräften vorzuspannen. Erfindungsgemäß hergestellte Betonbauteile können die Spannkräfte auch nach einem Zerteilen eines Betonbauteiles in mehrere einzelne kleinere Bauteile ausgenutzt werden, auch wenn die Zerteilung in einem Winkel ungleich 90° zur Längsachse von Kohlenstofffaserbündeln erfolgt ist.
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Wie bereits erwähnt, können vorteilhaft Gelege als textile Gebilde eingesetzt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit Gewebe, Gestricke oder Gewirke dafür einzusetzen.
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Die erfindungsgemäße Herstellung kann industriell an einem Standort aber auch vor Ort also unmittelbar auf einer Baustelle erfolgen.
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Es können Betonbauteile hergestellt werden, die sehr schlank, leicht, steif und formstabil sind. Der Bedarf an Beton kann erheblich reduziert werden, so dass eine Masseeinsparung von 50 % bis 80 % im Vergleich zu entsprechenden Stahlbetonbauteilen bei gleicher Tragfähigkeit und Festigkeit erreicht werden.
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Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden. Dabei sind die einzelnen Merkmale, die in den Figuren oder Beispielen erkennbar und erläutert unabhängig von der jeweiligen Figur oder Beispiel miteinander kombinierbar.
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Dabei zeigen:
- 1 in einer Aufsicht ein Beispiel einer Vorrichtung, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann;
- 2 ein Detail B aus 1;
- 3 den Schnitt A-A aus 1;
- 4 den Schnitt C-C aus 1;
- 5 ein Beispiel einer Vorrichtung, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann, und bei der Zugkräfte in verschiedenen Achsrichtungen wirken;
- 6 eine Aufsicht auf einen Teil eines Aufnahmeelements mit einer angreifenden Zugvorrichtung;
- 7 einen Schnitt D-D aus 6;
- 8 eine Seitenansicht auf einen Teilbereich eines Beispiels einer Vorrichtung, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann und
- 9 den Schnitt E-E aus 8.
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In 1 ist in einer Aufsicht ein Teil eines Beispiels einer Vorrichtung gezeigt, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann. Dabei ist in der Darstellung an einer Stirnwand eines Formwerkzeugs 4 ein Aufnahmeelement 1 angeordnet, das sich an dieser Stirnseite abstützt und/oder das Formwerkzeug 4 abschließt/abdichtet. In analoger Form ist an der gegenüberliegend angeordneten Stirnseite ein zweites Aufnahmeelement 1 vorhanden, das hier jedoch nicht dargestellt ist.
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An der Stirnseite 2 des Aufnahmeelements 1, die an der Stirnwand des Formwerkzeugs 4 angeordnet ist, sind Durchbrechungen 3 vorhanden, durch die Kohlenstofffaserbündel 8 eines mit Kohlenstofffasern gebildeten Geleges in das Innere des Aufnahmeelements 1 geführt sind. Im Aufnahmeelement 1 sind zusätzlich Abstandshalter 5 für die Kohlenstofffaserbündel 8 des Geleges vorhanden. An zwei gegenüberliegenden Seiten des Aufnahmeelements 1 greifen Querklemmen 6 an, mit denen Druckkräfte, die auf die entsprechenden Außenwände des Aufnahmeelements 1 wirken, aufgebracht werden können.
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In den Durchbrechungen 3 ist jeweils ein Klemmbelag aus einem Elastomer vorhanden. Die Klemmbeläge dichten das Aufnahmeelement 1 gegen das Innere des Formwerkzeugs 4 ab und üben eine Klemmwirkung auf die Kohlenstofffaserbündel 8 aus. Mit Hilfe dieser Klemmwirkung kann ein geringfügiges Vorspannen der Kohlenstofffaserbündel 8 innerhalb des Aufnahmeelements 1 erreicht werden, wenn das Aufnahmeelement 1 mit einem Schraubantrieb oder einem Druckzylinder 7 hier nach links gezogen wird.
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Nach Erreichen eines gewissen Maßes an Vorspannung der Kohlenstofffaserbündel 8 innerhalb des Aufnahmeelements 1 können die Hohlräume mit Polymerbeton als viskose Masse auf mineralischer Basis in geeigneter viskoser Konsistenz ausgefüllt werden. Nach ca. einer Stunde ist der Polymerbeton ausreichend ausgehärtet und weist eine Festigkeit auf, mit der ein sicherer Stoffschluss zwischen Polymerbeton und Kohlenstofffaserbündeln 8 erreicht werden kann. Nun können nach Anziehen des Druckzylinders 7 die Kohlefaserbündel 8 gespannt werden. Danach kann das Innere des Formwerkzeugs 4, durch das die Kohlenstofffaserbündel 8 des Geleges bis in das andere Aufnahmeelement 1 (nicht gezeigt) geführt sind, vollständig mit Beton befüllt werden, so dass möglichst keine Lunker gebildet werden.
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Bereits vor dem Befüllen des Formwerkzeugs 4 mit dem Beton werden die Kohlenstofffaserbündel 8 durch Betätigung der Zylinder 7 mit wirkenden Zugkräften beaufschlagt. Dabei wird das jochförmige Element 9 und einen Bolzen 10, der aber auch ein Flansch sein kann, die mit dem Aufnahmeelement 1 verbunden sind, in die vom Formwerkzeug 4 weg weisende Richtung bewegt. Die dabei auf die Kohlenstofffaserbündel 8 zumindest im Inneren des Formwerkzeuges 4 wirkenden Zugkräfte liegen dann z.B. bei 50 mm2 Faserquerschnitt im Bereich 50 kN bis 100 kN.
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Es kann ausreichend sein, wenn diese Vorspannkräfte lediglich von einer Seite aufgebracht werden und die Zugkräfte lediglich an einem Aufnahmeelement 1 wirken, während das jeweils andere Aufnahmeelement 1 fest gehalten wird.
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Die 2 zeigt ein Detail aus 1 in vergrößerter Form. Die Stirnseite 2 des Aufnahmeelements 1 schliesst an der Stirnwand des Formwerkzeugs 4 ab, um ein Ausfliessen des Betons aus dem Formwerkzeug später zu verhindern. In dieser Stirnseite 2 sind die Durchbrechungen 3, in denen jeweils ein Klemmbelag aufgenommen ist, ausgebildet, durch die Kohlenstofffaserbündel 8, die durch das Formwerkzeug 4 geführt, und von dort in das Innere des Aufnahmeelements 1 geführt sind. Ein Klemmbelag kann beispielsweise aus Polyurethan bestehen. Der Innendurchmesser der Durchbrechungen 3 ist in Verbindung mit der Dicke des Klemmbelags so bemessen, dass ein freier Querschnitt erhalten wird, der kleiner als die äußeren Querschnittsabmaße der Kohlenstofffaserbündel 8 ist.
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Mit dem in 3 gezeigten Schnitt A-A aus 1 wird deutlich, dass im Inneren des Aufnahmeelements 1 Abstandshalter 5 für die Kohlenstofffaserbündel 8 des mit Kohlenstofffasern gebildeten Geleges, als ein Beispiel für ein textiles Gebilde, vorhanden sein können.
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Der in 4 gezeigte Schnitt C-C verdeutlicht nochmals die Anordnung von Querklemmelementen 6 an den Seitenwänden des Aufnahmeelements 1. Anstelle der Querklemmelemente 6 können auch Druckstempel, die an den gegenüberliegenden Seiten des Aufnahmeelements 1 angreifen, eingesetzt werden.
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Mit 5 soll verdeutlicht werden, dass auch geometrisch komplexere Betonbauteile mit der Erfindung hergestellt werden können. Dabei sind in einem Formwerkzeug mehrere Gelege, die mit Kohlenstofffasern gebildet sind, vorhanden. Deren Kohlenstofffaserbündel 8 sind in unterschiedlichen Achsrichtungen ausgerichtet, so dass sie entsprechend dieser jeweiligen Achsrichtung mit den wirkenden Zugkräften vorgespannt werden. Dabei können an einem jochförmigen Element 9, das entsprechend gebogen oder abgeknickt ausgebildet ist, an verschiedenen Positionen mit einem Schraubengetriebe oder einem Zylinder 7 die Zugkräfte in die der jeweiligen Kraftangriffsposition entsprechend der Ausrichtung der Kohlenstofffaserbündel 8 zugeordnete Achsrichtung wirken, wenn der Polymerbeton im Aufnahmeelement 1 ausreichend ausgehärtet ist.
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Es besteht aber auch die Möglichkeit, mehrere jochförmige Elemente 9 gelenkig miteinander zu verbinden. Dabei können die Gelenke mit den Bolzen 10 gebildet werden. Die Ausrichtung der einzelnen jochförmigen Elemente 9 richtet sich dann nach der jeweiligen an einem jochförmigen Element 9 wirkenden Zugkraftrichtung.
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Die 6 zeigt eine Aufsicht auf einen Teil einer Vorrichtung des Beispiels nach 5.
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7 entspricht dem Schnitt D-D von 6.
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Die 8 zeigt eine geschnittene Seitenansicht bei einer Vorrichtung, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann. Mit dem in 9 gezeigten Schnitt E-E kann man erkennen, das ein ein- oder mehrfach gebogenes Formwerkzeug 4 mit ggf. ebenfalls entsprechend gebogenen Aufnahmeelement(en) 1 eingesetzt werden kann, und damit ein wellenförmiges oder anders gebogenes Betonbauteil hergestellt werden kann, in dem die Kohlenstofffaserbündel 8 vorgespannt im Beton eingebettet sind. Dabei sind mehrere Querklemmen 6 entlang des Formwerkzeuges 4 und der Aufnahmeelemente 1 angeordnet, mit denen Druckkräfte von zwei gegenüberliegenden Seiten ausgeübt werden können.
