-
Vorgespanntes Verbund-Bauelement Die Erfindung betrifft ein vorgespanntea
Verbund-Bauelement.
-
Es sind seit längerer Zeit vorgespannte Verbund-Bauelemente bekannt,
die einen Kern aus vorgespanntem Beton und einen damit in Haftverbund stehenden
Hüllkörper aus Ziegel enthalten, wobei die Vorspannung durch im Beton eingebettete
Spannglieder ohne Endverankerung erzeugt ist. Dieae Bauelemente besitzen normalerweise
die Form von Stürzen oder Deckenbalken und ggf. auch von großflächigen Deckentafeln.
Sie haben sich in der Praxis gut bewährt, weil sie eine hohe Belaatbarkeit senkrecht
zur Axialebene verbinden mit den der äußeren Ziegelschale von Natur aus innewohnenden
Vorteilen der guten Putzhaftung, hohen Wärmedämmling usw. und sie sind deshalb bautechniech
einem Element aus reinem Spannbeton überlegen.
Zur Herstellung solcher
Bauelemente wird generell so vorgegangen, daß die mit geeigneten Hohlräumen (normalerweise
nach oben offenen Iängenuten) versehenen Ziegelhüllkörper auf einer Spannbank in
IängBrichtung hintereinander angeordnet werden, danach in die Hohlräume vorgespannte
Spannglieder (Spannstähle) eingebraht werden" sodann die Hohlräume mit Beton ausgefüllt
werden und schließlich, nach den Abbinden des Betons, die Spann lieder entlastet
werden. Dadurch wird die Vorspannung der Spann lieder in den Betonquerschnitt eingeleitet
und, wegen des Haftverbunde zwiechen Beton und Ziegel, auch anteilig auf den Ziegelquerschnitt
übertragen.
-
Ein wichtiges Problem bildet bei den Verbund-Bauelementen (wie bei
allen vorgespannten Bauelementen) die Gewährleistung eines vollen Korrisionnachutzes
für die Spannstähle. Dieser Korrosionaschutz muas voll durch den Betonquerschnitt
erbracht werden, weil der äußere Ziegel-Rüllkörper wegen seiner Eigenporosität nicht
ausreichend gegen Wanaerdempf oder Feuchtigkeit dicht ist und deshalb nicht zum
Korrosionnachutz der Spannetähle beitragen kann.
-
Es hat sich nun gezeigt, daß insbesondere im Yugenbereich
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ziegelhilllkörpern eine so starke Rißbildung
im Beton auftreten kann, daß dort der erforderliche Korrosionaschutz für
die Spannstähle nicht mehr gegeben ist. Diese Erscheinung beruht auf einer Spannungsumlagerung,
die
auf das unvermeidbare Kriechen und Schwinden des Betone zurückgeht. Die mit dem
Beton in Haftverbund stehenden Ziegelkörper besitzen nämlich praktisch den gleichen
Elaatizitäteiaudul wie der Betcng sie kriechen oder schwinden aber nicht. Dadurch
nehmen sie bei einem Kriechen und Schwinden des Betons zusätzlieue Druckspannungen
auf, während die Druckspannung im Betonquerschnitt entsprechend geringer wird und
ggf. sogar ganz verschwindet. Als Folge davon wird der Beton insbesondere
im Dereic-. außernalb der Ziegelkörper (also im Fugenbereich) verstl;irkt Gegen
Rissebildung anfällig.
-
;-Lit der ßrfindung soll nunmehr ein Verbund-Bauelement geschaffen
werden, bei dem die Gefatir einer Rißbildung im Fugenbereich infulge Spannungsumlagerung
vermieden ist. Dieses Zie- wird erfindungsgemäß, dadurch erreicht, daß der Hüllkörper
aus einem 14-ateriai gebildet ist, dessen Blastizitätsmodul i..esen-,-leil kleiner
ist als der des Betuns.
-
..wech-mäßig kann der HÜllkörper aus einem "hcchporösen Ziegelmateriala
bestehen. Darunter wird ein keranieches gebranntes Material verstanden, das gegenÜber
dem herkömmlichen Ziegel einen beträchtlich vergrößerten Volumenanteil an fein verteilten
Poren und Hohlräumen besitzt. Es kann beispielsweise, wie bekannt und nicht zur
Erfindung gehörend, da--lurci-- hergestellt sein, daß vir dem Brennen der Ziegel
dem Ton ein eiltsprec.,.ender
Anteil an feinkörnigen Füllmitteln
(vorzugsweise von geringem spezifischen Gewicht) beigemengt wird, wobei die Füllmittel
während des Brennens ggf. auch ausbrennen und freie Hohlräume hinterlassen können.
In jedem Fall ergibt sich dabei ein gebrannter Ziegelkörper von geringem Raumgewicht
und entsprechend geringer Feetigkeitg der gewissermaßen als ein porös gepacktes
Haufwerk von aneinanderhaftenden Ziegelpartikeln angesehen werden kann.
-
Die Erfindung nutzt in konsequenter Weise die weitere Eigenschaft
des hochporösen Ziegelmaterials aust daß es einen beträchtlich geringeren (in der
Regel einen um etwa den Faktor 10 geringeren) Blastizitätemodul besitzt wie
Beton bzw. ein "massiver" herkömmlicher Ziegel. Es kann deshalb, wenn es
in Verbund mit vorgespanntem Beton steht, den Kriech- und Schwindbewegungen des
Betons gut folgen, ohne daß es dabei seinerseits neruienswerte zusätzliche Druckspannungen
aufnehmen kann. Somit führt die Verwendung dieses Materials als Hüllkörper eines
vorgespannten Verbundelementes zu dem Ergebnis, daß sich Spannungsumlagerungen infolge
Kriechens und Seliwindens des Betons nicht me.,ir e.instellen könneng also die Ursachen
für etwaige Rißbildwigen im Fugenbereich beseitigt sind.
-
Anstelle des hochporösen Ziegelmaterials kann aber aucli ein anderes
Material von geringem Elastizitätemodul verwendet
werdeng wie beispielsweise
ein hochporöses Kunststoff-Material. Der Auswahl des Materials für den Hüllkörper
sind praktisch keine Grenzen gesetzt, außer daß es einen geringen Blastizitätsmodul
besitzen und für die Verwendung im Bauwesen grundsätzlich geeignet sein muß.
-
Normalerweise hat bei dem erfindungegemäß ausgebildeten Verbundelement
der Hüllläper nur eine verhältnismäßig geringe Festigkeite so daß er nicht zur Tragfähigkeit
des Blementes beitragen kann. Dies ist aber in der Regel auch nicht erforderlich,
da der Betonquerschnitt aus Gründen des Korrosionsschutzes ohnehin so groß bemessen
sein muß, daß er allein die gewünschte Tragfähigkeit übernimmt.
-
Nicht nur das hochporöse Ziegelmaterial# sondern auch die meisten
anderen für den Hüllkörper geeigneten Materialien besitzen ein verhältnismäßig geringes
Raumgewicht. Auf die mit dem geringen Raumgewicht in direktem Zusammenhang stehenden
Eigenschaften des Hüllkörpermaterials kommt es im Rahmen der Erfindung nicht entscheidend
an. Immerhin hat auch dieser Teil der Eigenschaften noch vorteilhafte Auswirkungen,
So sind die 2utzhaftung und die Wärmedämmung den erfindungagemäß ausgebildeten Verbundelementes
gegenüber einem herkömmlichen Verbundelement verbessert.
-
Vor allem aber eröffnet das geringe Raumgewicht eine sehr einfache
Möglichkeit der Herstellung von vorgespannten Leichtbauelementeng
wie
z.B. LeichtBtürzen. Dazu Ist es dann nur noch erforderlich, anstelle.des herkömmlichen
Betons einen sog. "konstruktiven Leichtbetonft zu verwenden. Dieser Beton ist bekanntlich
unter Verwendung von Leichtzuachlagstoffen her-3 gestellt und besitzt eine Rohwichte
von 1,2 bis 1,6 Mp/m In Verbindung mit dem erfindungegemäßen Hüllkörper bringt
er somit eine wesentliche Gewichtsersparnie im fertigen Bauelement, während sich
die durch den Leichtbeton erzielbare Gewichtsersparnia bei einem (zu Vergleichazwecken
gedachten) Bauelement aus Leichtbeton und herkömmlichen Ziegel wegen des hohen Ziegel-Eigengewichts
praktisch nicht nennenswert auswirkt.