DE1941223A1 - Building material - Google Patents

Abstract

The material contains cement, water, sand, gravel and steel wire and has superior tensile strength, compressive strength and resistance to repeated impact and shattering. The material is used for road surfaces, machine bases, supports, walls of buildings, prefabricated constructional elements, bunkers and piling poles.

Description

Position HX 3 Baustoff mit hoher Schlagfestigkeit und Dauerschlagbeständigkeit. Position HX 3 building material with high impact strength and long-term impact resistance.

Gegenstand der Erfindung ist ein Bauelement vorzugsweise aus Feinbeton, das durch Hinzumischen von Stahldrahtkurzschnitt eine im Vergleich zu den bekannten Betonmassen bedeutend höhere Schlagfestigkeit und insbesondere Dauerschlagbeständigkeit aufreist. Au ist durch diesen Stahldrahtzusatz die Biegezugfestigkeit und die Druckfestigkeit wesentlich erhöht. Das nachstehend beschriebene Bauelement, für das der Schutz begehrt wird, eignet sich ausgezeichnet fr den Bau von Straßendecken, für Maschinenfundamente, Träger, Gebäudewände, Baufertigteile, Bodenplatten, Bunker, Rammpfähle.The invention relates to a component, preferably made of fine concrete, that by adding steel wire short cut a compared to the known Concrete masses have significantly higher impact strength and, in particular, long-term impact resistance rises. Due to this steel wire addition, Au is the flexural strength and the compressive strength significantly increased. The component described below for which protection is sought is ideal for the construction of road surfaces, for machine foundations, Beams, building walls, prefabricated building parts, floor slabs, bunkers, driven piles.

Die geringere Schlagzähigkeit des BetonS und seine geringe Zer rüttungsbeständigkeit hat bereits des öfteren Anis ß zu Versuchen der Verstärkung dieses Baustoffes gegeben. Beispielsweise hat man versucht durch Zumischen von Eisenfeilspänen oder spiralar tigen Eisenschnitzeln dei Biegezugfestigkeit, Druckfestigkeit und Schlagfestigkeit des Betons zu erhöhen. Der erzielte Verstärkungseffekt stand jedoch praktisch in allen Falten in keines Verhältnis zum getriebenen Aufwand, so daß diese Versuche bisher zum Keinerlei technischen Erfolg geführt haben. Auch hat die Verstärkung des Betons mit organischen Chemiefasern nicht zu dem erhofften Verstärkungziel geführt. Vielmehr werden durch Einmischen von Chemiefasern die Biegezug und Druckfestigkeit des Zementes in Abhängigkeit von der Fasermenge erheblich erniedrigt. Lediglich die Dauerschlagbeständigkeit des Betons kann durch organische Chemiefasern erhöht werden. Aus diesem Grunde hat man bischer von der üblichen Verstärkung des Betons mit Moniereisen und Moniereisengittern nicht abgehen können. Diese Art der Verstärkung, bei der große Flächen des Betons unverstärkt liegen bleiben, hat den Nachteil, daß das Einbringen der Stäbe oder Eisengitter in die Betonmasse nur mit großem Aufwand durchgetUhrt werden kann.The lower impact strength of Concrete and its low resistance to shattering has already given anise ß several times to attempts to strengthen this building material. For example, attempts have been made by adding iron filings or spirally iron chips have the flexural strength, compressive strength and impact strength to increase the concrete. However, the reinforcement effect achieved was practically in all wrinkles in no relation to the exerted effort, so that these attempts have so far not led to any technical success. Also has the reinforcement of the concrete with organic man-made fibers did not lead to the hoped-for reinforcement goal. Rather, the flexural tension and compressive strength are increased by mixing in man-made fibers of the cement is considerably reduced depending on the amount of fiber. Only the permanent impact resistance of the concrete can be increased by organic chemical fibers will. For this reason one has a little bit of the usual reinforcement of the concrete cannot come off with reinforcement bars and reinforcement bars. That kind of reinforcement in which large areas of the concrete remain unreinforced, has the Disadvantage, that the introduction of the bars or iron grids in the concrete mass only with great effort can be carried out.

Außerdem ist die Dauerschlagbeständigkeit oder ZerrUttungsbeständigkeit des Betons durch die Einbettung dieser Monierstäbe oder Moniergitter nicht gewährleistet, Vielmehr kann bei einer Vibrationsbeanspruchung es Betons der unverstärkte Teil Risse bekommen oder sogar herausbrechen, so daF schließlich nur das Verstärkunsgitter alleine stehen bleibt. Speziell bei Maschinenoundamenten ist die Zerrüttungsbeständigkeit von großer Be deutung. Diesen Mangel behebt man dadurch, daß man so stark auslegt, daß sie der Zerrüttung widerstehen. Dies bedeutet, dan man aus dem Mangel des Baustoffes heraus einen materiellen und arbeitstechnischen Aufwand treiben muß, der sehr groß ist. Ebenso ist der gleiche Aufwand zur Vermeidung von Riesbildungen bei Betonstraßendecken zu treiben. Hier kann man auch nur durch eine entsprechend rticke Betonschicht das Brechen des Betons unter der last des darüberfließenden Verkehrs vermeiden. Es bestand daher die Notwendigkeit einen Baustoff zu finden, der die bisheringen Mängel nicht besitzt.In addition, the long-term impact resistance or tear resistance of the concrete by embedding these reinforcement bars or reinforcement grids is not guaranteed, Rather, the unreinforced part of the concrete can be exposed to vibration Get cracks or even break out, so that ultimately only the reinforcement grid stands alone. Resistance to disruption is especially important for machine foundations of great importance. This deficiency is remedied by interpreting so strongly that they will withstand disruption. This means, because of the lack of building material must drive out a material and technical effort that is very large is. Likewise, the same effort is required to avoid reams in concrete road pavements to drift. Here you can only do that through a correspondingly thick layer of concrete Avoid breaking the concrete under the load of the traffic flowing over it. It consisted hence the need to find a building material that does not have the previous shortcomings owns.

Bei der hier beschriebenden Neuerung verfährt man so, daß man einem gebräuchlichen Betonsatz nach dem Mischen von Sand, Kies und Zement in der üblichen Mischwerkzeugen Stahldraht mit einem kreisrunden Querschnitt des Durchmessers 0,08 mm und einer Länge von 12 mm zumischt. Der Stahldraht soll gleichmäßig zugemischt werden, um, eine Nestbildung zu vermeiden. Der Prozentsatz der Zumischung des Stahldrahts liegt bei 5 % bezogen auf die fertige Betonmasse. Es hat sich gezeigt, das auch neben dem Stahldraht zusatz die Zusammensetzung des Sand- , Zement- und Wassergemisches für die Dauerschlagbeständigkeit von Bedeutung ist. Eine günstige Mischung ist z.B. folgendermaßen aufgebaut: Zementgehalt: 370 Kg. pro m³.With the innovation described here, one proceeds in such a way that one customary set of concrete after mixing sand, gravel and cement in the usual Mixing tools steel wire with a circular cross-section with a diameter of 0.08 mm and a length of 12 mm. The steel wire should be mixed in evenly to avoid nesting. The percentage of admixture of the steel wire is 5% based on the finished concrete mass. It has been shown that too In addition to the steel wire, the composition of the sand, cement and water mixture is important for long-term impact resistance. A favorable mixture is e.g. structured as follows: Cement content: 370 kg. per m³.

Wasserzementwert: 0,43.Water-cement ratio: 0.43.

Zementsorte: Portlandzement Zuschlagstoffe: Zur Erzielung einer rauhen Oberfläche gebrochen, geringere Elastizitäts-Modul, Korngrdse unter .20 mm, Sangehalt 0/6 mm mindestens 65 «.Type of cement: Portland cement Aggregates: To achieve a rough Broken surface, lower modulus of elasticity, grain size below .20 mm, grain content 0/6 mm at least 65 ".

Die Erhärtung des stahldrahtverstärkten Baustoffes erfolgt in der fUr Beton Ubliohen Weise. Bei der Herstellung der Mischung wird im einzelnen wie rolgt verfahren: In einem üblichen Betonmischer wird die entsprechende Menge Sand vorgelegt, dann wir der Kieszuschlag hinzugefügt. Anschließend gibt man den Zement zu. Beim folgenden Einmischen des Stahldraht tes ist darauf zu achten, da3 der Draht nicht in Form von Klumpen in die Sand-Zement-Mischung gerät, da sich solche Konglomerate sehr schlecht freiwillig auflösen und daher eine optimale Verteilung des Stshldrahtes im Verbundkörper nicht gewährleistet ist.The hardening of the steel wire reinforced building material takes place in the Ubliohen way for concrete. In the preparation of the mixture, how Follow the procedure: The appropriate amount of sand is poured into a conventional concrete mixer submitted, then the gravel surcharge is added. Then you give the cement to. When the steel wire is subsequently mixed in, it must be ensured that the wire Do not get into the sand-cement mixture in the form of lumps, as such conglomerates very poorly to dissolve voluntarily and therefore an optimal distribution of the steel wire is not guaranteed in the composite body.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen,beim Einstreuen des Stahl drahtes ein Sieb zu verwenden, woduroh garantiert wird,daß die Fasern einzeln in das Sand-Zement-Gemisch fallen. Als letztes misoht man die notwendige Menge Wasser in dis Baustcffgemisch ein. Mit dieser fertigen Miechung können die gewtlnsohten Bauelemente gegossen werden.It has been found to be useful when sprinkling the steel wire to use a sieve, which guarantees that the fibers will be fed individually into the sand-cement mixture fall. The last thing to do is to mix the necessary amount of water into the building mix a. The desired components can be cast with this finished molding.

Durch den Zusatz des dUnnen Stahldrahtes in Form von Kurzsoiinitt werden die Eigenschaften des daraus resultierenden Baustoftes so entschieden verändert, daß praktisch hiermit ein neuer Werkstoff in Form eines Verbundkörpers gefunden worden ist, der bisher noch unbekannt war und fur die Bauindustrie eine derartige Neuerung darstellt, daß hierfür der Schutz begehr wird. Diese völlig unerwarteten Ergebnisse. die mit dem hier beschriebenen neuen Baustoft erzielt wurden, lassen sich im einzelnen folgendermaßen beschrieben: 11 Vergleich zum bisher gebräuchlichen Beton ist a) die Druckfestigkeit 1 1/2 mal so groß, b) die Biegezugfestigkeit doppelt so groß, c) die Schlagfestigkeit 5 mal so groas d) die Zerrüttungsbeständigkeit 10.000 mal so groß, e) die Dauerschlagbeständigkeit 40.000 mal so groß.With the addition of the thin steel wire in the form of short solidity the properties of the resulting building material are changed so decisively that that practically hereby found a new material in the form of a composite body which was hitherto unknown and for the construction industry such a thing The innovation is that protection is sought for this. These completely unexpected Results. that have been achieved with the new building material described here is described in detail as follows: 11 Comparison to the previously used Concrete is a) the compressive strength 1 1/2 times as great, b) the flexural tensile strength twice as great, c) the impact resistance 5 times as great d) the disruption resistance 10,000 times as large, e) the continuous impact resistance 40,000 times as large.

Ein wesentliches Merkmal des neuen Baustoffes ist demnach seine dynamische Belastbarkeit. Aus diesem Grunde eignet sich der neue Baustoff besonders gut zur Herstellung von Straßendecken. Bekanntlich wird auf Straßendecken durch den darüberfließenden Kraftwagenverkehr eine hohe Schwingung, die bei 4.000 Hz. liegen kann, aufgebracht, die an bestimmten Schwachstellen allmählich zu einer Rissbildung führen kann. Eine derartige Rißbildung wird mit Vorteil durch den neuen Baustoff vermieden, wobei bei gleicher Schichtdicke wie bei den bisherigen Betonstraßen te Haltbarkeit der Straße um das doppelte verlängert wird oder bei verminderter Schichtdicke die gleiche Lebensdauer wle bei die bisherigen Betonstraßen erzielt werden kann. Die Erniedrigung der Schichtdicke kann hierbei in Abhängigkeit vom Untergrund tier Straße bis zu 50 % tragen. Der Stahldraht enthaltende neue Bau stoff erfordert auch nicht mehr die Unterbefestigung, dt bisher bei den üblichen Betonstraßen notwendig ist.An essential feature of the new building material is therefore its dynamic Resilience. For this reason, the new building material is particularly suitable for Production of road surfaces. As is well known, on road surfaces by the overflowing Motor vehicle traffic a high vibration, which can be 4,000 Hz., Applied, which can gradually lead to cracking at certain weak points. One such cracking is advantageously avoided by the new building material, with with the same layer thickness as with the previous concrete roads te durability of the Street is lengthened by twice or the same if the layer thickness is reduced Lifespan wle can be achieved with the previous concrete roads. The humiliation the layer thickness can be up to, depending on the substrate 50% wear. The new construction material containing steel wire also no longer requires the sub-fastening, which has previously been necessary for conventional concrete roads.

Neben den Straßendecken ist der stahldrahthaltige Baustoff besonde geeignet zur Herstellung von Maschinenfundamenten. Diese Fundament sind bekanntlich einer stetigen Vibration durch die arbeitende Ma schine ausgesetzt und sind dadurch besonders anfällig für Rißbildung und Zerbröckelung. Der neue Baustoft widersteht nun auf Grund seiner hohen Schlagzähigkeit und Dauerschlagbeständigkeit dieser Zerrüttung. Diese Eigenschaft hat naben der längeren Lebensdauer der Fundamente noch den Vorteil, daß man die Fundamente nicht mehr so stark auszulegen braucht wie bisher. Dies hat zur Folge, daß man schwerere Maschinen als bisher in Räumenaufstellen kann, die unt kellern sind oder in einem höheren Stockwerk als Paterre leigen, da die Deckenlast durch den neuen Baustoff entschieden herabgeset wird, so daß die Nutzlast der darauf befindlichen Maschine hoher als her sein kann.In addition to the road surface, the steel wire-containing building material is special suitable for the production of machine foundations. These foundations are well known exposed to constant vibration by the working machine and are therefore particularly prone to cracking and crumbling. The new construction soft resists now due to its high impact strength and long-term impact resistance of this disruption. In addition to the longer lifespan of the foundations, this property also has the advantage of that the foundations no longer need to be laid out as strongly as before. this has the consequence that you can set up heavier machines than before in rooms that in the basement or on a higher floor than the ground floor, as the ceiling load is decidedly lowered by the new building material, so that the payload of it machine located higher than it can be.

Besonders günstig ist der stahldrahthaltige Baustoff zur Herstellung von Rammpfählen. Diese werden bekanntlich mit Hilfe eines Rammbüren durch Schläge in den Boden getrieben, um als Fundament oder in Häfen als Befestigung des Kais zu dienen. Naturgemäß müssen diese Pfähle aus einem besonders schlagzähen Baustoff bestehen, da sie beim Einrammen ungeheuer stark schlagartig belastet werden. Durch dei Erhöhung der Schlagfestigkeit der Rammpfähle durch Verwendung des neuen Baustoffes mit der 40.000-fachen Dauerschlagständigkeit des bisher gebräuchlichen Baustoffes kann die Schlagarbeit pro Schlageinheit wesentlich erhöht werden, was bedeutet, daß die Pfähle in bedeutend kürzerer Zeit in den Boden eingerammt werden können.The steel wire-containing building material is particularly favorable for production of driven piles. As is well known, these are beaten with the help of a ram Driven into the ground to be used as a foundation or in harbors as a fortification of the quay to serve. Naturally, these piles must be made of a particularly impact-resistant building material exist because they are loaded with tremendous sudden loads when rammed. By increasing the impact resistance of the driven piles by using the new building material with 40,000 times the continuous impact resistance of the building material used up to now the impact work per impact unit can be increased significantly, which means that the piles can be driven into the ground in a significantly shorter time.

Bei der Herstellung von Bodenbelagsplatten aus Zementmörtel oder Feinbeton erweist sioh der neue Baustoff ebenfalls als Vorteil haft, da e Platten nur nooh halb so dick zu sein brauchen wie mit dem gebräuchlichen Baustoff. Dies bedeutet, daß bei Einbau dieser Platten in Decken die Belastung nennenswert niedriger. ist als beim Ubliohen Baustoff.In the production of flooring panels from cement mortar or fine concrete The new building material also proves to be an advantage, since the panels are only no need to be half as thick as with the common building material. This means, that when these panels are installed in ceilings, the load is significantly lower. is than with the Ubliohen building material.

Bei der Verwendung des neuen Baustoffes in Form von Platten als Wandelment in Gebäuden kann durch die höhere Biegezugfestigkeit und Druckfastigkeit die Platte dünner als bisher ausgelegt werden5 so daß das Einsetzen der leichteren stahldrahthaltigen Baustoffplatte eine Erleichterung in der bisherigen Arbeitsweise darstellt Ein wesentlicher Einsatz des neuen Baustoffes ist das Gebiet des Bunkerbaues. Bei diesem militärisch-strategisch wichtigen Projekt ist die hohe Schlagzänhigkeit des stahldrahthaltigen Baustoffes von ausschlaggebender Bedeutung. Beispielsweise beim Beschuß eines Bunkers nach der herkömmlichen Bauweise mit Monireisen wird durch die einschlagenden Grenaten der nicht verstärkte Betonanteil as dem Verstärkungsgitter herausgerissen, so daß schließlich nur das Stahlgerüst übrig bleibt, das naturgemäß alleine keine Schutz mehr für die im Bunker befindlichen Insassen oder das im Bunker ge lagerte Material bietet. Anders verhält sich dagegen der neue Bautxtof roh seine hohe Schlagfestigkeit setzt er den ein schlagenden Granaten einen wesentlich größeren Widerstand entgegen. Er stellt daher einem strategisch wichtigen Baustoff dar und ist daher eine bsatliche Bereicherung auf dem Üebiet des militärischen Bunkerbaues. Aber auch Bunker mit nicht militärischem Interese, z.B. als Lagerkeller für Industriegüter, werden mit Vorteil aus diesem neuen Baustoff gefertigt, da sie sich durch besondere Haltbarkeit und Belastbarkeit auszeichnen.When using the new building material in the form of panels as a convertible element In buildings, due to the higher flexural strength and compressive fastness, the panel designed thinner than before5 so that the use of the lighter steel wire-containing Building material panel represents a relief in the previous way of working. An essential one The use of the new building material is in the area of bunker construction. In this military-strategic An important project is the high impact resistance of the steel wire-containing building material of vital importance. For example, when a bunker is shot at the conventional construction with Monireisen is due to the impacting grenades the non-reinforced concrete part as torn out of the reinforcement grid, so that in the end only the steel frame remains, which naturally does not provide any protection more for the inmates in the bunker or that in the bunker stored material offers. On the other hand, the new Bauxtof behaves differently high impact resistance, it puts a much larger impact on grenades Opposition. It is therefore a strategically important building material and is therefore a basic enrichment in the area of military bunker construction. But also bunkers with a non-military interest, e.g. as a storage cellar for industrial goods, are made with advantage from this new building material, because they are special Distinguish durability and resilience.

Auch bei der Anfertigung von Baufertigteilen, einer Arbeitsweise, die immer gebräuchlicher wird und die z.B. Träger; Gebäudewände und Bodenplatten umfaßt, wird mit Vorteil der neue Baustoff ein gesetzt, da er durch seine speziellen Eigenschaften zu Gewichtseinsparungen tUhrt, die den Transport und den Einbau dieser Fertigteile wesntlich erleichtert.Also in the production of prefabricated parts, a way of working which is becoming more and more common and which e.g. carrier; Building walls and floor slabs includes, the new building material is used with advantage, because it is due to its special Properties to weight savings does the transportation and installation of these Finished parts much easier.

In der anliegenden Zeichnung sind einige Bauelemente schematisch dargestellt.Some components are shown schematically in the accompanying drawing.

Rierbei istt 1 stahldrahtverstärkte Oberlage aus Beton, 2 feine Schotterschicht, 3 grobe Schnotterschicht, 4 gewachsener Boden, 5 Rammpfahl, 6 Träger als Bauelement, 7 Wand-, Fußboden- oder Deckenplatte als Bauelement.Rierbei is 1 steel wire reinforced concrete top layer, 2 fine gravel layer, 3 coarse gravel layer, 4 grown soil, 5 driven piles, 6 girders as structural elements, 7 Wall, floor or ceiling panel as a component.

Claims (1)

P a t e n t a n s p r u c P a t e n t a n s p r u c Anspruch Baustoff mit hoher Schlagfestigkeit und Dauerschlagbeständigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Zement, Wasser, Sand, Kies und Stahldraht besteht und den bisher als Baustoff verwendeten verbundmassen, wie z.B. Beton, Zementmörtel und Gips an Biefestigkeit, Druckfestigkeit und vor allem Zerrüttungs- und Dauerschlagbeständigkeit weit überlegen ist und sioh zur Herstellung von Straßendecken, Maschinenfundamenten, Trägern, Gebäudewänden, Baufertigteilen, Bodenplatten, Bunkern und Rammfählen eignet.Demand building material with high impact strength and long-term impact resistance, characterized in that it consists of cement, water, sand, gravel and steel wire and the composite materials previously used as building materials, such as concrete, cement mortar and plaster of paris in terms of shear strength, compressive strength and, above all, resistance to disruption and long-term impact is far superior and sioh for the production of road surfaces, machine foundations, Beams, building walls, prefabricated building parts, floor slabs, bunkers and pile driving piles are suitable. Anspruch 2 Baustoff nach Anspruch 1, durch gekennzetchnet, daß dte in ihm enthaltenen Stahldrähte einen kreisrunden, ovalen oder eckiger Querschnitt mit einem Durchmesser von 0,05 bis 0,5 mm, eine Länge von 4 bis 20 mm und eine Zugfestigkeit in Längsrichtung von 100 bis 400 Kp/mm² haben. Dieser Stahldraht ist in einem Prozentsatz von 2 bis 40 , bezogen auf die gesamte Baustoffmenge, im Ver bundkörper enthalten.Claim 2 building material according to claim 1, by gekennzetchnet that dte steel wires contained in it have a circular, oval or angular cross-section with a diameter of 0.05 to 0.5 mm, a length of 4 to 20 mm and a tensile strength have in the longitudinal direction from 100 to 400 Kp / mm². This steel wire is in a percentage from 2 to 40, based on the total amount of building material, contained in the composite body. Anspruch 3 Baustoff nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenzeichnet, daß er anstelle von Stahldraht auoh Draht aus anderen Metallen als Eisen und dessen Legierungen enthalten kann, bzw. Mischungen aus Stahldraht und anderem Metalldraht verwendet werden, oder daß der Stahl draht mit einem Überzug aus einem anderen Metall oder einer Metall Legierung überzogen ist.Claim 3 building material according to claim 1 and 2, characterized in that that instead of steel wire he also used wire made of metals other than iron and the like May contain alloys, or mixtures of steel wire and other metal wire be used, or that the steel wire with a coating of another metal or a metal alloy is coated. L e e r s e i t eL e r s e i t e