DE202004008109U1

DE202004008109U1 - Mineralische Flächentragwerke mit Armierung durch Rovings als Flächengebilde aus Glasseide-, Kohlenstoff- oder Aramidfasern

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Publication number: DE202004008109U1
Application number: DE200420008109
Authority: DE
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Priority date: 2004-05-22
Filing date: 2004-05-22
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2014-05-23

Abstract

Mineralische Flächentragwerke gekennzeichnet durch Armierung mit Rovings als Flächengebilden aus Glasseide-, Kohlenstoff- oder Aramidfasern bestehend aus mehrfachen Fasersträngen (1) mit mindestens etwa 2 cm Abstand hauptsächlich in unidirektionaler Anordnung als Matte, mit an sich bekannter Bindung (3) und in mengenmäßig geringer Kombination mit schwächerem multidirektionalem Geflecht (2) vorwiegend in rhombengeometrischer Ausführung zur Lagefixierung, die ein oder mehrlagig im mineralischen Baukörper (5) angeordnet sind.

Description

Es ist bekannt, dass für die Erhöhung der Festigkeit Betontragwerke im Verbund mit Stahlgewebe, Stahlgittern und Stahlstäben ausgerüstet werden, um die Zug und Biegefestigkeit von den minder tragfähigen reinen mineralischen Betonelementen wesentlich zu erhöhen. Die Stahleinlagen verursachen aber auch eine Gewichtszunahme, die von den Betonelementen mit zur Eigenlast aufgenommen werden muss. Stahl ist zur Zeit im wesentlichen die hauptsächlichste Form der Betonarmierung aber ökonomisch ist diese Kombination nicht. Es kommt hinzu, dass nicht jeder gewöhnliche Baustahl verwendet werden und trotz besonderer Qualitäten Korrosion nicht vollständig ausgeschlossen werden kann. Bei Feinrissen im Beton dringt Wasser ein und zerstört durch Rosten des Trägennaterials dessen Festigkeit und die damit umgebenden Betonbereiche. Der Rost treibt den Beton auseinander.
Es sind weiter Lösungen bekannt, bei denen zur Verfestigung von Beton andere nicht mineralische stückige Zuschlagstoffe in Form von Stahlfasern, Glasfasern, Polymeren oder Textil verwendet werden. Deren Eigenschaften verändern das Gesamtverhalten des damit angereicherten Betons im positiven Sinne, aber nur wenn es gelingt, eine gleichmäßige Verteilung der Faserbestandteile im Flüssigbeton sicherzustellen. Eine Kontrolle, im Fertigbeton, ob die Abmischung gleichmäßig erfolgte, kann nur bei Stahlfasern durch Röntgenaufnahme festgestellt werden. Bei Faserbeimengen aus nicht metallischen Faserschnitzeln ist ohne Zerstörungsprüfung keine Kontrolle zur Sicherung der berechneten Werte gegeben.
In den genannten Ausführungen mit Zuschlagstoffen tritt jedoch eine wesentliche Erhöhung der Zug- und Biegefestigkeit der Betonkonstruktion wie bei Stahlgeflechtarmierung nicht ein. Die Beimengungen liefem einen Faserbeton, der vorwiegend auch als Oberflächenschicht oder dünnwandige Betonteile genutzt wird. In den genannten Ausführungen mit Zuschlagsstoffen tritt jedoch eine Erhöhung der Zug- u. Biegefestigkeit der Betonkonstruktion wie bei Stahlgeflechtarmierung nicht ein. Es sind weiterhin für die besondere Oberflächenbeschichtung bei Beton flächenhafte, multidirektionale Gelege aus Glasfaserroving geringer Fadenstärke eingesetzt worden, um Flächenstrukturen zu erstellen und die als Bewehrungsgitter dienen, was besonders für Fassadengestaltung verwendet wird.
Ziel des Gebrauchsmusters ist die Erhöhung der Zug- und Biegefestigkeit von mineralischen Flächentragwerken, insbesondere aus Beton bei gleichzeitiger Gewichtseinsparung vor allem für tragende Schalen und/oder Rohren durch Armierung mit Flächengebilden aus Rovings von Glasseide- Kohlenstoff oder Aramidfasern, hauptsächlich in unidirektionaler Anordnung bei mindestens 2 cm Abstand in mengenmäßig geringer Kombination mit schwächerem multidirektionalen Geflecht vorwiegend in rhombengeometrischer Ausführung zur Lagefixierung.
Zur Durchführung der gestellten Aufgabe werden parallel nebeneinander liegende Faserstränge aus Glasseiden-, Kohlenstoff- oder Aramidfaser verwendet, die einen mindestens ca. 2 cm und größeren Faserstrangabstand aufweisen. Der Abstand sichert die Durchdringung mit den Zuschlagstoffen zum Zement in Form von körnigem Kies. Die Flächengebilde bestehen aus Endlosfäden gleicher oder unterschiedlicher Textur, die als Strang zusammengefasst und miteinander in Längsrichtung über Kreuz oder diagonal verbunden sind. Das geschieht entweder durch ein leichteres, netzähnliches, multiaxiales Gewirke oder durch Übersteppen der Rovinggelege lediglich zur Sicherung der Lagefixierung. Für das Übersteppen wird wiederum das Grundmaterial also z. B. Glasseidenfaden oder Kunststoffgarne oder Zwirne verwendet. Die geometrische Ausbildung der Flächengebilde erfolgt nach der Beanspruchungsrichtung überwiegend auf Zug und Biegung. Die Faserstränge sind je nach Zugbeanspruchung in verschiedener Texzahl gleich oder unterschiedlich stark ausgeführt. Die Faserstränge sind auch in einem beliebigen Verhältnis untereinander mit Kohlenstoff- oder Aramidfasern zu kombinieren oder ausschließlich aus diesen nach gleichen geometrischen Flächengebilden, wie bei Glasfasersträngen, anzuordnen. Die jeweilige Verwendung der Faserstrangmaterials in der angegebenen Figuration und deren Art richtet sich nach einerseits statischen Forderungen andererseits nach der zulässigen geringsten Schichtdicke des Betons. Mit den vorgeschlagenen Flächengebilden wird durch deren gegenüber Stahl mehrfach höheren Zug- u. Biegefestigkeit bei etwa einem Drittel der Wichte ein technischer und wirtschaftlicher Nutzen erzielt.
Der technische Vorteil ist die zweifach erreichbare Masseneinsparung, bedingt durch das niedrige Flächengewicht von ca. 300 – 600 g pro Quadratmeter der Flächengebilde und damit verbunden die nunmehr mögliche Verminderung der Betondicken, wenn die Flächengebilde hauptsächlich für die Aufnahme von Zug- u. Biegekräften eingesetzt werden.
Durch mehrlagigen Einsatz werden Flächengebilde mit gleichem oder unterschiedlichen Flächengewicht gemäß dem Vorschlag verwendet.
Die leichten, bewegliche Flächengebilde aus Glasseide-, Kohlenstoff- oder Aramidfasern gegenüber den starren Stahlnetzwerken sind für deren Handhabung bei der Herstellung der Betonkörpern verarbeitungsfreundlich, so z. B. auch gegenüber möglichen Arbeitsunfällen.
Die vorgeschlagenen überwiegend unidirektionalen Flächengebilde, gleich welcher vorgeschlagenen Materialart, sind gegenüber den bisher verwendeten Stahlgebilden korrosionsfest, so dass keine Betonschädigung durch diese auftreten kann. Die Dauerfestigkeit der damit ausgerüsteten Betontragwerke wird erhöht. Besondere Vorteile nach dem Vorschlag entstehen für Flächentragwerke, z. B. für feste Fahrbahnen im Eisenbahnbau, Straßen- u. Brückenbau und/oder für Schalenbauwerke und Rohre.
Ausführungsbeispiele sind in den Abbildungen dargestellt.
1 zeigt ein Flächengebilde mit etwa parallelen starken Fasersträngen aus Glasseide 1 im Abstand von 2 cm und kreuzweise darüber liegenden weiteren schwächeren Fasersträngen 2, die miteinander durch Glasseidengarn 3 zur Lagefixierung der parallelen Faserstränge 1 versteppt sind.
2 stellt ein Flächengebilde dar, bei dem etwa gleichstarke Faserstränge aus Glasseidenfasern 1 mit 3 cm Abstand voneinander in Kombination mit rhombenförmig, leichterem Kohlenstofffasergelege 4 mittels Textilgarn 5 versteppt sind.
3 zeigt eine doppellagige Anwendung von Flächengebilden nach 1 und 2 in einem Betonkörper 6.

Claims

Mineralische Flächentragwerke gekennzeichnet durch Armierung mit Rovings als Flächengebilden aus Glasseide-, Kohlenstoff- oder Aramidfasern bestehend aus mehrfachen Fasersträngen (1) mit mindestens etwa 2 cm Abstand hauptsächlich in unidirektionaler Anordnung als Matte, mit an sich bekannter Bindung (3) und in mengenmäßig geringer Kombination mit schwächerem multidirektionalem Geflecht (2) vorwiegend in rhombengeometrischer Ausführung zur Lagefixierung, die ein oder mehrlagig im mineralischen Baukörper (5) angeordnet sind.
Flächengebilde nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass diese aus einer zwei- oder mehrfachen Kombination von Glasseide-, Kohlenstoff- oder Aramidfasersträngen bestehen.