DE3876966T2

DE3876966T2 - Drahtankervorrichtung fuer den aufbau einer gedaemmten wand.

Info

Publication number: DE3876966T2
Application number: DE8888121896T
Authority: DE
Inventors: Robert T Long
Original assignee: Thermomass Tech Inc
Current assignee: Composite Technologies Corp
Priority date: 1987-12-31
Filing date: 1988-12-30
Publication date: 1993-04-29
Anticipated expiration: 2008-12-31
Also published as: FI87677C; DE3876966D1; DK170688B1; DK729688D0; NO885827L; EP0322923B1; EP0322923A2; US4829733A; NO885827D0; ATE83821T1; NO176814C; CA1310202C; DK729688A; ES2036251T3; KR890010379A; EP0322923A3; KR0137778B1; FI87677B; NO176814B; FI886026A

Description

Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf einen Isolierwandaufbau mit einen neuartigen Scherverbinder aus Faserverbundwerkstoff, der den Einbau einer Isolierung in einer zusammengesetzten Wand gestattet und der einen Stopmechanismus angeformt hat, welcher verschiedene Länge haben kann, um verschiedene Dicken der Isolierschicht auszugleichen.
Es ist bekannt, daß bestehende Isolierwände aus Metall große Wärmemengen durch die Isolierung leiten, wenn sie in der Wand verbleiben. Es ist auch bekannt, daß die Enden dieser Verbinder rosten und fertige, vollständige Wände verfärben. Die bestehenden Verbinder lassen Leerstellen in der Wandoberfläche und sind unansehnlich. Es ist bekannt, daß Metallscherverbinder, die verwendet werden, um zwei Betonschichten mit starren organischen oder anorganischen Isolierschichten aneinanderliegend zusammenzuhalten, den effektiven R-Wert der Isolierung um bis zu 70 % reduzieren.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Isolierwandaufbau mit einem Scherverbinder aus Faserverbundwerkstoff nach Anspruch 1, der den Energiestrom durch die aneinanderliegenden Betonwände erheblich vermindert. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Form beliebiger Länge, Breite und Struktur aufgebaut und Spanndrähte oder Verstärkungsstangen werden durch die größte Längsabmessung angeordnet. Diese Drähte werden dann auf herkömmliche Weise unter die gewünschte Spannung gesetzt. Aushebeeinsätze werden in den Formen an den gewünschten Stellen angeordnet, haben aber Abmessungen, so daß sie die Isolierung, die in die Wand eingesetzt werden soll, nicht durchdringen. Entformungsmittel können auf die Oberfläche der Formen aufgesprüht oder aufgestrichen werden.
Anschließen wird Beton bis zur gewünschten Tiefe eingegossen und ausgeglichen. Dann wird eine Schicht aus organischer oder anorganischer Isolierung der gewünschten Dicke und mit Löchern des gewünschten Durchmessers und Abstands, die sich durch die Isolierplatte hindurch erstrecken, auf den feuchten Beton gesetzt, bevor er aushärtet. Scherverbinder aus Faserverbundwerkstoff werden dann durch die Löcher in der Isolierplatte an Ort und Stelle gebracht. Der Scherverbinder wird dann hin- und herbewegt oder vibriert, damit der Beton um das Ende herumfließt, das einen Teil des Wegs durch die untere Schicht des feuchten Betons durchdringt. Diese Enden besitzen eine Abschrägung mit einem bevorzugten Winkel, so daß der Verbinder, wenn der Beton aushärtet, den Beton fest mit der Isolierplatte und mit einer zweiten Betonschicht verbindet, die auf die zweite Seite der Isolierplatte zu gießen ist.
Wenn die Isolierung und alle Scherverbinder an Ort und Stelle sind, werden zusätzliche Spanndrähte nach Bedarf eingesetzt und unter die gewünschte Spannung gesetzt. Dann wird eine zweite Betonschicht über die isolierenden Scherverbinder und Spanndrähte gegossen, um die zweiten Enden der Verbinder abzudecken. Der Beton wird dann ausgeglichen und kann die gewünschte Oberflächenstruktur erhalten. Die Platten können dann über die gewünschte Zeitdauer aushärten, und das Aushärten kann durch Wärmezufuhr oberhalb oder unterhalb der Betonschichten beschleunigt werden. Wenn die Platten wie gewünscht ausgehärtet sind, werden sie auf die Längenabmessung beschnitten und aus den Formen genommen.
Die Erfindung ist ebenfalls anwendbar auf vor Ort oder im Werk hergestellte, gekippte und vorgefertigte, isolierende Betonplatten. Verstärkungsstangen können im Beton angeordnet werden, um eine Verstärkung bis zu den Auslegungsanforderungen zu erleichtern. Die Scherverbinder werden auf die gleiche Weise wie in der vorgespannten Ausführungsform eingebaut. Verstärkungsteile werden von verstärkenden Stangenschuhen getragen. Der Beton kann auf einen speziell vorbereiteten Boden oder in Formen auf der Baustelle oder im Werk gegossen werden.
Die vorliegende Erfindung ist eine Verbesserung des Patents US-A-4,393,635, dessen Offenbarungsgehalt hierdurch mit eingeschlossen wird.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Isolierwandaufbau mit einem neuartigen Formverbinder aus Faserverbundwerkstoff zu schaffen, der einen hohen R-Wert hat und der verwendet wird, Beton mit Isolierschichten fest zu verbinden und eine Trennung der Schichten aufgrund von Scherkräften zu verhindern, die beim Kippen und/oder beim Transport der Platte auftreten. Die Scherverbinder sind speziell ausgelegt, um Kräften zu widerstehen, die bei der thermischen Ausdehnung oder Kontraktion der Schichten der Isolierwände auftreten.
Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bestimmter bevorzugter Ausführungsformen davon in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leicht ersichtlich.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die die neuartigen Scherverbinder im Einsatz im Schnitt zeigt;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer zusammengesetzten Wandform, die die neuartigen Verbundscherverbinder verwendet;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung, die die Scherverbinder erläutert;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des Scherverbinders;
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine zusammengesetzte Platte, in der ein radialer Torsionsanker eingebaut ist;
Fig. 6 ist eine Draufsicht von oben auf den Torsionsanker; und
Fig. 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VII- VII in Fig. 5.
Der neuartige Scherverbinder der erfindungsgemäßen Isolierwand ist in Fig. 4 erläutert. Der Scherverbinder ist aus einem Faserverbundmaterial wie Glas-, Graphit- oder Borfaser hergestellt und mit Polyester Vinyl Ester Epoxyd oder anderen geeigneten Polymerbindemitteln oder hochfesten Polymeren imprägniert. Diese Materialien haben eine geringe Wärmeleitfähigkeit, so daß sie einem Wärmefluß dadurch widerstehen. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist der Scherverbinder 16 mit einem Mittelteil 17 von im allgemeinen rechtwinkliger Konfiguration ausgebildet und hat Endteile 18 und 19. Eine Kerbe 22 ist auf jeder Seite des Endteils 18 ausgebildet, um abgeschrägte Abschnitte 25 und 25a auf gegenüberliegenden Seiten des Abschnitts 18 zu schaffen, und das Ende 19 ist mit einer Kerbe 21 auf jeder Seite ausgebildet, um abgeschrägte Abschnitte 30 und 30a zu bilden. Die abgeschrägten Abschnitt 25, 25a, 30 und 30a sind so abgeschrägt, daß der Verbinder, wenn der Scherverbinder 16 in Beton eingebaut ist, einer Bewegung des Betons weg vom Mittelteil 17 widersteht, wodurch der Beton fest mit einer Isolierplatte verbunden wird, durch die sich der Verbinder 16 erstreckt. Der bevorzugte Schrägungswinkel der Abschnitte 25, 25a, 30 und 30a liegt im Bereich von 2 bis 7º, speziell 5,37º, relativ zur nicht abgeschrägten Seitenwand 17. Es können selbstverständlich andere Winkel verwendet werden. Bei Versuchen wurde herausgefunden, daß die Abschrägung des Verbinders die Festigkeit gegen Herausziehen stark erhöht, um leicht hohe Versagensgrenzen des Betons zu erzielen. Eine im allgemeinen zylindrische Scherverbinderhülse 23 wird durch Druckgießen hergestellt und auf dem Mittelteil 17 montiert. Die Scherverbinderhülse 23 ist mit einem Flansch 24 an einem Ende davon ausgebildet, der gegen die Seitenwand der Isolierplatte 14 anliegt, wie zum Beispiel in Fig. 1, 2 und 3 erläutert ist. Hülse 23 hat einen vorstehenden Kragen 37 an ihrem anderen Ende.
Um eine Verbundwand herzustellen, wird eine Form 10 geschaffen, die, wie in Fig. 1 erläutert, die Bodenoberfläche umfassen kann und die auf ihrer Oberseite Ziereinschnitte 11 haben kann. Ein Dämmstoff 12 kann so in die Form gelegt werden, daß er eine Außenschicht der fertigen Wand bildet. Dann wird eine Betonschicht 13 bis zur gewünschten Tiefe in die Form gegossen und mit einer Abstreifbohle an Ort und Stelle gebracht. Dann wird eine Schicht organischen oder anorganischen Isoliermaterials 14 der gewünschten Dicke auf den feuchten Beton gebracht. Löcher gewünschten Durchmessers und Abstands erstrecken sich durch die Isolierplatte 14, um die erfindungsgemäßen Scherverbinder 16 aufzunehmen. Scherverbinder 16 aus Faserverbundwerkstoff werden dann durch jedes der Löcher in der Isolierplatte 14 gesteckt wie in Fig. 1, 2 und 3 gezeigt. Die Scherverbinder 14 werden dann gedreht oder vibriert, damit der Beton leichter um die Enden 18 fließt, die sich in die untere Schicht 13 des feuchten Betons erstrecken, bis der Flansch 24 in die Oberfläche der Platte 14 eingreift.
Wenn die Isolierung und alle Scherverbinder 16 an Ort und Stelle sind, können zusätzliche Spanndrähte eingesetzt und auf herkömmliche Weise unter die gewünschte Spannung gesetzt werden, aber diese sind nicht dargestellt. Dann wird eine zweite Schicht Beton 36 über die Isolierplatte 14 und die oberen Enden 19 der Scherverbinder 16 wie auch über die Spanndrähte und/oder die Verstärkungsstangen in einer gekippten oder unbelasteten Anwendungsform gegossen. Die zweiten Betonschicht 36 wird dann ausgeglichen und die Oberfläche wie gewünscht strukturiert. Die Platten können dann während der gewünschten Zeitperiode aushärten. Das Aushärten kann durch Wärmezufuhr von oberhalb und unterhalb der Betonschichten beschleunigt werden. Wenn die Platten ausgehärtet sind, werden sie aus der Form 10 entfernt und können auf die gewünschten Maße geschnitten werden.
Es kann erwünscht sein, die Höhe der Formen so auszuweiten, daß zusätzliche isolierte Platten oben auf die erste gegossen werden können, nachdem diese augehärtet ist, und dieses Verfahren kann so oft wiederholt werden, wie Platten hergestellt werden sollen. Fig. 2 zeigt Einschnitte 33 und 34 von den in Fig. 1 gezeigten Formvorsprüngen 11.
Da die Scherverbinder 16 mit abgeschrägten Abschnitten 25 und 25a und 30 und 30a ausgebildet sind, verbinden sie die Betonschichten 13 und 36 fest mit der Isolierplatte 14 und verhindern die Trennung der Betonschichten 13 und 36 von der Isolierplatte 14. Da die Scherverbinder 16 aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt sind, haben sie eine geringe Wärmeleitfähigkeit und leiten daher nicht ohne weiteres Wärme durch die Isolierplatte 14. Sie können auch aus Faserverbundmaterial hergestellt sein, so daß die Enden 31 und 32 nicht rosten und die fertige Platte verfärben.
Fig. 5, 6 und 7 erläutern einen radialen Torsionsanker 39, der im Innern einer Verbundplatte 39 eingebaut werden kann, und bei dem auch Scherverbinder 16, wie sie in Fig. 1 bis 4 sind, um die Kanten herum befestigt sind.
Der Anker 39 ist in der Platte 39 an oder nahe der Mitte eingebettet.
Eine erste Schicht 42 wird in eine Form 42 eingebracht. Eine Isolierplatte 47 trägt den darin befestigten Torsionsanker 39, der einen flachen Boden 43 hat. Der Boden 43 kann fest sein oder er kann darin ausgebildete Öffnungen haben, um speichenförmige Flächen zu bilden. Ein abgeschrägter Kragen 44 ist am Boden 43 befestigt und besitzt eine Vielzahl von Öffnungen 76, durch die sich die Scherverbinder 51a bis 511 wie dargestellt erstrecken. Jeder der Scherverbinder 51 hat einen Kragen 61, der gegen den abgeschrägten Abschnitt 44 anliegt, und die anderen Enden der Verbinder 51 erstrecken sich aus dem unteren Ende des Kragens 39 heraus. Es sollte bemerkt werden, daß sich die Verbinder 51 relativ zum Kragen 39 wie dargestellt nach unten und außen erstrecken. Die Verbinder 51 erstrecken sich auch durch die Platte 47.
Der Kragen und die Platte 47 werden über dem Beton 42 in die Form 41 gelegt, und ein Vibrator wird über die Mitte des Kragens 39 gesetzt, der einen Zentrieransatz 75 hat, und ein Vibrator, nicht dargestellt, wird in Betrieb gesetzt, damit sich die Platte 47 und der Kragen 39 setzen. Dann wird Beton 48 auf die Oberseite der Platte 47 und des Kragens 39 gegossen, um die Verbundplatte 38 zu bilden. Kragen 39 und Verbinder 51 geben der Platte wesentliche Festigkeit und Scherwiderstand.
Obwohl die Erfindung unter Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, da Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, die innerhalb des Bereichs der Erfindung liegen, wie er durch die beigefügten Ansprüche festgelegt ist.

Claims

1. Isolierende Wand mit zwei mit Abstand angeordneten Betonschichten (13, 36), einer zwischen besagten äußeren Betonschichten angebrachten, isolierenden Platte (14) hoher Dichte, einer Vielzahl von Scherverbindern (16) aus einem Material niedriger Wärmeleitfähigkeit, die in besagter isolierender Platte (14) gehalten sind, wobei deren gegenüberliegende Enden (31, 32) sich nach außen erstrecken, so daß sie in derselben Ebene in den besagten äußeren Betonschichten (13, 36) liegen, dadurch gekennzeichnet, daß besagte gegenüberliegende Enden (31, 32) mit abgeschrägten Oberflächen (25, 25a, 30, 30a) gestaltet sind, so daß besagte Scherverbinder (16) verhindern, daß sich die besagten äußeren Betonschichten von besagter isolierender Platte (14) lösen; daß besagte Scherverbinder (16) mit gegenüberliegenden Enden (31, 32) gestaltet sind, die im Querschnitt eben sind, und einer zentralen, zylindrischen Scherverbinderhülse (23), die sich durch die besagte isolierende Platte (14) erstreckt; und daß besagte zentrale, zylindrische Scherverbinderhülsen (23) an einem Ende mit einem Flansch (24) gestaltet sind, der gegen besagte isolierende Platte (14) anliegt, um eine saubere Positionierung zu schaffen.

2. Isolierende Wand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Scherverbinder (16) aus Faserverbundwerkstoff bestehen, der eine niedrige Wärmeleitfähigkeit besitzt.

3. Isolierende Wand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrägungswinkel zwischen den besagten abgeschrägten Oberflächen (25, 25a, 30, 30a) und dem nicht abgeschrägten Teil (17) im Bereich von 2 bis 7º liegt.

4. Isolierende Wand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrägungswinkel 5,37º beträgt.

5. Isolierende Wand nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Scherkragen (39), der auf besagter isolierender Platte (14) gehalten ist und eine Vielzahl von Öffnungen (76) besitzt, durch die sich die besagte Vielzahl von Scherverbindern (16) erstreckt.

6. Isolierende Wand nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß besagter Scherkragen (39) einen abgeschrägten Teil (44) hat, in dem die besagte Vielzahl von Öffnungen (76) ausgebildet ist, wobei sich die besagten Scherverbinder (16) nach außen und unten durch den besagten Scherkragen (39) erstrecken.