DE69307729T2

DE69307729T2 - Dehnungs-fugen-element

Info

Publication number: DE69307729T2
Application number: DE69307729T
Authority: DE
Inventors: Olof Almstroem
Original assignee: Intermerc KB
Current assignee: Intermerc KB
Priority date: 1992-11-10
Filing date: 1993-11-09
Publication date: 1997-08-07
Anticipated expiration: 2013-11-10
Also published as: NO951784D0; NO304492B1; US5607253A; FI952219A; CA2148937C; WO1994011579A1; ATE148189T1; SE9203355L; DK0668949T3; FI106876B; SE500547C2; DE69307729D1; AU5439194A; EP0668949B1; CA2148937A1; NO951784L; EP0668949A1; SE9203355D0; FI952219A0

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dehnungsfugenelement zur Bildung einer Oberflächenfuge zwischen zwei Bauteilen aus, zum Beispiel, Zementbeton zur Verbindung von, zum Beispiel, Bauteilen wie Fahrbahnabschnitten in Brücken und Parkhäusern.

Stand der Technik

Der Grund, weshalb in Bauwerken aus Zementbeton Dehnungsfugen benötigt werden, liegt darin, daß es wünschenswert ist, die Bildung schädlicher Risse in fertiggestellten Bauteilen zu vermeiden. In Zementbeton können sich innere Spannungen aufbauen, die, wenn sie zu stark werden, eine allmähliche Rißbildung im Beton verursachen. Wenn Öffnungen zwischen Bauteilen vorgesehen werden, zum Beispiel zwischen Betonblöcken, findet die Rißbildung an den Öffnungen statt. Deshalb werden zwischen den Blöcken in einem Betonbauwerk sogenannte Dehnungsöffnungen vorgesehen, die häufig verbunden und durch eine Art von Dichtfugenkonstruktion abgedeckt sind.
Bei den Fugen kann es sich je nach Anwendungsgebiet um stumpfe Stöße oder flexible Ausführungen handeln. Stumpfe Stöße oder Arbeitsfugen dienen dazu, das Einbringen des Betons zu erleichtern. Flexible oder Dehnungsfugen kommen zum Einsatz, um die Bildung schädlicher Risse zu minimieren.
Zementbeton ist ein veränderliches Material. Bei Wasserverlust zieht sich der Beton zusammen und er wird auch durch Temperaturänderungen beeinflußt, die bei unserem schwedischen Klima erhebliche Temperaturunterschiede mit sich bringen können. Weiterhin kommt es zum sogenannten Kriechen, dessen Ausmaß von der Belastung abhängt, welcher der Beton über einen bestimmten Zeitraum ausgesetzt ist. Die lineare Ausdehnung hängt oft von einem feststehenden Koeffizienten ab, der durch das Material selbst vorgegeben ist. Die Bewegung des Betons wird somit durch eine Reihe von Faktoren beeinflußt, die zusammen eine Gesamtbewegung eines Bauteils aus Beton bewirken, die wiederum das gesamte Bauwerk, zu dem das Bauteil gehört, beeinträchtigen kann.
Neben der Aufnahme der genannten Bewegungen sollte die Dehnungsfuge dichtende Wirkung haben und Kräfte zwischen Bauteilen wie Betonblöcken übertragen. Eine dichtende Wirkung ist erforderlich, um zu verhindern, daß Wasser, das beispielsweise Salz und andere für den Beton schädliche Stoffe enthält, in den Beton eindringt und ihn auslaugt und eventuell darin eingebettete Bewehrungen beschädigt. Sollte es in einer Fuge zum Durchsickern von Wasser kommen, könnte Wasser, welches durch den Kontakt mit dem Beton alkalisch geworden ist darunterliegende Materialien, zum Beispiel in einem Parkhaus, beschädigen und den Lack von Autos beschädigen. Weiterhin könnte eindringendes Wasser zu Frosterosion und Rißbildung führen. Damit eine Fuge haltbar ist, muß sie dicht sein und muß in der Lage sein, verschiedenen Arten von mechanischen Einflüssen sowie beträchtlichen Temperaturunterschieden standzuhalten.
Es ist eine Vielzahl von Fugenkonstruktionen für die Verbindung von Dehnungsöffnungen bekannt, bei denen entweder eine Art von Fugenmasse oder eine vorgefertigte Dehnungsfuge zum Einsatz kommen. Das Dokument SE-B-427 679 beschreibt ein Beispiel einer solchen Dehnungsfuge.

Zusammenfassung der Erfindung

Um ein Durchsickern in Betonbauwerken mit Dehnungsfugen zu vermeiden und eine Ansammlung von Schmutz in den Fugen zu verhindern, wurde ein Dehnungsfugenelement entwickelt, welches leicht einzubauen, zuverlässig und im wesentlichen wartungsfrei ist. Bei einer horizontalen, ebenen Oberfläche kommt es nicht zur Ansammlung von Schmutz, wodurch ein stumpfer Stoß entstehen würde, und der Einsatz eines Schneepflugs wird möglich. Das erfindungsgemäße Dehnungsfugenelement besteht aus einander gegenüberliegenden, länglichen Winkelelementen, die paarweise miteinander verbunden sind und aus Metall bestehen und wobei Fugenmasse, Verstärkungsbänder und Gummielemente dazwischen eingefügt sind. Die Dehnungsfuge ist zwischen den Betonblöcken durch Einbetonieren befestigt. Die Fugenmasse kann aufgrund ihrer Anordnung mit den oberen vertikalen Winkelelementen verbunden werden. Verstärkungsbänder sind zwischen den paarweise miteinander verbundenen Winkelelementen angebracht, die ein oder mehrere Gummielemente zwischen den paarweise miteinander verbundenen, einander gegenüberliegenden Winkelelementen umschließen, wobei das obere Band mit der Fugenmasse zwischen den Winkelelementen verbunden ist. Aus dieser Art von Konstruktion ergeben sich im wesentlichen gekrümmte Bandabschnitte zwischen den paarweise miteinander verbundenen Winkelelementen sowie ein gekrümmter Fugenmassenabschnitt, der am oberen Bandabschnitt angebracht ist. Gummielemente (Gummi-Puffer), die paarweise gegenüberliegend zwischen den Verstärkungsbändern angeordnet sind, erfüllen eine stützende, kraftausgleichende und kraftverteilende Funktion, wenn die Fuge einer Druck-, Ausdehnungs- und Scherbelastung ausgesetzt wird, und dies ergibt eine dichte, zuverlässige und belastbare Fuge mit guter Ermüdungsfestigkeit.

Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Querschnittsdarstellung einer Dehnungsfuge gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist eine Querschnittsdarstellung, welche die Dehnungsfuge nach Fig. 1, angebracht zwischen zwei Betonelementen, zeigt;
Fig. 3 ist eine Querschnittsdarstellung der Dehnungsfuge unter Druckbeanspruchung;
Fig. 4 ist eine Querschnittsdarstellung der Dehnungsfuge unter Dehnungsbeanspruchung;
Fig. 5 ist eine Querschnittsdarstellung der Dehnungsfuge unter Scherbeanspruchung;
Fig. 6 ist eine Querschnittsdarstellung der in winkliger Lage angebrachten Dehnungsfuge und
Fig. 7 ist eine Querschnittsdarstellung eines als nachgiebiges Organ ausgebildeten geeigneten Gummi-Puffers.

Beschreibung einer Ausführungsform

Fig. 2 zeigt eine Dehnungsfuge, die zwischen zwei Bauteilen, wie zum Beispiel zwei Zementbetonblöcken für eine Brückenfahrbahn, eingebaut ist. Die Dehnungsfuge besteht aus Winkelelementen 1, 2, zum Beispiel aus Leichtmetall oder Stahl (30 x 30 x 1,5 mm), die einander paarweise gegenüberliegend angeordnet sind. Ein oberes und ein unteres Verstärkungsband 3, 4 sind zwischen den einander paarweise gegenüberliegenden Winkelelementen 1, 2 eingebaut und so angeordnet, daß dadurch ein gekrümmter Hohlraum 10 begrenzt wird, der ein rohrförmiges Element oder zwei oder mehr in Wechselwirküng stehende, flexibel nachgebende Elemente 5, 6 aus Gummi aufnehmen kann, zum Beispiel Gummi-Puffer aus EPDM-Kautschuk mit einer Härte von 70º Shore. Das Material der Verstärkungsbänder 3, 4 kann kunstfaserverstärktes, polymerisiertes Schicht-PVC sein, zum Beispiel Sikaplan PVC 12 BDWT/15 VD-WT. Verwendet werden vorzugsweise zwei einander entgegenwirkende Gummi-Puffer 5, 6, die gekrümmt sind und die oberen und unteren Bänder abstützen. Zwischen den oberen vertikalen Teilen der Winkelelemente und dem oberen gekrümmten Band ist eine Fugenmasse 7 eingebracht, die eine Härte von beispielsweise 35º Shore besitzt. Das Fugenmassenmaterial kann eine selbstnivellierende Polyurethan-Fugenmasse wie Sikaflex 35 SL sein.
Die äußeren Enden der einander paarweise gegenüberliegenden Winkelelemente sind in Aussparungen in den Betonblöcken 9 mittels eines Epoxidzements 8, wie Sikadur, eingebaut. Wahlweise können die Winkelelemente an den Betonblöcken mit Schrauben befestigt sein, um jedoch eine Rißbildung zu vermeiden, ist es vorzuziehen, die Winkelelemente mit Löchern zu versehen, die beim Einbau mit Epoxidzement gefüllt werden, so daß eine zusätzliche Befestigung durch den Epoxidzement in der Aussparung gegeben ist. Zwischen den Verstärkungsbändern und den Gummi-Puffern kann ein Kleber 11, wie zum Beispiel eine flexible Polyurethan-Fugenmasse, zum Beispiel Sikaflex-11FC, und wahlweise eine Kunststoffolie zwischen den Verstärkungsbändern und der Fugenmasse angeordnet werden.
Die genannte Dehnungsfugenkonstruktion beinhaltet eine Fugenmasse, die zusammen mit den Verstärkungsbändern und Gummi-Puffern eine bestmögliche Verbindung, Tragfähigkeit, Dichtigkeit und Flexibilität mit verringertem Risiko von Brüchen und Rißbildung ergibt. Die Konstruktion erlaubt Schubbeanspruchungen und eine im wesentlichen bleibende Biegung der Fuge mit oder ohne Anpassung der Spaltbreite. Im Querschnitt betrachtet, bilden Fugenmasse, Verstärkungsband und Gummi-Puffer zusammen ein Bauteil, welches bei Ausdehnung, siehe Fig. 4, unter Abschwächung in der Mitte und Erhöhung der Torsionsbeanspruchung in der Lage ist, diese Kräfte auszuhalten, indem die Einbauhöhe erhalten bleibt und von den durch die Bänder zusammengedrückten Gummi-Puffern ein erhöhter Widerstand ausgeht. Bei Zusammendrückung, siehe Fig. 3, kontrollieren die seitlich zusammengedrückten Gummi-Puffer zusammen mit den Verstärkungsbändern die Verformung der Fugenmasse und bewirken deren Aufwölbung. Beim Auftreten von Scherkräften und unregelmäßiger Dehnung, siehe Fig. 5, können die zusammenwirkenden Elemente der Dehnungsfuge gemeinsam eine Flexibilität bei im wesentlichen gleichbleibender Tragfähigkeit bewirken. Falls nur eine Winkelverformung vorliegt, siehe Fig. 6, kann die Dehnungsfuge angepaßt werden, indem sie in einer gekrümmten oder winkligen Position eingebaut und indem die Fugenmassenfüllung dementsprechend angepaßt wird. Fig. 7 zeigt im Querschnitt ein Beispiel eines geeigneten Gummi-Puffers mit schmalem Mittelteil und breiten Endteilen zur Erzielung einer guten Stützwirkung während der Ausdehnung.
Die Dehnungsfugen können in unterschiedlichen Längen hergestellt werden, so daß ein Einbau ohne Streckung möglich ist. Sollen Dehnungsfugenelemente gestreckt werden, können die Endteile als Außen- und Innenelemente mit verlängerten Gummi-Puffern an einem Ende und verkürzten Gummi-Puffern am anderen Ende ausgebildet werden. Im Fall einer Streckung werden die Enden dann ineinandergeschoben und ein Klebeband wird über den Verstärkungsbandenden angebracht und anschließend wird Fugenmasse zwischen den vertikalen Teilen der Winkelelemente eingefüllt. Bei dieser Art von Dehnungsfuge ist es auch möglich, mehrere Elemente in T-Form oder kreuzförmig mit Hilfe von T-förmigen oder Kreuzverbindungselementen zusammenzufügen, die aufgrund ihrer Anordnung an die jeweiligen Enden der Dehnungsfugenelemente angeschlossen werden können. Durch Auswahl einer weicheren oder härteren Fugenmasse beziehungsweise von schwächeren oder stärkeren Gummi-Puffern läßt sich die Dehnungsfuge nach Bedarf entweder weicher oder härter einstellen. Anstelle von Gummi-Puffern können auch Gummischläuche oder ein zylindrischer Wulst zum Beispiel aus Neopren, eingesetzt werden.

Claims

1. Dehnungsfugenelement zur Verbindung von Bauteilen (9), z.B. zur Verbindung von Fahrbahnabschnitten bei Brücken aus Zementbeton, umfassend ein Fugenmassenprofil (7), das zwischen zwei Befestigungselementen (1, 2) eingesetzt ist und von einem Verstärkungsband (3) getragen wird, das seinerseits durch ein nachgiebiges Organ (5) gestützt ist, wobei das Verstärkungsband und das nachgiebige Organ zusammen eine gekrümmte Form bilden, die gegen das Fugenmassenprofil wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das nachgiebige Organ einen oberen aufwärts gerichteten Teil (5) von gekrümmter Form sowie einen unteren abwärts gerichteten Teil (6) von gekrümmter Form umfaßt, welche Teile zusammen eine geschlossene Form mit einem offenen Zentrum bilden, und daß die geschlossene Form von einem oberen und einem unteren Verstärkungsband (3, 4) umgeben ist, welche Bänder zwischen den Befestigungselementen (1, 2) vorgesehen sind.

2. Dehnungsfugenelement nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nachgiebige Organ mehrere zusammenwirkende, gekrümmte, aufwärts und abwärts gerichtete Formteile (5, 6) umfaßt, die gemeinsam eine im wesentlichen geschlossene Form mit einem offenen Zentrum bilden, wobei die geschlossene Form von einem oberen und einem unteren Verstärkungsband (3, 4) umgeben ist, das zwischen die Befestigungselemente (1, 2) eingesetzt ist.

3. Dehnungsfugenelement nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fugenmassenprofil (7) mit den oberen Abschnitten der Befestigungselemente (1, 2) sowie dem gekrümmten oberen Band (3) verbunden ist.

4. Dehnungsfugenelement nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungselemente (1, 2) paarweise einander gegenüberliegend sowie mit vertikalen oberen und unteren Abschnitten angeordnet sind.

5. Dehnungsfugenelement nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontalen Abschnitte der Befestigungselemente (1, 2) mit Löchern versehen sind.

6. Dehnungsfugenelement nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenwirkenden Formteile (5, 6) aus zwei gekrümmten Gummiprofilen mit einem engen Mittelabschnitt und breiten Endabschnitten bestehen, welche Gummiprofile voneinander nach außen gerichtet sind.