Bauelement mit im wesentlichen gleichbleibender Wandstärke

Abstract

 Das als Bauplatte, verlorene Schalung, Giessform für Beton oder Rohr ausführbare Bauelement (1) besteht aus gegebenenfalls mit Glasfasern verstärktem, aushärtbarem Kunstharz und weist eine eingebettefe Flächenbewehrung (2) auf, die bevorzugt aus Metall hergestellt ist. Die Flächenbewehrung erhöht die Festigkeitseigenschaften und kann im Bedarfsfall vorgespannt werden bzw. der Befestigung von aus dem flächenhaften Teil des Elementes herausragenden Versteifungs- oder Verbindungselementen dienen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Bauelement mit im wesentlichen gleichbleibender Wandstärke, insbesondere ein flächenhaftes Bauelement wie eine Bauplatte oder ein sonstiges Bauelement in ebener oder räumlicher Form, bei dem gegebenenfalls bereichsweise oder durchlaufende Versteifungsrippen vorgesehen sind.

[0002] Entsprechende Bauelemente in Form von Platten sind aus verschiedensten Materialien bekannt. Es gibt dabei auch Platten aus durch Glasfasermatten oder Glasfaserhäcksel verstärktem, aushärtbarem Kunstharz. Neben aus Beton, Steinzeug und thermoplastischen Kunststoffen gefertigten Rohren, insbesondere Rohren für die Abwasserableitung bzw. für die Durchleitung aggressiver Medien, gibt es auch Rohre aus aushärtbarem Kunstharz, die wieder mit Glasfasern in Form von Matten oder Häcksel verstärkt sind. Die Zugfestigkeit dieser letzteren Materialien ist relativ gering und es ergeben sich daher bei größeren Rohrdimensionen bzw. höheren zu erwartenden Drücken große Wandstärken.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Bauelementes, das vielseitig einsetzbar ist, ein günstiges Festigkeits-Gewichtsverhältnis aufweist, das gegen aggressive Medien beständig und im Bedarfsfall mit weiteren Bauelementen zu Verbundelementen kombinierbar ist.

[0004] Ein erfindungsgemäßes Bauelement besteht aus gegebenenfalls mit Glasfasern verstärktem aushärtbarem Kunstharz und weist eine eingebettete Flächenbewehrung auf.

[0005] Diese Flächenbewehrung wird vorzugsweise aus Metall hergestellt und kann aus Baustahl, insbesondere einer Baustahlgittermatte, ausgeführt werden. Für Sonderfälle und besondere Anwendungsgebiete, insbesondere bei noch zu beschreibenden, rohrförmigen, erfindungsgemäßen Bauelementen, kann die Flächenbewehrung ganz oder teilweise auch aus Glasfasersträngen, insbesondere Rovings oder Seilen, bestehen.

[0006] Das Bauelement kann ein- oder mehrschichtig, voll bzw. in Hohlraum- oder Sandwichbauweise hergestellt sein. Übliche für das Bauelement verwendete Kunstharze z. B. Polyester, haben einen wesentlichen höheren Wärmedehnungskoeffizienten als die meisten Metalle und selbstverändlich auch als Glasfasern. Die flächenhafte Bewehrung im erfindungsgemäßen Bauelement verhindert nun ein stärkeres Ausdehnen des Kunstharzmaterials in das sie eingebettet ist, wobei gleichzeitig die Flächenbewehrung auf Zug beansprucht wird. Dadurch wird die Formhaltigkeit des Baulementes gewährleistet. Die Zug-, Druck- und Biegefestigkeit des Bauelementes gegenüber einem gleichstarken Element, das nur aus entsprechendem Kunstharz gefertigt wurde wird erhöht. Die Bewehrung ist in das Material eingebettet und daher vor Korrosion geschützt.

[0007] Es wurde schon erwähnt, daß das Bauelement mit weiteren, flächig anschließenden Bauelementen zu einem Verbund- oder Sandwichelement vereinigt werden kann. Beim Sandwichelement wäre zwischen zwei plattenförmigen Bauelementen eine ein-oder mehrschichtige Einlage vorhanden. Anwendungsgebiete für ein solches Bauelement wären eine Verwendung als Verkleidungselement für Wände und Fassaden mit gegebenenfalls verschieden strukturierter Oberfläche, als Schalungsplatte oder verlorenes Schalungselement für Beton oder Betonteile, als Schutzplatte gegen mechanische oder chemische Einflüsse, beispielsweise als Deckplatte in Deponien und Silos, als rinnenförmiges Bauelement zum Herstellen von Be- und Entwässerungskanälen, wobei entsprechende Rinnenabschnitte auch aus mehrerer Bauteilen zusammengesetzt werden können, als Abdeckplatte von Öffnungen und Rinnen, als freitragendes Tragelement jeglicher Form, als Bauelement, Form oder verlorene Schalung für Wand- Decken- und Fußbodenkonstruktionen und schließlich als freitragende Abdeckung von Bewässerungskanälen bzw. -gräben in tropischen Gebieten. Bei den notwendigen Festigkeiten ergibt sich hier ein besonders günstiges Flächengewicht im Vergleich zu anderen üblichen Materialien, z. B. Beton oder Asbestzement. Dabei hat das Bauelement gegenüber Elementen aus Beton usw. eine verbesserte Schlagfestigkeit. Zur Erleichterung des Transportes können für die Herstellung von Rinnen und Abdeckungen, insbesondere von Abdeckungen der zuletzt genannten Art, Bauelemente als im wesentlichen ebene Platten transportiert und an Ort und Stelle zusammengebaut oder unter Ausnützung der Materialelastizität zu Rinnen gebogen werden, wobei das jeweilige Bauelement durch die Rinnenränder verbindende Zugglieder in der Rinnenform gehalten wird. In dieser Form kann das Bauelement auch in ein noch fließfähiges Mörtel-oder Betonbett eingelegt werden, so daß dann ein betoniertes Gerinne entsteht, bei dem die Flüssigkeit am Bauelement, also auf dem Kunststoffteil fließt.

[0008] Bei der Verwendung des Bauelementes als Abdeckung für Bewässerungsgräben oder -kanäle kann man die Rinnenränder durch eine die Rinnenöffnung abschließende Folie verbinden. Diese schließt mit der Rinne einen isolierend wirkenden Hohlraum ein, so daß bei der Abdeckung von Bewässerungskanälen oder -gräben die Aufheizung des Wassers und der unmittelbar über dem Wasser befindlichen Luftschicht an der von der Sonne bestrahlten Abdeckung vermieden und damit auch die sonst dadurch auftretenden Verdunstungsverluste entscheidend verringert werden.

[0009] Nach einer anderen Ausgestaltung ist das Bauelement als Rohr oder Rohrschale ausgeführt, wobei durch die Flächenbewehrung eine erhöhte Festigkeit erzielt wird, so daß die Wandstärke gegenüber den bisher bekannten unbewehrten Rohren für gleiche Aufgaben wesentlich verringert werden kann und sich sogar neue Anwendungsgebiete erschließen. Es ist dabei möglich, die eingebettete Flächenbewehrung als vorgespannte Ringbewehrung auszuführen. Das Vorspannen geschieht einfach in der Weise, daß die Bewehrung bei der Herstellung vorgespannt und die Vorspannung beim nachträglichen Aushärten des Kunstharzes eingefroren wird.

[0010] Sowohl bei den Rohren als auch bei anderen flächigen oder schalenförmigen Baulementen können mit der Flächenbewehrung aus dem flächenhaften Teil des Baulementes herausragende Versteifungselemente verbunden sein, die meist etwa normal zu jener Oberfläche des Elementes aus der sie herausgeführt sind angeordnet werden, prinzipiell mit dieser Oberfläche im Bedarfsfall aber verschiedene Winkel einschließen können.

[0011] Nach einer Variante ist das Element als verlorene Schalung oder Form ausgebildet, bei der die gesamte Bewehrung des durch An- oder Ausgießen mit Beton od. dgl. fertigzustellenden Verbundkörpers durch die Flächenbewehrung und die mit dieser verbundenen Versteifungselemente bestimmt ist.

[0012] Bei dieser Variante eröffnet sich ein weites Anwendungsgebiet. Es wird möglich, die Grundform von Verbundbauelementen durch entsprechende verlorene Formen oder Schalungen vorzubestimmen, wobei diese letzteren Teile fabriksmäßig gefertigt werden können. Das Ausgießen mit Beton od. dgl. erfolgt aber erst am Einsatzort oder in dessen Nähe. Damit lassen sich für viele Anwendungsgebiete die Vorteile fabriksmäßig vorgefertigter Bauteile erzielen, ohne daß man die bisherigen Nachteile des Transportes schwerer Fertigteile über weite Strecken in Kauf nehmen muß. Gegenüber Betonfertigteilen lassen sich bei Verwendung erfindungsgemäßer Bauelemente als verlorene Schalung oder Form mit einfachen Mitteln kleinere Herstellungstoleranzen bei besserer Formhaltigkeit erzielen und es wird insbesondere auch möglich, Anschlußfalze, -flansche usw. exakt auszuformen, wobei die für den Anschluß an andere Teile bestimmten Bereiche vom Kunststoffbauteil gebildet werden können. Beim Straßen- und Brückenbau kann man Bordsteine aber auch tragende Betonteile in Verbundbauweise unter Verwendung erfindungsgemäßer Bauelemente als Schalung bzw. Form fertigen, wobei zu den schon aufgeführten Vorteilen der entscheidende Vorteil kommt, daß die eine Haut des fertigen Verbundkörpers bildende Schalung oder Form das Eindringen aggressiver Medien in den Betonkern und insbesondere auch den Angriff der Metallbewehrung durch chlorionenhältige Flüssigkeit verhindert, was bisher bei der üblichen Salzstreuung gegen Glatteisbildung praktisch unvermeidbar ist. Die Anbringung der gesamten Bewehrung am vorgefertigten Element erleichtert aber auch bei kleineren Teilen z. B. bei der Herstellung von Betonplatten für den Aufbau von Fahrsilos, Deponien usw. die Endfertigung, da es nur mehr notwendig ist, die entsprechenden, vorgefertigt erhältlichen Formen mit Beton einer vorgeschriebenen Mindestgüteklasse auszugießen.

[0013] Bei der Verwendung des Bauelementes als Schalung können benachbarte, eine verlorene Schalung oder Form bildende Elemente vor dem An- oder Ausgießen über im Randbereich angebrachte Versteifungselemente zu größeren Einheiten verbindbar sein. Wenn die aus dem flächenhaften Teil des Bauelementes herausragenden Versteifungselemente aus Metall bestehen, können sie gleich mit dem aushärtbaren Kunstharz beschichtet und dadurch zusätzlich zur Einbettung in den Beton vor dem Zutritt aggressiver Medien geschützt sein.

[0014] Auch bei der Ausbildung des erfindungsgemäßen Bauelementes als Rohr oder Rohrschale können herausragende Versteifungselemente angebracht werden, um die Einbettung zu erleichtern bzw. bei der Herstellung von Verbundkörpern zu gewährleisten, daß alle Elemente des Verbundrohres die auftretenden Belastungen gemeinsam mittragen helfen. Dabei können die Versteifungselemente des Rohres als in Rohrlängsrichtung angeordnete und radial ausgerichtete Bi-Stähle, Schlitzeisen oder ähnliche Elemente ausgeführt sein.

[0015] Unter Verwendung entsprechender Teile lassen sich z. B. neue Betonrohre herstellen, deren Durchtrittsöffnung eine Auskleidung aus dem Kunststoffbauelement besitzt, wobei überdies eine Bewehrung gegeben ist. Es ist eine Herstellung der Rohre mit Bodenfertigern oder im Schleudergußverfahren möglich.

[0016] Ein weiteres Anwendungsgebiet der rohrförmigen Bauelemente liegt bei der nachträglichen Sanierung bereits bestehender Kanäle und Rohrleitungen, insbesondere von Abwasserohrleitungen. Man kann hier in die Kanäle od.dgl. einen gegenüber dem lichten Kanalquerschnitt kleineren Durchmesser aufweisende rohrförmige Bauelemente einziehen und dann den Ringspalt mit Beton oder Mörtel hinterfüllen. Dabei sind auch kombinierte Verfahren möglich, bei denen das Rohr an die Kanalöffnung angesetzt und am Rohrende der Spalt zur Kanalöffnung abgedichtet wird, wonach man in den Ringspalt unter Druck Betonmörtel einpreßt, durch den dann das Rohr wie mit Hilfe eines Ringkolbens in den Kanal hineingezogen wird.

[0017] Beim Einziehen kann man einzelne Rohrschüsse abgedichtet aneinanderreihen und durch mitlaufende aufblasbare Schläuche od. dgl. in Kanal zentrieren. Nach Ausfüllung des Ringspaltes, wodurch die Zentrierung des eingezogenen Rohres gesichert ist, kann man die Schläuche herausziehen oder selbst mit Beton oder einer Dichtmasse ausfüllen. Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes gehen aus der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung hervor.

[0018] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes plattenförmiges Bauelement mit strichliert eingezeichneter Bewehrung in Draufsicht,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch ein isolierendes Verbundbauelement in größerem Maßstab,

Fig. 3 als Anwendungsbeispiel die Verwendung eines erfindungsgemäßen Bauelementes zur Abdeckung eines Bewässerungskanales im Schaubild,

Fig. 4 ein weiteres als Bewässerungskanalabdeckung verwendbares Bauelement im Schnitt,

Fig. 5 ein als verlorene Schalung oder Form verwendbares Bauelement im Längsschnitt,

Fig. 6 das Element nach Fig. 5 bei seiner Verwendung als verlorene Form im Schnitt quer zur Schnittrichtung nach Fig. 5,

Fig. 7 ein rohrförmiges Verbundbauelement schematisch im Querschnitt und

Fig. 8 im Schema einen Querschnitt durch einen zu sanierenden Kanal bei der Durchführung der Sanierungsarbeiten.

[0019] Nach den Fig. 1 und 2 besteht das Bauelement aus einem plattenförmigen, flächigen Körper 1 aus glasfaserarmiertem, aushärtbarem Kunstharz, z. B. Polyester, das für den Aushärtungsvorgang erwärmt und gepreßt wird. In den Körper 1 ist eine Flächenbewehrung, beispielsweise ein Baustahlgitter 2, eingebettet.

[0020] Nach Fig. 2 besitzt das Bauelement 1 an der Sichtseite eine Oberflächenprofilierung 3 und ist an der anderen Seite flächig mit einer Isolierplatte 4 verbunden.

[0021] Gemäß Fig. 3 ist zur Abdeckung eines Bewässerungskanales 5 eine Serie erfindungsgemäßer Bauelemente 6 vorgesehen, die hier zu verkehrt rinnenförmigen, eckigen, freitragenden Bauelementen geformt sind.

[0022] Nach Fig. 4 kann man ein plattenförmiges Bauelement 7 bis zum Einsatzort als ebene Platte transportieren und dann zu einer Rinne biegen, wobei das Bauelement 7 durch Zugglieder 8 in der vorgesehenen Form gehalten ist. Die Zugglieder 8 sind mit den Rändern des Bauelementes 7 durch Aufsteckschuhe 9 verbunden. An Stelle mehrerer, mit Abstand voneinander angeordneter Zugglieder oder zusätzlich zu den Zuggliedern 8 kann man auch eine die ganze Rinnenöffnung abschließende Folie vorsehen, die wieder die Rinnenränder verbindet, so daß sie mit der Platte 7 einen abgeschlossenen, isolierend wirkenden Hohlraum einschließt. Die Form des aus der Platte 7 gebildeten Bogens kann durch die Länge der Zugglieder 8 und auch durch die Armierung bzw. eine besondere Querschnittsform der Platte 7 bestimmt werden. Im Bedarfsfall kann man in der Platte 7 auch Sollbiegestellen ausformen.

[0023] Nach den Fig. 5 und 6 bildet ein wieder aus Kunstharz hergestelltes Bauelement 10 mit einer flächigen Bewehrung 11 aus einem Baustahlgitter eine verlorene Schalung oder eine ausgießbare Form für einen Betonkörper. Mit der Flächenbewehrung 11 sind aus dem flächenhaften Teil des Bauelementes 10 herausragende Versteifungselemente in Form von Bi-Stählen 12 verbunden, bei denen der eine Schenkel 12a mit dem Baustahlgitter 11 verschweißt ist. Diese Bi-Stähle 12 verbinden das Bauelement 10 mit dem fertigen Betonkörper 13, wobei der gebildete Gesamtkörper eine durch die Armierung und die Festigkeit der Teile 10 und 13 bestimmte Gesamtfestigkeit aufweist.

[0024] Das Betonrohr nach Fig. 7 besitzt ein Innenrohr aus einem flächigen Bauelement 14, das eine Ringbewehrung 15 enthält, mit der Bi-Stähle 16 verbunden sind, die in das äußere Betonrohr 17 einragen, welches seinerseits mit einem Bodenfertiger oder im Schleudergußverfahren hergestellt ist. Einzelne Rohrschüsse 14 können an den Stirnseiten durch mit der Bewehrung 15 verbundene Flansche oder sonstige überstehende Teile verspannt sein. Allenfalls sieht man auch Dichtungseinlagen zwischen stoßenden Rohrschüssen 14 vor.

[0025] Wenn ein schadhaft z. B. undicht gewordener Kanal 18 saniert werden soll, bringt man gemäß Fig. 8 in ihn rohrförmige Bauelemente 19 ein, die wieder eine gegebenenfalls sogar vorgespannte Ringbewehrung 20 aufweisen. Die rohrförmigen Bauelemente werden zu einem geschlossenen Rohrstrang vereinigt und mit Hilfe von wenigstens drei aufblasbaren Schläuchen 21 zentriert. Anschließend wird der Ringspalt 22 unter Druck mit Beton oder Mörtel gefüllt. Nach dem Anziehen des Betons oder Mörtels werden die Schläuche 21 entweder herausgezogen, wonach die von ihnen freigelassenen Hohlräume ausgespritzt werden oder man beläßt die Schläuche an Ort und Stelle und spritzt sie nachträglich mit Beton, Mörtel oder Dichtungsmasse aus.

Ansprüche

1. Bauelement mit im wesentlichen gleichbleibender Wandstärke, insbesondere Bauplatte, dadurch gekennzeichnet, daß das aus gegebenenfalls mit Glasfasern verstärktem, aushärtbarem Kunstharz bestehende Bauelement (1; 6; 7; 10; 14; 19) eine eingebettete Flächenbewehrung (2, 11, 15, 20) aufweist.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenbewehrung als Baustahlgitter (2, 10, 15) ausgeführt ist.

3. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenbewehrung aus Glasfasersträngen, insbesondere Rovings oder Seilen, besteht.

4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (1) mit weiteren, flächig anschließenden Bauelementen (4), insbesondere isolierenden Bauelementen, zu einem Verbund- oder Sandwichelement vereinigt ist (Fig. 2).

5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein plattenförmiges Bauelement (7) unter Ausnützung der Materialelastizität zu einer Rinne gebogen und über die Rinnenränder verbindende Zugglieder (8) in der Rinnenform gehalten ist.

6. Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinnenränder durch eine die Rinnenöffnung abschließende Folie verbunden sind.

7. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (14, 19) als Rohr oder Rohrschale ausgebildet ist.

8. Bauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die eingebettete Flächenbewehrung als vorgespannte Ringbewehrung (15, 20) ausgeführt ist.

9. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Flächenbewehrung (11, 15) aus dem flächenhaften Teil des Bauelementes (10, 14) herausragende Versteifungselemente (12, 16) verbunden sind.

10. Bauelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (10, 14, 19) als verlorene Schalung oder Form ausgebildet ist, bei der die gesamte Bewehrung des durch An- oder Ausgießen mit Beton od.dgl. (13, 17) fertigzustellenden Verbundkörpers durch die Flächenbewehrung (11, 15, 20) und die mit dieser verbundenen Versteifungselemente (12, 16) bestimmt ist.

11. Bauelement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte, eine verlorene Schalung oder Form bildende Elemente (10, 14,19) vor dem An- oder Ausgießen über im Randbereich angebrachte Versteifungselemente zu größeren Einheiten verbindbar sind.

12. Bauelement nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem flächenhaften Teil des Bauelementes (10, 14) herausragenden Versteifungselemente (12, 16) aus Metall bestehen und mit dem aushärtbaren Kunstharz beschichtet sind.

13. Bauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungselemente des Rohres (14) aus in Rohrlängsrichtung angeordneten und radial ausgerichteten Bi-Stählen (16) bestehen.

14. Verfahren zum Abdichten von Kanälen und Rohrleitungen unter Verwendung rohrförmiger Bauelemente nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kanäle (18) einen gegenüber dem lichten Kanalquerschnitt kleineren Durchmesser aufweisende rohrförmige Bauelemente (19) eingezogen werden und der Ringspalt (22) mit Beton oder Mörtel hinterfüllt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Rohrschüsse (19) abgedichtet aneinandergereiht, durch in Längsrichtung verlaufend angebrachte, aufblasbare Schläuche (21) od. dgl. im Kanal (18) zentriert und der Ringspalt (22) ausgefüllt wird, wonach auch die Schläuche (21) mit Beton od.dgl. gefüllt werden.

Zeichnung