Gegossenes Wand-, Boden- oder Deckenelement und Verfahren zu dessen Herstellung

Abstract

 Ein vor Ort gegossenes Wand-, Boden- oder Deckenelement (11) ist hergestellt aus einer aushärtbaren Gussmasse auf Zementbasis, insbesondere aus Leichtbeton. Das Element (11) hat eine erste Wand (13) mit einer ersten Stärke und eine zweite Wand (15) mit einer zweiten Stärke, wobei die Stärke der ersten Wand (13) deutlich grösser als die Stärke der zweiten Wand (15) ist. Zwischen der ersten Wand (13) und der zweiten Wand (15) ist eine Dämmschicht (17) vorgesehen, welche vollflächig in die Gussmasse eingegossen ist. Das fertig gestellte Bauteil kann als Sichtbetonteil verwendet werden und hat eine Wärmeleitfähigkeit von < 0.16 W/mK.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein gegossenes Wand-, Boden- oder Deckenelement gemäss Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Stand der Technik

[0002] Für Sichtbetonbauten (Aussenwand und Innenwand mit Sichtbeton) ist bis zum heutigen Zeitpunkt das Verfahren so, dass man zuerst eine innere tragende Schale betoniert, dann den Beton aushärten lässt, die Schalung sodann entfernt, eine Dämmebene stellt, sodann die Schalung für die äussere Schalung stellt und nochmals betoniert. Das Ganze ist sehr zeitaufwändig und teuer wegen den vielen Vorgängen, die für die Erstellung der Baute nötig sind. Eine zweite Variante sieht vor, dass man eine einschalige Konstruktion mit Innendämmung erstellt. Dies hat jedoch folgende Nachteile: 1. sehr viele aufwändige Anschlussdetails, z.B. bei mehrgeschossigen Bauten besteht im Bereich der Decke eine Wärmebrücke, die nur aufwändig gedämmt werden kann. 2. die fehlende Speichermasse im Inneren des Gebäudes. Dies führt dazu, dass solare Gewinneinträge durch opake Bauteile nicht zu Gunsten eines tieferen Heizwärmebedarfs genutzt werden können.

[0003] Die US 2001/0010140 offenbart ein Gebäudeteil umfassend zwei parallele, zueinander beabstandete Drahtgitter, zwischen welchen ein Dämmkörper angeordnet ist. Gerade Verbindungsstäbe, deren Enden an die Drahtgitter geschweisst sind, durchdringen den Dämmkörper und halten die Drahtgitter in Abstand zueinander. Der Dämmkörper kann aus geschäumtem Kunststoff, aus anderen isolierenden Materialien unterschiedlichster Art oder auch aus Leichtbeton bestehen. Zwischen den Drahtgittern und dem Dämmkörper besteht eine Distanz zwischen 10 und 30 mm. Im Falle von rechtwinkligen Verbindungsstäben sind zusätzlich Abstandshalter vorgesehen, welche den Dämmkörper von den Drahtgittern beabstanden. Im fertigen Bauteil, z.B. einer Wand, welches vor Ort gegossen wird, sind die Drahtgitter im ausgehärteten Beton aufgenommen. Dabei können - je nach statischen Anforderungen - die inneren und äusseren Wände unterschiedliche Stärken aufweisen.

[0004] Die DE-OS-197 48 457 offenbart ein wärmegedämmtes, tragendes Aussenwandelement in einer mehrlagigen Sandwich-Konstruktion. Dieses besteht aus einer als Traglage dienenden Innenwand, einer von dieser beabstandeten Aussenwand und einer zwischen den Wänden angeordneten Wärmedämmlage. Sowohl Aussen- wie auch Innenwand sind aus Leichtbeton der Klasse LB15 hergestellt. Als Wärmedämmlage kommt u.a. auch ein Polyurethan oder Polystyrol-Schaum in Fragen. Aussen- und Innenwand sind via sich kreuzenden Kupplungsstäben, deren geriffelte Enden im Leichtbeton eingebettet sind, fest miteinander verbunden. Durch diese Konstruktion ist sichergestellt, dass das Aussenwandelement verwindungssteif ist und beispielsweise an der Traglage angehoben werden kann.

[0005] US 2006/0201090 offenbart eine Leichtgewichtzusammensetzung bestehend aus 22 bis 90 Volumenprozent einer Zementzusammensetzung und 10 bis 78 Volumenprozent Partikel mit einer Dichte zwischen 0.03 g/cm3 und 0.064 g/cm3. Isolierte Betonelemente bestehen aus zwei parallelen, voneinander beabstandeten Wänden, welche durch Metallstäbe miteinander verbunden sind. Der Zwischenraum zwischen den Wänden wird dabei mit einem Leichtbeton aufgefüllt.

Aufgabe

[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein insbesondere vor Ort gegossenes Wand-, Boden- oder Deckenelement, insbesondere ein Sichtbetonelement, bereitzustellen, welches bei gegebener Wandstärke einen möglichst guten Dämmwert hat. Ziel ist es insbesondere, eine gegossene und gedämmte Wand und ein Verfahren zu deren Herstellung vorzuschlagen, welche rasch und kostengünstig herstellbar ist. Auch ist es ein Ziel, eine monolithisch erscheinende Wand sowohl auf der Innenseite als auch auf der Aussenseite in Sichtbetonqualität vorzuschlagen.

[0007] Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch ein gegossenes Wand-, Boden- oder Deckenelement gemäss Oberbegriff von Anspruch 1 gelöst, indem als Dämmschicht Materialien, vorzugsweise Dämmplatten, mit einer Druckspannung bei 10% Stauchung σ₁₀≥ 60 kPa, vorzugsweise σ₁₀≥ 150 kPa, und ganz besonders bevorzugt σ₁₀≥ 300 kPa eingesetzt werden. Das erfindungsgemäße Element als vor Ort gegossenes Bauteil eines Bauwerks, insbesondere eines Gebäudes, hat den Vorteil, dass es rasch und kostengünstig als voll isoliertes Bauteil herstellbar ist, da es in einem Arbeitsgang gegossen werden kann. Die Dämmung ist dabei so ausgelegt, dass diese durch den statischen Druck des noch flüssigen Leichtbetons nicht zusammengedrückt wird. Da die Dämmung im Element bereits integriert ist, ist eine nachträgliche Dämmung nicht mehr nötig. Dadurch, dass die äussere Wand weniger als halb so stark und vorteilhaft weniger als ein Drittel der Stärke der Innenwand hat und lediglich als Verblendung dient, braucht es nur wenige Kopplungsbügel, um die äussere Wand zu befestigen, insbesondere auch, weil das Bauelement als Teil einer grösseren Baukonstruktion vor Ort gegossen wird. Durch die geringe Anzahl von Kopplungsbügel entstehen nur wenige Wärmebrücken, sodass die Konstruktion überraschenderweise die Anforderungen bei der Herstellung von Passivhäusern zu erfüllen vermag. Das erfindungsgemässe Wand-, Boden- oder Deckenelement hat den Vorteil, dass es sowohl auf der Innenseite als auch auf der Aussenseite in Sichtbetonqualität herstellbar ist und damit die Anforderungen der modernen Architektur erfüllen kann.

[0008] Vorteilhaft ist das Element aus Leichtbeton mit einer Trockenrohdichte von maximal 2000 Kg/m3, vorzugsweise < 1500 Kg/m3 und ganz besonders bevorzugt < 1200 Kg/m3. hergestellt ist. Durch den Einsatz eines Leichtbetons ist die Gefahr eliminiert, dass die Dämmschicht zusammengedrückt wird. Entsprechend können kostengünstig erhältliche Dämmmaterialien eingesetzt werden. Zweckmäßigerweise ist die eingesetzte Gussmasse im Wesentlichen aus Zementen, Bindemitteln, Schaumglas oder Blähton als Zuschlagstoff, und Anmachwasser und Additiven (Zusatzmitteln) hergestellt. Ein Leichtbeton mit Schaumglas als Zuschlagstoff ist beispielsweise in der EP-A-1 183 218 offenbart, deren Inhalt hiermit unter Bezugnahme aufgenommen wird.

[0009] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Wand als die statische Tragkonstruktion und die zweite Wand als Verblendung ausgeführt. In diesem Fall kann eine Decke auf der inneren Tragschale abgestützt, und die äussere zweite Wand relativ dünn sein. Die zweite äussere Wand kann beispielsweise eine Stärke zwischen 40 und 140 oder 160 mm, vorzugsweise 50 bis 120 oder 140 mm und ganz besonders bevorzugt zwischen 60 und 100 oder 120 mm haben. Dadurch, dass die innere Wand oder Schale stärker ausgebildet ist also die äussere Schale, ist im Innern des Gebäudes eine grosse Speichermasse vorhanden. Dies hat den Vorteil, dass solare Gewinne durch opake Bauteile von der Innenschale gespeichert werden können. Es ist jedoch denkbar, auch der äusseren Wand eine tragende Funktion zuzuordnen und die Decke z.B. durch nockenartiges Herausführen teilweise auf der äusseren Schale abzustützen. Dabei kann die äussere Wand vollflächig oder nur in Teilbereichen tragend ausgeführt sein. Hat nur eine Wand eine tragende Funktion, so können diese unterschiedliche Stärken aufweisen.

[0010] Vorzugsweise hat die erste Wand eine Bewehrung aus Stahl, welche vorzugsweise zentrisch respektive symmetrisch zur Systemachse in der Wand angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass Schwindspannungen zu keiner Deformation der Wand führen können. Vorteilhaft besitzt die Bewehrung mindestens zwei ungefähr parallele Ebenen, welche mittels Distanzmitteln, z.B. durch dreidimensionale Bewehrungskörbe oder -böcke, fest miteinander verbunden sind. Diese Ebenen haben vorzugsweise ungefähr den gleichen Abstand von der Mittelachse der Wand. Die einsetzbaren dreidimensionalen Bewehrungsböcke können im Querschnitt dreieckförmig sein, wobei in den Eckpunkten in Längsrichtung verlaufende Stäbe vorhanden sind. Solche Bewehrungsböcke werden beispielsweise in Betondecken eingesetzt.

[0011] Zweckmässigerweise werden vorgefertigte Bewehrungsstahlnetze oder Metallkörbe, welche ein sich stabiles dreidimensionales Gefüge darstellen, eingesetzt. Von Bedeutung ist, dass die Metallkörbe in sich stabil sind und nicht durch den eingefüllten flüssigen Beton zusammengedrückt werden. Die Bewehrungslagen sollen auch zueinander und in ihrer Lage innerhalb der Schalung durch den Beton nicht verschoben werden.

[0012] Vorteilhaft besitzt wenigstens die zweite Wand lediglich eine durch Fasern gebildete Bewehrung. Vorzugsweise kommen Polymerfasern in Gestalt von Kurzschnittfasern zum Einsatz. Dies hat den Vorteil, dass bei der zweiten Wand auf eine Bewehrung aus Bewehrungsstahl verzichtet werden kann. Dies führt zu einer wesentlichen Zeiteinsparung bei der Herstellung der gedämmten Wand. Dabei kann der Anteil an Polymerfasern in der zweiten Wand zwischen 0.4 bis 2.0 Kg/m3, vorzugsweise zwischen 0.5 bis 1.5 Kg/m3, und ganz besonders bevorzugt zwischen 0.6 und 1.2 Kg/m3 betragen.

[0013] Besonders vorteilhaft sind Polymerfasern ein hochkristallines Polymer, vorzugsweise aus der Gruppe der Polyvinylalkohole, eingesetzt. Diese Fasern haben den Vorteil, dass sie chemische Bindungen mit der Gussmasse eingehen können. Als Polymerfasern sind vorzugsweise solche eingesetzt, welche eine Zugfestigkeit > 1'000 N/mm2, vorzugsweise > 1'200 und ganz besonders bevorzugt > 1'500 N/mm2 und ein E-Modul > 30'000N/mm2, vorzugsweise > 35'000 N/mm2, und ganz besonders bevorzugt > 40'000.-- N/mm2 haben.

[0014] Vorteilhaft sind Dämmschichtmaterialien eingesetzt, welche eine Wärmeleitfähigkeit (Lambda-D- Wert = λ_D) ≤0.04 W/mK, vorzugsweise ≤ 0.035 W/mK und ganz besonders bevorzugt ≤ 0.03 W/mK besitzen. Idealerweise werden Dämmplatten eingesetzt mit einer Wärmeleitfähigkeit ≤ 0.029 W/mK. Als Materialien kommen insbesondere Kunststoffe mit der Ausnahme von Polyurethan oder mineralische Fasern (Steinwolle oder Glasfaser) in Frage. Mineralische Fasern müssen jedoch so behandelt sein, dass die Wasseraufnahmefähigkeit auf ein vertretbares Mass reduziert ist. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Dämmschicht im Wesentlichen aus Polystyrol, vorzugsweise einem expandierten oder extrudierten Polystyrol-Hartschaum. Polystyrol Dämmplatten sind kostengünstig erhältlich und besitzen im Allgemeinen eine ausreichende Druckfestigkeit.

[0015] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform sind als Dämmschicht Dämmplatten eingesetzt, welche vorzugsweise mit Nut und Kamm ausgestattet sind. Dies hat den Vorteil, dass die Dämmung nicht gegeneinander verschoben werden kann. Denkbar ist auch, möglichst großflächige Dämmplatten einzusetzen. Es können je nach Geschosshöhe Platten mit unterschiedlichen Druckfestigkeiten eingesetzt werden. Platten mit einem σ₁₀ zwischen ungefähr 100 kPa und 250 kPa sind ideal, da solche relativ preisgünstig sind. Vorteilhaft ist auch, wenn die als Dämmschicht eingesetzten Dämmplatten eine Wasserdampfdiffusionszahl ≤ ∞, vorzugsweise ≤ 250 µ, und ganz besonders bevorzugt ≤ 50 µ aufweisen. Dies ist im Zusammenhang mit dem Einsatz von Leichtbeton von Vorteil, weil dadurch die Diffusionsoffenheit der ganzen Konstruktion gewährleistet ist und im Taupunkt anfallendes, kondensiertes Wasser ausdiffundieren kann.

[0016] Um das Trocknen des gegossenen Elements nicht zu beeinträchtigen, soll die Wasseraufnahmefähigkeit der Dämmschicht < 4 Vol%, vorzugsweise < 1.0 Vol% und ganz besonders bevorzugt < 0.2 Vol% sein. Idealerweise ist die Wasseraufnahmefähigkeit 0 V% gemessen nach der Prüfnorm EN 12087. Dabei ist von Bedeutung, dass bei einer eventuellen Wasseraufnahme die Dämmplatte masshaltig ist. Ansonsten kann es zu Spannungen und Deformationen der gegossenen Wand kommen. Zur Vermeidung von Schwindspannungen sind der Gussmasse vorzugsweise Schwindreduktionsmittel beigemengt.

[0017] Vorteilhaft sind die erste Wand und die zweite Wand mittels Kopplungsbügel, vorzugsweise mittels solchen aus rostfreiem Stahl, miteinander verbunden. Dadurch kann verhindert werden, dass sich die Wände voneinander lösen können. Die Kopplungsbügel können beispielsweise eine U-, V-, L-, T- oder Z-Form haben. Die Kopplungsbügel können grundsätzlich in einem beliebigen Winkel zu den flachen Wandseiten eingebaut sein. Vorzugsweise erstrecken sich diese jedoch ungefähr senkrecht zu den flachen Wandseiten. Zweckmässigerweise sind pro Quadratmeter 0.1 bis 0.6 Kopplungsbügel, vorzugsweise 0.2 bis 0.4 Kopplungsbügel vorgesehen. Die Kopplungsbügel können aus Baustahl, rostfreiem Stahl oder vorteilhaft aus einem Glas-, Carbonfaser oder Kunststofffaser verstärkten Kunststoff hergestellt sein. Letztere Kopplungsbügel haben gegenüber Stahl den Vorteil einer bedeutend geringeren Wärmeleitfähigkeit.

[0018] Vorteilhaft hat dass das ausgehärtete Element eine Wärmeleitfähigkeit < 0.16 W/mK.

[0019] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zum Herstellen einer vor Ort gegossenen Betonwand mit folgenden Verfahrensschritten:

• Erstellen einer ersten, vorzugsweise ungefähr vertikalen, Schalungswand,
• Anbringen einer ersten Bewehrungslage aus Stahl in Abstand von der ersten Schalungswand,
• Anbringen von Distanzmitteln, vorzugsweise in Gestalt von Distanzkörben, an der ersten Bewehrungslage,
• Anbringen einer zweiten Bewehrungslage aus Stahl an den erwähnten Distanzmitteln,
• Anordnen einer Dämmschicht mit einer Druckspannung bei 10% Stauchung von σ₁₀≥ 60 kPa, vorzugsweise σ₁₀≥ 150 kPa, und ganz besonders bevorzugt σ₁₀≥ 300 kPa in Abstand von der zweiten Bewehrungslage, welche Dämmschicht eine Fläche hat, die im Wesentlichen der Fläche der ersten Schalungswand entspricht, sodass ein erster Schalungsraum mit Bewehrung gebildet ist,
• Einbringen von einer Mehrzahl von Kopplungsbügeln, welche sich durch die Dämmschicht erstrecken und diese beidseits um eine bestimmte Distanz überragen,
• Erstellen einer zweiten Schalungswand, sodass zwischen der Dämmschicht und der zweiten Schalungswand ein zweiter Schalungsraum ohne Bewehrung gebildet ist,
• Ausgießen des Schalungsraumes zwischen der ersten Schalungswand und der zweiten Schalungswand mit einer aushärtbaren Gussmasse, wobei die Schalungsräume im Wesentlichen gleichzeitig oder mit leichtem Vorlauf für den zweiten Schalungsraum mit der aushärtbaren Gussmasse gefüllt werden, sodass nach dem Aushärten der Gussmasse eine erste Wand und eine zweite Wand gebildet sind. Das erfindungsgemässe Verfahren hat den Vorteil, dass eine Wand mit einer Kerndämmung in einem Arbeitsgang direkt auf der Baustelle hergestellt werden kann. Im Rahmen des beschriebenen Verfahrens ist es auch möglich, ein dreidimensionales Bewehrungsgefüge mit mindestens zwei Ebenen in einem Verfahrensgang einzubringen. Zwischen der ersten Schalungswand und der ersten Bewehrungslage einerseits und der zweiten Bewehrungslage und der Dämmschicht andererseits werden vorteilhaft Distanzhalter eingesetzt, damit die Bewehrung ausreichend tief im Beton eingebettet ist.

[0020] Die Befestigung der Dämmschicht an der zweiten Bewehrungslage erfolgt vorzugsweise mittels Kunststoffdübeln, wie sie bei der Befestigung von Dämmschichten an Fassaden verwendet werden. Dabei können die vorderen Enden der Kunststoffdübel an der zweiten Bewehrungslage mit einem Binder festgebunden werden. Andere Befestigungsmittel und Befestigungsarten sind jedoch ebenso denkbar.

[0021] Das vorzugsweise jeweils vor Ort, d.h. auf der Baustelle, gegossene Wand-, Boden- oder Deckenelement der vorliegenden Erfindung kann grundsätzlich als senkrecht stehendes Bauteil (Wand) oder als liegendes Bauteil (Platte) eingesetzt werden. Entsprechend soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff "Wand" jeweils auch "Platten" verstanden werden. Im letzteren Fall wird das Element liegend gegossen, indem zuerst die eine Scheibe gegossen wird, anschliessend die Dämmschicht aufgebracht und sodann die zweite Scheibe gegossen wird.

[0022] Nachfolgend wird die Erfindung unter die Bezugnahme auf die Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigt:

Figur 1

im Grundriss ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Wandelements mit einer ersten Wand, welche in der Regel die Innenwand darstellt, einer zweiten Wand, welche in der Regel die Aussenwand darstellt, und einer zwischen den ersten und zweiten Wänden eingegossen Dämmschicht;

Figur 2

ein Schnitt durch das Wandelement von Figur 1 entlang der Linie A - A;

Figur 3

ein Schnitt durch das Wandelement von Figur 1 entlang der Linie B - B;

Figur 4

ein vergrösserter Vertikalschnitt durch die Wand von Figur 1; und

Figur 5

ein vergrösserter Horizontalschnitt durch die Wand von Figur 1.

[0023] Das in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Wandelement 11 besitzt eine erste Wand 13, welche in der Regel die Innenwand einer mehrschaligen Wand darstellt, und eine zweite Wand 15, welche in der Regel die Aussenwand einer mehrschaligen Wand darstellt. Zwischen der ersten und der zweiten Wand 13,15 ist eine Dämmschicht 17 angeordnet, welche im Verbund mit den ersten und zweiten Wänden 13,15 ist. Die erste Wand 13 ist mit einer Bewehrung 19 aus Bewehrungsstahl versehen. Die Bewehrung 19 besteht vorzugsweise aus einem dreidimensionalen, in sich stabilen Gebilde, z.B. einem Stahl-Drahtkorb. Die Bewehrung 19 besitzt zwei jeweils in einer Ebene angeordnete Draht- oder Bewehrungsstahlnetzwerke (= Bewehrunslagen), welche mittels Abstandsmittel 21, vorzugsweise einem dreidimensionalen Bewehrungskorb aus Baustahlstäben, voneinander beabstandet sind. Der Einsatz eines dreidimensionalen Bewehrungskorbs hat den Vorteil, dass der Innenwand eine grosse statische Tragfähigkeit zukommen kann. An den seitlichen Enden sind die beiden Ebenen von Draht- oder Eisennetzen mittels U-förmiger Bügel 23 miteinander verbunden, sodass ein in sich stabiler Draht- oder Bewehrungsstahlkorb gebildet ist. Vorzugsweise besteht die Bewehrung aus sich überlappenden Bewehrungsstahlnetzen 24 (Fig. 2).

[0024] Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, sind die ersten und zweiten Wände 13,15 mittels einer Mehrzahl von Windankern 25 miteinander verbunden. Die Windanker 25 können eine U-, Z- oder eine beliebig andere Form haben, die gewährleistet, dass die Enden der Windanker 25 unter Zugbelastung nicht aus den Wänden gezogen werden können.

[0025] Ein erfindungsgemässes Wand- oder Plattenelement wird wie folgt hergestellt: An einer Schalungswand (in den Figuren nicht ersichtlich) werden erste Distanzhaltemittel 27, z .B. in Gestalt von Schienen, angeordnet und daran die Armierung 19 festgemacht (Figuren 4 und 5). An der den Distanzhaltemitteln 27 gegenüberliegenden Seite der Bewehrung 19 werden zweite Distanzhaltemittel 29, ebenfalls vorzugsweise in Gestalt von Schienen, befestigt. Dann wird die Dämmschicht 19 an den zweiten Distanzhaltemitteln 29 angeordnet und mittels Plastikdübeln 31 an der Bewehrung 19 oder den Schienen befestigt. Als Plastikdübel 31 können solche verwendet werden, wie sie auch für die Befestigung von Dämmplatten an Fassaden zum Einsatz gelangen. Diese Dübel besitzen einen Kopf 33 mit einer grossen Auflagefläche. Die Befestigung des Dübelschafts kann beispielsweise durch einen Draht 35 erfolgen. Zwischen einzelnen Dämmelementen können Windanker 25 eingelegt werden, die mit ihren Enden an gegenüberliegenden Seiten aus der Dämmschicht ragen. Anschliessend wird sodann in Abstand zur ersten Schalungswand und zur Dämmschicht eine zweite Schalungswand angeordnet (in den Figuren nicht gezeigt). Die Schalungswände werden, je nach Schalungssystem z.b. mittels Bindstellen und Verbindungsrohre (Distanzhalter) 37 und dann die Schalungshohlräume zwischen den Schalungswänden und der Dämmschicht 19 mit einer Leichtbetonmischung ausgefüllt.

Ausführungsbeispiel Wand (Masse in cm):

[0026] 

Gesamtwandstärke:	44
Innere Scheibe:	16
Bewehrungsnetz 4-lagig mit Abstandshalter:
Äussere Scheibe ohne Bewehrungsnetz:	12
Kerndämmung (EPS-Kunststoff):	16
Kopplungsbügel aus nichtrostendem Stahl	0.2/m2
Leichtbeton mit Schaumglasbrocken und Flugasche
als Zuschlagstoffe, Schwindreduktionsmittel und
Kunststofffasern
Wärmeleitfähigkeit der Gesamtwand (berechnet)

[0027] Generell wird Beton nach der europäischen Norm (SN) EN 206-1 mit folgenden Eigenschaften eingesetzt:

Druckfestigkeitsklasse:	LC12/13 oder besser LC8/9
Expositionsklassen:	XC4 XF1
Grösstkornklasse; (alle Klassen):	z.B. Dmax = 8 oder Dmax 016, oder
	Dmax =32
Chloridgehaltsklasse:	Cl 0.10
Konsistenzklasse:
Verdichtungsmass nach Walz:	mindestens C2, besser C3, oder
Ausbreitmass:	F3, besser Bereich F4 bis F6, oder
Setzmass:	S3 besser S4 oder S5
Rohdichteklasse:	D1.4 oder D1.2 besser D1.0

Ein vor Ort gegossenes Wand-, Boden- oder Deckenelement ist hergestellt aus einer aushärtbaren Gussmasse auf Zementbasis, insbesondere aus Leichtbeton. Das Element hat eine erste Wand mit einer ersten Stärke und eine zweite Wand mit einer zweiten Stärke, wobei die Stärke der ersten Wand deutlich grösser als die Stärke der zweiten Wand ist. Zwischen der ersten Wand und der zweiten Wand ist eine Dämmschicht vorgesehen, welche vollflächig in die Gussmasse eingegossen ist. Das fertig gestellte Bauteil kann als Sichtbetonteil verwendet werden und hat eine Wärmeleitfähigkeit von < 0.16 W/mK.

Legende:

[0028] 

11

Wandelement

13

erste Wand

15

zweite Wand

17

Dämmschicht

19

Bewehrung

21

Abstandsmittel, z.B. 3-dimensionalen Bewehrungsgefüge

23

U-förmige Bügel

25

Windanker

27

Distanzhaltemittel an äusserer Schalungswand

29

zweite Distanzhaltemittel zwischen Bewehrung und Dämmschicht

31

Plastikdübel

33

Kopf des Dübels

35

Draht

37

Verbindungsrohr

Ansprüche

1. Gegossenes Wand-, Boden- oder Deckenelement hergestellt aus einer aushärtbaren Gussmasse auf Zementbasis, insbesondere aus Leichtbeton,

- einer ersten Wand (13) mit einer ersten Stärke und

- einer zweiten Wand (15) mit einer zweiten Stärke, wobei die Stärke der ersten Wand (13) größer als die Stärke der zweiten Wand (15) ist, und

- einer zwischen der ersten Wand (13) und der zweiten Wand (15) vorgesehenen Dämmschicht,

- einer in der ersten Wand (13) vorgesehenen Bewehrung aus Stahl mit mindestens einer ersten und einer zweiten Bewehrungslage, welche mittels Distanzmitteln formstabil miteinander verbunden sind, und
Kopplungsbügeln, welche die erste Wand (13) und die zweite Wand (15) miteinander verbinden,
dadurch gekennzeichnet,.
dass als Dämmschicht Materialen mit einer Druckspannung bei 10% Stauchung σ₁₀≥ 60 kPa, vorzugsweise σ₁₀≥ 150 kPa, und ganz besonders bevorzugt σ₁₀≥ 300 kPa eingesetzt werden.

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der zweiten Bewehrunglage und der Dämmschicht Abstandshalter vorgesehen sind.

3. Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzte Gussmasse eine Trockenrohdichte von maximal 1500 Kg/m3. vorzugsweise < 1200 Kg/m3 und ganz besonders bevorzugt < 1000 Kg/m3 aufweist.

4. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die zweite Wand (15) eine Bewehrung mit Fasern, vorzugsweise mit Polymerfasern und vorteilhaft in Gestalt von Kurzschnittfasern, besitzt.

5. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Polymerfasern in der zweiten Wand (15) zwischen 0.4 bis 2.0 Kg/m3, vorzugsweise zwischen 0.5 bis 1.5 Kg/m3, und ganz besonders bevorzugt zwischen 0.6 und 1.2 Kg/m3 beträgt.

6. Element nach Anspruch 4oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Polymerfasern ein hochkristallines Polymer, vorzugsweise aus der Gruppe der Polyvinylalkohole, eingesetzt sind.

7. Element nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerfasern eine Zugfestigkeit > 1'000 N/mm2, vorzugsweise > 1'200 und ganz besonders bevorzugt > 1'500 N/mm2 und ein E-Modul > 30'000N/mm2, vorzugsweise > 35'000 N/mm2, und ganz besonders bevorzugt > 40'000.-- N/mm2 haben.

8. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmschicht eine Wärmeleitfähigkeit <0.04 W/mK, vorzugsweise < 0.035 W/mK und ganz besonders bevorzugt < 0.03 W/mK besitzt.

9. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmschicht aus einem Kunststoff oder mineralischer Dämmung mit Ausnahme von Polyurethan, vorzugsweise im Wesentlichen aus Polystyrol, vorzugsweise einem expandierten oder extrudierten Polystyrol-Hartschaum, hergestellt ist.

10. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Dämmschicht Dämmplatten eingesetzt sind mit einer Wasserdampfdiffusionszahl ≤ ∞, vorzugsweise ≤ 250 µ, und ganz besonders bevorzugt ≤ 50 µ.

11. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasseraufnahmefähigkeit der Dämmschicht < 4 Vol%, vorzugsweise <1 Vol% und ganz besonders bevorzugt < 0.2 Vol% ist.

12. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsbügel eine U-, Z-, L-, T- oder ähnliche Form haben oder Spiralanker sind.

13. Element nach einem der Ansprüche 1 12, dadurch gekennzeichnet, dass pro Quadratmeter 0.2 bis 0.4 Kopplungsbügel vorgesehen sind.

14. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgehärtete und getrocknete Element eine Wärmeleitfähigkeit < 0.16 W/mK hat.

15. Verfahren zum Herstellen eines Betonelements mit folgenden Verfahrensschritten:

- Erstellen einer ersten Schalungswand,

- Anbringen einer ersten Bewehrungslage aus Stahl in Abstand von der ersten Schalungswand,

- Anbringen von Distanzmitteln, vorzugsweise in Gestalt von Distanzkörben,

- Anbringen einer zweiten Bewehrungslage aus Stahl auf den erwähnten Distanzmitteln,

- Anordnen einer Dämmschicht mit einer Druckspannung bei 10% Stauchung σ₁₀≥ 60 kPa, vorzugsweise σ₁₀ ≥ 150 kPa, und ganz besonders bevorzugt σ₁₀ ≥ 300 kPa in Abstand von der zweiten Bewehrungslage, welche Dämmschicht eine Fläche hat, die im Wesentlichen der Fläche der ersten Schalungswand entspricht, sodass ein erster Schalungsraum mit Bewehrung gebildet ist,

- Einbringen von einer Mehrzahl von Kopplungsbügeln, welche sich durch die Dämmschicht erstrecken und diese beidseits um eine bestimmte Distanz überragen,

- Erstellen einer zweiten Schalungswand, sodass zwischen der Dämmschicht und der zweiten Schalungswand ein zweiter Schalungsraum ohne Bewehrung gebildet ist,

- Ausgießen des Schalungsraumes zwischen der ersten Schalungswand und der zweiten Schalungswand mit einer aushärtbaren Gussmasse, wobei die Schalungsräume im Wesentlichen gleichzeitig oder mit leichtem Vorlauf für den zweiten Schalungsraum mit der aushärtbaren Gussmasse gefüllt werden, sodass nach dem Aushärten der Gussmasse eine erste Wand und eine zweite Wand gebildet sind.

Zeichnung