HOLZ-BETON-VERBUNDELEMENT UND VERFAHREN ZU SEINER HERSTELLUNG

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Holz-Beton-Verbundelement (1) und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Das Holz-Beton-Verbundelement (1) umfasst ein Betonbauteil (2), insbesondere eine Betondecke, und mindestens ein Holzbauteil (7), insbesondere einen Balken, die mittels eines Klebstoffs (14) stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Das Betonbauteil (2) weist eine Vertiefung (3) auf, in der das Holzbauteil (7) auf Abstandhaltern (6) angeordnet ist. Zwischen dem Holzbauteil (7) und dem Betonbauteil (2) ist der Klebstoff (14) eingebracht worden, der die beiden Bauteile (2, 7) zum Holz-Beton-Verbundelement (1) verbindet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Holz-Beton-Verbundelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung des Holz-Beton-Verbundelements nach Anspruch 11.

[0002] Aus der deutschen Patentschrift DE 102 54 043 B4 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Holz-Beton-Verbundelements bekannt, bei dem Balken eines Holzbauteils beim Herstellen einer Betonplatte von Beton umgossen werden, wodurch eine Verbindung zwischen dem Holz- und dem Betonbauteil hergestellt wird.

[0003] Aus dem Europäischen Patent EP 2 787 140 B1 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Flachdecke bekannt, bei dem eine Betonplatte mit einer Holzplatte durch eine Verklebung miteinander verbunden wird. Hierzu werden Abstandhalter zwischen den beiden noch unverbundenen Platten angeordnet und der dadurch zwischen den beiden Platten bestehende Spalt mit Klebstoff ausgefüllt. Das Ausfüllen des Spalts mit Klebstoff erfordert allerdings Öffnungen in der beim Verkleben oben liegenden Platte, um den Klebstoff durch die Öffnungen in den Spalt einzufüllen und/oder das Einfüllen zu kontrollieren. Die Herstellung der Öffnungen und ein gegebenenfalls notwendiges nachträgliches Verschließen sind aufwändige Arbeitsschritte, die die Herstellung der Flachdecke verteuern.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein alternatives Holz-Beton-Verbundelement bereitzustellen, das einfacher und kostengünstiger hergestellt werden kann.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Holz-Beton-Verbundelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines Holz-Beton-Verbundelements gemäß Anspruch 11 gelöst.

[0006] Das erfindungsgemäße Holz-Beton-Verbundelement umfasst ein Betonbauteil und mindestens ein Holzbauteil, die mittels eines Klebstoffs stoffschlüssig miteinander verbunden sind.

[0007] Das Betonbauteil ist insbesondere eine Betonplatte, insbesondere aus Stahl- oder Spannbeton, insbesondere eine Betondecke. Mit "Platte" ist ein Bauteil gemeint, dessen Breite und Länge um ein Vielfaches größer als seine Dicke ist, beispielsweise um mindestens den Faktor 8 bis 10.

[0008] Das Holzbauteil ist insbesondere ein Holzbalken. Mit "Balken" ist ein Bauteil gemeint, das in Richtung seiner Länge um ein Vielfaches größer als seine Breite und seine Höhe ist, insbesondere ebenfalls um den Faktor 8 bis 10. Insbesondere ist die Höhe des Balkens mindestens gleich der Breite, insbesondere größer.

[0009] Das Beton- und das Holzbauteil sind durch Klebstoff stoffschlüssig miteinander verbunden und bilden gemeinsam mit dem Klebstoff das Holz-Verbund-Element, das auch weitere Bauteile umfassen kann. Die Verklebung erfolgt insbesondere flächig. Insbesondere ist eine dem Betonbauteil zugewandte Seite des Holzbauteils zu mindestens 20 %, insbesondere zu mindestens 50 % und insbesondere zu mindestens 90 % seiner Fläche, die nachfolgend "Unterseite" genannt wird, mit Klebstoff bedeckt.

[0010] Kennzeichnend für das erfindungsgemäße Holz-Beton-Verbundelement ist, dass das Betonbauteil eine Vertiefung aufweist, in der das Holzbauteil angeordnet ist. Zwischen dem Holzbauteil und dem Betonbauteil ist der Klebstoff angeordnet, der die beiden Bauteile zum Verbundelement verbindet.

[0011] Die Vertiefung erstreckt sich in Richtung seiner Tiefe in das Betonbauteil hinein. Die Vertiefung ist insbesondere in einer ebenen Außenfläche angeordnet. Die Außenfläche erstreckt sich insbesondere in Richtung der Breite und der Länge des Betonbauteils, während die Tiefe der Vertiefung sich insbesondere in Richtung der Dicke des Betonbauteils erstreckt. Die Außenfläche wird nachfolgend auch "Oberseite" des Betonbauteils genannt. Die Vertiefung erstreckt sich bis zu einem Grund der Vertiefung in das Betonbauteil hinein und ist derart gestaltet, dass sie die Unterseite des Holzbauteils zumindest teilweise, insbesondere vollständig aufnehmen kann. Der Grund der Vertiefung bildet insbesondere eine ebene Grundfläche, die insbesondere parallel zur Außenfläche ist.

[0012] Nach dem Verkleben mit dem Klebstoff liegt das Holzbauteil mit seiner Unterseite zumindest teilweise, insbesondere vollständig, in der Vertiefung. Die stoffschlüssige Verbindung erfolgt insbesondere über die in der Vertiefung liegenden Flächen der Unterseite des Holzbauteils.

[0013] Die Vertiefung ist insbesondere eine Nut, die insbesondere einen rechteckigen oder einen sich nach außen, vom Nutgrund, also dem Grund der Vertiefung weg erweiternden trapezförmigen Querschnitt aufweist.

[0014] Der Klebstoff ist insbesondere ein Epoxidharz, insbesondere ein Mehrkomponentensystem, das eine ausreichende Haftfestigkeit zu Holz und Beton aufweist, um die jeweiligen statischen Anforderungen zu erfüllen. Insbesondere weist der Klebstoff eine ausreichend niedere Viskosität auf, die ein selbstständiges Fließen des Klebstoffs in die Vertiefung und gegebenenfalls in einen Spalt von wenigen Millimetern zwischen dem Holz- und dem Betonbauteil zulässt.

[0015] Vorzugsweise ist die Tiefe der Vertiefung kleiner als die Höhe des Holzbauteils. Die Höhe des Holzbauteils wird in die gleiche Richtung wie die Tiefe der Vertiefung gemessen. Somit ragt das Holzbauteil nach dem Verkleben aus der Vertiefung über das Betonbauteil hinaus, insbesondere über eine ebene Außenfläche.

[0016] Vorzugsweise ist die Breite der Vertiefung größer als die des Holzbauteils und/oder die Länge der Vertiefung ist größer als die Länge des Holzbauteils. Die Breite der Vertiefung wird dabei in Richtung der Breite des Holzbauteils gemessen, die Länge der Vertiefung in Richtung der Länge des Holzbauteils. Insbesondere ist die Länge der Vertiefung kürzer als die in die gleiche Richtung gemessene Länge des Betonbauteils und/oder die Breite der Vertiefung ist kleiner als die in die gleiche Richtung gemessene Breite des Betonbauteils, so dass die Vertiefung seitliche Ränder aufweist, die die Vertiefung insbesondere nach allen Seiten umschließen.

[0017] Die Vertiefung ist insbesondere derart gestaltet, dass sie die Grundfläche eines das Holzbauteil umschreibenden Quaders vollständig aufnehmen kann. Insbesondere ist die Vertiefung eine Nut, die am Nutgrund eine Länge und eine Breite aufweist, die größer sind als die Länge und die Breite der Unterseite des Holzbauteils.

[0018] Weiterhin ist bevorzugt, dass der Klebstoff in der Vertiefung angeordnet ist. Insbesondere ist der Klebstoff ausschließlich in der Vertiefung angeordnet, so dass er sich bei planmäßiger Verklebung des Holzbauteils mit dem Betonbauteil ausschließlich in der Vertiefung befindet und kein anderer Bereich des Betonbauteils zum Verkleben mit dem Holzbauteil mit Klebstoff bedeckt ist.

[0019] Bei einer bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Holz-Beton-Verbundelements ist eine Kontaktfläche zwischen dem Klebstoff und dem Betonbauteil größer als eine Kontaktfläche zwischen dem Holzbauteil und dem Klebstoff. Hierdurch wird ein guter Verbund des Holzbauteils mit dem Betonbauteil gewährleistet.

[0020] Vorzugsweise ist die maximale Dicke des ausgehärteten Klebstoffs nach dem Verkleben, also wenn der Klebstoff ausgehärtet ist, geringer als die Tiefe der Vertiefung, wobei die Dicke der Klebstoffschicht und die Tiefe der Vertiefung in die gleiche Richtung gemessen werden. Dass die Dicke der Klebstoffschicht geringer als die Tiefe der Vertiefung ist, verhindert bei entsprechender Lage der Vertiefung beim Verkleben, dass Klebstoff aus der Vertiefung austritt und nicht zur Verklebung zur Verfügung steht, was eine größere Menge Klebstoff zum Verkleben des Holzbauteils mit dem Betonbauteil erfordern würde.

[0021] Bei einer bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Holz-Beton-Verbundelements ist zwischen dem Betonbauteil und dem Holzbauteil mindestens ein Abstandhalter angeordnet. Der Abstandhalter verhindert, dass das Holzbauteil im Bereich des Abstandhalters direkt am Betonbauteil anliegt. Insbesondere sind mehrere Abstandhalter zwischen dem Holz- und dem Betonbauteil angeordnet, insbesondere punktuell, insbesondere derart, dass das Holzbauteil nicht im direkten Kontakt mit dem Grund der Vertiefung ist. Der Abstandhalter ist hierzu insbesondere zwischen dem Grund der Vertiefung und der Unterseite des Holzbauteils angeordnet. Der Abstandhalter verhindert, dass das Holzbauteil flächig am Betonbauteil anliegt, so dass kein Klebstoff zwischen das Holz- und das Betonbauteil beim Verkleben gelangen kann oder dass der Klebstoff, falls er sich vor dem Einlegen des Holzbauteils in die Vertiefung bereits in der Vertiefung befindet, vollständig aus dem Bereich zwischen der Unterseite des Holzbauteils und dem Grund der Vertiefung verdrängt werden würde. Der Abstandhalter kann beispielsweise ein Zylinder, eine Kugel oder ein Ring, beispielsweise eine handelsübliche Unterlegscheibe sein. Der Abstandhalter kann auch mit dem Betonbauteil und/oder mit dem Holzbauteil fest verbunden sein. Beispielsweise ist es auch möglich, dass der Abstandhalter durch den Kopf einer Schraube gebildet wird, die in das Holzbauteil bis zu einem bestimmten Maß eingeschraubt ist. Der Abstandhalter kann auch einstückig mit dem Holzbauteil und/oder dem Betonbauteil sein, beispielsweise, indem am Holzbauteil ein Steg oder mehrere Stege oder einzelne Noppen ausgefräst und belassen werden, die dann einen oder mehrere Abstandhalter bilden. Die dazwischen abgefrästen Bereiche des Holzbauteils bilden dann die Unterseite. Auch ist es möglich, am Betonbauteil in der Vertiefung, insbesondere am Grund der Vertiefung, gemeinsam mit dem Betonkörper hergestellte Abstandhalter vorzusehen, die beispielsweise als Quader, Stege oder kegelstumpfförmige Noppen ausgebildet sind. Die Dicke eines Abstandhalters beträgt insbesondere 1 bis 5 Millimeter, insbesondere 2 bis 3 Millimeter, was nach dem Verkleben der mittleren Dicke der Klebstoffschicht zwischen dem Grund der Vertiefung und der Unterseite des Holzbauteils entspricht.

[0022] Insbesondere ist der Klebstoff im Bereich eines Randes der Unterseite des Holzbauteils derart angeordnet, dass er die an die Unterseite angrenzende Seite am Übergang zur Unterseite bedeckt, also im Bereich außerhalb des Spalts höher in der Vertiefung steht als im Bereich des Spalts. Die maximale Dicke des Klebstoffs ist somit größer als die Höhe des Abstandhalters, aber insbesondere kleiner als die Tiefe der Vertiefung. Dies hat den Vorteil, dass beim Verkleben, wenn der Klebstoff noch ausreichend flüssig ist, der Klebstoff allein schon durch den statischen Druck in den Spalt gedrückt wird und diesen verfüllt, ohne dass aufwändige Kontrollen oder Klebeverfahren notwendig sind.

[0023] Weiterhin ist bevorzugt, dass das Betonbauteil mehrere Vertiefungen aufweist. Es können mehrere Vertiefungen zur Verklebung eines Holzbauteils mit dem Betonbauteil vorgesehen sein, wobei insbesondere Bereiche des Holzbauteils zwischen den Bereichen, die in die Vertiefungen eingreifen, ausgefräst sind, um den Eingriff zu ermöglichen. Vorzugsweise ist in jeder Vertiefung mindestens ein und insbesondere genau ein Holzbauteil angeordnet. Insbesondere ist das Holzbauteil ein Holzbalken, der in genau einer Vertiefung angeordnet ist.

[0024] Das Betonbauteil ist vorzugsweise ein Betonfertigteil, bei dem die Vertiefung bereits bei der Herstellung des Betonfertigteils hergestellt wird. Bei der Herstellung können auch Abstandhalter aus Beton, die einstückig mit dem Betonbauteil sind, hergestellt werden, beispielsweise durch entsprechende Ausformungen in der Schalung.

[0025] Insbesondere bildet das Holzbauteil in der Einbaulage des Holz-Beton-Verbundelements in einem Bauwerk einen Unterzug, während das Betonbauteil eine oben liegende Decke bildet.

[0026] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Holz-Beton-Verbundelements, wie es oben beschrieben ist, umfasst mindestens folgende vier Schritte:

a) Herstellung des Betonbauteils mit mindestens einer Vertiefung:
Insbesondere erfolgt die Herstellung als Betonfertigteil. Insbesondere wird bei der Herstellung bereits die Vertiefung oder mehrere Vertiefungen in das Betonbauteil eingebracht, beispielsweise indem eine oder mehrere korrespondierende Einlagen an der Schalung angeordnet sind. Die Einlagen bilden ein Negativ der gewünschten Vertiefung und werden nach dem Betonieren mit der Schalung vom Betonbauteil entfernt.
Alternativ kann die Vertiefung nachträglich durch Fräsen oder ähnlichen, den Beton lokal abtragenden Verfahren an dem Betonbauteil ausgebildet werden.

b) Anordnen von mindestens einem Abstandhalter in der Vertiefung:
Nach dem Herstellen der Vertiefung kann ein Abstandhalter in der Vertiefung angeordnet werden. Zudem oder alternativ können auch Abstandhalter bereits beim Herstellen des Betonbauteils in der Vertiefung angeordnet werden. Ein Abstandhalter kann beispielsweise als Einlegeteil in das Betonbauteil einbetoniert werden, derart, dass er mit dem gewünschten Abstand über den Grund der Vertiefung übersteht. Zudem oder alternativ kann ein Abstandhalter am Holzbauteil angeordnet werden.

c) Einbringen von Klebstoff in die Vertiefung:
Der Klebstoff kann nach dem Herstellen der Vertiefung und vor dem Aufsetzen des Holzbauteils in Schritt d) in die Vertiefung eingebracht werden, wobei der Klebstoff die Vertiefung insbesondere nicht vollständig ausfüllt. Dies hat den Vorteil, dass das Einbringen des Klebstoffs sehr einfach durch Auftragen, Einstreichen, Eingießen oder dergleichen erfolgen kann. Alternativ oder zudem kann der Klebstoff nach dem Einbringen des Holzbauteils in die Vertiefung beziehungsweise nach dem Aufsetzen des Holzbauteils auf die Abstandhalter eingebracht werden. Zum Eingießen und Verfüllen des durch den Abstandhalter erzeugten Spalts zwischen dem Beton- und dem Holzbauteil weist der Klebstoff eine hinreichend niedrige Viskosität auf, so dass er flüssig vergossen werden kann und allein durch eine Fließbewegung beziehungsweise durch statischen Druck auch relativ enge Spalte füllen kann. Die Seite des Betonbauteils, in der die Vertiefungen eingebracht sind, liegt beim Einbringen des Klebstoffs insbesondere oben, so dass sich der Klebstoff allein schon durch die Erdanziehungskraft in die Vertiefung und zwischen das Holzbauteil und das Betonbauteil bewegt beziehungsweise dort verbleibt.

d) Aufsetzen des Holzbauteils auf einen oder mehrere Abstandhalter:
Das Aufsetzen des Holzbauteils auf den Abstandhalter kann vor oder nach dem Einbringen des Klebstoffs erfolgen.

[0027] Vorzugsweise erfolgt der Schritt c) des Verfahrens nach Schritt d). In diesem Fall befindet sich das Holzbauteil bereits in der Vertiefung und ist auf mindestens einem Abstandshalter, insbesondere auf mehreren Abstandhaltern aufgesetzt, so dass der Klebstoff nachträglich eingebracht und die Verklebung zwischen Holz- und Betonbauteil hergestellt wird. Hierzu wird Klebstoff in einer ausreichenden Menge eingebracht, so dass der Spalt verfüllt wird, insbesondere in einer Menge, dass der Klebstoff seitlich des Holzbauteils in der Vertiefung höher steht, als im Spalt unter dem Holzbauteil.

[0028] Alternativ kann Schritt c) vor Schritt d) erfolgen. In diesem Fall wird erst der Klebstoff in die Vertiefung eingebracht, danach wird das Holzbauteil auf einen oder mehrere Abstandhalter aufgesetzt.

[0029] Die Anordnung des Abstandhalters in der Vertiefung gemäß Schritt b) kann während der Herstellung der Vertiefung gemäß Schritt a) erfolgen, insbesondere beim Betonieren eines Betonfertigteils mittels Einleger, nach der Herstellung der Vertiefung gemäß Schritt a), insbesondere durch das Einlegen von beispielsweise Unterlegscheiben entsprechender Dicke in die Vertiefung oder während dem Einbringen von Klebstoff in die Vertiefung, dann aber vor Schritt d). Das Anordnen eines oder mehrerer Abstandhalter beim Einbringen des Klebstoffs in die Vertiefung erfolgt beispielsweise, indem dem Klebstoff Abstandhalter zugemischt werden, beispielsweise in Form von Kugeln oder Partikeln mit entsprechenden Durchmessern. Die Abstandhalter sind in diesem Fall im Klebstoff verteilt und werden mit dem Klebstoff in die Vertiefung eingefüllt.

[0030] Um zu verhindern, dass Klebstoff aus der Vertiefung austritt, beispielsweise dann, wenn die Vertiefung sich über die gesamte Länge des Betonbauteils erstreckt, kann vor Schritt c) ein Dichtelement in oder an der Vertiefung angeordnet werden. Das Dichtelement verhindert ein Ausfließen des Klebstoffs aus der Vertiefung und/oder begrenzt einen Teilbereich der Vertiefung, in dem der Klebstoff in der Vertiefung angeordnet ist, so dass nur die tatsächlich zur Lastübertragung benötigte Menge des Klebstoffs in der Vertiefung angeordnet werden muss. Das Dichtelement kann beispielsweise eine Leiste aus Gummi, Kunststoff, Holz oder ähnlichem Material sein. Alternativ ist die Verwendung eines aushärtenden Dichtstoffs, wie beispielsweise Bausilikon oder einem Montagekleber möglich, der beispielsweise als Raupe aus einer Kartusche ausgedrückt und am Betonbauteil angeordnet wird.

[0031] Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, Ausführungen und Ausgestaltungen der Erfindung, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in einer Figur gezeichneten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen oder gezeichneten Kombination, sondern auch in grundsätzlich beliebigen anderen Kombinationen oder aber einzeln verwendbar. Es sind Ausführungen der Erfindung möglich, die nicht alle Merkmale eines abhängigen Anspruchs aufweisen. Auch können einzelne Merkmale eines Anspruchs durch andere offenbarte Merkmale oder Merkmalskombinationen ersetzt werden. Ausführungen der Erfindung, die nicht alle Merkmale des oder der Ausführungsbeispiele, sondern einen grundsätzlich beliebigen Teil der gekennzeichneten Merkmale eines Ausführungsbeispiels gegebenenfalls in Kombination mit einem, mehreren oder allen Merkmalen eines oder mehrerer weiteren Ausführungsbeispiele aufweisen, sind möglich.

[0032] Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

[0033] Es zeigen:

Figuren 1 bis 5

die Herstellung eines erfindungsgemäßen Holz-Beton-Verbundelements nach einem ersten Verfahren;

Figuren 6 bis 9

die Herstellung des erfindungsgemäßen Holz-Beton-Verbundelements nach einem zweiten Verfahren;

Figuren 10 bis 12

die Herstellung des erfindungsgemäßen Holz-Beton-Verbundelements nach einem dritten Verfahren; und

Figuren 13 bis 15

drei erfindungsgemäße Holz-Beton-Verbundelemente jeweils in einer Draufsicht.

[0034] In den Figuren 1 bis 5 ist die Herstellung eines Holz-Beton-Verbundelements 1 nach einem ersten erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. Das in Figur 5 abgebildete Holz-Beton-Verbundelement 1 besteht aus einem Betonbauteil 2, hier einer Betonplatte aus Stahlbeton, das in der Bildebene eine Dicke DB, in der Bildebene orthogonal dazu eine Breite BB und orthogonal zur Dicke DB und zur Breite BB eine Länge LB aufweist (Figur 1). Im Ausführungsbeispiel beträgt die Länge LB 6,40 Meter, die Breite BB 1,5 Meter und die Dicke DB 8 Zentimeter. Das Betonbauteil 2 ist ein Betonfertigteil, das in einem ersten Verfahrensschritt in einem Betonfertigteilewerk mit einer Vertiefung 3 hergestellt wurde, die beim Betonieren mittels eines Einlegers, der an der Schalung angeordnet war, erzeugt wurde (nicht dargestellt). In Figur 1 ist das Betonbauteil 2 nach dem Ausschalen zu sehen.

[0035] Die Vertiefung 3 befindet sich an einer Außenfläche des Betonbauteils 2 und verläuft von einer Oberseite 4 des Betonbauteils 2 in das Betonbauteil 2 hinein beziehungsweise nimmt das Betonbauteil 2 im Bereich der Vertiefung 3 aus. Die Vertiefung 3 weist in der Bildebene einen Querschnitt mit der Form eines gleichschenkligen Trapezes auf, das sich von einem rechteckigen ebenen Grund 5 der Vertiefung 3 nach außen, zur Oberseite 4 hin in seiner Breite BV erweitert. Die Vertiefung 3 weist eine konstante Tiefe TV vom Grund 5 bis zur Oberseite 4 von 1,5 Zentimeter auf. Die Breite BV der Vertiefung 3 beträgt im Ausführungsbeispiel am Grund 5 zwanzig Zentimeter, an der Oberseite 4 dagegen 23 Zentimeter. Die Vertiefung 3 erstreckt sich über die gesamte Länge LB des Betonbauteils 2 und weist eine Länge LV von 6,40 Meter auf, was auch bedeutet, dass sie an ihren Enden 8 offen ist.

[0036] Im nächsten Schritt, der in Figur 2 dargestellt ist, werden Abstandhalter 6 in der Vertiefung 3 angeordnet, im Ausführungsbeispiel auf dem ebenen Grund 5. Die Abstandhalter 6 sind in diesem Ausführungsbeispiel zylindrische Körper aus Kunststoff, die eine Höhe HA von 2 Millimeter und einen Durchmesser von 8 Millimeter aufweisen. Damit ist die Höhe HA der Abstandhalter 6 kleiner als die Tiefe TV der Vertiefung 3.

[0037] Wie dies in Figur 3 dargestellt ist, wird auf die Abstandhalter 6 im nachfolgenden Schritt ein Holzbauteil 7 aufgesetzt, im Ausführungsbeispiel ein Holzbalken, derart, dass zwischen dem Betonbauteil 2 und einer Unterseite 16 des Holzbauteils 7 ein Spalt 17 besteht, dessen Höhe HS der Höhe HA der Abstandhalter 6 entspricht. Die Tiefe TV der Vertiefung 3 ist kleiner als die Höhe HH des Holzbauteils 7, so dass das Holzbauteil 7 über die Vertiefung 3 und somit auch über die Oberseite 4 des Betonbauteils 2 übersteht. Zudem ist Breite BV der Vertiefung 3 größer als die Breite BH des Holzbauteils 7, wodurch ein Einbringen von Klebstoff 14 in die Vertiefung 3 in einem nachfolgenden Schritt auch nach dem Einbringen des Holzbauteils 7 in die Vertiefung 3 möglich ist, ohne dass beispielsweise Öffnungen im Holzbauteil 7 zum Einfüllen des Klebstoffs 14 notwendig sind. Das Holzbauteil 7 weist im Ausführungsbeispiel eine Breite BH von 16 Zentimeter und eine Höhe HH von 24 Zentimeter auf. Die Länge LH beträgt ebenfalls 6,40 Meter.

[0038] Da die Vertiefung 3 an ihren Enden 8 offen ist, wird vor dem nächsten Schritt, dem Einfüllen des Klebstoffs 14 in die Vertiefung 3, die Vertiefung 3 an ihren Enden 8 mit jeweils einer dicken Dichtstoffraupe als Dichtelement 9 abgedichtet, wie dies in Figur 13 dargestellt ist. In Figur 14 ist der Fall dargestellt, dass ein kürzeres Holzbauteil 7 verwendet wird, und die Vertiefung 3 mittig im Betonbauteil 2 angeordnet ist, derart dass die Vertiefung 3 komplett von einem Rand 10 umgeben ist, also nicht nur an den Längsrändern 11 wie in Figur 13, sondern auch an Stirnrändern 12. Die Vertiefung 3 ist um wenige Zentimeter länger als das Holzbauteil 7. Ein zusätzliches Abdichten ist in diesem Fall regelmäßig nicht notwendig, es sei denn, das Holzbauteil 7 soll nur in bestimmten, lokal begrenzten Teilbereichen 13 der Vertiefung 3 mit dem Betonbauteil 2 verklebt werden, wie dies Figur 15 zeigt.

[0039] Im nachfolgenden Schritt, der in Figur 4 dargestellt ist, wird Klebstoff 14 in die Vertiefung 3 eingebracht, beispielsweise von einem Verarbeiter aus einem Eimer 15 in die Vertiefung 3 gegossen. Der Klebstoff 14 ist hier ein niedrigviskoses Epoxidharz, das so flüssig ist, dass es sich allein durch den statischen Druck gleichmäßig in der Vertiefung 3 verteilt und den Spalt 17 vollständig verfüllt. Der Klebstoff 14 ist ausschließlich in der Vertiefung 3 angeordnet. Im Bereich des Spalts 17 entspricht die Dicke DKS des ausgehärteten Klebstoffs 14 der Höhe HS des Spalts 16 beziehungsweise der Höhe HA der Abstandhalter 6. Seitlich des Holzbauteils 7 ist im Ausführungsbeispiel die Dicke DKM des Klebstoffs 14 nach dem Einfüllen und Aushärten größer und der Klebstoff 14 liegt auch seitlich am Holzbauteil 7 an (Figur 5). Die maximale Dicke DKM des ausgehärteten Klebstoffs 14 ist aber nicht so groß, wie die Vertiefung 3 tief ist. Der Klebstoff 14 reicht also nicht bis zur Oberseite 4 des Betonbauteils 2. Eine Kontaktfläche zwischen dem Klebstoff 14 und dem Betonbauteil 2 ist größer als eine Kontaktfläche zwischen dem Holzbauteil 7 und dem Klebstoff 14.

[0040] Nach dem Aushärten des Klebstoffs 14 ist das Holz-Beton-Verbundelement 1 fertig hergestellt, was Figur 5 zeigt, und kann in ein Bauwerk eingebaut werden (nicht dargestellt).

[0041] Die Figuren 6 bis 9 und 10 bis 12 zeigen zwei alternative Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Holz-Beton-Verbundelements 1. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird nachfolgend jeweils nur auf die Unterschiede zum oben beschriebenen Verfahren eingegangen. Für gleiche Bauteile werden die gleichen Bezugszeichen verwendet.

[0042] Die beiden Verfahren unterscheiden sich von dem in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Verfahren dadurch, dass der Klebstoff 14 vor dem Holzbauteil 7 in die Vertiefung 3 eingebracht wird.

[0043] Bei dem in den Figuren 6 bis 9 dargestellten Verfahren wird nach dem Einbringen der Abstandhalter 6 in die Vertiefung 3 der Klebstoff 14 in die Vertiefung 3 eingebracht. In diesem Fall kann der Klebstoff 14 viskoser sein, und kann beispielsweise vom Anwender aus einer Kartusche 18 ausgepresst werden. Nach dem Einbringen des Klebstoffs 14 kann dieser beispielsweise mit der Spachtel in der Vertiefung verteilt werden. Von Vorteil ist, wenn die Abstandhalter 6 fest mit dem Betonbauteil 2 verbunden sind, um zu verhindern, dass sie mit dem Klebstoff 14 beim Verteilen mit der Spachtel mitbewegt werden. Da in diesem Fall nicht ausschließlich ein niedrigviskoser Klebstoff verwendet werden muss, ist die Auswahl eines geeigneten Klebstoffs 14 vereinfacht.

[0044] Bei dem in den Figuren 10 bis 12 dargestellten Verfahren sind die Abstandhalter 6 als Stahlkugeln mit einem Durchmesser von 2 Millimeter dem Klebstoff 14 zugesetzt, so dass die Abstandhalter 6 zusammen mit dem Klebstoff 14 in die Vertiefung 3 eingebracht werden, wodurch sich das Verfahren vereinfacht und ein Schritt weniger ausgeführt werden muss. Nach dem Einbringen des Klebstoffs 14 wird auch hier das Holzbauteil 7 in die Vertiefung 3 eingesetzt und damit auf die Abstandhalter 6 aufgesetzt.

[0045] Unabhängig vom gewählten Verfahren können an einem Betonbauteil 2 auch mehrere, insbesondere parallel verlaufende Vertiefungen 3 vorgesehen und in jeder Vertiefung 3 jeweils ein Holzbauteil 7 mit Klebstoff 14 eingeklebt sein.

Bezugszeichenliste

[0046] 

1

Holz-Beton-Verbundelement

2

Betonbauteil

3

Vertiefung

4

Oberseite des Betonbauteils 2

5

Grund der Vertiefung 3

6

Abstandhalter

7

Holzbauteil

8

Ende der Vertiefung 3

9

Dichtelement

10

Rand der Vertiefung 3

11

Längsrand der Vertiefung 3

12

Stirnrand der Vertiefung 3

13

Teilbereich der Vertiefung 3

14

Klebstoff

15

Eimer

16

Unterseite des Holzbauteils 7

17

Spalt

18

Kartusche

DB

Dicke des Betonbauteils 2

BB

Breite des Betonbauteils 2

LB

Länge des Betonbauteils 2

TV

Tiefe der Vertiefung 3

BV

Breite der Vertiefung 3

LV

Länge der Vertiefung 3

HA

Höhe des Abstandhalters 6

DA

Durchmesser des Abstandhalters 6

HH

Höhe des Holzbauteils 7

BH

Breite des Holzbauteils 7

LH

Länge des Holzbauteils 7

HS

Höhe des Spalts 17

DKS

Dicke des ausgehärteten Klebstoffs 14 im Spalt 17

DKM

maximale Dicke des ausgehärteten Klebstoffs 14

Ansprüche

1. Holz-Beton-Verbundelement (1), das ein Betonbauteil (2), insbesondere eine Betondecke, und mindestens ein Holzbauteil (7), insbesondere einen Balken, umfasst, die mittels eines Klebstoffs (14) stoffschlüssig miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Betonbauteil (2) eine Vertiefung (3) aufweist, in der das Holzbauteil (7) angeordnet ist.

2. Holz-Beton-Verbundelement (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (TV) der Vertiefung (3) kleiner als die Höhe (HH) des Holzbauteils (7) ist.

3. Holz-Beton-Verbundelement (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (BV) der Vertiefung (3) größer als die Breite (BH) des Holzbauteils (7) ist und/oder dass die Länge (LV) der Vertiefung (3) größer als die Länge (LH) des Holzbauteils (7) ist.

4. Holz-Beton-Verbundelement (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (14) in der Vertiefung (3) angeordnet ist, insbesondere ausschließlich.

5. Holz-Beton-Verbundelement (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontaktfläche zwischen dem Klebstoff (14) und dem Betonbauteil (2) größer als eine Kontaktfläche zwischen dem Holzbauteil (7) und dem Klebstoff (14) ist.

6. Holz-Beton-Verbundelement (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Dicke (DKM) des ausgehärteten Klebstoffs (14) geringer als die Tiefe (TV) der Vertiefung (3) ist.

7. Holz-Beton-Verbundelement (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Betonbauteil (2) und dem Holzbauteil (7) mindestens ein Abstandhalter (6) angeordnet ist, und/oder dass am Betonbauteil (2) in der Vertiefung (3) mindestens ein Abstandhalter (6) ausgebildet ist, dessen Höhe (HA) kleiner als die Tiefe (TV) der Vertiefung (3) ist.

8. Holz-Beton-Verbundelement (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betonbauteil (2) mehrere Vertiefungen (3) aufweist.

9. Holz-Beton-Verbundelement (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in jeweils einer Vertiefung (3) ein Holzbauteil (7) angeordnet ist.

10. Holz-Beton-Verbundelement (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betonbauteil (2) ein Betonfertigteil ist.

11. Verfahren zur Herstellung des Holz-Beton-Verbundelements (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, das folgende Schritte umfasst:

a) Herstellung des Betonbauteils (2) mit mindestens einer Vertiefung (3)

b) Anordnen von mindestens einem Abstandhalter (6) in der Vertiefung (3)

c) Einbringen von Klebstoff (14) in die Vertiefung (3)

d) Aufsetzen des Holzbauteils (7) auf einen oder mehrere Abstandhalter (6)

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt c) nach Schritt d) erfolgt.

13. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt c) vor Schritt d) erfolgt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt b) mit Schritt a) erfolgt oder Schritt b) nach Schritt a) oder Schritt b) mit Schritt c) erfolgt.

15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt c) ein Dichtelement (9) in oder an der Vertiefung (3) angeordnet wird, derart, dass das Dichtelement (9) Ausfließen des Klebstoffs (14) aus der Vertiefung (3) verhindert und/oder um einen Teilbereich (13) der Vertiefung (3), in dem der Klebstoff (14) in der Vertiefung (3) angeordnet ist, zu begrenzen.

Zeichnung