DE10136633A1

DE10136633A1 - Prefabricated building element

Info

Publication number: DE10136633A1
Application number: DE10136633A
Authority: DE
Inventors: Alexander Bleibler
Original assignee: Sika AG Vorm Kaspar Winkler and Co
Current assignee: Sika Schweiz AG
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2002-09-19
Also published as: US20040065033A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein vorgefertigtes Bauelement für Bauwerke im Fertigteilbau mit einem Kernelement (10) und mindestens einem Verstärkungsteil (12). Um hohe Zug- und Querkräfte ohne die Gefahr einer Rißbildung aufnehmen zu können, ist das Verstärkungsteil als Flachmaterialteil (12) aus faserverstärktem Kunststoff ausgebildet, das an einer Breitseitenfläche (20) des Kernelements (10) form- und/oder stoffschlüssig fixiert ist.The invention relates to a prefabricated component for buildings in prefabricated construction with a core element (10) and at least one reinforcing part (12). In order to be able to absorb high tensile and transverse forces without the risk of cracking, the reinforcing part is designed as a flat material part (12) made of fiber-reinforced plastic, which is fixed to a broad side surface (20) of the core element (10) in a form-fitting and / or cohesive manner.

Description

Die Erfindung betrifft ein vorgefertigtes Bauelement für Bauwerke, vorzugs weise im Fertigteilbau mit einem Kernelement und mindestens einem Zug kräfte aufnehmenden Verstärkungsteil.The invention relates to a prefabricated component for buildings, preferably wise in precast construction with a core element and at least one train force-absorbing reinforcing part.

Plattenförmige Bauelemente der eingangs angegebenen Art werden im Fer tigteilbau als Wand- oder Deckenelemente verwendet. Üblicherweise ent halten sie einen Plattenkern aus Leichtbeton, der mit einem in die Beton platte eingelegten Armierungsnetz verstärkt ist. Die Verstärkung hat die Auf gabe, die in den Decken- oder Wandelementen auftretenden Zug- bzw. Querkräfte aufzunehmen, während der Beton zur Aufnahme der Druckkräfte bestimmt ist. Durch Betonzusätze im Plattenkern können die Festigkeits werte erhöht werden.Plate-shaped components of the type specified are in the Fer tigteilbau used as wall or ceiling elements. Usually ent they hold a slab core made of lightweight concrete, which with one in the concrete plate inserted reinforcement network is reinforced. The reinforcement has the ups the pulling or pulling forces occurring in the ceiling or wall elements Acquire lateral forces while the concrete absorbs the compressive forces is determined. The strength can be increased by adding concrete in the slab core values are increased.

Bei den bekannten Bauelementen mit Armierungsnetzen wird als nachteilig empfunden, daß die Zugfestigkeit zu wünschen übrig läßt. Wegen der Poro sität von Leichtbeton ist die Korrosionsanfälligkeit der aus Stahl bestehenden Armierungsnetze erhöht, so daß es frühzeitig zu Korrosionsschäden kom men kann. Schließlich ist auch die Bearbeitbarkeit problematisch, da es beim Durchbohren zu einer Unterbrechung der Armierung kommen kann, die zu Materialausbrüchen führt. Die Instabilität der bekannten vorgefertigten Bau elemente macht auch ihre Handhabung beim Transport und auf der Bau stelle problematisch.In the known components with reinforcement networks is considered a disadvantage felt that the tensile strength left something to be desired. Because of the Poro light concrete is the susceptibility to corrosion of existing steel Reinforcement nets increased so that there is early damage to corrosion men can. Finally, the workability is also problematic, since it is Piercing can lead to an interruption of the reinforcement, which Material breakouts leads. The instability of the well-known prefabricated construction elemente also handles them during transport and construction pose problematic.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten vorgefertigten Bauelemente dahingehend zu verbessern, daß sie mit einfa chen Mitteln eine hohe Zugfestigkeit und Dauerhaftigkeit aufweisen und oh ne Ausbruchgefahr transportierbar, auf der Baustelle handhabbar und bear beitbar sind.Proceeding from this, the invention is based on the object, the known to improve prefabricated components so that they with simp Chen agents have high tensile strength and durability and oh ne risk of breakout can be transported, handled and worked on site are editable.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.To solve this problem, that specified in claim 1 Characteristic combination proposed. Advantageous configurations and Further developments of the invention result from the subclaims.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Verstär kungsteil als Flachmaterialteil aus faserverstärktem Kunststoff ausgebildet ist, das an einer Breitseitenfläche des Kernelements form- und/oder stoff schlüssig fixiert ist. Als Flachmaterialteil kommt dabei eine schichtbildende Platte oder Folie in Betracht. Das Flachmaterialteil weist zweckmäßig eine Bindemittelmatrix aus Kunststoff und ein in diese eingebettetes Fasergewe be oder -gelege auf. Es ist auf mindestes eine der Breitseitenflächen des Kernelements vorzugsweise mit einem Epoxidharz-Kleber flächig aufgeklebt.An essential feature of the invention is that the reinforcement Kung part formed as a flat material part made of fiber-reinforced plastic is that on a broad side surface of the core element molded and / or fabric is firmly fixed. A layer-forming part comes as a flat material part Plate or foil into consideration. The flat material part expediently has one Binder matrix made of plastic and a fiber fabric embedded in it be or laid on. It is at least one of the broad sides of the Core element preferably glued flat with an epoxy resin adhesive.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Flachmate rialteil eine Vielzahl von einseitig überstehenden, noppenartigen Veranke rungsorganen aufweist, mit denen es durch Öffnungen in der Breitseitenflä che hindurch in das Kernelement eingreift und dort formschlüssig verankert ist. Die Verankerungsorgane sind dabei in das Kernelement eingebettet. Bei der Herstellung des Bauelements werden die Flachmaterialteile in eine Schalung so gegen die Schalungswand angelegt, daß ihre Verankerungsor gane nach innen weisen und von Flüssigbeton umgossen werden. Vorteil hafterweise besteht das Kernelement aus Beton, Leichtbeton, Gasbeton oder Gips.A preferred embodiment of the invention provides that the flat mat rialteil a variety of protruding, knob-like anchoring on one side Rungsorganen with which it through openings in the broad side che engages in the core element and anchored there in a form-fitting manner is. The anchoring elements are embedded in the core element. at the manufacture of the component, the flat material parts are in one Formwork laid against the formwork wall so that its anchorage the gans face inwards and are encased in liquid concrete. benefit The core element consists of concrete, lightweight concrete, gas concrete or plaster.

Die Bindemittelmatrix des Flachmaterials kann aus einem Duroplast bei spielsweise aus der Gruppe Epoxidharz, Polyesterharz, Vinylharz bestehen. Bevorzugt besteht die Bindemittelmatrix aus einem Thermoplast der Gruppe Polyamid, Polymethylmethacrylat, Polyphenylensulfid, Polypropylen, Polye thylenterephthalat, Polybutylenterefthalat, Polyetherimid, Styrol-Polymerisat, Polyetheretherketon. Die Fasern des Flachmaterialteils werden zweckmäßig aus der Gruppe Kohlenstofffasern, Glasfasern, Aramidfasern, Polyethylenfa sern, Basaltfasern, Naturfasern ausgewählt.The binder matrix of the flat material can be made of a thermoset for example from the group consisting of epoxy resin, polyester resin, vinyl resin. The binder matrix preferably consists of a thermoplastic from the group Polyamide, polymethyl methacrylate, polyphenylene sulfide, polypropylene, polye ethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyetherimide, styrene polymer, Polyetheretherketone. The fibers of the flat material part are useful from the group carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, polyethylene fa star, basalt fibers, natural fibers selected.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß mehre re, das Kernelement quer durchsetzende Armierungsteile vorgesehen sind, deren verbreiterte Enden mit den Breitseitenflächen des Kernelements bün dig abschließen und mit dem mindestens einen Flachmaterialteil stoffschlüs sig verbunden, vorzugsweise verklebt sind. Die Armierungsteile weisen zweckmäßig ein Doppel-T-Profil auf und bestehen beispielsweise aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder Stahl, oder aus einem faserverstärktem Polymermaterial.Another preferred embodiment of the invention provides that more right, reinforcement parts are provided which penetrate the core element transversely, whose widened ends are flush with the broad side surfaces of the core element Complete the dig and materially bond with the at least one flat material part sig connected, preferably glued. The reinforcement parts point expediently on a double-T profile and consist for example of metal, in particular from aluminum or steel, or from a fiber-reinforced Polymer material.

Bei der Herstellung des Flachmaterialteils wird ein Fasergewebe oder -gelege mit einem Bindemittel getränkt, im Durchlauf aufgeheizt und an schließend wieder abgekühlt und zugleich gepreßt, wobei im Zuge des Her stellungsvorgangs noppenartige Verankerungsteile einseitig angeformt, vor zugsweise aus dem Flachmaterial herausgedrückt werden.In the manufacture of the flat material part, a fiber fabric or -laid with a binder, heated up in a continuous process and on finally cooled again and pressed at the same time, whereby in the course of the fro positioning process knob-shaped anchoring parts molded on one side, before are preferably pressed out of the flat material.

Die erfindungsgemäßen vorgefertigten Bauelemente werden bevorzugt als Wandelemente, Deckenelemente oder Träger für Fertigteilbauwerke ver wendet.The prefabricated components according to the invention are preferred as Wall elements, ceiling elements or beams for precast structures applies.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schemati scher Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigenIn the following the invention with reference to one in the drawing in schematic illustrated embodiment illustrated in more detail. Show it

Fig. 1 einen Schnitt durch ein plattenförmiges Bauelement mit form schlüssig verankerten Verstärkungsteilen aus faserverstärktem Kunststoff; Fig. 1 shows a section through a plate-shaped component having a form-fitting anchored reinforcing parts made of fiber-reinforced plastic;

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Bauelement mit interner Armierung und auf den Breitflächen aufgeklebten Verstärkungsteilen aus faserver stärktem Kunststoff. Fig. 2 shows a section through a component with internal reinforcement and on the wide areas glued reinforcing parts made of fiber reinforced plastic.

Die in der Zeichnung dargestellten Bauelemente sind als Wand- oder Dec kenelemente für Bauwerke im Fertigteilbau bestimmt.The components shown in the drawing are as wall or Dec kenelemente intended for buildings in precast construction.

Die plattenförmigen Bauelemente weisen ein Kernelement aus Beton, Leichtbeton, Gasbeton, Gips auf. Das Kernelement 10 trägt an seinen Breit seitenflächen 20 jeweils ein platten- oder folienförmiges Flachmaterialteil 12 aus faserverstärktem Kunststoff. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungs beispiel ist das Flachmaterialteil 12 mit einseitig überstehenden noppenarti gen Verankerungsorganen 14 in das Kernelement 10 eingegossen und da mit formschlüssig verankert. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel enthält das Kernelement 10 zusätzlich mehrere, das Kernelement quer durchsetzende Armierungsteile 16, deren verbreiterte Enden 18 mit den Breitseitenflächen 20 des Kernelements 10 bündig abschließen. Die Flach materialteile 12 sind in diesem Fall mit Hilfe einer Klebstoffschicht 22 auf die Breitseitenflächen 20 des Kernelements und die Enden 18 der Armierungs teile 16 aufgeklebt. Die ein Doppel-T-Profil aufweisenden Armierungsteile 16 können dabei aus einem Metall, wie Aluminium oder Stahl, oder aus faser verstärktem Polymermaterial bestehen. Im letzeren Falle können die Flach materialteile 12 auch auf die Enden 18 der Armierungsteile unter Einwirkung von Druck und Wärme aufgeschweißt werden.The plate-shaped components have a core element made of concrete, lightweight concrete, gas concrete, plaster. The core element 10 carries on its wide side surfaces 20 each have a plate or sheet-shaped flat material part 12 made of fiber-reinforced plastic. In the embodiment shown in FIG. 1, the flat material part 12 is cast into the core element 10 with protruding noppenarti anchoring members 14 and anchored there with a positive fit. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the core element 10 additionally contains a plurality of reinforcement parts 16 which pass through the core element, the widened ends 18 of which end flush with the broad side surfaces 20 of the core element 10 . The flat material parts 12 are glued in this case by means of an adhesive layer 22 to the broad side surfaces 20 of the core element and the ends 18 of the reinforcement parts 16 . The reinforcing parts 16 having a double-T profile can consist of a metal, such as aluminum or steel, or of fiber-reinforced polymer material. In the latter case, the flat material parts 12 can also be welded onto the ends 18 of the reinforcement parts under the action of pressure and heat.

Die Flachmaterialteile 10 dienen zur Verstärkung des Kernelements und ha ben die Aufgabe, Zug- und Querkräfte aufzunehmen und ein Ausbrechen von Betonmaterial aus dem Kernelement beim Transport, bei der Montage und bei der Bearbeitung im Fertigzustand zu verhindern. The flat material parts 10 serve to reinforce the core element and have the task of absorbing tensile and transverse forces and preventing the breaking out of concrete material from the core element during transport, assembly and processing in the finished state.

Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung bezieht sich auf ein vorgefertigtes Bauelement für den Fertigteilbau mit einem Kernelement 10 und mindestens einem Verstärkungsteil 12. Um hohe Zug- und Quer kräfte ohne die Gefahr einer Rißbildung aufnehmen zu können, ist das Ver stärkungsteil als Flachmaterialteil 12 aus faserverstärktem Kunststoff ausge bildet, das an einer Breitseitenfläche 20 des Kernelements 10 form- und/oder stoffschlüssig fixiert ist.In summary, the following can be stated: The invention relates to a prefabricated component for prefabricated part construction with a core element 10 and at least one reinforcing part 12 . In order to absorb high tensile and transverse forces without the risk of cracking, the reinforcement part is formed as a flat material part 12 made of fiber-reinforced plastic, which is fixed to a broad side surface 20 of the core element 10 in a form-fitting and / or cohesive manner.

Claims

1. Prefabricated component for buildings preferably in prefabricated construction with a core element ( 10 ) and at least one tensile forces absorbing reinforcing part ( 12 ), characterized in that the reinforcing part is formed as a flat material part ( 12 ) made of fiber-reinforced plastic, which on a broad side surface ( 20 ) of the core element ( 10 ) is positively and / or cohesively fixed.

2. Component according to claim 1, characterized in that the flat material part ( 12 ) has a binder matrix made of plastic and an embedded in this fiber fabric or scrim.

3. Component according to claim 1 or 2, characterized in that the flat material part ( 10 ) on one of the broad side surface ( 20 ) of the core element ( 10 ) is preferably glued flat with an epoxy resin adhesive.

4. Component according to one of claims 1 to 3, characterized in that the flat material part ( 12 ) has a plurality of protruding nub-like anchoring members ( 14 ) with which it through openings in the broad side surface ( 20 ) into the core element ( 10th ) intervenes and is positively anchored there.

5. Component according to one of claims 1 to 4, characterized in that the core element ( 10 ) consists of concrete, lightweight concrete, gas concrete or plaster.

6. The component according to claim 4 or 5, characterized in that the anchoring members ( 14 ) are embedded in the core element, in particular are cast in particular.

7. Component according to one of claims 1 to 6, characterized in that the two broad side surfaces ( 20 ) of the plate-shaped core element ( 10 ) carry a flat material part ( 12 ) made of fiber-reinforced plastic.

8. The component according to one of claims 1 to 7, characterized records that the binder matrix of the flat material from a Du roplast consists of the group epoxy resin, polyester resin, vinyl resin.

9. Component according to one of claims 1 to 7, characterized in that the binder matrix of the flat material part ( 12 ) from egg thermoplastic from the group polyamide, polymethyl methacrylate, polyphenylene sulfide, polypropylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyetherimide, styrene polymer, polyether ether ketone consists.

10. The component according to one of claims 1 to 9, characterized records that the fibers of the flat material part from the group Koh lenstofffaser, glass fibers, aramid fibers, polyethylene fibers, basaltfa ners, natural fibers are selected.

11. The component according to one of claims 1 to 10, characterized by a plurality of reinforcing parts ( 16 ) which penetrate the core element transversely, the widened ends ( 18 ) of which are flush with the broad side surfaces ( 20 ) of the core element ( 10 ) and with the at least one flat material part ( 12 ) are integrally connected, preferably glued.

12. The component according to claim 11, characterized in that the reinforcing parts ( 16 ) have a double-T profile.

13. The component according to claim 10 or 11, characterized in that the reinforcing parts ( 16 ) consist of metal, in particular aluminum or steel, or of a fiber-reinforced polymer material.

14. reinforcing part for prefabricated components for buildings, characterized marked by a flat material part ( 12 ), on which one side is formed by standing knob-like anchoring members ( 14 ).

15. Reinforcing member according to claim 14, characterized in that the flat material part ( 12 ) is ausgebil det as a plate, film or grid element.

16. A method for the production of reinforcing parts for prefabricated construction elements for buildings, characterized in that a Faserge woven or laid fabric soaked with a binder, heated up in the passage and then cooled again and at the same time pressed to form a flat material part ( 12 ), and that in the course of the manufacture process pimple-like anchoring members ( 14 ) formed on one side, preferably pressed out of the flat material part who the.

17. Use of the prefabricated components according to one of the claims che 1 to 13 as wall elements, ceiling elements or supports for Fer tigteil-structures.