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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Vorgefertigte
isolierte Betonwandelemente sind in der Technik bekannt und bieten
eine Anzahl von Vorteilen für
den Wohn- und Gewerbehochbau. Diese Vorteile umfassen kürzere Bauzeitpläne, verbesserten
Wärmewiderstand,
verbesserte Qualitätssteuerung
und erhöhte
Lebensdauer. Herkömmliche Betonwandelemente
sind jedoch schwer, wodurch die Kosten des Transportierens der Elemente
von dem Vorfertigungswerk zu der Arbeitsstelle erhöht werden.
Das große
Gewicht der Elemente erfordert häufig,
dass mehrere Lasten an die Arbeitsstelle geliefert werden müssen, was
zu möglichen
Verzögerungen
während
des Beladens, des Transports und des Entladens führt. Das große Gewicht
erfordert ebenfalls die Verwendung eines kostspieligen schweren
Krans für
die Elementinstallation.
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Isolierte
Betonwandelemente mit Hohlräumen
sind in der Technik ebenfalls bekannt. Diese Wandelemente umfassen
innere und äußere Betonschichten
oder „Wythes" mit einer internen
Isolierschicht und einem zwischen den Betonschichten bereitgestellten
Luftzwischenraum, um ein geringeres Gewicht als massive Wände der
gleichen Dicke aufzuweisen. Derartige hohle isolierte Wandelemente werden
durch getrenntes Gießen
der ersten und zweiten Betonschichten hergestellt, wobei die erste Betonschicht
vollständig
ausgehärtet
oder gehärtet wird,
bevor die zweite Betonschicht gegossen wird. Dieses Bauverfahren
beinhaltet lange Verzögerungen
und erhöhte
Kosten für
den Herstellungsprozess.
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Ähnliche
unisolierte Betonwandelemente mit einem Luftzwischenraum zwischen
den Betonschichten sind ebenfalls bekannt. Verbindungsstücke erstrecken
sich in jede Schicht, um die Schichten zusammen zu verbinden. Die
erste Schicht wird gegossen, und die Verbindungsstücke werden
vor dem Aushärten
darin installiert. Nachdem die erste Schicht aushärtet, wird
die zweite Schicht gegossen, und die erste Schicht wird umgedreht,
und die hervorstehenden Verbindungsstücke werden in der nicht ausgehärteten zweiten
Schicht über
der zweiten Schicht angeordnet.
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Außerdem sind
die Betonwandelemente des Stands der Technik mit metallischen Verbindungsstücken mit
hohem Wärmeleitungs-
und Korrosionspotential aufgebaut, die eine Verschlechterung verursachen
können.
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Beispiele
von Elementen des Stands der Technik werden in den Patenten
DE 16 83 498 A ; FR-A-2
670 523; FR-A-2 360 723; US-A-4 805 366; und US-A-4 348 848 offenbart.
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Demgemäss ist eine
primäre
Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines verbesserten
Verfahrens zum Bilden von Betonwandelementen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines verbesserten hohlen Betonwandelements.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines leichten isolierten oder unisolierten Wandelements, das beim
Bilden einer integrierten Betonwandstruktur nützlich ist.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines hohlen Betonwandelements, bei dem die inneren und äußeren Betonschichten
im wesentlichen gleichzeitig ausgehärtet werden.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
von vorgefertigten Wandelementen, die mit leichtem Baugerät geladen,
transportiert, entladen und auf der Baustelle zusammengebaut werden
können.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes
Wandsystem, das schnell und ohne weiteres auf der Baustelle zusammengebaut
werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines schnellen und einfachen Verfahrens der Vorfertigung von Betonwandelementen.
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Eine
noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines verbesserten Betonwandelements mit einem hohen Grad von Wärmeisolierung.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes
Betonwandelement, das wirtschaftlich herzustellen und langlebig
und sicher im Gebrauch ist.
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Eine
weitere Aufgabe ist die Bereitstellung einer fertigen Wandanordnung
mit einer monolithischen Betonschicht über den vollen Umfang und Bereich
der Wand.
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Diese
und weitere Aufgaben werden aus der folgenden Beschreibung der Erfindung
offensichtlich.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorgefertigten Betonwandelemente der vorliegenden Erfindung umfassen
innere und äußere Betonschichten
und einen Luftzwischenraum zwischen den Betonschichten. Beim Aufbauen
der Wandelemente wird die erste Betonschicht in eine Form gegossen.
Bei einer Ausführungsform
wird eine Isolierschicht in einer beabstandeten Beziehung über der
ersten Betonschicht getragen, und die zweite Betonschicht wird oben
auf die Isolierschicht gegossen, während die erste Betonschicht
noch nass ist. Somit härten
die ersten und zweiten Betonschichten im wesentlichen gleichzeitig
aus. Eine Mehrzahl von Verbindungsstücken oder -stäben erstreckt
sich durch den Schaum, wobei gegenüberliegende Enden in den ersten
und zweiten Betonschichten eingebettet sind. Ein vergrößerter Flansch
an jedem Verbindungsstück
trägt die
Isolierschicht über
der ersten Betonschicht, um einen Luftzwischenraum dazwischen bereitzustellen.
Bei der isolierten Ausführungsform
kann die Dicke der Isolierschicht basierend auf Wärmeisolieranforderungen
sowie auch auf mechanischen Anforderungen für das als eine Betonform wirkende
Isoliermaterial bestimmt werden. Wo es für mechanische Zwecke erforderlich
ist, kann ein verstärktes
Isoliermaterial verwendet werden, das Faserverstärkung, Oberflächenlaminierungen,
erhöhte
Dichte oder Kombinationen davon beinhaltet.
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Bei
einer zweiten unisolierten Ausführungsform
werden Verbindungsstücke
in der nichtausgehärteten
ersten Schicht angeordnet und an Ort und Stelle durch Lokalisierer
gehalten, die sich abnehmbar über
die Form erstrecken. Zuschlag- oder
partikulärer
Stoff wird über
der nichtausgehärteten
ersten Schicht angeordnet. Die zweite Schicht wird dann auf den
Zuschlag- oder partikulären
Stoff gegossen, und dieser ermöglicht,
im wesentlichen gleichzeitig mit der ersten Schicht, auszuhärten. Nachdem
die ersten und zweiten Schichten ausgehärtet sind, werden die Verbindungsstück-Lokalisierer
aus der Form gezogen. Das durch die untereinander verbundenen ersten
und zweiten Schichten gebildete Element wird dann angehoben, so
dass der Zuschlag- oder partikuläre
Stoff herausfällt,
wodurch ein Luftzwischenraum zwischen den Schichten bereitgestellt
wird.
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Bei
einer dritten isolierten Ausführungsform wird
eine Isolierschicht auf der ersten Betonschicht installiert, und
Verbindungsstücke
werden in den beiden Elementen installiert. Wie bei der zweiten
Ausführungsform
wird Zuschlag- oder partikulärer
Stoff angeordnet, und eine zweite Betonschicht wird oben auf dem
Zuschlag- oder partikulären
Stoff angeordnet.
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Andere
Ausführungsformen
verwenden andere Tragstrukturen, wie beispielsweise Metallschalung
oder Luftkissen, um die zweite Betonschicht von der ersten Betonschicht
zu beabstanden und dadurch einen Luftzwischenraum dazwischen festzulegen.
Bei jeder Ausführungsform
härten
die Betonschichten im wesentlichen gleichzeitig aus.
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Nachdem
die Betonschichten bei jeder Ausführungsform gehärtet sind,
können
die Wandelemente angehoben und in einer vertikalen Orientierung
auf Fundamenten oder einer anderen Basis installiert werden. Die
Ränder
der Elemente können flach
sein, um einen Stumpfstoß zu
erzeugen, oder können
für eine
ineinandergreifende Verbindung konturiert sein, um abgestimmt in
einen entsprechenden Rand an einem benachbarten Element einzugreifen, wodurch
eine ineinandergreifende Verbindung zwischen benachbarten Elementen
bereitgestellt wird. Die Elemente können nebeneinander und übereinander
zusammengebaut werden, um eine Form bereitzustellen, die ein integriertes
Teil der Wandstruktur wird. Die zusammengebauten Elemente erzeugen eine
zusammenhängende
Form, wobei der Luftzwischenraum in den Elementen mit Beton gefüllt wird.
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Die
oberen Ränder
der inneren Betonschicht können
eine Kerbe aufweisen, um einen Boden- oder Deckenbalken aufzunehmen.
Die Balken werden somit durch die innere Betonschicht der Wandelemente ohne
die Notwendigkeit für
einen an der inneren Fläche
der Wandelemente befestigten Querträger getragen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Mehrzahl von isolierten Wandelementen
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, die zusammengebaut sind, um ein
isoliertes integriertes Betonwandbildungssystem zu erzeugen.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines einzelnen Wandelements gemäß der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine Seitenrissansicht eines Wandelements gemäß der vorliegenden Erfindung.
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4 ist
eine vergrößerte Seitenrissansicht des
Wandelements, wie es in eine Betongussform gegossen ist.
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5 ist
eine vergrößerte obere
Draufsicht einer Ecke der in 1 gezeigten
Wandstruktur.
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6 ist
eine 5 ähnliche
Ansicht, die einen alternativen Eckenaufbau zeigt.
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7 ist
eine 5 ähnliche
Ansicht, die eine zweite alternative Ausführungsform für einen Eckenaufbau
zeigt.
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8 ist
eine 5 ähnliche
Ansicht, die einen dritten alternativen Eckenaufbau zeigt.
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9 ist
eine Seitenrissansicht, die eine Mehrzahl von Wandelementen zeigt,
die in mehreren Reihen zusammengebaut sind, und eine alternative Ausführungsform
des Wandelements zeigt, das eine Kerbe zum Aufnehmen eines Boden-
oder Deckenbalkens aufweist.
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10 ist
eine entlang Linien 10-10 von 9 genommene
Schnittansicht, wobei Bodenbalken und Balkenbelag installiert sind.
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11–14 sind 1 bis 4 ähnlich, wobei
sie jedoch eine nicht isolierte integrierte Betonwand zeigen.
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15 ist
eine entlang Linien 15-15 von 14 genommene
Schnittansicht.
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16 ist
eine Seitenrissansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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17 ist
eine vergrößerte Ansicht,
die die Ausführungsform
von 16 zeigt.
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18 ist
eine Seitenrissansicht eines durch ein anderes Verfahren der Erfindung
hergestellten Elements.
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19 ist
eine obere Draufsicht der in 18 gezeigten
Ausführungsform.
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20 ist
eine Seitenrissansicht eines durch ein weiteres Verfahren der Erfindung
hergestellten Elements.
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21 ist
eine Seitenrissansicht eines durch noch ein anderes Verfahren der
Erfindung hergestellten Elements.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Wie
in 1 ersichtlich ist, wird eine Wandstruktur in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung im allgemeinen durch die Bezugsziffer 10 gekennzeichnet.
Die Wandstruktur 10 wird aus einer Mehrzahl von hohlen
Wandelementen 12 gebildet. Wie am besten in 2 und 3 ersichtlich
ist, umfasst jedes Wandelement 12 eine erste Betonschicht 14,
eine zweite Betonschicht 16 und eine innere Isolierschicht 18.
Die Betonschichten 14 und 16 können mit einer Verstärkung, wie
beispielsweise Drahtgewebe, Bewehrungsstäbe oder Faserverstärkung, aufgebaut
sein. Eine Mehrzahl von Stäben
oder Verbindungsstücken 20 erstreckt
sich durch die Wandelemente 12, um die inneren und äußeren Betonschichten 14, 16 zusammen
zu verbinden. Wie in 4 gezeigt ist, umfassen die
Verbindungsstücke 20 gegenüberliegende
Enden 21 22 mit einer variierenden Abmessung,
um eine Verankerungsoberfläche
bereitzustellen, um die Verbindungsstücke 20 in den ersten
und zweiten Betonschichten 14, 16 zu verankern.
Eine Art von Verbindungsstück 20 wird ausführlich in
den US-Patenten der Nummern 4 829 733 und 4 805 366 des Anmelders
beschrieben. Die Verbindungsstücke 20 weisen
eine niedrige Wärmeleitfähigkeit
auf, wodurch der Wärmewirkungsgrad der
Wandstruktur 10 verbessert wird. Die Verbindungsstücke 20 sind
ebenfalls korrosionsbeständig und
weisen eine Wärmeausdehnungsrate
auf, die mit Beton kompatibel ist. Andere Arten von Verbindungsstücken können ebenfalls
verwendet werden, einschließlich Metall,
Kunststoff und andere Materialien mit verschiedenen Formen und Abmessungen.
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Die
Isolierschicht 18 kann vorgebohrte Löcher 19 umfassen,
durch die die Verbindungsstücke 20 eingeführt werden,
oder die Verbindungsstücke können durch
die Isolierung gestanzt werden. Die Verbindungsstücke umfassen
einen oberen Flansch 23, der die Einführung der Verbindungsstücke durch die
Isolierschicht 18 begrenzt. Nach der Einführung wird
ein unterer Flansch oder Knopf 24 über das untere Ende 22 der
Verbindungsstücke
und in Ineingriffnahme mit der Isolierschicht geschoben, wie am
besten in 4 ersichtlich ist. Der untere
Flansch 24 wird in einer rutschfesten Position durch einen Schnappverschluss
an den Rippen 25 gehalten, die an dem zentralen Abschnitt
des Verbindungsstücks 20 ausgebildet
sind. Alternative Verfahren zum Befestigen des Flansches 24 umfassen
Gewinde oder Kerben. Alternativ kann der obere Flansch 23 eliminiert
und der untere Flansch 24 auf dem Verbindungsstück 20 geformt
sein. Die Isolierschicht 18 kann jedes thermisch effiziente
Material umfassen, das im Stande ist, sich zwischen die Verbindungsstücke 20 ohne übermäßige Verformung
oder Bruch zu spannen.
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Wie
in 11 bis 15 ersichtlich
ist, wird eine ähnliche
unisolierte Wandstruktur 10A durch eine Mehrzahl von unisolierten
Elementen 12A gebildet, die jeweils eine erste Betonschicht 14A und
eine zweite Betonschicht 16A aufweisen. Die Betonschichten 14A, 16A können mit
Drahtgewebe, Bewehrungsstäben
oder Faserverstärkung
verstärkt sein.
Eine Mehrzahl von Verbindungsstücken 20A erstreckt
sich in die Betonschichten 14A, 16A, um die Schichten
zusammen zu verbinden, um das Wandelement 12A zu bilden.
Die Verbindungsstücke 20A sind
den Verbindungsstücken 20 mit
der Ausnahme ähnlich,
dass der vergrößerte Flansch 24 mit
einem kleineren Hals 98 ersetzt wird, und die Rippen 25 eliminiert
werden. Die Enden des Verbindungsstücks 20A weisen eine
variierende Abmessung auf, um eine Verankerungsoberfläche bereitzustellen,
um die Verbindungsstücke 20A in
den inneren und äußeren Betonschichten 14A, 16A zu
verankern.
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16 bis 20 zeigen
eine weitere Ausführungsform
des Elements der vorliegenden Erfindung. Bei der Ausführungsform
von 16 und 17 wird
die Wandstruktur durch eine Mehrzahl von Elementen 12B gebildet,
die jeweils eine erste Betonschicht 14B und eine zweite
Betonschicht 16B aufweisen. Eine Isolierschicht 18B wird
neben der ersten Betonschicht 14B bereitgestellt. Die Mehrzahl von
Verbindungsstücken 20B erstreckt
sich in die Betonschichten 14B, 16B, um die Schichten
zusammen zu verbinden, wodurch das Wandelement 12B gebildet
wird. Die Verbindungsstücke 20B umfassen
einen Flansch 23B. Rippen 25B werden auf dem Verbindungsstück 20B bereitgestellt,
um den Flansch 23B in einer gewünschten Position zu halten.
Ein Luftzwischenraum 26B existiert zwischen der zweiten
Betonschicht 16B und der Isolierschicht 18B.
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Wie
in 17 gezeigt ist, kann die Form für die Betonschicht 14B eine
Vertiefung oder dünn
gelegte Ziegel aufweisen, um eine ästhetisch verbesserte äußere Ausführung auf
der Betonschicht direkt neben der Isolierschicht 18B bereitzustellen.
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21 zeigt
eine weitere Form des dem Element 12A ähnlichen Elements 12C mit
ersten bzw. zweiten Betonschichten 14C, 16C. Das
Element 12C umfasst keine Isolierschicht. Eine Mehrzahl
von Verbindungsstücken 20C verbindet
die Betonschichten 14C, 16C. Die Verbindungsstücke 20C umfassen
einen Flansch 23C.
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Jedes
Wandelement 12, 12B ist hohl mit einem Luftzwischenraum
oder Raum 26, 26B zwischen der Isolierschicht 18, 18B und
der ersten Betonschicht 14. Auf ähnliche Weise sind unisolierte Elemente 12A, 12C hohl
mit einem Luftzwischenraum 26A, 26C zwischen der
ersten Betonschicht 14A, 14C und der zweiten Betonschicht 16A, 16C. Wenn
die Wandelemente 12–12C in
die Wandstruktur 10 oder 10A zusammengebaut werden,
dienen die Elemente 12– 12C als
eine Betonform, wobei Beton in den Luftzwischenraum 26–26C gegossen
wird, um eine zusammenhängende
Betonzwischenschicht 27 zu bilden. Demgemäss werden
die Elemente 12–12C ein
integriertes Teil der Wandstruktur 10 oder 10A.
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Es
ist offensichtlich, dass der Luftzwischenraum 26–26C teilweise
mit Beton gefüllt
werden kann. Es ist ebenfalls offensichtlich, dass der Luftzwischenraum 26– 26C mit
klumpiger, körniger
oder an Ort und Stelle geschäumter
Isolierung gefüllt
werden kann.
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Zusätzlich zu
der in 1 gezeigten Wandstruktur 10, bei der
die Elemente nebeneinander angeordnet sind, können die Wandelemente 12 ebenfalls übereinander
gestapelt werden, um eine mehrreihige Wandstruktur 28 zu
bilden, wie in 9 gezeigt ist. Die Elemente
können
oben auf herkömmlichen
Fundamenten (nicht gezeigt) oder oben auf Betonfundamenten oder
einem verdichtetem Basismaterial 29, wie beispielsweise
Kalkstein, angeordnet sein, wobei Abstandsstücke 30 verwendet werden, um
die Elemente 12–12C auszugleichen.
Nach der Anordnung der Betonschicht 27 weisen die zusammengebauten
Wandelemente eine kontinuierliche Auswirkung auf das verdichtete
Planum auf. Die Wandstruktur 10, 10A kann unter
dem Grund, wie beispielsweise Keller- oder Gründungswände, oder über dem Grund für jede Art
von Gebäudestruktur, einschließlich kommerziellen
und Wohngebäuden, oder
als Schallschutzwände
gebaut werden.
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Vorzugsweise
sind die Elemente 12–12C rechteckig
in der Form mit Haupt- und
Nebenachsen. Die Hauptachse jedes Wandelements kann vertikal, wie
in der Wandstruktur 10, 10A von 1 und 11 gezeigt,
oder horizontal, wie in der Wandstruktur 28 von 9 gezeigt,
orientiert sein.
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Es
ist bedeutsam anzumerken, dass eine zusammenhängende Betonschicht 27 eine
wirksame Barriere gegen das Eindringen von Insekten, Nagetieren
und Feuchtigkeit sowie auch gegen Schallpenetration bereitstellen
wird. Die vorliegende Erfindung stellt daher die Vorteile einer
monolithischen, an Ort und Stelle betonierten Struktur bereit. Die üblichen
Nachteile von vorgefertigtem Beton, einschließlich offenen Verbindungen
und geschweißten
oder verschraubten Verbindungen, werden jedoch vermieden. Wenn es
erforderlich ist, großen
seitlichen Kräften
zu widerstehen, kann eine zusätzliche
Verstärkung
zu der Betonschicht 27 hinzugefügt werden.
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Um
den Zusammenbau der Wandelemente 12–12C in die Wandstruktur 10, 10A und 28 zu
erleichtern, können
die gegenüberliegenden
Seitenränder 32, 33 flach
oder konturiert sein, um eine Stoßverbindung oder eine ineinandergreifende
abgestimmte Ineingriffnahme jeweils zwischen benachbarten Elementen 12–12C bereitzustellen.
Der obere Rand 34 und der untere Rand 36 können ebenfalls für eine Stoßverbindung
flach sein oder können
konturiert sein, um den entsprechenden Rand eines benachbarten Elements
abgestimmt in Eingriff zu nehmen. Somit wird eine ineinandergreifende
Verbindung 38 zwischen den benachbarten Elementen 12–12C bereitgestellt,
wobei die nach vorne gerichtete und nach hinten gerichtete relative
Bewegung der Elemente durch die abgestimmt ineinandergreifenden
konturierten Ränder 32, 33, 34, 36 verhindert wird.
Die konturierten Ränder
der Wandelemente 12–12C können verschiedene
Formen annehmen, die eine überlappende
abgestimmte Ineingriffnahme bereitstellen.
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Wie
in 9 und 10 ersichtlich ist, kann der
obere Rand 34 der Wandelemente 12–12C ebenfalls
mit einer Mehrzahl von Kerben 40 versehen sein, die angepasst
sind, um Boden- oder Wandbalken 42 aufzunehmen. Die Balken 42 werden
durch die innere Betonschicht 14–14C getragen und
können
von jeder bekannten Konstruktion sein. Die Balken 42 werden
vorzugsweise in die Kerbe 40 der Wandelemente 12–12C positioniert,
bevor die Betonzwischenschicht 27 gegossen wird. Die Enden
der Balken 42 können
sich in den Luftzwischenraum 26–26C erstrecken, wie
in 10 ersichtlich ist. Eine Verankerungsoberfläche kann
sich von den Enden der Balken erstrecken oder darin ausgebildet
sein, um die Verbindungsstellen in der Betonzwischenschicht 27 zu
verankern. Beispielsweise kann die Verankerungsoberfläche ein
Nagel oder Bolzen in dem Ende des Balkens 42 oder eine
in dem Ende des Balkens 42 ausgebildete variierende Ausdehnung sein.
Belagmaterial 44 kann an dem Balken 42 befestigt
werden, bevor die Betonzwischenschicht 27 gegossen wird.
Durch Installieren der Boden- oder Deckenbalken in die Kerbe 40 wird
die Notwendigkeit für einen
Querträger
an der Wand beseitigt. Durch Installieren der Balken und des Belagmaterials 44 bevor
die Betonschicht 27 gegossen wird, werden die Wandelemente 12–12C während des
Gießprozesses ausgesteift.
Ferner stellt das Belagmaterial 44 eine sichere Arbeitsplattform
oben auf der Wandstruktur 10, 10A oder 28 bereit.
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Um
die Anordnung fertig zu stellen, können die Verbindungsstellen
zwischen den Rändern 32, 33, 34, 36 mit
einem starren oder flexiblen Material gefüllt werden, das an Ort und
Stelle aushärtet.
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Es
ist ersichtlich, dass jede der beiden Betonschichten als die äußere Wand
eines Gebäudes orientiert
sein kann. Vorzugsweise ist bei einer isolierten Wand die Isolierschicht
neben der äußeren Betonschicht.
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Die
vorliegende Erfindung ist ebenfalls auf das Verfahren zur Herstellung
der Wandelemente 12–12C gerichtet.
Die Elemente werden mit einer Form vorgefertigt, wie in 4, 14, 17, 20 und 21 gezeigt
ist. Insbesondere wird ein unterer Formabschnitt 46 mit
einem Boden und einem Begrenzungsrand 48 versehen. Ein
oberer Formabschnitt 50 umfasst nur einen Begrenzungsrand 52.
Ein geeignetes Profil 54 wird entlang der Begrenzungsränder 48, 52 der
unteren und oberen Formabschnitte 46, 50 bereitgestellt,
um die konturierten Ränder 32, 33, 34 und 36 der
Elemente 12–12C zu
erzeugen. Der untere Formabschnitt 46 kann strukturiert
sein, um der äußeren der
ersten Betonschicht 14–14C ein
gewünschtes
Aussehen, wie beispielsweise ein Ziegelmuster, zu verleihen, wie
in 16–17 ersichtlich
ist.
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Beim
Herstellen der Wandelemente 12 wird die erste Betonschicht 14 in
den unteren Formabschnitt 46 gegossen. Eine Glättbohle
kann über
den Begrenzungsrand 48 laufen, um die Oberfläche der
ersten Betonschicht 14 zu glätten und auszugleichen, wie
in 4 ersichtlich ist. Der obere Formabschnitt 50 kann
dann an dem unteren Formabschnitt 46 auf jede herkömmliche
Art und Weise, wie beispielsweise mit Seitenversteifungen 55,
befestigt werden. Die Isolierschicht 18 mit den vorinstallierten
Verbindungsstücken 20 wird
dann in dem oberen Formabschnitt 50 angeordnet, wobei sich
die unteren Enden 22 der Verbindungsstücke 20 durch die nasse
Betonschicht 14 erstrecken. Die unteren Enden 22 der
Verbindungsstücke 20 ruhen
auf dem Boden 47 der unteren Form 46, wobei der
untere Flansch 24 der Verbindungsstücke 20 die Isolierschicht
in einer beabstandeten Beziehung über der ersten Betonschicht 14 trägt, wodurch
der Luftzwischenraum 26 definiert wird. Die obere Form 50 kann ebenfalls
eine sich nach innen erstreckende Lippe (nicht gezeigt) aufweisen,
um die Isolierschicht 18 zu tragen. Die Isolierschicht
dient ebenfalls als der Boden des oberen Formabschnitts 50.
Die zweite Betonschicht 16 wird dann in den oberen Formabschnitt 50 gegossen,
bevor die erste Betonschicht 14 aushärtet.
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Somit
wird die zweite Betonschicht 16 im wesentlichen direkt
nachdem Gießen
der ersten Betonschicht 24 gegossen, und beide Schichten 14, 16 härten im
wesentlichen gleichzeitig aus. Demgemäss wird die Zeit minimiert,
die erforderlich ist, um die Wandelemente herzustellen, ohne irgendwelche
Verzögerungen
des Wartens darauf, wie beim Stand der Technik, dass die erste gegossene
Betonschicht aushärtet,
bevor die zweite Schicht gegossen wird. Nachdem beide Betonschichten
ausgehärtet
sind, können
die Formen 46, 50 von dem Element 12 abgestreift
werden. Hebelaschen (nicht gezeigt) können in die zweite Betonschicht 16 zum
Befestigen eines Kabels zum Anheben des fertiggestellten Elements 12 betoniert
werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform
weisen jedoch die Verbindungsstücke 20 eine
ausreichende Festigkeit auf, um als Befestigungspunkte für Hubseile
verwendet zu werden.
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Wie
in 4 ersichtlich ist, können Verstärkungsfasern 56 überall in
den Betonschichten 14, 16 bereitgestellt werden.
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Das
Wandelement 12A wird auf eine dem Wandelement 12 ähnliche
Art und Weise hergestellt. Die erste Betonschicht 14A wird
zuerst in den unteren Formabschnitt 46 gegossen. Der obere Formabschnitt 50 kann
dann an dem unteren Formabschnitt 46 auf jede herkömmliche
Art und Weise, wie beispielsweise mit Seitenversteifungen 55,
befestigt werden. Eine Mehrzahl von Verbinderlokalisierern 96 erstreckt
sich über
die Formen und wird durch die Seitenversteifungen 55 getragen,
wie am besten in 14 und 15 ersichtlich
ist. Eine Mehrzahl von Verbindungsstücken 20A wird dann
in den Lokalisierern angeordnet, wobei sich die unteren Enden 22A der
Verbindungsstücke 20A in
die nasse innere Betonschicht 14A erstrecken. Die unteren
Enden 22A der Verbindungsstücke 20A können auf dem
Boden 47 der unteren Form 46 ruhen. Die Verbindungsstücke 20A weisen
einen Hals 98 auf, der auf den Lokalisierern 96 ruht.
Zuschlag- oder partikulärer
Stoff 99 kann dann auf die freigelegte Oberfläche der
ersten Betonschicht 14A gegossen werden, wie in 14 und 15 ersichtlich
ist. Die zweite Betonschicht 16A wird dann in den oberen
Rahmenabschnitt 50 gegossen, bevor die erste Betonschicht 14A aushärtet. Der
Zuschlag- oder partikuläre
Stoff 99 trägt
die zweite Betonschicht 16A, die sobald wie möglich nach
dem Gießen
der ersten Betonschicht 14A gegossen wird, so dass die
Schichten 14A, 16A im wesentlichen gleichzeitig
aushärten.
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Somit
wird die Zeit minimiert, die erforderlich ist, um die Wandelemente 12A herzustellen,
ohne irgendwelche Verzögerungen
des Wartens darauf, wie beim Stand der Technik, dass die erste gegossene Betonschicht
aushärtet,
bevor die zweite Schicht gegossen wird. Nachdem beide Betonschichten 14A, 16A ausgehärtet sind,
können
die Formen 46, 50 von dem Element 12A abgestreift
werden. Hebelaschen (nicht gezeigt) können in die Betonschicht 16A zum Befestigen
eines Seils zum Anheben des fertiggestellten Elements 12A betoniert
werden. Beim Anheben fällt
der Zuschlag- oder partikuläre
Stoff 99 aus dem Element 12A, wodurch ein Luftzwischenraum 26A zwischen
den ersten und zweiten Schichten 14A, 16A bereitgestellt
wird. Die Lokalisierer 96 können aus den Formen 46, 50 vor
dem Anheben des ausgehärteten
Elements 12A gezogen werden oder werden mit dem Zuschlag-
oder partikulären
Stoff 99 herausfallen, wenn das Element 12A angehoben wird.
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Bei
den in 14–17 dargestellten
Verfahren ist ersichtlich, dass der Zuschlagstoff 99 einen festen
Träger
für die
zweite Betonschicht 16A, 16B bereitstellt. Die
Erfindung ermöglicht
der Betonschicht 14A, 14B, Verkleidungsziegel
oder besonders fertiggestellte Oberflächen mit den Schalungseinlagen
aufzunehmen. Der durch den Zuschlagstoff bereitgestellte starre
Träger
ermöglicht
der zweiten Betonschicht 16A, 16B, mit einer glatten
geglätteten Oberfläche versehen
zu werden. Die innere Oberfläche
der Betonschicht 16A, 16B wird aufgeraut, um es der
Schicht 16A, 16B zu ermöglichen, sich mit dem Zwischenbeton 27 zu
bonden, der den Luftzwischenraum 26A, 26B füllt.
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Das
Verfahren zur Herstellung des Wandelements 12B von 16–17 ist
dem, das verwendet wird, um die Elemente 12A herzustellen,
mit der Ausnahme ähnlich,
dass eine Isolierschicht 18B neben der ersten Betonschicht 14B angeordnet
wird, bevor der Zuschlagstoff 99 hinzugefügt wird.
Der Flansch 23B an dem Verbindungsstück 20B begrenzt die
Abwärtsbewegung
des Verbindungsstücks 20B bezogen
auf die Isolierschicht 18B.
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Das
in 18 und 19 dargestellte
Betonierverfahren beseitigt die Verwendung des Zuschlagstoffs 99 durch
Benutzen der Mehrzahl von Querversteifungen 102, die einen
abstreifbaren Film oder Folie 104 tragen. Nachdem die Betonschichten 14B, 16B ausgehärtet sind,
werden die Folie 104 und die Querverstrebungen 102 von
der Form entfernt, wobei der Luftzwischenraum 26B zurückgelassen wird,
der angepasst ist, um die Betonzwischenschicht aufzunehmen, wie
oben mit Bezug auf das Element 12 beschrieben ist.
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Das
durch 20 für das Element 12B beschriebene
Verfahren ersetzt den Zuschlagstoff 99 mit einer Mehrzahl
von Luftkissen 106. Die Luftkissen 106 können eine
strukturierte oder verformte obere Oberfläche aufweisen, um eine aufgeraute
Struktur auf der Innenseite der äußeren Betonschicht 16B zurückzulassen.
Nachdem die Betonschichten 14B, 16B ausgehärtet sind,
werden die Luftkissen 106 entfernt, um den Luftzwischenraum 26B zurückzulassen.
Die einzelnen Luftkissen entsprechen den Verbindungsstücken 20B,
um zu verhindern, dass Beton einen Abschnitt des Luftzwischenraums 26B füllt. Es sei
bemerkt, dass die Luftkissen 106 ebenfalls beim Bilden
eines unisolierten Elements benutzt werden können, bei dem die Isolierschicht 18B eliminiert
ist. Bei einem derartigen unisolierten Element kann das Luftkissen
oder die Luftblase 106 eine strukturierte oder verformte
Oberfläche
an jeder Seite neben den inneren Oberflächen der Betonschichten 14B, 16B aufweisen.
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Bei
dem in 21 dargestellten Verfahren wird
ein unisoliertes Element 12C erzeugt, indem eine oder mehrere
dünne gewellte
oder mit Dellen versehene Folien 108 an dem Flansch der
Verbindungsstücke 20C getragen
wird/werden. Vorzugsweise werden die Folien 108 aus Stahl
hergestellt und können
an Ort und Stelle zurückgelassen
werden, nachdem die Betonschichten 14C, 16C ausgehärtet wurden,
um den Luftzwischenraum 26C dazwischen festzulegen.
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Es
ist ersichtlich, dass bei allen Verfahren der vorliegenden Erfindung
die ersten Betonschichten 14–14C und zweiten Betonschichten 16–16C nacheinander
gegossen werden, um im wesentlichen gleichzeitig auszuhärten, wodurch
die Zeit, die erforderlich ist, um die Wandelemente 12–12C herzustellen,
minimiert wird.
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5–8 zeigen
verschiedene Alternativen für
die Ecken der Wandstruktur 10, 10A. In 5 werden
die Eckelemente 58, 60 mit 45-Grad-Rändern 62, 64 gebildet,
wobei von diesen jedes konturiert ist, um eine ineinandergreifende
Gehrungsverbindung bereitzustellen. Als eine in 6 gezeigte Alternative
wird ein Eckelement 66 mit einem konturierten Rand 68 gebildet,
während
das benachbarte Eckelement 70 mit einer konturierten Oberfläche 72 zur
ineinandergreifenden, abgestimmten Ineingriffnahme mit dem Rand 68 gebildet
wird. Als eine in 7 gezeigte weitere Alternative
werden die Eckelemente 74, 76 jeweils mit konturierten,
ineinandergreifenden Rändern 78, 80 bereitgestellt.
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Bei
jedem der in 5–7 gezeigten Eckelemente
werden die abgestimmten Ränder
dazu neigen, sich durch den Druck der Betonzwischenschicht 27 zu
trennen, wenn die Zwischenschicht in den Luftzwischenraum 26–26C gegossen
wird. Demgemäss
werden die Eckelemente 58, 60, 66, 70 und 74, 76 auf
eine zweckmäßige Art
und Weise zusammengeklemmt oder verbunden. Beispielsweise wird, wie
in 5 ersichtlich ist, eine Ausnehmung oder ein Loch 82 in
der äußeren Betonschicht 16–16C zum
Aufnehmen einer Klammer 84 oder eines Bolzens oder Verbindungsstücks (nicht
gezeigt) bereitgestellt, die/der sich durch das Loch 82 erstreckt. Eine
Mehrzahl von getrennt beabstandeten Ausnehmungen oder Löchern 82 wird
entlang der Höhe
des Elements für
mehrere Klammern, Schrauben oder Verbindungsstücke bereitgestellt.
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Als
eine weitere Alternative kann, wie in 8 gezeigt
ist, ein Eckelement 86 an den Ecken der Wandstruktur 10, 10A verwendet
werden. Das Eckelement 86 ist den flachen Elementen 12–12C mit der
Ausnahme ähnlich,
dass die inneren und äußeren Betonschichten 88, 90 mit
gewinkelten Abschnitten gebildet sind.
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Es
ist ersichtlich, dass Eckelemente verwendet werden können, um
innere 90°-Ecken
sowie auch 45° und
andere Winkel zu bilden.
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Es
ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung die Verwendung von
Wandelementen bei sowohl isolierten als unisolierten Gebäudestrukturen
in Erwägung
zieht, wie beispielsweise in 1 bzw. 11 gezeigt
ist. Die Wandelemente können
ebenfalls für
andere Anwendungen, wie beispielsweise eine Schallschutzwand zwischen
einer Schnellstrasse und einer Wohnsiedlung, verwendet werden. Eine derartige
Schallschutzwand kann Schallschutzschaum umfassen oder unisoliert
sein. Es ist ebenfalls ersichtlich, dass die Isolierschicht 18–18C laminiert
oder unlaminiert sein kann.
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Wie
in 9 gezeigt ist, können die Elemente auf Blöcken oder
Abstandsstücken
angeordnet sein. Wie in 9 und 10 gezeigt
ist, ermöglicht dies
die Erzeugung eines offenen Volumens, in das Fundamentbeton 29 installiert
werden kann. Der Fundamentbeton 29 kann durch einen getrennten Anordnungsvorgang
oder als eine Folge der Anordnung der Betonzwischenschicht 27 installiert
werden. Der Fundamentbeton 29 kann mit einem Graben in dem
Planum (nicht gezeigt) oder mit vorübergehenden oder langlebigen
Seiten- und/oder
oberen Formen (nicht gezeigt) begrenzt werden. Der Fundamentbeton 29 kann
durch Stahlstäbe
verstärkt
werden, die sich durch die Abstandsstücke 30 erstrecken und
durch diese getragen werden. Die Abstandsstücke 30 können aus
vorgefertigtem Beton oder anderem langlebigen Material aufgebaut
sein.