Der bekannte Stahlfaserbeton, bei dessen Herstellung in die Mischtrommel Stahlfasern eingegeben werden, ist auf wenig Anwen- dungsgebiete, wie z. B. Industriefußböden, Fassadenplatten be- schränkt. Obwohl inzwischen Stahlfaserbeton verfügbar ist, der eine wesentlich höhere Zugfestigkeit als üblicher Beton besitzt, ist die Menge an Fasern, die wirksam mit dem Beton gemischt wer- den kann, auf etwa 1 bis 2 Volumen-Prozent beschränkt.

Aufgrund von Auflagen nach dem Wasserhaushalts-Gesetz müssen heute viele bestehende Anlagen, in denen wassergefährdende Flüs- sigkeiten gelagert, abgefüllt oder umgeschlagen werden, z. B.

Tankstellen oder chemische Fabriken, nachträglich abgedichtet werden. Wenn nicht die ganze Anlage erneuert werden soll und eine ausreichend tragfähige Bodenkonstruktion vorhanden ist, kann eine nachträglich aufgebrachte Dichtschicht die rechtlichen Vorschrif- ten erfüllen. Hierfür als geeignet hat sich eine in den USA schon vor längerer Zeit entwickelte Dichtschicht unter der Bezeichnung SIFCON (Slurry Infiltrated Fiber Concrete) erwiesen, bei der auf einer abzudichtenden Fläche ein Bett aus Metallfasern ausgelegt wird, in das anschließend hochfester Zementmörtel infiltriert oder eingepreßt wird. Hierdurch ist ein hochleistungsfähiger Fa- sermörtel mit einem Stahlfasergehalt von etwa 10 Volumen-Prozent entsprechend etwa 800 kg/m3 herstellbar.

Durch den hohen Stahlfasergehalt wird bei SIFCON die Duktili- des ansonsten fast spröden Werkstoffes Beton bzw. Zementmör- tel um mehrere Größenordnungen gesteigert und ist schon nahezu mit der von Stahl vergleichbar, wobei die Schichten bei nur etwa 5 cm Dicke wassergefährdende Flüssigkeiten ausreichend zurückhal- ten und über große horizontale Flachen fugenlos eingebaut werden sichweitereAnwendungsmöglichkeitenerschließen,können,wodu rch z. B. Straßenbeläge, Sicherheitsräume, Bauteile unter Erdbebenbe- lasting.

Ein weiteres bekanntes Verfahren, das die Lücke des Stahlfa- Stahlfaserbeton(1bis2Volumen-Prozent)undsergehaltesvn S1FCON (10 Volumen-Prozent) schließt, ist das SIMCON (Slurry Infiltrated Met Concrete)-Verfahren, bei dem mit geringeren Fc- sergehalten von 2 bis 4,5 Volumen-Prozent vergleichbare Eigen- schaften wie mit SIFCON erzielt werden. Der Vorteil von SIMCON bestehtdarin,daßdieStahlfasernnichtausge-gegenüberSIFCON legt werden müssen, sondern als Matten hergestellt werden, die bei der Herstellung durch entsprechende Länge der Fasern dadurch entstehen, daß die Fasern sich untereinander verhaken, so daß die Matten zu Rollen aufgewickelt werden können. Hierdurch ist ein schnellerer Einbau als bei SIFCON möglich.

Ein Nachteil der bekannten SIMCON-Matten besteht jedoch da- rin, daß diese eine Mindest-Faserlänge aufweisen müssen, um eini- germaßen den Zusammenhalt zu gewährleisten. Bei einem Handtrans- port von längeren Matten (größer als 1 m) vom Herstellungsort zum Verarbeitungsort können sich die Matten auseinanderziehen, so daß ein gleichmäßiger Fasergehalt verloren gehen kann. Bei horizonta- len Flächen als Hauptanwendungsgebiet läßt sich kein höherer Fa- sergehalt als 2,9 Volumen-Prozent einstellen, weil dieMatte nach dem Auslegen sich aufgrund ihres elastischen Verhaltens wieder aufrichtet. Bei vielen Anwendungen ist jedoch ein höherer Faser- gehalt erforderlich. Ein Problem bilden ferner die an der Ober- fläche herausstehenden Fasern, die eine ungleichmäßige Oberfläche und durch Rost Sommersprossenbildung zeigen, wenn die Fasern nicht aus Edelstahl bestehen. Das Bauteilversagen ist als spröde zu bezeichnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Matte der ein- gangs g. enannten Art aufzuzeigen, die die Nachteile der bekannten SIMCON-Matten vermeidet, die die Bruchenergie des Betonkörpers verbessert, ein schlagartiges Reißen des Betonkörpers verhindert und somit aufgrund ihrer besseren mechanischen Kennwerte einen vielseitigeren Einsatz ermöglicht, und die in beliebiger Dicke herstellbar sind.

Die gestellte Aufgabe wird mit einer Matte der eingangs ge- nannten Art dadurch gelöst, daß die Matte aus wenigstens zwei einen Abstand voneinander aufweisenden engmaschigen Metall-oder Kunststoff-oder mit Kunststoff überzogenen Metallgittern mit da- zwischen angeordneten Metallteilen besteht, und daß die Gitter durch Verbindungselemente in Form von Drähten oder dergleichen so verbunden sind, daß die Metallteile zwischen den Gittern zusam- mengedrückt werden.

Vorzugsweise bestehen die Metallteile aus Stahlfasern, die je nach Faserlänge, Faserform und der von den Verbindungselementen ausgeübte Druckkraft eine Matte mit wahlweiser Dicke bilden.

Hierdurch ist es möglich, den Fasergehalt auf beliebige Volu- men-Prozente von vorzugsweise 1,5 bis 25 Volumen-Prozent einzu- stellen, so daß sich breite Anwendungsmöglichkeiten eröffnen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Metallgitter die Fasern einkapseln, so daß sie nicht nach außen vorstehen und Sommer- sprossenbildung an der Bauteil-Oberfläche vermieden wird, wenn die Fasern nicht aus Edelmetall bestehen. Die Fasern werden fer- ner durch die Druckbeanspruchung mittels der Verbindungselemente so festgehalten, daß die Matten nach ihrer Herstellung ihre Form ohne Faserverlust erhalten, so daß keine Mindest-Faserlänge er- forderlich ist, um den Zusammenhalt der Matte beim Transport zu gewährleisten.

Vorzugsweise haben die Stahlfasern in Abhängigkeit von Faser- form und Faserlcnge einen Volumengehalt zwischen 1,5 und 25 Ge- wichts-Prozent. Dabei haben die Fasern vorzugsweise eine Länge von mindestens 15 mm. Ihre Länge ist jedoch wählbar, wobei mit größerer Lange der Fasern der Volumengehalt umso kleiner wird.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Matte besteht aber darin, daß sich in Versuchen gezeigt hat, daß bei einem Probe- Betonkörper bei Biegungsbeanspruchung ein Versagen nicht schlag- artig wie bei dem bekannten Fasermatten-Bauteil auftritt, sondern nur langsam unter Versagensankündigung durch Mehrfach-Rißbildung.

Ferner hat sich gezeigt, daß der Faserinhalt wegen der gleichmäßigen Verteilung der Fasern unter Ausnutzung ihrer elek- trischen und thermischen Leitfähigkeit zur Beheizung des Beton- Bauteils verwendet werden kann, wenn in den Metallfasern in der Ebene der Matte einen Abstand voneinander aufweisende Stab-oder Plattenelektroden angeordnet sind, die an eine Stromquelle ange- schlossen werden können. Dabei ist es zweckmäßig, die Metallgit- ter mit einem Kunststoffmantel zu überziehen, damit sie für den Heizstrom keinen Kurzschluß bilden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die zwischen den Gittern angeordneten Metallteile aus aufeinanderliegenden engmaschigen Gittern. Die Maschenweite der Gitter beträgt dabei vorzugsweise zwischen 5 und 100 mm.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die Gitter diagonal zueinander versetzt angeordnet. Hierdurch ergibt sich ein Versatz in allen vier Richtungen, wodurch eine Fugenkonstruk- tion zwischen benachbarten Betonelementen gebildet werden kann, indem an den Stoßstellen von den diagonal versetzt angecrdneten Mattenelementen quer zur Längsanordnung der Mattenelemente ver- laufende Nagelleisten den Fugenverbund festlegen.

Eine weitere erfindungsgemäße Abwandlung besteht darin, daß die inneren Gitter eine größere Maschenweite als die beiden be- grenzenden Außengitter aufweisen. Hierdurch ergibt sich eine Ge- wichtsreduzierung und Materialersparnis des Systems.

Ferner besteht eine bevorzugte Ausführungsform darin, daß die beiden begrenzenden Metallgitter zwischen sich einen Hohiraum aufweisen, der durch Aufbiegen der innen liegenden Gitrer erzeugt wird. Hierdurch ist es möglich, auch bei nur mit Gittern ausge- statteten Matten eine Beheizung vorzusehen, indem in dem Hohlraum Rohre untergebracht werden, durch die eine aufgeheizte Flüssig- keit oder Dampf hindurchgeschickt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die bei- gefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar : Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Matte ; Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Matte ; Fig. 3 die Matte von Fig. 1 mit darin angebrachten Elek- troden ; Fig. 4 diagonal zueinander versetzt angeordnete Gitter in Draufsicht ; Fig. 5 zwei versetzte Matten gemäß Fig. 4 mit einer Fugenkonstruktion ; Fig. 6 die Ansicht einer Nagelleiste als Realisierung der Fugenverbindung ; Fig. 7 eine Gitteranordnung mit einem innen aufgebogenen, einen Hohlraum bildenden Gitter ; Fig. 8 eine Gitteranordnung, bei der die inneren Gitter eine größere Maschenweite als die beiden begren- zenden äußeren Gitter aufweisen ; Fig. 9 Kennlinien aus Biegezug-Versuchen bei Beton-Probe- körpern mit einer bekannten und mehreren erfin- dungsgemäßen Matten ; und Fig. 10 eine Auflistung von Anwendungen von Beton-Körpern mit den erfindungsgemäßen Matten mit überschlägigen Angaben des Fasergehalts.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine erfindungsgemäße Matte, bei der zwischen zwei parallelen engmaschigen Metallgittern 1 Metall- fasern 2 angeordnet sind, die mit den Metallgittern 1 eine Matte mit wählbarer Dicke und wählbarem Volumen-Gehalt bilden. Die Me- tallgitter 1 werden über ihre ganze Fläche durch eine Vielzahl von Verbindungselementen in Form von Drähten 3 oder dergleichen so verbunden, daß sie die Fasern zwischen sich zusammendrücken und je nach Fasergehalt und Faserlänge eine Matte mit vorgebbarer Dicke bilden. Für die Anbringung der Drähte 3 können beliebige maschinelle Verfahren angewendet werden. Die Matte kann in belie- bigen Längen und Breiten hergestellt und bis zu einem für den Versand geeigneten Durchmesser aufgerollt werden. Die Fasern be- stehen aus korrosionsfreiem Material, vorzugsweise aus Edelstahl, wobei je nach Faserlänge und der von den Verbindungselementen 3 ausgeübten Druckkraft ein Volumen-Gehalt zwischen 1,5 und 25 Volumen-Prozent einstellbar ist. Es können beliebige Faserlängen gewählt werden, weil der Zusammenhalt über die außen liegenden Gitter hergestellt wird. Die kleinste Faserlänge beträgt vorzugs- weise 15 mm. Anstelle von Stahlfasern können auch nichtmetalli- sche Bestandteile wie z. B. Kunststoff, Kohlenstoff, Textilien verwendet werden.

Die in Rollen aufgewickelten oder in Platten zusammengestell- ten Matten werden am Verarbeitungscrt ausgelegt und dort mit Ze- mentmörtel infiltriert, worauf anschließend ein Verdichten und Glätten wie beim SIFCON-Verfahren erfolgt. Es hat sich gezeigt, daß die in der Matte verflochtenen Stahlfasern eine Vernetzung ohne Fehlstellen bilden mit Kontaktstellen an mehr oder weniger jeder Faser, wodurch es möglich ist, einen Strom durch den Beton- körper zu leiten und die elektrische und thermische Leitfähigkeit zur Beheizung des Beton-Bauteils zu nutzen. Zu diesem Zweck wer- den gemäß Fig. 3 in die Stahlfasern im Abstand voneinander paral- lel zur Ebene der Matte zwei Elektroden 4 eingefügt, die an eine Wechsel-oder Gleichstroma, uelle 5 angeschlossen werden, um be- reits beim Abbinde-Prozeß die Erhärtung des Injektionsmörtels zu beschleunigen oder nach Einbau temporär Verkehrsflächen zur Eis- freihaltung, z. B. Brücken, Rampen, Fahrbahndecken zu erwärmen.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsge- mäßen Matte, bei der der Zwischenraum zwischen den äußeren Me- tallgittern durch gleiche Metallgitter anstelle der Stahlfasern ausgefüllt wird. Das Zusammendrücken erfolgt auch hier durch Ver- bindungselemente 3 in Form von Drähten oder dergleichen. Die Ma- schenweite der Metallgitter beträgt zwischen 5 mm und 30 mm, so daß die Metallfasern bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 nicht durch die Maschen des Gittern herausragen. Beträgt der Durchmesser der Gitterdrähte beispielsweise 0,5 mm, so ergeben sich bei einem Mattenaufbau von 5 cm je nach Dicke der Gitterkno- tenpunkte zwischen 50 und 100 Gitterlagen. Die Beheizung bei die- ser Ausführungsform kann unter Ausnutzung der thermischen Leit- fähigkeit durch Einlegen von Heizbändern oder Heizplatten erfol- gen.

Die kompakte Bauart der erfindungsgemäßen Matten ermöglicht auch einen problemlosen Einsatz bei vertikalen Konstruktionen, bei denen sich der Mörtel auch noch über große Bauteilhöhen in- filtrieren läßt.

Um benachbarte Matten problemlos miteinander verbinden zu können, ist eine entsprechende Fugenkonstruktion erforderlich.

Hierfür ist es zweckmäßig, daß gemäß Fig. 4 die Gitter 1,6 dia- gonal gestapelt werden, so daß sich ein Versatz in allen vier Richtungen ergibt. Die Verbindung läßt sich dann gemäß Fig. 5 mit einer durch die Gitter 1,6 gesteckten Nagelleiste 7 herstellen.

Fig. 6 zeigt die Nagelleiste in Ansicht.

Es ist zweckmäßig, durch Staffelung oder Ausdünnung der Mat- ten zum Matten inneren hin eine Gewichtsreduzierung und Material- ersparnis zu erzielen. Die Druck-und Zugbewehrung wird damit durch die Gitter an der Ober-und Unterseite eingebaut, wobei in- nen gemäß Fig. 7 eine Staffelung durch Aufbiegen der innen lie- genden Gitter erzeugt wird, wobei gleichzeitig Raum zur Aufnahme von Heizelementen geschaffen wird, während gemäß Fig. 8 der In- nenbereich durch Gittermatten mit größeren Maschenweiten ausge- dünnt wird.

Fig. 9 zeigt Arbeitskurven aus Biegezug-Versuchen bei Probe- platten mit fünf verschiedenen Matten. Bei diesen Biege-Versuchen werden die Probe-Körper bis zum Bruch durchgebogen. Die Bruch- energie entspricht jeweils der überspannten Fläche der Kurve. Sie ist ein Maß für das Arbeitsvermögen und die Energieaufnahme eines Baustoffs und umso effektiver, je größer sie ist.

Die Kurve a zeigt das Verhalten eines Probe-Körpers mit einer bekannten SIMCON-Matte mit einem Fasergehalt von 6 Volumen-Pro- zent. Man sieht, daß nach dem Erreichen der Höchstlast der Bruch plötzlich auftritt und die Bruchenergie verhältnismäßig gering ist. Die Kurve b zeigt das Verhalten mit einer erfindungsgemäßen Matte entsprechend Fig. 1 mit einem Gehalt an Langfasern von 3 Volumen-Prozent. Man sieht den langsamen Lastabfall, und daß hier die Bruchenergie bereits erheblich höher ist gegenüber der Kurve a. Eine weitere Erhöhung der Bruchenergie ergibt sich mit der Matte gemäß der Kurve c mit Langfasern bei einem Fasergehalt von 4,0 Volumen-Prozent. Die Kurve d umfaßt das Verhalten einer Matte mit Kurzfasern und einem Fasergehalt von 10 Volumen-Prozent. Die Kurve e schließlich zeigt das Verhalten mit einer Matte gemäß Fig. 2, wobei die Gitter einen effektiven Stahlgehalt von 1,7 Volumen-Prozent einnehmen. Bei allen Versuchen hatte der Ver- suchskörper eine Breite von 49 mm, eine Dicke von 49 mm und eine Länge von 245 mm. Das Versagen aller erfindungsgemäßen Matten er- folgt durch eine ausreichende Vorankündigung in Form von Mehr- fach-Rißbildung und kann im Vergleich zu bisherigen Syst_men als duktil bezeichnet werden.

Fig. 10 zeigt eine Auflistung zahlreicher Anwendungsmöglich- keiten, die sich bei Verwendung der erfindungsgemäßen Matten er- schließt, wobei jeweils überschlägig der in Frage kommende Faser- gehalt in Volumen-Prozent angegeben ist.