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Patent Searching and Data


Title:
REINFORCING BAR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/040241
Kind Code:
A1
Abstract:
In a process for producing a reinforcing bar in several parts with at least one corrosion-resistant section, at least one partial section of a structural steel bar (1) made of a corroding material is contactlessly surrounded by a non-corroding sleeve (2). The gap between the sleeve (2) and the structural steel bar (1) is filled in one or several stages with a pourable, setting material (3) with high flexural and tensile strength. After the pourable material (3) sets, the partial section of the reinforcing bar provided with the sleeve (2) is bent while at least partially retaining the cross-section of the sleeve and the position of the structural steel bar (1) relative to the sleeve (2).

Inventors:
MUELLER ERICH (CH)
BREUER GOTTFRIED (DE)
Application Number:
PCT/CH1997/000139
Publication Date:
October 30, 1997
Filing Date:
April 08, 1997
Export Citation:
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Assignee:
PECON AG (CH)
MUELLER ERICH (CH)
BREUER GOTTFRIED (DE)
International Classes:
E04B1/00; E04C5/01; E04C5/02; E04C5/03; (IPC1-7): E04C5/01; E04C5/02
Foreign References:
DE3801121A11988-09-01
US3579931A1971-05-25
EP0073170A21983-03-02
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines mehrteiligen Armierungs¬ stabes mit mindestens einem korrosionsbeständigen Abschnitt, wobei mindestens ein Teilabschnitt eines BaustahlStabes (1) aus korrodierendem Material kontakfrei mit einer nichtkorro dierenden Hülse (2) umgeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen Hülse (2) und BaustahlStab (1) in einer oder mehreren Stufen mit einer giessfähigen, aus¬ härtenden Masse (3) mit hoher Biegezugfestigkeit ausgefüllt wird und dass nach dem Aushärten der giessfähigen Masse (3) der mit der Hülse (2) versehene Teilabschnitt des Armierungsstabes gebogen wird unter mindestens annähernder Beibehaltung des Hülsenquerschnitteε und der Relativlage deε BaustahlStabes (1) zur Hülse (2) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen Hülse (2) und BaustahlStab (1) mit einer giessfähigen, aushärtendem Masse (3) ausgefüllt wird, welche im ausgehärteten Zustand eine Biegezugfestigkeit im Bereich von 60 120 MPa aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen Hülse (2) und BaustahlStab (1) mit einer giessfähigen, aushärtendem Masse (3) ausgefüllt wird, welche im ausgehärteten Zustand eine Biegezugfestigkeit von annähernd 95 MPa aufweist .
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen Hülse (2) und BaustahlStab (1) mit einem Kunstharz oder einem kunststoffvergütetem Mörtel aus¬ gefüllt wird.
5. Mehrteiliger Armierungsstab hergestellt nach dem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, bestehend aus einem BaustahlStab (1) aus korrodierendem Material, einer minde¬ stens einen Teilabschnitt des BaustahlStabes umgebenden Hülse (2) aus nichtkorrodierendem Material und einer den Zwischenraum zwischen der Hülse (2) und dem BaustahlStab (1) ausfüllenden, giessfähigen, aushärtenden Masεe (3) , dadurch gekennzeichnet, daεε der Armierungsstab in dem mit der Hülse (2) versehenen Teil¬ abschnitt mindestens eine Krümmung aufweist .
6. Mehrteiliger Armierungsstab nach Anspruch 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der BaustahlStab mindestens an einem Ende die Hülse überragt und dass er an diesem mindestens einen Ende mit Mitteln für eine Schraubverbindung mit einem weiteren BaustahlStab versehen ist.
7. Verwendung des mehrteiligen Armierungsεtabes nach einem der Ansprüche 5 oder 6 als Kragplattenanschlusselement .
8. Verwendung des mehrteiligen ArmierungsStabes nach einem der Ansprüche 5 oder 6 als Verankerungshaken.
9. Verwendung des mehrteiligen Armierungεstabes nach einem der Ansprüche 5 oder 6 als Armierungselement im Fugenbereich.
Description:
Aπnierungsstab

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her¬ stellung eines mehrteiligen ArmierungsStabes mit- mindestens einem korrosionsbeständigen Abschnitt gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Armierungsstab gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 6.

An Armierungsstäbe werden hohe Anforderungen gestellt. Sie müssen nicht nur je nach Anwendungsbereich eine hohe Druck¬ oder Zugfestigkeit aufweisen, sondern oft auch beständig gegen Umwelteinflüsse sein.

Dienen sie beispielsweise der Verbindung zweier Betonelemente oder eines Betonelementes mit einer Felswand, so müssen sie mindestens im Trennbereich zwischen den Elementen korrosions¬ beständig sein. ArmierungsStäbe, welche als Verankerungshaken eingesetzt werden, müssen entweder ebenfalls korrosions¬ beständig sein oder eine genügend grösse Beton-Ueberdeckung aufweisen.

Armierungsstäbe, welche korrosionsbeständig sein müssen, werden deshalb meistens aus rostfreiem Stahl gefertigt. Rostfreier Stahl ist jedoch massiv teurer als die für Armierungskörbe üblicherweise verwendeten Armierungsstäbe aus korrosions¬ anfälligem Baustahl.

In einem anderen Verfahren werden die Armierungsstäbe aus korrodierendem Baustahl gefertigt, in die gewünschte Form gebracht, beispielsweise gebogen, und anschliessend in einer Oberflächenbehandlung mit einem Korrosionsschutz versehen. Dieses Herstellungsverfahren ist jedoch relativ aufwendig.

Für Armierungsstäbe, welche in Trennbereichen von Bauwerken eingesetzt werden, sind einige Verbesserungen bekannt. So offenbart DE-A-34 '46 ' 006 einen korrosionsgeschützten Armierungsstab zur Ueberbrückung von Bauwerksfugen. Der Armierungsstab ist mindestens auf der Länge der Fugenbreite von einer korrosionsbeständigen Manschette umgeben, welche unver¬ schiebbar, beispielsweise durch Verformung, auf dem Armierungs- stab aufgebracht wird. Dieser korrosionsgeschützte Armierungs- Stab weist im kritischen Trennbereich den notwendigen Korro¬ sionsschutz auf, ist jedoch kaum kostengünstiger herstellbar als die üblicherweise eingesetzten nichtkorrodierenden Armie¬ rungsstäbe aus rostfreiem Stahl. Zudem lassen sich derartig geschützte Armierungsstäbe im ummantelten Bereich nicht ver¬ formen. Hinzu kommt, dass Armierungseisen, auf denen eine Manschette aus rostfreiem Stahl aufgeklemmt ist, stark zu Kontakkorrosion neigen und damit die notwendigen Festigkeits- werte unterschreitet.

Ferner ist aus DE-A-38 ' 01 ' 121 ein Zug- oder Druckstab bekannt, welcher zur Verbindung zweier Betonelemente oder eines Beton¬ elementes mit einer Felswand einsetzbar ist. Er besteht aus einem Stab aus korrodierendem Material, welcher im Trennbereich zwischen den beiden zu verbindenden Elementen mit einer den Stab distanziert umhüllende Hülse aus nichtkorrodierendem

Material umgeben ist, wobei der Zwischenraum mit einer giess ¬ fähigen, aushärtendem Masse ausgefüllt ist. Bevorzugterweise wird für den Stab Baustahl, für die Hülse rostfreier Stahl und für die giessfähige Masse ein Kunstharz oder ein kunεtstoff- vergüteter Mörtel verwendet. Dieser mehrteilige Zug- oder Druckstab weist durch den Verbund der drei Materialien insbesondere eine erhöhte Druckfestigkeit auf und eignet sich daher, um erheblich höhere Querkräfte bei der Verwendung in Armierungskörben aufzunehmen. Der innere Baustahl-Stab kann dadurch mit geringerem Durchmesser dimensioniert werden, wodurch wiederum Material eingespart und die Kosten gesenkt werden.

Bei der Herstellung dieses Zug- oder Druckstabes wird zuerst die Hülse über den Stab geschoben und die aus der Hülse heraus¬ ragenden Enden des Stabes werden erst anschliessend in die gewünschte Form gebogen.

Der Anwendungsbereich dieser Armierungsstäbe ist jedoch begrenzt, da die Hülse oder Manschette stets geradlinig verlaufen muss und deshalb die Form des Armierungsstabes im Fugenbereich vorgibt. Ferner können sie nur bei Trennfugen eingesetzt werden, welche durch parallel beabstandete Verbin¬ dungselemente gebildet werden.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren zur Herstellung eines gebogenen Armierungsstabes aufzuzeigen, welcher im Krümmungsbereich korrosionsbeständig ist.

Diese Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen des Patent¬ anspruches 1.

Es ist ferner eine Aufgabe der Erfindung, einen Armierungsstab zu schaffen, welcher im Krümmungsbereich einen Korrosionschutz aufweist und kostengünstig herstellbar ist .

Diese Aufgabe löst ein Armierungsstab mit den Merkmalen des Patentanspruches 6.

Dank dem erfindungsgemässen Verfahren können Armierungsstäbe mit Korrosionsschutz in den verschiedensten Formen hergestellt werden, wobei das erste Zwischenprodukt stets derselbe gerad¬ linige Stab mit einer als Korrosionsschutz dienenden Hülse erhalten wird. Dieses Zwischenprodukt kann an Lager genommen und erst bei Bedarf in die gewünschte Form des Armierungsstabes gebogen werden. Dadurch werden die Herstellungskosten gesenkt. Ferner erlaubt das erfindungsgemässe Verfahren die Herstellung von beliebigen Formen von Armierungsstäben, welche an beliebi¬ gen Stellen mit einem Korrosionsschutz versehbar sind. Dem Bau¬ ingenieur werden dadurch vielfältigere Möglichkeiten in der Plazierung von Armierungen erschlossen, die sich über Trenn¬ bereiche erstrecken. Ferner ist es möglich, auch während den Bauarbeiten neue Armierungen für den Ortsbetonbau zu formen, da die erfindungsgemässen Armierungselemente nachträglich beliebig gebogen werden können, wobei im Biegungsbereich stets ein Korrosionsschutz vorhanden ist.

Die giessfähige, aushärtende Masse, welche den Zwischenraum zwischen Baustahl-Stab und Hülse ausfüllt, verhindert Kontakt ¬ korrosion, welche bei Kontakt zwischen einem Baustahl-Stab und einer Hülse aus einem anderen Stahl oder Metall entstehen würde. Die Biegezugfestigkeit der giessfähigen Masse bestimmt

den minimalen Radius, welcher bei der Krümmung des Armierungs- Stabes erzielt werden kann, ohne dass Risse in der giessfähigen Masse zu Kontaktbrücken und zur Zerstörung der Struktur führen.

Die erfindungsgemässen Armierungsstäbe weisen durch den Verbund eine höhere Druck-, Zug- und Biegefestigkeit auf. Es ist deshalb vorteilhaft, die Armierungsstäbe nicht nur in den kritischen Trennbereichen mit einer Hülse zu versehen, sondern den gesamten Baustahl-Stab zu ummanteln. Für viele Anwendungs- möglichkeiten genügt es jedoch, nur einen Teilabschnitt zu um¬ manteln.

Ist nur ein Teilabschnitt des Baustahl-Stabes mit der Hülse versehen, so werden die herausragenden Enden bevorzugterweise mit Mitteln für eine Schraubverbindung versehen. Dadurch ist der Baustahl-Stab auf einfache Weise mit angrenzenden Baustahl- Stäben verbindbar, ohne dass die korrosionsbeständige Hülse kontaktiert wird. Dies ist beispielsweise bei Kragplatten- anschlüssen vorteilhaft. Hier muss lediglich das Armierungs¬ element im Fugenbereich korrosionsbeständig sein. Die angren¬ zenden Armierungselemente können einteilig aus kostengünstige¬ ren Baustahl-Stäben gefertigt sein.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand der beiliegenden Zeichnungen, welche Ausführungsbeispiele des Erfindungs- gegenstandes darstellen, erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine Darstellung eines Armierungsstabes in einer Stufe seiner Herstellung, teilweise im Schnitt;

Figur 2 einen erfindungsgemässen Armierungsstab in Form eines Querkraftstabes eines Kragplattenanschlusselementes und

Figur 3 einen erfindungsgemässen Armierungsstab in Form eines Verankerungshakens .

In Figur 1 ist ein Armierungs- oder Bewehrungsεtab in einer Stufe seiner Herstellung dargestellt. Dieses Zwischenprodukt ist bereits aus dem Stand der Technik, wie er in DE-A-38 ' 01 ' 121 offenbart ist, bekannt.

Der Armierungsstab weist einen Baustahl-Stab 1 aus korrodieren¬ dem Material auf, welcher als eigentlicher Armierungsstab dient. Die Oberfläche des Baustahl-Stabes kann glatt, oder wie dargestellt, gerippt sein. Die Rippen 10 erhöhen die Festigkeit der Verbindung des Baustahl-Stabes 1 einerseits mit dem Beton, andererseits aber auch mit der giessfähigen, aushärtenden Masse 3.

Dieser Baustahl-Stab 1 wird kontaktfrei mit einer Hülse 2 um¬ geben, so dass die Hülse 2 den Stahlstab an keiner Stelle berührt. Mindestens ein Teilabschnitt des Baustahl-Stabes 1 wird dabei von einer Hülse 2 umhüllt. Die Grösse des Teil¬ abschnittes wird durch den Verwendungszweck des Armierungs- Stabes bestimmt. Wird er zur Verbindung von zwei Beton ¬ elementen, zum Beispiel als Kragplatten-Anschlusselement, oder zur Verbindung eines Betonelementes mit einer Felswand verwen ¬ det, so entspricht die Länge des Teilabschnittes mindestens der Breite der Trennfuge.

Die Hülse 2 ist aus einem nichtkorrodierendem Material gefertigt . Beispielsweise kann sie aus einem Rohrabschnitt aus rostfreiem Stahl, aus einem Buntmetall, aus einem Kunststoff, aus einer Legierung oder einem Metall bestehen, welches durch eine Beschichtung mit hoher Haftfestigkeit korrosionsgeschützt ist .

Anschliessend wird der verbleibende Zwischenraum zwischen dem Baustahl-Stab 1 und der Hülse 2 mit einer giessfähigen, aushär¬ tenden Masse 3 ausgefüllt. Geeignete Materialien hierfür sind insbesondere Kunstharze wie auch bedingt gewisse kunststoff- vergütete Mörtel, sogenannte Injektionsmörtel, welche im ausge¬ härteten Zustand eine hohe Biegezugfeεtigkeit aufweisen. Die Biegezugfestigkeit ist als Biegespannung (Quotient aus Biege¬ moment und Widerstandsmoment) definiert, welche in einem biege- beanspruchten Bauteil, dessen Druckfestigkeit grösser ist als seine Zugfestigkeit, in der Zugzone die ersten Risse entstehen lässt .

Nach dem Aushärten der giessfähigen Masse 3 wird der mit der Hülse 2 versehene Teilabschnitt des ArmierungsStabes 1 gebogen. Somit weist nicht nur der Baustahl-Stab 1 allein eine Krümmung auf, sondern der ganze Verbund von Baustahl-Stahl 1, giess- fähige, nun ausgehärtete Masse 3 und Hülse 2 werden gemeinsam in die gewünschte Form gebogen. Die hohe Biegezugfestigkeit und die relativ hohe Druckfestigkeit des Füllmateriales ermöglicht, dass sich die Hülse 2 ähnlich einem sandgefüllten Rohr mindestens annähernd knickfrei und praktisch ohne Veränderung des Durchmessers biegen lässt. Die Relativlage des Baustahl- Stabes 1 in der Hülse 2 wird dabei praktisch nicht verändert.

Damit keine Kontaktkorrosion entstehen kann, muss die giess- fähige Masse 3 im ausgehärteten Zustand je nach gewünschtem Biegeradius eine entsprechende Biegezugfestigkeit aufweisen. Bevorzugterweise liegt die Biegezugfestigkeit im Bereich zwischen 60 und 120 MPa. Mit Massen mit einer Biegezug¬ festigkeit von 95 MPa wurden sehr gute Resultate erzielt.

Ragt der Baustahl-Stab 1 aus der Hülse 2 heraus, so kann er im Verlaufe des Herεtellungsprozesses des Armierungsεtabes oder auch am Schluss des Verfahrens mit bekannten Mitteln für eine Schraubverbindung verεehen werden. In Figur 2 ist deshalb ein Ende des Baustahl-Stabes 1 mit einem Gewinde 11 und das andere Ende mit einem Gewindeloch 12 versehen. Dank diesen Mitteln kann der Armierungsstab mit weiteren, hier nicht dargestellten Armierungselementen verbunden werden, wobei die korrosions¬ beständige Hülse 2 die angrenzenden Armierungselementen nicht kontaktiert, so dass wiederum keine Kontaktkorrosion entstehen kann.

Der erfindungsgemässe Armierungsstab kann vielfältig eingesetzt werden:

In Figur 2 ist ein Querkraftstab A dargestellt, welcher beispielsweise für Kragplattenanschlüεεe verwendbar ist .

In Figur 3 ist ein Verankerungshaken B in einer Einbaulage dargestellt. Da der vordere, gebogene Bereich 6 des Ver¬ ankerungshakens B die korrosionsbeständige Hülse 2 aufweist, kann die Beton-Ueberdeckung 4 vermindert werden. Dadurch wird Beton eingespart, zudem wird die Ueberdeckung auch leichter,

wodurch wiederum die Armierung kleiner dimensioniert werden kann.