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Patent Searching and Data


Title:
PREFABRICATED CONSTRUCTION ELEMENT FOR BUILDINGS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/066758
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a prefabricated construction element for buildings in prefabricated construction, comprising a core element (10) and at least one reinforcement element (12). In order to absorb high tensile and transverse forces without the danger of developing cracks, the reinforcement element is configured as a flat material element (12) from fiber-reinforced plastic that is fixated on a lateral face (20) of the core element (10) in a form-fit and/or a material fit.

Inventors:
BLEIBLER ALEXANDER (CH)
Application Number:
PCT/EP2002/000179
Publication Date:
August 29, 2002
Filing Date:
January 10, 2002
Export Citation:
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Assignee:
SIKA AG (CH)
BLEIBLER ALEXANDER (CH)
International Classes:
E04C2/296; (IPC1-7): E04C2/296
Foreign References:
DE19544451A11997-06-05
US4269006A1981-05-26
GB2150495A1985-07-03
DE29919880U12000-02-10
Other References:
DATABASE WPI Section Ch Week 198138, Derwent World Patents Index; Class A32, AN 1981-68601D, XP002200272
See also references of EP 1364092A1
Attorney, Agent or Firm:
SIKA SCHWEIZ AG (Intellectual Property Department Tüffenwies 16 P.O. Box 8048 Zürich, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorgefertigtes Bauelement für Bauwerke vorzugsweise im Fertigteilbau mit einem Kernelement (10) und mindestens einem Zugkräfte aufneh menden Verstärkungsteil (12), dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsteil als Flachmaterialteil (12) aus faserverstärktem Kunst stoff ausgebildet ist, das an einer Breitseitenfläche (20) des Kernele ments (10) formund/oder stoffschlüssig fixiert ist.
2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachmaterialteil (12) eine Bindemittelmatrix aus Kunststoff und ein in diese eingebettetes Fasergewebe odergelege aufweist.
3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachmaterialteil (10) auf eine die Breitseitenfläche (20) des Ker elements (10) vorzugsweise mit einem Epoxidharzkleber flächig auf geklebt ist.
4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Flachmaterialteil (12) eine Vielzahl von einseitig überstehenden noppenartigen Verankerungsorganen (14) aufweist, mit denen es durch Öffnungen in der Breitseitenfläche (20) hindurch in das Kernelement (10) eingreift und dort formschlüssig verankert ist.
5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das Kernelement (10) aus Beton, Leichtbeton, Gasbeton oder Gips besteht.
6. Bauelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsorgane (14) in das Kernelement eingebettet, insbe sondere eingegossen sind.
7. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die beiden Breitseitenflächen (20) des plattenförmigen Kernelements (10) ein Flachmaterialteil (12) aus faserverstärktem Kunststoff tragen.
8. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bindemittelmatrix des Flachmaterials aus einem Du roplast aus der Gruppe Epoxidharz, Polyesterharz, Vinylharz besteht.
9. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bindemittelmatrix des Flachmaterialteils (12) aus ei nem Thermoplast aus der Gruppe Polyamid, Polymethylmethacrylat, Polyphenylensulfid, Polypropylen, Polyethylenterephthalat, Polybuty lenterefthalat, Polyetherimid, StyrolPolymerisat, Polyetheretherketon besteht.
10. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Fasern des Flachmaterialteils aus der Gruppe Koh lenstofffasern, Glasfasern, Aramidfasern, Polyethylenfasern, Basaltfa sern, Naturfasern ausgewählt sind.
11. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch mehrere das Kernelement quer durchsetzende Armierungsteile (16), deren verbreiterte Enden (18) mit den Breitseitenflächen (20) des Kernelements (10) bündig abschließen und mit dem mindestens einen Flachmaterialteil (12) stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verklebt sind.
12. Bauelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierungsteile (16) ein DoppelTProfil aufweisen.
13. Bauelement nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierungsteile (16) aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder Stahl, oder aus einem faserverstärkten Polymermaterial bestehen.
14. Verstärkungsteil für vorgefertigte Bauelemente für Bauwerke, gekenn zeichnet durch ein Flachmaterialteil (12), an welchem einseitig über stehende noppenartige Verankerungsorgane (14) angeformt sind.
15. Verstärkungsteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachmaterialteil (12) als Platte, Folie oder Gitterelement ausgebil det ist.
16. Verfahren zur Herstellung von Verstärkungsteilen für vorgefertigte Bau elemente für Bauwerke, dadurch gekennzeichnet, daß ein Faserge webe odergelege mit einem Bindemittel getränkt, im Durchlauf aufge heizt und anschließend wieder abgekühlt und zugleich unter Bildung eines Flachmaterialteils (12) gepreßt wird, und daß im Zuge des Her stellungsvorgangs noppenartige Verankerungsorgane (14) einseitig an geformt, vorzugsweise aus dem Flachmaterialteil herausgedrückt wer den.
17. Verwendung der vorgefertigten Bauelemente nach einem der Ansprü che 1 bis 13 als Wandelemente, Deckenelemente oder Träger für Fer tigteilBauwerke.
Description:
Vorgefertigtes Bauelement für Gebäude Beschreibung Die Erfindung betrifft ein vorgefertigtes Bauelement für Bauwerke, vorzugs- weise im Fertigteilbau mit einem Kernelement und mindestens einem Zug- kräfte aufnehmenden Verstärkungsteil.

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.

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.

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.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

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.

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.

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.

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.

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.

Die erfindungsgemäßen vorgefertigten Bauelemente werden bevorzugt als Wandelemente, Deckenelemente oder Träger für Fertigteilbauwerke ver- wendet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schemati- scher Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch ein plattenförmiges Bauelement mit form- schlüssig verankerten Verstärkungsteilen aus faserverstärktem Kunststoff ;

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Bauelement mit interner Armierung und auf den Breitflächen aufgeklebten Verstärkungsteilen aus faserver- stärktem Kunststoff.

Die in der Zeichnung dargestellten Bauelemente sind als Wand-oder Dek- kenelemente für Bauwerke im Fertigteilbau bestimmt.

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.

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.

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.