DE2710011A1 - Verfahren zur herstellung von spannbetonkonstruktionen mit nachtraeglichem verbund - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Spannbetonkonstruktionen mit
• nachträglichem Verbund Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Spannbetonkonstruktionen mit nachträglichem Verbund.
• Die Vor spannung des Betons mit Hilfe von Spanndrähten hat sich als ein besonders leistungsfähiges Verfahren zur Erstellung weit gespannter Bauwerke und Hängekonstruktionen erwiesen. Der Beton ist ein Werkstoff mit vergleichsweise geringer Zugfestigkeit.
• Deshalb wird die Vorspannung so vorgenommen, daß die Zonen, die infolge der äußeren Lasten Zugbeanspruchungen erhalten, durch die Vorspannung Druckbeanspruchungen erfahren. Ein inniger Verbund zwischen den Spanndrähten und dem Beton bewirkt bei einer möglichen überbeanspruchung einer Konstruktion eine Verteilung der dann im Beton entstehenden Risse und damit die für einen ausreichenden Korrosionsschutz erforderliche Beschränkung der Rißweiten. Fehlt der Verbund zwischen den Spanndrähten und dem Beton, dann entstehen einzelne klaffende Risse, die zu einer starken Reduktion der Tragfähigkeit einer Konstruktion führen und eine Korrosion des korrosionsempfindlichen Spannstahls ermöglichen.
• Deshalb ist man bestrebt, einen möglichst guten Verbund zwischen den Spanndrähten und dem Beton herzustellen.
• Ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal der bekannten Spannverfahren besteht aus diesem Grund in der Güte des Verbundes. Man unterscheidet Spannverfahren ohne Verbund, mit teilweisem Verbund und mit vollem Verbund. Bei den beiden letzteren wird noch unterschieden, wann der Verbund wirksam wird. Fertigteile können um bereits angespannte Drähte herum betoniert werden. Nach dem Abbinden des Betons ist dann auch der Verbund hergestellt. Man spricht deshalb hier von Vorspannung mit sofortigem Verbund.
• Bei den örtlich, d.h. an der Baustelle hergestellten Spannbetonkonstruktionen besteht meist nicht die Möglichkeit, die Spanndrähte vor dem Betonieren des Bauteils anzuspannen. Dann werden meist sogenannte Hüllrohre in den Beton eingelegt.Die Spanndrähte werden in diesem Fall einzeln oder in Bündeln in den Hüllrohren verlegt, so daß sie sich in den Hüllrohren frei verschieben lassen.
• Nach dem Abbinden des Betons können die Spannglieder nun gegen den erhärteten Beton angespannt werden. Hierdurch erhält der Beton bei entsprechender Spanngliedführung die beabsichtigte Druckvorspannung in den späteren Zugzonen. Anschließend werden die verbleibenden Hohlraume in den Hüllrohren durch Einpressen von feinem Mörtel oder Kunststoffen ausgefüllt. Die Spanndrähte sollen dabei möglichst vollständig vom Mörtel umhüllt werden. Nach dem Erhärten des Einpreßmörtels oder des eingepreßten Kunststoffes ist über das meist gewellte Hüllrohr der Verbund Zwischen den Spanndrähten und dem Bauteilbeton hergestellt. Man spricht deshalb hier von Vorspannung mit nachträglichem Verbund.
• Die verwendeten Mörtel bestehen aus Zement-Wasser-Gemischen mit oder ohne Zusätzen von feinem Sand, Traß, Kieselgur, Quarzmehl, Kalksteinmehl, SiO2-reicher Flugasche u.a. sowie chemischen Zusatzmitteln mit treibender, benetzender oder verzögernder Wirkung. In Entwicklung und Erprobung sind auch Kunststoffe als Verbundmittel. Dabei wird versucht, die benötigte Menge der meist aus zwei Komponenten zusammengesetzten Kunststoffe durch die Zugabe von Füllmaterial wie Ouarzmehl, Sand u.a. zu vermindern oder die Eigenschaften der Kunststoffe zu verbessern. Kunststoffe haben'sich bisher aber wegen des relativ hohen Preises als Auspreßmaterial nicht durchsetzen kannen Das Auspressen der Hüllrohre mit Mörtel ist mit einem hohen Arbeitsaufwand verbunden. Für jedes Spannglied sind Einpreß- und Entlüftungsanschlüsse sowie erforderlichenfalls Bntwässerungsrohre am Hüllrohr vorzusehen. Der Einpreßvorgang ist bei großen Hüllrohren in zwei Stufen vorzunehmen. Lange Hüllrohre müssen wegen der Gefahr des Verstopfens von verschiedenen Tiefpunkten aus verpreßt werden.
• Wenn Hüllrohre beim Verlegen zusammengequetscht werden, besteht beim Auspressen an diesen Stellen Verstopfungsgefahr. Der Einpreßmörtel muß durch umfangreiche Eignungsprüfungen überwacht werden.
• Wegen den genannten Nachteilen bei den bekannten Verfahren mit nachträglichem Verbund hat man schon seit langem nach anderen Verfahren gesucht.
• Bekannt sind Verfahren, bei denen die Spanndrähte vor dem Einbau mit einem gleitfähigen Material wie z.B. mit weichem Bitumen, Wachs, Fetten, Kunstharzen oder anderen gleitfähigen Materialien beschichtet oder mit diesen Materialien getränkten oder beschichteten Papieren, Pappen, Stoffen und ähnlichem umwickelt werden.
• Nach dem Abbinden des die Spanndrähte umgebenden Betons werden dann die Spannglieder gegen den Beton vorgespannt. Um die Gleitfähigkeit der Spanndrähte oder der Spannglieder zu erhöhen, werden die Spanndrähte bei einigen Verfahren vor oder während des Spannvorganges erhitzt. Die Nachteile dieser Verfahren bestehen darin, daß entweder die Gleitwiderstände beim Anspannen durch die meist gekrümmt verlaufenden Spannglieder und die hieraus resultierenden Querpressungen zwischen Spannglied und Beton so groß sind, daß das Anspannen Schwierigkeiten bereitet oder daß die Verbundwirkung zwischen Spannstahl und Beton nicht ausreicht. Insbesondere bei Verwendung kriechfähiqer Materialien werden unter hohen Belastungen klaffende Risse auftreten, die die Tragfähigkeit der Bauteile stark reduzieren. Die zuletzt genannten Verfahren sind aus den genannten Gründen bisher kaum angewandt worden.
• Durch die Erfindung sollen die Nachteile der bekannten Verfahren vermieden werden.
• Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß die Spannglieder in Hüllrohren angeordnet werden und die Hüllrohre vor dem Anspannen der Spannglieder mit einem erst nach dem Anspannen erhärtenden Mörtel oder Kunststoff ausgepreßt werden.
• Das Auspressen der. Hüllrohre kann bereits bei der Herstellung der Spannglieder im Herstellerwerk oder von der Baufirma in der Lagerhalle vorgenommen werden.
• Die Hüllrohre können aber auch erst auf der Baustelle, vor, während oder nach dem Verlegevorgang verpreßt werden. Das Auspressen der Hüllrohre kann abschnittweise erfolgen. Die Hüllrohre können auch nur in einzelnen Abschnitten ausgepreßt sein, wenn hierdurch ein besseres Tragverhalten erreichbar ist.
• Das Verfahren setzt Mörtel oder Kunststoffe voraus, deren Abbindevorgang im gewünschten Umfang verzögert werden kann. Bei Zementmörtel ist dies bereits mit den heute auf dem Markt befindlichen Abbindeverzögerern möglich. Die Dosierung der Abbindeverzögerer richtet sich nach der Zementart, Zementgüte, den Temperaturen beim Lagern und nach dem Betonieren des Bauteils, den sonstigen Zusätzen und selbstverständlich dem jeweiligen Abbindeverzögerer. Aus Sicherheitsgründen sollte man den Abbinde- oder Erhärtungsvorgang um das Zwei- bis Dreifache der voraussichtlich benötigten Zeit zwischen Auspressen der Hüllrohre und Anspannen im Bauwerk verzögern.
• Damit wird gewährleistet, daß sich die Spannglieder beim Anspannen noch frei im Hüllrohr verschieben können.
• Das Verfahren setzt außerdem dichte Hüllrohre und weitgehend dichte Anschlüsse an den Verankerungen der Spannglieder voraus.
• Die Abdichtung an den Verankerungen kann durch Vergießen mit Bitumen, Wachs, Fett, weichen Kunststoffen oder ähnlichen Materialien erreicht werden. Eine-andere Möglichkeit besteht darin, die Anschlußstellen durch Dichtungen abzuschließen. Die Form und Anordnung solcher Dichtungen muß sich nach der Ausbildung und Form der Verankerungskonstruktion richten. Bei Endverankerungen besteht auch die Möglichkeit, den eigentlichen Verankerungskörper durch ein in diesem Bereich erweitertes Hüllrohr mit zu umschließen. Vor dem Anspannen ist dann der über die Verankerung hinausragende Teil des Hüllrohrs zu entfernen.
• Das vorgeschlagene Verfahren besitzt gegenüber den bekannten Verfahren viele Vorteile. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß das Auspressen nicht mehr unter den rauhen Baustellenbedingungen erfolgen muß. Bei dem Auspressen in stationären, witterungsgeschützten Werkstätten ist eine bessere Qualität sicherzustellen.
• Die Überwachung und Kontrolle vereinfacht sich. Beim Auspressen können die Hüllrohre mit konstanter Neigung gelagert werden, so daß sie vom tiefsten Punkt aus risikolos ausgepreßt werden können.
• Bei kürzeren Spanngliedern können die Hüllrohre zum Auspressen vertikal aufgehängt werden. Dann ist eine besonders zuverlässige Umhüllung der Spanndrähte mit Mörtel möglich. Die verpreßten Hüllrohre sind beim Transport und der Montage unempfindlicher gegen örtliches Zusammenquetschen, insbesondere wenn der eingepreßte Mörtel unter Überdruck steht.
• Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die korrosionsempfindlichen Spanndrähte nicht mehr der Witterung ausgesetzt sind, sondern durch den umgebenden Mörtel oder Kunststoff sofort zuverlässig gegen Korrosion geschützt werden. Dies setzt allerdings voraus, daß die verwendeten Zuschlagstoffe und Zusatzmittel chemisch neutral oder basisch reagieren und daß ihre korrosionshemmende Wirkung erprobt ist.
• Unter der Voraussetzung, daß der Erhärtungsprozeß des Einpreßmörtels oder -kunststoffs zum Zeitpunkt der Vor spannung noch nicht begeonnen hat, ergeben sich beim Vorspannen geringere Reibungsverluste als beim Vorspannen unverpreßter Hüllrohre, bei denen die Spanndrähte an den Hüllrohrwänden entlanggleiten müssen und die trockene Reibung zwischen dem Hüllrohr und dem an der Oberfläche profilierten Spanndrähten beim Anspannen überwunden werden muß. Durch das vorherige Auspressen der Hüllrohre entsteht zwischen den Spanndrähten und dem Hüllrohr eine gleitfähige Schicht aus dem eingepreßten Material, die beim Anspannen im Bereich von Krümmungen nur allmählich verdrängt werden kann.
• Schrifttum (1] Leonhardt, F.: Spannbeton für die Praxis. 1. Aufl., Berlin, 1955, 2. Aufl., Berlin, 1962.
• (2J Rüsch, H. u. Kupfer, H.: Bemessung von Spannbetonbauteilen und Anwendung des Spannbetons. Beiträge in den Betonkalendern 1959 bis 1976.
• (3) Spannbeton, Richtlinien für Bemessung und Ausführung -DIN 4227. Ausgabe 1953. In: Beton-Kalender 1971 - I, S. 937 - 979. Ausgabe 1973. In: Beton-Kalender 1976 - II, S. 285 - 324.
• [4] Richtlinien für das Einpressen von Zementmörtel in Spannkanäle. Fassung Juni 1973. In: Beton-Kalender 1975 - II, S. 341.
• (s) Müll, H.: Spannbeton. Stuttgart, 1954.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1 )Verfahren zur Herstellung von Spannbetonkonstruktionen mit nachträglichem Verbund, bei dem die Spannglieder in Hüllrohren angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllrohre vor dem Anspannen der Spannglieder mit einem erst nach dem Anspannen erhärtenden Mörtel oder Kunststoff ausgepreßt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllrohre bereits vor der Anlieferung auf die Baustelle bei der Herstellung der Spannglieder im Herstellerwerk oder von der Baufirma mit Mörtel oder Kunststoff verpreßt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllrohre auf der Baustelle, vor, während oder nach dem Verlegen mit Mörtel oder Kunststoff verpreßt werden.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllrohre abschnittsweise verpreßt werden.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllrohre nur in einzelnen Abschnitten mit Mörtel oder Kunststoff ausgepreßt werden.
6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mörtel oder Kunststoff in den Hüllrohren unter Überdruck eingepreßt wird und daß dieser Überdruck nach Abschluß des Einpreßvorganges erhalten wird.