DE102017203451A1

DE102017203451A1 - Vorgefertigtes Gebäudeelement, insbesondere Decken- oder Bodenplatte, und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102017203451A1
Application number: DE102017203451.3A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Veit Dennert KG
Current assignee: Veit Dennert KG
Priority date: 2017-03-02
Filing date: 2017-03-02
Publication date: 2018-09-06

Abstract

Ein vorgefertigtes Gebäudeelement, insbesondere eine Decken- oder Bodenplatte, umfasst- einen gegossenen Plattenkörper (2) aus einem Betonmaterial,- mindestens eine Ausnehmung (4), die den Plattenkörper (2) zwischen zwei einander abgewandten Schmalseiten (3) durchdringt, und- eine Randverstärkung (R) in der mindestens einen Ausnehmung (4), wobei die mindestens eine Randverstärkung (R) als vorgefertigter und nach dem Formen des Plattenkörpers (2) in die jeweilige Ausnehmung (4) eingebrachter Stopfenkörper (9) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein vorgefertigtes Gebäudeelement, insbesondere eine Decken- oder Bodenplatte, mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Derartige Gebäudeelemente sind durch offenkundige Vorbenutzung seitens der Anmelderin bekannt und unter der Bezeichnung „Dennert DX-Decke“ seit vielen Jahren benutzt. Dieses Gebäudeelement weist einen aus Betonmaterial gegossenen Plattenkörper auf, der mit parallel nebeneinander verlaufenden, röhrenförmigen Ausnehmungen zwischen zwei einander abgewandten Schmalseiten versehen ist.
Mit der zunehmenden Universalisierung dieser bekannten Decken wurden neue Anwendungsgebiete erschlossen, wie beispielsweise der Einsatz dieser Betondecken in ansonsten aus Holz gefertigten Häusern. Unter anderem bei dieser Anwendung kann es notwendig werden, dass im Randbereich der Deckenplatte Verankerungen für andere Gebäudeelemente, wie beispielsweise Montagewinkel für auf die Decke gestellte Seitenwände aus Holz, angebracht werden müssen. Diese sind dann mit entsprechenden Dübeln in der Decke zu verankern.
Dies kann im Bereich der Ausnehmungen zu Problemen führen, da dort insbesondere am Zenit der Ausnehmung nur ein relativ dünner Betonspiegel zur Oberseite der Deckenplatte verbleibt. Um nun dort genügend massives Material zur Verfügung zu haben, ist bei den bekannten Deckenplatten eine Randverstärkung in den Ausnehmungen angelegt worden, indem im noch nicht ausgehärtetem Zustand der Deckenplatte ein z.B. aus Schaumkunststoff bestehender Verschluss ca. 30 cm bis 40 cm tief in jede Ausnehmung eingeführt, das oberseitige Betonmaterial der Deckenplatte zwischen dem Verschluss und dem äußeren Rand der Deckenplatte mechanisch eingedrückt und der so geschaffene, nach oben offene Hohlraum mit weiterem Betonmaterial aufgefüllt und verdichtet wird. Davor ist die jeweilige Lageröffnung für die (gezogenen) Gusskerne, die für die Ausformung der Ausnehmungen im Plattenkörper sorgen und in diesen Lageröffnungen in der Seitenwand des Formkastens gehalten sind, durch einen Deckel zu verschließen, um zu verhindern, dass dieses weitere, nachträglich eingebrachte Betonmaterial beim Verdichten durch die Öffnung austritt. Anschließend ist dann noch die Oberseite der Deckenplatte an dieser nachträglichen Vergussstelle plan zu ziehen.
Alle diese nachträglichen Produktionsschritte erfordern einen beträchtlichen Arbeitsmehraufwand, der gegenüber der eigentlichen Produktionszeit für eine Deckenplatte überdurchschnittlich hoch ist. Darüber hinaus ist die Stabilität des nachträglich eingebrachten und sich mit den Fragmenten des eingedrückten, ursprünglichen Betonmaterials des Plattenkörpers vermengenden Betonmaterials der Randverstärkung nur mit viel Sorgfalt und intensiver Verdichtung in gleichbleibender Qualität zu gewährleisten.
Ausgehend von der geschilderten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gebäudeelement der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, dass eine stabile Randverstärkung auf rationelle Weise herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst, wonach die Randverstärkung als vorgefertigter und nach dem Formen des Plattenkörpers in die jeweilige Ausnehmung eingebrachter Stopfenkörper ausgebildet ist.
Aufgrund dieser Ausbildung der Randverstärkung können Stopfenkörper vorzugsweise aus demselben Betonmaterial, wie die Deckenplatte selbst, als Massivkörper unabhängig von der Deckenplatte vorgefertigt werden. Beispielsweise kann Restbeton aus der Deckenplatten-Fertigung, der ansonsten zu entsorgen ist, für die Herstellung der Stopfenkörper verwendet werden. Diese können in gesonderten, einfachen Formen beispielsweise aus Hartgummimaterial hergestellt werden und aushärten.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass in diesem Fertigungsschritt, bei dem nach den Ziehen der rohrförmigen Gusskerne das Betonmaterial in einem frisch verdichteten, wieder angesteiften Zustand vorliegt, solche Stopfenkörper problemlos in die jeweilige Ausnehmung im Plattenkörper der Deckenplatte manuell eingeschoben werden können. Durch das Aushärten der Deckenplatte wird ein so inniger Materialverbund zwischen dem Stopfenkörper und der Deckenplatte geschaffen, dass diese praktisch materialeinheitlich und damit statisch zuverlässig gekoppelt sind. Im Bereich der Randverstärkung ist damit über die komplette Plattendicke massives Betonmaterial vorhanden, sodass entlang der Ränder der Deckenplatte überall Verankerungselemente für andere Gebäudeteile sicher und problemlos angebracht werden können.
In weiteren abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes angegeben. So sollte die Außenseite des Stopfenkörpers nur in einem geringen Abstand von weniger als 10 cm zum Rand des Plattenkörpers stehen, besonders bevorzugt ist ein bündiger Abschluss mit dem Rand.
Zusätzlich oder alternativ zu dieser Art von Randverstärkung kann das erfindungsgemäße Konzept des Stopfenkörpers auch bei einer nicht am Rand, sondern in einer Zwischenposition tiefer im Inneren einer oder mehrerer Ausnehmungen eingesetzt und dort für eine entsprechende Verstärkung gesorgt werden. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn mittig auf einer Deckenplatte eine Wand aufgesetzt und durch entsprechende Verankerungselemente dort fixiert werden soll.
Als für die meisten Anwendungszwecke vorteilhafte Länge des Stopfenkörpers hat sich ein Maß von 20 cm bis 50 cm, vorzugsweise 30 cm bis 40 cm herausgestellt. Letzterer Längenbereich stellt auch einen günstigen Kompromiss zwischen ausreichend breiter Randverstärkung und noch guter Handhabbarkeit des Stopfenkörpers dar.
Eine besonders stabile Verankerung der Randverstärkung kann durch eine Durchmesser-Auslegung des Stopfenkörpers mit einem Übermaß gegenüber der Ausnehmung erreicht werden, sodass Stopfenkörper und Ausnehmung eine Übermaßpassung ausbilden. Beim Einführen des Stopfenkörpers in die Ausnehmung wird das Betonmaterial des Plattenkörpers zwar insbesondere etwas nach oben verdrängt, dies kann jedoch durch anschließendes Verreiben der Oberseite der Platte vor dem vollständigen Aushärten des Betonmaterials egalisiert werden.
Für die Vereinfachung des Einführens der Stopfenkörper in die Ausnehmungen können verschiedene Maßnahmen vorgesehen sein, wie etwa eine sich verjüngende Form des Stopfenkörpers von seinem äußeren zu seinem inneren Ende hin und/oder eine Fase an seinem inneren Ende. Die konische Form des Stopfenkörpers vereinfacht übrigens auch dessen Entschalung aus der Form.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist am Stopfenkörper eine Dränage insbesondere in Form einer Nut an der Unterseite der Stopfenkörpers vorgesehen. Diese ist in Längsrichtung der Stopfenkörpers orientiert und sorgt somit an der Unterseite der Ausnehmung für eine Ablaufmöglichkeit, damit Wasser, das sich eventuell während der Lagerung der Deckenplatten in den Ausnehmungen angesammelt haben könnte, vor dem Verbau der Deckenplatte austreten kann.
Um die innige Verbindung zwischen Stopfenkörper und Ausnehmung weiter zu verstärken, sind verschiedene Strukturierungsmaßnahmen im Bereich der Kontaktfläche der Stopfenkörpers mit dem Plattenkörper möglich. So können beispielsweise Rändelungen, eine Art Grobgewinde, umlaufende Nuten bzw. Nocken vorgesehen sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Erfindungsgegenstandes sieht Verankerungselemente an der Außenseite eines oder mehrerer Stopfenkörper vor, die bei dessen Herstellung mit eingebettet werden können. Solche Verankerungselemente können zum Transport und/oder zur Befestigung des Gebäudeelements selbst - beispielsweise als Beschläge zum Anhängen eines Kranhakens - oder auch zur Anbindung weiterer Gebäudeteile dienen. Typisches Beispiel hierfür sind Verankerungsösen an der Außenseite der Stopfenkörpers, durch die ein Ringanker für das Gebäude hindurchgeführt werden kann.
Die Erfindung ist auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gebäudeelementes gerichtet, das folgende Verfahrensschritte umfasst:

- Bereitstellen eines Formkastens zur Ausbildung des Plattenkörpers mit mindestens einem Gusskern zur Formung der mindestens einen Ausnehmung,
- Einbringen des steifen Betonmaterials in den Formkasten,
- Verdichten des Betonmaterials in dem Formkasten durch Vibration,
- Entfernen des mindestens einen Gusskerns aus dem nach dem Verdichten wieder verfestigten Betonmaterial,
- Einbringen des mindestens einen separat gefertigten Stopfenkörpers in die mindestens eine Ausnehmung,
- vollständiges Aushärten des Betonmaterials unter Anbindung an den Stopfenkörper an den Plattenkörper, und
- Entformen des Gebäudeelements.

Die Vorteile dieses Verfahrens wurden oben bereits anhand der produktspezifischen Erfindungsmerkmale erörtert. Weitere abhängige Ansprüche betreffen einzelne Herstellungskniffe, die ebenfalls bereits im Zusammenhang mit den Produktmerkmalen erläutert wurden. So kann ein im Durchmesser mit Übermaß gegenüber der Ausnehmung gestalteter Stopfenkörper zu einem Aufwölben des Plattenkörpers führen, was durch Egalisierung der Plattenoberseite ausgeglichen werden kann.
Insbesondere bei einem solchen übermaßigen Stopfenkörper sind die Seitenwände des Formkastens, die die Öffnungen zur Lagerung der Gusskerne für die Ausnehmungen tragen, vor dem Einführen des Stopfenkörpers in die Ausnehmung zu entfernen, da der Stopfenkörper nicht durch diese Öffnungen passen würde.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:

1 einen ausschnittsweisen Vertikalschnitt durch eine Deckenplatte mit Randverstärkung,
2 eine Seitenansicht eines Stopfenkörpers mit abschnittsweise angedeuteten, unterschiedlichen Oberflächenstrukturierungen, und
3 eine ausschnittsweise Seitenansicht der Deckenplatte aus Pfeilrichtung III gemäß 1.

Wie insbesondere aus 1 und 3 hervorgeht, weist eine Deckenplatte 1 einen aus Betonmaterial gegossenen Plattenkörper 2 auf, der von einer Vielzahl von röhrenförmigen, parallel zueinander in Plattenlängsrichtung L zwischen dessen vertikalen Schmalseiten 3 verlaufenden Ausnehmungen 4 durchsetzt ist. Im Bereich des Bodenspiegels 5 des Plattenkörpers 2 ist eine übliche Stahlbewehrung 6 eingebettet. Oberhalb der Ausnehmungen 4 bleibt ein relativ dünner Deckenspiegel 7 zur Oberseite 8 der Deckenplatte 1 stehen.
Um diesen Deckenspiegel 7 am Rand der Deckenplatte 1 zu verstärken, ist eine als Ganzes mit R bezeichnete Randverstärkung in Form eines in jede Ausnehmung 4 eingeschobenen Stopfenkörpers 9 vorgesehen. Letzterer ist aus demselben Betonmaterial, wie die Deckenplatte 1 gegossen und weist eine im wesentlichen zylindrische, leicht konische Form auf. Dazu nimmt der Durchmesser des Stopfenkörpers 9 von einem Außendurchmesser Ds an seiner Außenseite 10 von beispielsweise 124 mm zu einem Außendurchmesser ds an seinem inneren Ende 11 von beispielsweise 120 mm bei einem gleich bleibenden Innendurchmesser di der Ausnehmung 4 von 120 mm ab. Die Länge 1 des Stopfenkörpers 9 beträgt beispielsweise 40 cm. An seinem inneren Ende 11 ist eine umlaufende Fase 12 angeformt.
Wie ferner aus 1 und 3 hervorgeht, ist in den Stopfenkörper 9 eine Verankerungsöse 13 in Form eines haarnadelförmig gebogenen Eisens eingebettet, an der beispielsweise ein Hebezeug angreifen oder durch die ein die gesamte, aus mehreren Deckenplatten 1 gebildete Gebäudedecke umspannender Ringanker 14 (punktiert angedeutet in 1) hindurch gezogen werden kann.
Weiterhin weist jeder Stopfenkörper 9 eine in seiner Längsrichtung orientierte Nut 15 in seiner Mantelfläche 16 auf, die in der in 1 und 3 gezeigten Einbauposition in den Ausnehmungen 4 an deren tiefsten Punkt angeordnet ist. Damit wirkt die Nut 15 als Drainage, über die in die Ausnehmung 4 beispielsweise über Mikro-Risse in der Deckenplatte 1 bei der Lagerung eingedrungenes Wasser heraus laufen kann.
Aus der mehrgliedrigen 2 sind unterschiedliche Oberflächenstrukturierungen der Mantelfläche 16 des Stopfenkörpers 9 zu erläutern. So können von links nach rechts bezogen auf 2 in dieser Mantelfläche eine Art Grobgewinde 17, umlaufende, zueinander parallele Nuten 18, erhabene Nocken 19 oder eine Mikrostruktur nach Art einer Rändelung 20 eingearbeitet sein. Andere Oberflächenstrukturierungen, wie beispielsweise anders geformte Hinterschneidungen, Widerhaken oder dergleichen, sind natürlich ebenfalls denkbar.
Im Folgenden wird das Herstellungsverfahren für ein solches Gebäudeelement erläutert. So wird üblicherweise ein Formkasten zur Ausbildung des Plattenkörpers 1 mit rohrförmigen, in gegenüberliegenden Seitenwänden des Formkastens gelagerten Gusskernen zur Ausbildung der Ausnehmungen bereitgestellt. Im Formkasten ist ferner oberhalb des Bodens und unterhalb der Gusskerne die Stahlbewehrung 6 platziert.
In den Formkasten wird steifes Betonmaterial bis oberhalb der Gusskerne eingebracht, durch Vibration verflüssigt und verdichtet. Nach Abschluss der Vibration und dem Wieder-Ansteifen des Betonmaterials werden die Gusskerne durch Ziehen entfernt und die Seitenwände des Formkastens abgenommen.
Vorgefertigte, ausgehärtete Stopfenkörper 9 werden dann in die Ausnehmungen 4 per Hand eingeschoben. Bei einer im Durchmesser übermaßigen Dimensionierung der Stopfenkörper gegenüber den Ausnehmungen wird der Plattenkörper 2 im Bereich des Deckensspiegels 7 dabei etwas nach oben aufgewölbt, was durch Egalisieren mit einem Reibebrett problemlos und schnell ausgeglichen werden kann.
Mit dem vollständigen Aushärten des Betonmaterials der Deckenplatte 1 wird eine innige Verbindung zwischen der Mantelfläche 16 der Stopfenkörper 9 mit dem Material der Deckenplatte erzielt, was durch das Schrumpfen des Betonmaterials beim Aushärten noch intensiviert wird. Es findet quasi ein Aufschrumpfen des Plattenkörpers 2 auf die Stopfenkörper 9 statt.
Nach dem Aushärten des Betons kann das Gebäudeelement komplett entformt werden.

Claims

Vorgefertigtes Gebäudeelement, insbesondere Decken- oder Bodenplatte, umfassend - einen gegossenen Plattenkörper (2) aus einem Betonmaterial, - mindestens eine Ausnehmung (4), die den Plattenkörper (2) zwischen zwei einander abgewandten Schmalseiten (3) durchdringt, und - eine Randverstärkung (R) in der mindestens einen Ausnehmung (4), dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Randverstärkung (R) als vorgefertigter und nach dem Formen des Plattenkörpers (2) in die jeweilige Ausnehmung (4) eingebrachter Stopfenkörper (9) ausgebildet ist.
Gebäudeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfenkörper (9) aus Betonmaterial, vorzugsweise aus demselben Material wie der Plattenkörper (2), besteht.
Gebäudeelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfenkörper (9) in Form eines Massivkörpers vorliegt.
Gebäudeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite (10) des Stopfenkörpers (9) einen Abstand von weniger als 10 cm zum Rand des Plattenkörpers (9) aufweist, insbesondere bündig mit diesem abschließt.
Gebäudeelement, insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, gegebenenfalls ohne Randverstärkung (R), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Verstärkung im Innern einer Ausnehmung (4) als vorgefertigter und nach dem Formen des Plattenkörpers (2) in die jeweilige Ausnehmung (4) eingebrachter Stopfenkörper (9) ausgebildet ist.
Gebäudeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfenkörper (9) eine Länge (1) aufweist, die in einem Bereich zwischen 20 cm und 50 cm, vorzugsweise zwischen 30 cm und 40 cm liegt.
Gebäudeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfenkörper (9) mit der Ausnehmung (4) eine Übermaßpassung ausbildet.
Gebäudeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfenkörper (9) von seiner Außenseite (10) zu seinem inneren Ende (11) hin eine sich verjüngende Form aufweist und/oder an seinem inneren Ende (11) eine Fase (12) aufweist.
Gebäudeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfenkörper (9) in stoffschlüssiger und/oder kraftschlüssiger Verbindung mit dem Plattenkörper (2) steht.
Gebäudeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfenkörper (9) im Bereich seiner Mantelfläche (16) zum Plattenkörper (2) hin eine Strukturierung, insbesondere in Form einer eines Grobgewindes (17), von umlaufenden Nuten (18), von Nocken (19) und/oder einer Rändelung (20) aufweist.
Gebäudeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfenkörper (9) eine Drainage, insbesondere in Form einer geraden, in Längsrichtung des Stopfenkörpers (9) orientierten, an der Unterseite des Stopfenkörpers (9) in dessen Mantelfläche (16) angeordneten Nut (15), aufweist.
Gebäudeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfenkörper (9) an seiner Außenseite ein Verankerungselement (13) zum Transport und/oder zur Befestigung des Gebäudeelements und/oder weiterer Gebäudeteile (14) aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Gebäudeelements nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: - Bereitstellen eines Formkastens zur Ausbildung des Plattenkörpers (2) mit mindestens einem Gusskern zur Formung der mindestens einen Ausnehmung (4), - Einbringen des steifen Betonmaterials in den Formkasten, - Verdichten des Betonmaterials in dem Formkasten durch Vibration, - Entfernen des mindestens einen Gusskerns aus dem nach dem Verdichten wieder verfestigten Betonmaterial, - Einbringen des mindestens einen separat gefertigten Stopfenkörpers (9) in die mindestens eine Ausnehmung (4), - vollständiges Aushärten des Betonmaterials unter Anbindung an den Stopfenkörper (9) an den Plattenkörper (2), und - Entformen des Gebäudeelements.
Verfahren zur Herstellung eines Gebäudeelements nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände des Formkastens, welche jeweils Öffnungen zur Lagerung des mindestens einen Gusskerns aufweisen, vor dem Einbringen des Stopfenkörpers (9) in die Ausnehmung (4) entfernt werden.
Verfahren zur Herstellung eines Gebäudeelements nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufwölben des teilweise ausgehärteten Plattenkörpers (2) durch das Einbringen des mit Übermaß ausgeführten Stopfenkörpers (9) vor der vollständigen Aushärtung des Betonmaterials egalisiert wird.
Verfahren zur Herstellung eines Gebäudeelements nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem vollständigen Aushärten des Betonmaterials ein Aufschrumpfen des Plattenkörpers (2) auf den Stopfenkörper (9) erfolgt.