DE2944878A1

DE2944878A1 - Korrosionsgeschuetztes bewehrungselement fuer beton

Info

Publication number: DE2944878A1
Application number: DE19792944878
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Dyckerhoff and Widmann AG
Current assignee: Walter Bau AG
Priority date: 1979-11-07
Filing date: 1979-11-07
Publication date: 1981-05-21

Description

Korrosionsgeschütztes Bewehrungselement für Beton
Die Erfindung betrifft ein korrosionsgeschütztes Bewehrungselement nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bewehrungsstäbe für schlaffe Bewehrungen benötigen im allgemeinen keinen Korrosionsschutz, da sie durch den sie umgebenden Beton ausreichend geschützt sind. Besondere Korrosionsschutzmaßnahmen können allenfalls dann erforderlich sein, wenn Teile von Bewehrungsstäben, z.B. bei Anschlußstäben, bis zur Weiterführung des Bauwerks längere Zeit freiliegen, was zu Rostspuren führt. Derartige Stäbe wurden bislang gelegentlich verzinkt oder mit Anstrichen versehen. Diese Maßnahmen sind entweder teuer, führen wegen ihrer Empfindlichkeit gegen Beschädigungen nicht zum gewünschten Erfolg oder haben technische Nachteile, wie z.B. Störung des Verbundverhaltens mit dem Beton.
Spannglieder für Spannbeton werden im allgemeinen, schon um sie bis zum Spannen nach Erhärten des Betons längsbeweglich zu halten, in Hüllrohren geführt und zur Herbeiführung eines Verbundes nach dem Spannen mit Zementleim verpreßt.
Wenn damit für den Endzustand zwar ein ausreichender Korrosionsschutz erzielt wird, ist es aber nachteilig, daß die Spannglieder während der Verarbeitung, die manchmal mehrere Monate dauern kann, ungeschützt sind und dabei mechanisch, durch Korrosion, oder durch Wärmeeinflüsse beschädigt werden können. Als nachteilig wird auch empfunden, daß der Hüllrohrquerschnitt wegen des Einfädelns der Spannstähle und um ausreichend Platz für das Einpressen des Zementleims zu haben, nur etwa zur Hälfte mit Spannstahl gefüllt werden kann.
Außerdem ist das nachträgliche Verpressen der Spannglieder auf der Baustelle kostenaufwendig.
Schließlich ist es auch bekannt, Bewehrungsstähle durch überzüge aus Bitumen oder Kunststoff gegen Korrosion zu schützen. Abgesehen von den relativ hohen Kosten haben derartige überzüge auch technische Nachteile. So muß der überzug im Verankerungsbereich entfernt werden, um eine formschlüssige sichere Verankerung zu gewährleisten. Zum andern sitzt eine Kunststoffhülle oft nicht so fest um den Stahl, daß Unterrostungen mit Sicherheit vermieden werden können. Schließlich ist das Aufbringen der Kunststoffumhüllung auf hochfeste Bewehrungsstähle wegen der erforderlichen hohen Temperaturen problematisch. Letztlich muß der Kunststoff höchsten Anforderungen an die Alterungsbeständigkeit gerecht werden, was noch nicht allgemein als nachgewiesen gilt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dauerhaften und sicheren Korrosionsschutz für beliebige Bewehrungselemente zu schaffen, der den Stahl dicht umschließt, werkmäßig bereits beim Stahlhersteller aufgebracht werden kann, der den Stahl ausreichend vor mechanischen Beanspruchungen, Beschädigungen, Korrosion und Wärmebeeinflussung schützt und zudem die Verankerung nicht beeinträchtigt.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Korrosionsschutz durch eine metallische Schutzhülle erreicht wird, die das Zug- oder Druckglied dicht anliegend umschließt, wodurch seine Verwendbarkeit nicht beeinträchtigt wird. Da die Schutzhülle schon im Herstellerwerk aufgebracht werden kann, ist das Zug- oder Druckglied schon von diesem Zeitpunkt an, also auch während des Transports, der Lagerung und der Verarbeitung, gegen Korrosion und Beschädigungen geschützt.
Um auch etwaige Unterrostungen mit Sicherheit zu verhindern, ist es zweckmäßig, auch kleinste Zwischenräume, z.B. zwischen der Oberfläche eines Bewehrungsstabes und der Schutzhülle auszufüllen, Zwischenräume, wie sie infolge der Walzhaut oder Hohlräume, wie sie beim Aufbringen der Schutzhülle entstehen können.
Die Schutzhülle kann so aufgebracht werden, daß sie Oberflächenprofilierungen von Bewehrungsstäben, z.B. Rippen, auch solchen, die ein durchgehendes oder ein Teilgewinde bilden, folgen, so daß die durch ein solches Gewinde erreichten Wirkungen nicht verlorengehen. Bei glatten Stäben kann die Schutzhülle zumindest über einen Teil ihrer Länge sickenartige Profilierungen aufweisen, um einerseits besser den Dehnungen der Stäbe beim Vorspannen folgen zu können oder auch um gegebenenfalls einen nachträglichen Verbund zwischen dem qeschützten Stahl und der Umgebung herstellen zu können.
Der Verbund zwischen der Schutzhülle und dem zu schützenden Stahl kann dabei durch an sich bekannte MaSnahwcr, wie z.B. die Verwendung von Kunstharzen und Netalklebern, verbessert werden. Dies kann insbesondere dort von Vorteil sein, wo Verankerungsmittel angreifen. Eine weitere 51erbesserung des Verbundes kann auch dadurch erreicht werden, d zwischen Schutzhülle und Stahl eine reibungsvergrößernde Schicht, z.B. aus Xarborund, aufgebracht oder besondere Reibungsbleche oder Formkörper aus hartem Material mit auf -rauhter Oberfläche eingeschoben werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch einen glatten Rundstab mit Schutzhülle, die durch eine gefalzte Längsnaht geschlossen ist, Fig. 2 einen Querschnitt durch einen glatten Rundstab mit Schutzhülle, die durch eine geschweißte Längsnaht geschlossen ist, Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Rundstab mit aufgewalzten, ein Teilgewinde bildenden Rippen und wendelförmig aufgebrachter Schutzhülle, Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Stab nach Fig. 3, Fig. 5 einen Querschnitt durch einen zweiteiligen Bewehrungsstab mit Schutzhülle, Fig. 6 schematisch den Endbereich eines glatten Rund stabes mit aufgerolltem Endgewinde und durchgehender Schutzhülle, Fig. 7 schematisch den Endbereich eines glatten Rund stabes mit aufgerolltem Endgewinde und mit gesondert aufgebrachter Schutzhülle im Gewindebereich, Fig. 8 einen Querschnitt durch ein Bündel aus vier Einzelelementen mit Schutzhülle im Verankerungsbereich, Fig. 9 einen Querschnitt durch ein Bündel aus sechs Einzelelementen mit Schutzhülle im Verankerungsbereich, Fig. 10 ein Bündel aus vier Einzelelementen mit quer verformter Schutzhülle und Fig. 11 eine Seitenansicht des Bündels gemäß Fig. 10.
In Fig. 1 ist ein glatter, im Querschnitt kreisrunder Bewehrungsstab 1 unter Zwischenschaltung einer dünnen Schutz- bzw. Ausgleichsschicht 2 von einer metallischen Schutzhülle 3 umschlossen, die durch eine in Stablängsrichtung verlaufende Falznaht 4 geschlossen ist. Die Dicke der Schutz-oder Ausgleichsschicht 2 ist übertrieben dargestellt; sie soll nur einen Ausgleich etwaiger Oberflächenrauhigkeiten des Stabes 1 und die Ausfüllung etwa zwischen der Staboberfläche und der Schutzhülle 3 beim Aufbringen letzterer entstehender minimaler Hohlräume bewirken.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die metallische Schutzhülle 3 durch eine geschweißte Längsnaht 5 geschlossen. Beim Schließen der Längsnaht 5 wirken die Elektroden auf die zunächst abstehenden Ränder der Schutzhülle in Richtung der Pfeile 6 ein, wodurch eine Wärmebeeinflussung des Stabes 1 vermieden wird. Anschließend kann die Naht umgelegt werden.
Bei den beiden Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 kann der Rundstab im Bereich der Längsnähte 4 bzw. 5 der Schutzhülle 3 abgeflacht oder mit einer Längsnut versehen sein, so daß die Längsnaht insgesamt innerhalb einer den Stabquerschnitt umschreibenden Kreislinie zu liegen kommt und so z.B. bei Rundstäben mit aufgewalzten Gewinderippen das Aufschrauben der Verankerungsmutter nicht behindert wird.
In den Fig. 3 und 4 ist am Beispiel eines Stabes 7 mit an einander gegenüberliegenden Seiten aufgewalzten Gewinderippen 8 eine wendelförmig durch Wickeln aufgebrachte Schutzhülle 9 dargestellt, die im Bereich der Rippen 8 durch einfaches Übergreifen geschlossen ist. Falls erforderlich, kann zwischen den einander übergreifenden Rändern der Schutzhülle 9 eine besondere Dichtung angeordnet sein; die Ränder können auch miteinander verklebt werden. Wie insbesondere aus Fig. 3 erkennbar wird, weist die Schutzhülle 9 auch im rippenfreien Bereich 10 des Stabes 7 die Rippenform auf. Der verbleibende Hohlraum wird durch die Schutzmasse 2 ausgefüllt, die hier sinnvollerweise aus einem erhärtenden Material bestehen sollte.
In Fig. 5 ist ein aus zwei Teilen 11' und 11" bestehender Bewehrungsstab 11 im Querschnitt dargestellt. Die beiden Teile 11' und 11" des Bewehrungsstabes 11 ergänzen sich etwa zu einem Kreisquerschnitt, wobei innerhalb des umschreibenden Kreises noch eine Rohrleitung 12 als Injizier-oder Entlüftungsleitung angeordnet sein kann. Ein solches Bewehrungselement ist vor allem als Zugglied für einen Verpreßanker bzw. Druckglied für einen Verbundpfahl geeignet.
Die Einzelelemente 11' und 11" des Bewehrungsstabes 11 sind an den im Außenumfang liegenden Seiten mit Gewinderippen 13 versehen. Die Schutzhülle 14, die dem umschreibenden Kreis folgt, ist durch eine Schweißnaht 15 geschlossen, deren Ränder sich flach übergreifen. Die Elektroden wirken hier in der durch Pfeile 16 angedeuteten Richtung ein, wobei eine Elektrode im Inneren der Hülle 14 entlanggeführt wird.
In gleicher Weise könnte auch eine durch Stumpfschweißen hergestellte Naht angeordnet werden.
Die bei mehrteiligen Stäben sowie bei Stab- oder Drahtbündeln zwischen den Einzelelementen verbleibenden Hohlräume werden nachträglich verpreßt. Zum Verpressen kann entweder das Material verwendet werden, aus dem die Schutzschicht 2 besteht oder auch Zementleim; es sollte allerdings ein erhärtendes Material sein. Damit die Schutzmasse die Stähle allseitig, also auch dort, wo die Schutzhülle 14 dicht anzuliegen kommt, umschließt, empfiehlt es sich in jedem Falle, die Stähle vor dem Aufbringen der Schutzhülle schon allseitig dünn mit der Schutzmasse zu versehen.
In den Fig. 6 und 7 ist schematisch dargestellt, wie die Schutzhülle bei glatten Stäben mit nur im Endbereich aufgerollten Gewinden angeordnet werden kann. Die Schutzhülle 3 kann entweder zunächst über das mit einem Gewinde 18 versehene Ende eines glatten Stabes 17 hinweggeführt und nachträglich durch Gewinderollen in das vorhandene Gewinde 18 eingedrückt werden (Fig. 6). Dabei wird am äußersten Stabende ein Stück 19 ohne Schutzhülle belassen, um einen Anlauf für die Gewinderollen zu haben. Die Schutzhülle 3 kann aber auch vor dem aufgerollten Endgewinde 18 eines Rundstabes 20 enden. Auf das Endgewinde 18 wird dann ein besonderes Schutzteil 21 aufgeschraubt, wobei wiederum Schutzmasse 2 zwischengeschaltet wird (Fig. 7).
Bei dieser Ausführungsform läßt sich noch ein weiterer Vorteil erzielen, der zur Verbesserung der Verankerung bei Dauerschwingbeanspruchung beiträgt. Wenn das Formteil 21 nämlich aus einem etwas weicheren Material besteht als der Rundstab 20, wird dadurch für eine Verteilung der angreifenden Kräfte auf mehrere Gewindegänge gesorgt. Das Material des Schutzteils 21 darf allerdings nicht zu weich sein, weil es sonst abscheren oder die Verankerungsmutter unwirtschafU.'ich lang werden würde. Eine derartige Schutzhülle kann selbstverständlich auch im Verankerungsbereich von Stäben angeordnet werden, die über ihre ganze Länge mit Gewinderippen versehen sind.
In im Grunde gleicher Weise wie Einzelstäbe oder mehrteilige Bewehrungsstäbe können auch Bündel aus mehreren Einzelelementen aus Drähten oder Litzen in der erfindungsgemäßen Weise mit einer Schutzhülle versehen werden. In Fig. 8 ist ein Querschnitt durch ein Bündel aus vier Einzelelementen dargestellt, wobei nur um die Möglichkeiten der Variation aufzuzeigen, zwei glatte Drähte 22 und zwei Litzen 23 dargestellt sind. Die Schutzhülle 24 umschließt das Bündel kreisförmig. In dem hier dargestellten Verankerungsbereich sind zwischen den Drähten 22 bzw. den Litzen 23 besondere Reibungselemente angeordnet. Diese können aus rohrförmigen, gehärteten und geriffelten Blechen 25 oder Formteilen 26 bestehen, deren Oberflächen mit reibungserhöhenden Maßnahmen versehen sind. Die Verankerungskeile 27, die auf der Innenseite mit Querrippen versehen sind, drücken beim Verankern durch die weiche Schutzhülle 24 auf die Reibungselemente 25 bzw. 26 und damit auf die Drähte 22 bzw. Litzen 23.
Werden andere Drahtanordnungen oder auch eine größere Anzahl von Drähten gewählt, so sind selbstverständlich auch die im Inneren des Bündels befindlichen Drähte durch entsprechende Reibungselemente zu sichern. Auf die Reibungselemente kann verzichtet werden, wenn der Schutz- bzw. Füllmasse 28 zumindest im Verankerungsbereich reibungserhöhende, scharfkantige, harte Granulate, wie z.B. Karborund, beigefügt werden.
Gemäß Fig. 9 ist ein Bündel aus sechs gerippten Drähten 29 von einer Schutzhülle 30 umgeben. Bei dem Bündel ist im zentralen Teil ein Entlüftungs- oder Injizierrohr 31 angeordnet, an dessen Stelle selbstverständlich auch ein weiterer Draht vorgesehen sein könnte. Wegen des guten Verbundverhaltens gerippter Drähte sind hier reibungserhöhende Maßnahmen zur Verankerung nicht erforderlich. Mit der bei Fig. 8 beschriebenen Keilverankerung durch Verankerungskeile 27 ist eine sichere Verankerung möglich.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 10 und 11 schließlich schmiegt sich die Oberfläche der Schutzhülle 32 der bei Stab- bzw. Drahtbündeln aus Einzelelementen 33 durch ihre Anordnung vorgegebenen Oberflächenform an. Das kann so geschehen, daß schon vor dem Schließen der Schutzhülle die erforderliche Verformung erfolgt oder aber erst danach. Hierdurch kann auch an Schutzmasse 34 eingespart werden. Die Einzelelemente 33 sind, wie in Fig. 11 angedeutet, zweckmäßig um ihre Längsachse tordiert, um eine größere Biegsamkeit des Bündels zu erzielen. Die Schutzhülle 32 folgt dieser Oberflächenform und sichert dadurch gleichzeitig den elastisch verwundenen Verlauf des Bündels.
Eine größere Elastizität der mit einer Schutzhülle versehenen Stäbe oder Bündel kann auch dadurch erreicht werden, daß die Hülle mit quer verlaufenden sickenartigen Wellen versehen wird. Diese Querwellen sind auch dann erforderlich, wenn zwischen geschützte Bündel und Umgebung nachträglich durch Verpressen ein Verbund hergestellt werden soll.
Nach der Erfindung gegen Korrosion voll geschützte Stähle können insbesondere als Spannglieder für Spannverfahren sowie für Erd- und Felsanker ohne Herstellung eines nachträglichen Verbundes verwendet werden. Sie werden wie üblich mit Hüllrohre verlegt bzw. in Bohrlöcher eingebracht, um ihre Längsbeweglichkeit zum Spannen zu gewährleisten, und nachträglich gespannt. Ein nachträgliches Verpressen aus Gründen des Korrosionsschutzes ist dabei nicht erforderlich.
Zu Vorspannzwecken kann jedoch zwischen einem nach der Erfindung ausgebildeten Spannglied und dem Hüllrohr, das nur einen um ein geringes größeren Durchmesser als das Spannglied aufweisen muß, eine Verfüllung mit Fett erfolgen, die den Korrosionsschutz erhöht und die Reibung beim Vorspannen vermindert. Soll aus besonderen Gründen, z.B. zur Erhöhung der Bruchsicherheit, ein voller Verbund zwischen Spannglied und Bauwerk hergestellt werden, so kann dies selbstverständlich auch geschehen. Zu diesem Zweck wird die Schutzhülle der Stähle zweckmäßig mit einer Profilierung versehen.
Nach der Erfindung ausgebildete, korrosionsgeschützte Bewehrungselemente können auch als Zugglieder von Bauwerken und Bauteilen, z.B. Zugbänder von Rahmen und Bogenkonstruktionen, als Abspannseile von Brücken und dergleichen ohne weiteren Korrosionsschutz verwendet werden.
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Claims

Korrosionsgeschütztes Bewehrungselement für Beton P a t e n t a n s-p r ü c h e Xorrosionsgeschütztes Bewehrungselement für Beton mit einem Zug- oder Druckglied aus einem oder mehreren Drähten, Stäben, Litzen oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß das Zug- oder Druckglied auf seine ganze Länge durchgehend von einer metallischen Schutzhülle dicht und formschlüssig umschlossen ist.
2. Bewehrungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zug- oder Druckglied und der Schutzhülle eine Schutz- und/oder Ausgleichsschicht, z.B.

aus einem Kunstharzkleber, angeordnet ist.
3. Bewehrungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülle aus Blech besteht.
4. Bewehrungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech ein- oder beidseitig mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung versehen ist.
5. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülle aus nichtrostendem Stahl besteht.
6. Bewehrungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülle aus einem Nichteisenmetall besteht.
7. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülle nahtlos aufgepreßt ist.
8. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülle aus mehreren, gegebenenfalls durch Dichtungsmaterialien voneinander getrennten Lagen besteht.
9. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülle eine durchgehende Längsnaht aufweist.
10. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülle aus wendelförmig aufgebrachten Streifen mit entsprechend verlaufenden Nähten besteht.
11. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nähte durch übergreifen, gegebenenfalls mit Dichtung, durch Verkleben, Verschweißen, Löten oder Falzen geschlossen sind.
12. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülle das Zug- oder Druckglied in Umfangsrichtung mit Zugbeanspruchung umschließt.
13. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülle im wesentlichen quer zur Längsachse des Bewehrungselements verlaufende sickenartige Profilierungen aufweist.
14. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß etwaige Hohlräume zwischen dem Zug- oder Druckglied bzw. dessen einzelnen Teilen und der Schutzhülle mit einer erhärtenden Masse, z.B. Zementleim, ausgefüllt sind.
15. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Schutzhülle Injizier- und/oder Entlüftungsleitungen angeordnet sind.