Die Erfindung betrifft ein Halbfertigteil aus Beton zur Herstellung von Wänden von Bauwerke gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einen Anker zu dessen Herstellung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 18.

Beim Errichten von Gebäuden für den Hoch- und Industriebau ist es üblich Wandbauteile durch einseitiges Stellen einer Schalung, Bewehren des herzustellenden Bauteils, Schließen der Schalung und anschließendes Betonieren herzustellen. Angesichts des ständig wachsenden Kostendrucks im Baugewerbe und dem damit einhergehenden Trend hin zur Automatisierung und Rationalisierung, ist der mit dieser konventionellen Vorgehensweise verbundene Zeit- und Kostenaufwand, nur unter bestimmten Bedingungen tragbar. Zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit ist man daher auch schon dazu übergegangen für die Herstellung von Wänden Fertigteile zu verwenden. Diese haben den Vorteil, dass sie unabhängig vom Bauort und Baufortschritt in einem Fertigteilwerk bei weitestgehender Automatisierung hergestellt werden können. Bei Bedarf stehen die Fertigteile dann innerhalb kürzester Zeit zur Verfügung und müssen im Wesentlichen nur noch aufgestellt und in ihrer Lage fixiert werden. Der Nachteil von Fertigteilen liegt vor allem in ihrem hohen Gewicht, was einerseits zu hohen Kosten für den Transport und andererseits regelmäßig zu Problemen beim Verlegen der Fertigteile führt. Diese sind darauf zurückzuführen, dass der auf der Baustelle zur Verfügung stehende Kran oftmals von seiner Tragkraft her begrenzt ist, so dass zusätzliches Hebegerät erforderlich wird.

Es hat daher nicht an Bestrebungen gefehlt beide Lösungen bei Vermeidung deren Nachteile zu kombinieren. Eine dieser Lösungen sieht vor Halbfertigteile bestehend aus zwei planparallelen Betonscheiben, die von Gitterträgem oder Ankern im Abstand gehalten sind, an vorbestimmter Stelle innerhalb eines Bauwerks aufzustellen und zur Bildung einer Wand mit gleichen Halbfertigteilen aneinanderzureihen. In einem nachfolgenden Arbeitsschritt wird der Zwischenraum zwischen den beiden Betonschalen mit einem Ortbetonverguss ergänzt, wodurch ein monolithisches Gebilde mit großer Tragkraft entsteht. Der sich aus dieser Konstruktionsweise ergebende Vorteil liegt zunächst in der Möglichkeit auf eine Schalung verzichten zu können. Darüber hinaus besitzen solche Halbfertigteile gegenüber massiven Fertigteilen ein geringeres Gewicht, was sowohl die Transport- als auch Einbaukosten reduziert.

Ein Nachteil bei der Verwendung von Halbfertigteilen mit Gitterträger oder Stahlanker liegt dann, dass die Gitterträger oder Stahlanker Kältebrücken in der Wandkonstruktion darstellen, was angesichts stetig strenger werdenden Energiesparmaßnahmen, deren Verwendung einschränkt; So sind solche Halbfertigteile nur bedingt für Außenwände geeignet. Hinzu kommt, dass das Einbringen einer zusätzlichen Wärmedämmschicht zur Erhöhung des Wärmedämmwerts bei Halbfertigteilen mit Gitterträger aus Platzgründen nicht möglich ist.

Daneben sind in Verbindung mit Halbfertigteilen auch schon spezielle Ankerelemente aus glasfaserverstärktem Kunststoff bekannt, die die beiden Betonschalen planparallel auf Abstand halten. Diese glasfaserverstärkten Ankerelemente besitzen einen in Längsrichtung variierenden Querschnitt, um die auftretenden Lasten sicher vom Anker auf die Betonschalen übertragen zu können. Da diese Anker nur punktuell innerhalb der Halbfertigteile angeordnet sind, können in Verbindung mit ihnen auch zusätzliche Wärmedämmschichten zur Anwendung kommen, die zwischen die Betonschalen gelegt werden. Allerdings erweist sich die komplizierte Form der Anker aus wirtschaftlicher Sicht als Hindernis. Die Ankerform bedingt, dass jeder Anker einzeln hergestellt werden muss, was wiederum eine sehr kostenintensive Herstellungsweise bedeutet.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebenen Halbfertigteile dahingehend weiter zu entwickeln, dass diese einfach und kostengünstig hergestellt werden können, ohne in statischer oder bauphysikalischer Hinsicht Einbußen hinnehmen zu müssen.

Diese Aufgabe wird durch ein Halbfertigteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einen Anker zu dessen Herstellung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 18 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein erster Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der Anordnung eines Ankerelements aus glasfaserverstärktem Kunststoff mit konstantem Tragquerschnitt zur Verbindung der beiden Betonschalen. Dies gestattet es, die Ankerelemente für erfindungsgemäße Halbfertigteile im Endlosverfahren als Stangenware herzustellen, die für ihre bestimmungsgemäße Verwendung dann nur noch in den jeweils erforderlichen Abschnittslängen abgetrennt werden. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine extrem kostengünstige Herstellung der Ankerelemente, was sich nicht zuletzt auch auf die Herstellungskosten der Halbfertigteile niederschlägt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass ein Vorhalten verschiedener Ankerlängen für unterschiedliche Wanddicken entfällt, da diese für den Bedarfsfall in den notwendigen Längen geschnitten werden. Dank der Erfindung vereinfacht sich die Lagerhaltung daher erheblich.

Diese Vorteile werden dabei erreicht, ohne Einbußen im Hinblick auf die Tragfähigkeit der Ankerelemente in Kauf nehmen zu müssen. Die in einem erfindungsgemäßen Halbfertigteil angeordneten Ankerelemente besitzen eine Oberflächenstruktur, die eine Kraftüberleitung zwischen Ankerelement und Halbfertigteil gewährleistet. In Verbindung mit glasfaserverstärktem Kunststoff bei dem keine nennenswerte Wärmeleitung stattfindet, ist somit auch den Anforderungen an einen erhöhten Wärmeschutz Rechnung getragen.

Die Oberflächenstruktur zur Kraftübertragung ergibt sich erfindungsgemäß durch Profilierungen, die gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung von körnigen Partikeln gebildet sein können. Die körnigen Partikel werden bei der Herstellung der Ankerelemente in das sich noch im Erhärtungsprozess befindende Bindemittel eingestreut, so dass die Partikel zwar in das Bindemittel eingebettet sind, gleichzeitig aber aus der Oberfläche der Ankerelemente hervorstehen. Auf diese Weise entsteht eine über die gesamte Mantelfläche des Ankerelements gleichmäßig raue Oberfläche, die ursächlich ist für eine Verzahnung zwischen dem Ankerelement und dem ihn umgebenden Beton. Als äußerst einfach aber wirksam hat sich dabei die Verwendung von Sand, vorzugsweise Quarzsand als körnige Partikel ergeben.

Alternativ oder kumulativ dazu können am Umfang des Ankerelements Profilierungen bildende Rippen angeordnet sein. Die Rippenflanken nehmen dabei die Kräfte auf und leiten diese im Bereich des Rippenfußes in das Ankerelement ein.

Eine Alternative hierzu sieht vor, die Profilierungen durch Einschnürungen zu bewirken, die vom Beton ausgefüllt werden und nach dessen Abbinden eine Kraftübertragung vom Anker auf den Beton ermöglichen. Die Einschnürungen werden vorzugsweise zu einem Zeitpunkt auf das Ankerelement aufgebracht, zu dem das Bindemittel des glasfaserverstärkten Kunststoffes noch nicht abgebunden hat.

Sowohl Rippen als auch Einschnürungen können das Ankerelement ringförmig umgeben. Dem gegenüber ist jedoch eine Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, bei dem die Rippen oder Einschnürungen wendelförmig den Tragquerschnitt des Ankerelements umlaufen. Das erleichtert eine kontinuierliche Herstellung der Profilierungen.

Unabhängig davon liegen im Rahmen der Erfindung auch Ausführungsformen, bei denen die Profilierungen sich nur über einen Teil des Umfangs des Ankerelements erstrecken. Diese Ausführungsformen können vorteilhafterweise kombiniert werden mit einem Winkelversatz zweier in Längsrichtung des Ankerelements aufeinander folgender Profilierungen. Auf diese Weise findet eine gleichmäßig über den Umfang verteilte Krafteinleitung vom Ankerelement auf den umgebenden Beton statt.

Weiter ist bevorzugt, in die Oberfläche des Ankerelements einen farbigen mit bloßem Auge wahrnehmbaren Faden oder sonstige Markierung einzuarbeiten. Dies ermöglicht eine schnelle und problemlose Unterscheidung verschiedener Durchmesser der Ankerelemente und schließt somit verwechslungsbedingte Fehlerquellen bei deren Verwendung aus.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Enden der Ankerelemente spitz zulaufen zu lassen, beispielsweise im Scheitel einer sphärischen Fläche oder als Spitze eines Kegels. Dies erlaubt ein Einstecken des Ankerelements in die in horizontaler Lage betonierte aber noch nicht abgebundene Schale eines Halbfertigteils bis zur späteren Wandoberfläche, ohne dass das Ankerelement später in der Wandoberfläche optisch wahrgenommen werden kann. Als technisch einfach zu realisierende Alternative zu einer kegelförmigen Endausbildung kann ein Ankerelement auch durch Ausführung eines einzigen Schrägschnitt an seinem Ende eine punktförmige Aufstandsfläche erhalten. Durch das Anbringen zweier Schrägschnitte am Ende eines Ankerelements kann auch eine linienförmige Aufstandsfläche erzeugt werden, die vor allem bei größerer Last eine bessere Verteilung der Druckspannungen auf den Schaltisch ermöglicht.

In Weiterbildung der Erfindung besitzen die Ankerelemente eine Länge, die der Dicke des herzustellenden Halbfertigteils entspricht. Damit ist es möglich die Ankerelemente während der Herstellung des Halbfertigteils gleichzeitig als Abstandshalter zu verwenden. Dabei werden die Ankerelemente in den auf einem horizontalen Schaltisch in eine Schalung eingebrachten und noch nicht abgebundenen Beton der ersten Schale eingesteckt bis ihre Enden auf den Schaltisch stoßen. Nach Erhärten des Betons wird die erste Schale gewendet und mit den aus dem Beton herausragenden anderen Enden der Ankerelemente in den noch weichen Beton der zweiten Schale abgesetzt. Dabei tauchen die Ankerelemente auch hier in den Beton ein bis sie mit ihrem anderen spitzen Ende auf der Schaltischoberfläche zum Stehen kommen. Dabei tragen die Ankerelemente das Gewicht der ersten Schale, die vom anderen Ende der Ankerelemente im Abstand zur zweiten Schale gehalten ist.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Ankerelemente nicht in einem Winkel von 90° zur Oberfläche der Schafen der Halbfertigteile anzuordnen, sondern im Winkel &agr;, der vorzugsweise 45° bis 60° beträgt. Diese Konstruktion trägt bestimmten Lastannahmen Rechnung, bei denen die beiden Schälen eines Halbfertigteils in ihrer Ebene unterschiedlich belastet werden. Durch eine schräge Anordnung der Ankerelemente werden Biegespannungen in den Ankerelementen reduziert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen

1 eine Schrägansicht auf ein mit erfindungsgemäßen Halbfertigteilen hergestelltes Bauwerk,

2 einen vertikalen Querschnitt durch das in 1 dargestellte Bauwerk entlang der Linie II-II.

3 einen vertikalen Längsschnitt durch das in 1 dargestellte Bauwerk entlang der Linie III-III.

4 einen horizontalen Längsschnitt durch die in 3 dargestellten Wandelemente entlang der Linie IV-IV.

5 einen Teilquerschnitt des in 2 dargestellten Halbfertigteils im Bereich eines Ankerelements in größerem Maßstab, die 6a bis g mögliche Ausführungsformen verschiedener Ankerelemente und

7 einen Querschnitt einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung.

1 zeigt die Verwendung erfindungsgemäßer Halbfertigteile 1 zur Erstellung eines Bauwerks. Im vorliegenden Fall werden die Wände eines Wohnungs- oder Industriebaus hergestellt. Zu diesem Zweck werden die erfindungsgemäßen Halbfertigteile 1 entsprechend dem Grundriss der herzustellenden Wände auf einer Bodenplatte 2 aneinandergereiht. Wie der Begriff Halbfertigteil bereits zum Ausdruck bringt ist damit das Wandbauteil noch nicht fertig. Dazu bedarf es der Ergänzung eines Betonvergusses, was später noch im Einzelnen ausgeführt wird. Auf diese Weise lassen sich gleichermaßen Innenwände als auch Außenwände herstellen.

Aus den 2 bis 4 geht der nähere Aufbau erfindungsgemäßer Halbfertigteile 1 hervor. Diese bestehen aus einer ersten Schale 3 aus Beton, die die nach innen gewandte Seite der Gebäudewand bildet. Dazu planparallel und im Abstand ist eine zweite Schale 4 aus Beton angeordnet, die die Außenseite der Gebäudewand darstellt. Zwischen den beiden Schalen 3 und 4 ergibt sich somit ein Zwischenraum, der teilweise von einer Wärmedämmschicht 5 ausgefüllt ist, die fest mit der Rückseite der Schale 4 verbunden ist. Der noch verbleibende freie Zwischenraum zwischen den beiden Schalen 3 und 4 wird im weiteren als Hohlraum 6 bezeichnet. Zur Fixierung der Schalen 3 und 4 in der oben beschriebenen relativen Lage zueinander, tragen stabförmige Ankerelemente 7 bei, deren Anordnung innerhalb eines erfindungsgemäßen Halbfertigteils aus 3 hervorgeht. Die Ankerelemente 7 sind in einem gegenseitigen Abstand a von etwa 60 cm gleichmäßig über die Fläche der Halbfertigteile 1 verteilt. Der Abstand zum Rand des Halbfertigteils 1 ist demgegenüber deutlich geringer.

Die Ankerelemente 7 binden mit ihren Enden kraftschlüssig in die Schalen 3 und 4 ein und sind somit in der Lage Horizontalkräfte, wie sie beispielsweise beim Auffüllen des Hohlraums 6 oder beim Transport oder dem Verlegen der Halbfertigteile 1 entstehen aufzunehmen.

Die bereits vorab gefertigten Halbfertigteile 1 werden entsprechend dem gewünschten Grundriss zu einer Wand aneinander gereiht, wobei zu deren Fertigstellung lediglich noch der Hohlraum 6 mit einem Verguss 8 {2) aufgefüllt wird. Der Verguss 8 besteht vorzugsweise aus Beton, der eine monolithische Struktur des Wandbauteils erzeugt.

Somit kommt den Ankerelementen 7 innerhalb der Halbfertigteile 1 eine besondere Bedeutung zu. Zum einen halten die Ankerelemente 7 die beiden Schalen 3 und 4 auf vorbestimmten Abstand, was für die Einhaltung der geforderten Wanddicke wichtig ist. Darüber hinaus nehmen die Ankerelemente 7 Kräfte auf, wie sie im Herstellungs-, Transport- und Montagezustand der Halbfertigteile 1 auftreten. Ferner werden von den Ankerelementen 7 die beim Einbringen des Vergusses 8 in den Hohlraum 6 auftretenden Horizontalkräfte aufgenommen, die bei großen Wandhöhen beträchtliche Ausmaße erreichen können.

Die genauere Ausbildung und Anordnung der Ankerelemente 7 innerhalb der Halbfertigteile 1 ergibt sich aus 5. Dort sieht man den in 2 mit V gekennzeichneten Teilausschnitt eines Halbfertigteils 1 in größerem Maßstab. Man erkennt den mehrschichtigen Aufbau des Halbfertigteils 1, bestehend aus den beiden Schalen 3 und 4, der Wärmedämmschicht 5 sowie dem Hohlraum 6. Der erfindungsgemäße Anker 7 erstreckt sich über die gesamte Wanddicke und bindet mit seinen Enden kraft- und formschlüssig in die Schalen 3 und 4 ein, wobei die Enden des Ankerelements 7 kegelförmig ausgebildet sind und daher spitz zulaufen. Dies hat den Vorteil, dass sich an den sichtbaren Außenflächen der späteren Wand die erfindungsgemäßen Ankerelemente 7 nicht abzeichnen.

Das Ankerelement 7 besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff und besitzt über seine gesamte Länge einen konstanten Tragquerschnitt. Die Oberfläche des Ankerelements 7 weist Profilierungen auf, die durch Aufstreuen von Quarzsand 9 oder anderem körnigem Material in das noch flüssige Harz des in der Herstellung befindlichen Ankerelements 7 erzeugt werden. Die daraus resultierende profilierte Oberfläche stellt den sicheren Verbund zwischen den Schalen 3 und 4 und den Enden des Ankerelements 1 sowie zwischen dem Verguss 8 und dem Ankerelement 7 sicher.

Aus den 6a bis g gehen verschiedene Ausführungsformen von Ankerelementen 7 hervor, die alle aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen und lediglich in der Art der Profilierungen oder Endausbildung variieren.

6a zeigt ein Ankerelement 7, bei dem die Profilierungen durch Rippen 10 hergestellt sind, die das Ankerelement 7 schraubenlinienförmig umgeben. Die Rippen 10 tragen dabei zur Erhöhung der auf das Ankerelement 7 übertragbaren Kräfte bei.

Variationen zu der gezeigten Rippenausbildung bestehen dann, dass diese nicht schraubenlinienförmig, sondern kreisförmig den Umfang umlaufen oder sich auch nur über einen Teilabschnitt des Umfangs erstrecken. Es ist auch möglich schraubenlinienförmige Rippen 10 in ihrer Steigung und im axialen Abstand zu variieren oder auch doppelläufig auszubilden.

6b zeigt Profilierungen in Form von querschnittsverengenden Einschnürungen 11, deren Verlauf dem zuvor in Verbindung mit den Rippen 10 beschriebenen entsprechen kann. Der den Ankerstab 7 umgebende Beton oder Verguss 8 füllt diese Einschnürungen 11 aus und verankert auf diese Weise das Ankerelement 7.

Im Bereich der Einschnürungen 11 kann zusätzlich ein Zugglied 12, beispielsweise in Form eines Drahtes oder einer Schnur, angeordnet sein. Dadurch wird eine zusätzliche Oberflächenstruktur gebildet, was den Verbund zwischen Ankerelement 7 und Beton vergrößert. Gleichzeitig kann das Zugglied 12 zur Herstellung der Einschnürungen 10 dienen, indem das Zugglied 12 zu einem Zeitpunkt auf das Ankerelement 7 aufgebracht wird, bei dem das Harz des glasfaserverstärkten Kunststoffes noch nicht abgebunden hat.

6c zeigt eine weitere Ausführungsform eines Ankerelements 7, dessen Profilierung aus einer Kombination aus Rippen 10 und Einschnürungen 11 gebildet ist. Die Rippen 10 und Einschnürungen 11 erstrecken sich nur teilweise über den Umfang des Ankerelements 7 und sind dabei jeweils um 90° versetzt zueinander angeordnet.

Zusätzlich können alle vorbeschriebenen Ankerelemente 7 zur Erhöhung der Oberflächenrauhigkeit mit Quarzsand 9 oder einem sonstigen körnigem Material versehen sein.

Um eine optisch möglichst einwandfreie Bauteiloberfläche zu erhalten besitzt ein erfindungsgemäßes Ankerelement eine möglichst kleine Aufstandsfläche seiner Enden auf dem Schaltisch während der Herstellung des Halbfertigteils. Die 6d bis 6g zeigen geeignete Alternativen zur bereits beschriebenen Kegelform.

6d zeigt eine Seitenansicht auf ein Ende eines erfindungsgemäßen Ankerelements 7, das in 6e in einer Draufsicht dargestellt ist. Das Ende des Ankerelements 7 ist durch einen einzigen Schrägschnitt erzeugt, woraus sich eine ovale, gegenüber der Lotebene zur Längsachse des Ankerelements 7 geneigte Schnittfläche 13 ergibt. Der endseitige Scheitel 14 der Schnittfläche 13 bildet dabei die Aufstandsfläche.

Im Unterschied dazu ist bei der in den 6f und 6g in Seitenansicht und Draufsicht gezeigten Ausführungsform das Ende des Ankerelements 7 durch zwei Schrägschnitte gebildet, wobei die sich im Winkel schneidenden Schnittflächen 15 und 16 eine linienförmige Aufstandsfläche 17 erzeugen.

Die meisten Anwendungsfälle werden erfindungsgemäße Halbfertigteile betreffen, bei denen die Ankerelemente 7 lotrecht zu den Schalen 3 und 4 verlaufen. Dem gegenüber zeigt 7 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Halbfertigteils 1, bei dem die Ankerelemente 7 in einem Winkel &agr; zur Oberfläche der Schalen 3 und 4 angeordnet sind. Diese Lösung trägt asymmetrischen Belastungszuständen Rechnungen, bei denen lotrecht angeordnete Ankerelemente 7 stark auf Biegung beansprucht werden würden. Durch eine Anordnung der Ankerelemente 7 gemäß 7, können Biegespannungen in den Ankerelementen 7 wesentlich reduziert werden.

1

Halbfertigteil

2

Bodenplatte

3

Schale

4

Schale

5

Wärmedämmschicht

6

Hohlraum

7

Ankerelement

8

Verguss

9

Quarzsand

10

Rippen

11

Einschnürungen

12

Zugglied

13

Schnittfläche

14

Scheitel

15

Schnittfläche

16

Schnittfläche

17

Schnittlinie