DE202006017392U1 - Natural fiber reinforced component for reinforcement of hydraulically hardenable mineral compounds such as concrete comprises fiber filled plastic matrix with rough surface and cross-section to resist foreseen stresses - Google Patents

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Abstract

The reinforcing component has a cross-section whose dimensions are related to the stress to be encountered and a roughened and/or embossed surface to enhance bonding with the hydraulically hardenable material in which it is to be embedded. The thermosetting or thermoplastic matrix of the component contains =80wt% of natural fibers. Reinforcing components can be in the form of a solid bar, a T- or I-shaped profile, a square, rectangular or trapezium-shaped profile or a special profile. Other additives, in particular an adhesion enhancer, may be incorporated in the polymer matrix in addition to natural fibers. Fibers are preferably unidirectionally aligned. Components may be formed either directly from initial starting materials, indirectly(1a,1b) from a prefabricated, semi-finished material(2) or by a combination of both methods. Forming methods include extrusion, resin transfer molding, wet compression, bulk molding or sheet molding processes, if necessary followed by a final forming stage. Bar-shaped reinforcing components have an optimized cross-section which withstands the principal loading. Bars may have a wave form along the length, the wave shape being either rounded, square cornered, trapezium or triangular shaped. Components may alternatively be formed into rings or spirals. Outer surfaces may have an adhesion increasing structure formed by raised or depressed areas inclined relative to the component length. The reinforcing components are cast into mineral based, hydraulically hardenable mixtures, in particular concrete.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil aus naturfaserverstärktem Kunststoff, insbesondere eine Bewehrung. Es ist bekannt, zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften konfektionierter Betonwaren, z.B. von Betonplatten unterschiedlicher Abmessungen, als statische Bewehrung und zur Sicherung gegen Bruch während des Transportes zur Zeit folgende unterschiedliche Systeme einzusetzen:

  • * Fasern (Stahl, Glas, Kunststoff),
  • * Textileinlagen als Matten, Gewebe, Gelege, Geflechte, Gewirke oder Rovings (Glas, Aramid, Carbon);
  • * Metallgitter bzw. -netze (auch aus rostfreiem Material),
  • * Gitter aus glasfaserverstärktem Kunststoff,
  • * Bewehrungseisen (Korb, Stab).
The invention relates to a component made of natural fiber reinforced plastic, in particular a reinforcement. It is known to use the following different systems to improve the mechanical properties of prefabricated concrete products, eg concrete slabs of different dimensions, as static reinforcement and to protect against breakage during transport at the time:
  • * Fibers (steel, glass, plastic),
  • * Textile inserts as mats, fabrics, scrims, braids, knitted or rovings (glass, aramid, carbon);
  • * Metal mesh or grids (also made of stainless material),
  • * Grille made of glass fiber reinforced plastic,
  • * Reinforcing bar (basket, bar).

Als Füllstoff werden im Beton auch preiswerte Fasern nachwachsender Rohstoffe ( DE 44 08 855 A1 ) ohne Bewehrungswirkung eingesetzt.As a filler in the concrete and inexpensive fibers of renewable resources ( DE 44 08 855 A1 ) used without reinforcing effect.

Vollrundstäbe werden als Stand der Technik hergestellt aus PVC, PP, PE, PA, POM, PTFE, PC, Acryl und GFK. Die Dichten liegen zwischen 1,02 g/cm3 und 1,43 g/cm3 (Kunststoffe. Das Klöckner Konstruktionshandbuch, 1999)Round rods are state of the art made of PVC, PP, PE, PA, POM, PTFE, PC, acrylic and GRP. The densities are between 1.02 g / cm 3 and 1.43 g / cm 3 (Kunststoffe im Klöckner Design Handbook, 1999).

Die zur Zeit gültigen Normen DIN EN 206-1/DIN 1045 (1045-1) formulieren Anforderungen an die Betondeckung:

  • – Sicherung des Verbundes zwischen Bewehrung und Beton
  • – Schutz der Bewehrung gegen Korrosion und Brandeinwirkung
The current standards DIN EN 206-1 / DIN 1045 (1045-1) formulate requirements for concrete cover:
  • - Securing the bond between reinforcement and concrete
  • - Protection of the reinforcement against corrosion and fire

Erforderlich ist das Einhalten des Verlegemaßes cv, das sich aus verschiedenen Nennmaßen ergibt (Nennmaß = Mindestmaß + Vorhaltemaß), wobei das Mindestmaß größer sein muss als der Stabdurchmesser der Bewehrung. Um an jeder Stelle das Mindestmaß zu gewährleisten, muss noch ein Sicherheitswert (= Vorhaltemaß) berücksichtigt werden. Die Mindestbetondeckung ist abhängig von Expositionsklassen: Mindestbetondeckung bei Innenbauteilen 20 mm (Expositions klasse XC1), bei Außenbauteilen in direkter Beregnung 40 mm (Expositionsklasse XC4).It is necessary to comply with the laying allowance c v , which results from different nominal dimensions (nominal size = minimum size + lead), whereby the minimum dimension must be greater than the bar diameter of the reinforcement. In order to ensure the minimum dimension at every point, a safety value (= provisional measure) must be taken into account. The minimum concrete cover depends on exposure classes: Minimum concrete cover for interior components 20 mm (Exposure class XC1), for external components in direct sprinkling 40 mm (Exposure class XC4).

Das Hauptproblem bei der Verwendung von Beton-Bewehrungen aus nicht rostfreiem Metall stellt die Korrosion dar. Durch die vorgeschriebene Betondeckung vergrößert sich das Gewicht des Bauteils deutlich. Der Einsatz nicht rostender metallischer Bewehrungen (meist in Form von Netzen oder Gittern) stellt einen erheblichen Kostenfaktor dar. Gleiches trifft auf die Verwendung textiler Einlagen zu. Frühere Versuche, Betonplatten mit Stäben aus glasfaserverstärkten Duroplasten (zum Beispiel COMBAR) zu armieren, scheiterten ebenfalls an den zu hohen Kosten.The Main problem when using concrete reinforcements from not stainless metal represents the corrosion. By the prescribed Concrete cover increases the weight of the component clearly. The use of stainless metallic Reinforcements (usually in the form of nets or grids) provides one significant cost factor. The same applies to the use textile deposits too. Earlier attempts Concrete slabs with bars made of glass fiber reinforced Thermosets (eg COMBAR) also failed at too high a cost.

Aus DE 199 61 216 A1 ist ein Bewehrungsmaterial bekannt, bei welchem gestreckte, weitgehend parallele Naturfasern von Kunststoff vollständig oder teilweise umschlossen sind. Nachteilig ist, dass die Fasern möglicht langfasrig und zueinander parallel ausgerichtet sein müssen.Out DE 199 61 216 A1 a reinforcing material is known in which stretched, largely parallel natural fibers of plastic are completely or partially enclosed. The disadvantage is that the fibers must be aligned as long as possible and parallel to each other.

Ein Armierungsstab aus faserverstärktem Kunststoff, bei welchem auch Naturfasern Verwendung finden können, wird in DE 101 08 357 A1 beschrieben. Der Armierungsstab ist im Querschnitt kreuzförmig ausgebildet und schraubenförmig verdrillt.A reinforcing rod made of fiber reinforced plastic, in which natural fibers can be used is in DE 101 08 357 A1 described. The reinforcing rod is cross-shaped in cross section and helically twisted.

Es ist weiterhin aus GB 2 303 152 A bekannt, Bambusfasern Zement beizumengen. Dabei haben die Bambusfasern jedoch nicht die Wirkung einer Armierung.It is still out GB 2 303 152 A Known to add bamboo fiber cement. However, the bamboo fibers do not have the effect of a reinforcement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauteil aus naturfaserverstärktem Kunststoff, insbesondere eine Bewehrung zu entwickeln, die preiswert, nicht korrodierend und alkalibeständig ist und einen beanspruchungsgerechten optimierten Querschnitt aufweist und als Ersatz für sowohl korrodierende als auch nicht korrodierende metallische Bewehrungen, in Bauteilen aus Beton in an sich bekannter Weise sowohl für statische als auch für Zwecke der Transportsicherung eingesetzt werden kann und durch die Minimierung der Betondeckung sowie des Masseaufwandes für die Bewehrung wesentlich zur Verringerung des Bauteilgewichtes beiträgt.Of the Invention is based on the object, a component made of natural fiber reinforced plastic, in particular to develop a reinforcement that is inexpensive, not Corrosive and alkali resistant is and has a stress-optimized optimized cross-section and as a substitute for both corrosive and non-corrosive metallic reinforcements, in concrete components in a known manner for both static as well as for Purpose of transport safety can be used and by the Minimization of the concrete cover as well as the mass expenditure for the reinforcement contributes significantly to reducing the weight of the component.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.These Task is solved with the features of the first protection claim. advantageous Embodiments emerge from the subclaims.

Das erfindungsgemäße Bauteil aus naturfaserverstärktem Kunststoff, insbesondere Bewehrung zur Verstärkung von Körpern aus mineralischen, hydraulisch härtenden Gemischen, weist einen der Beanspruchung angepassten Querschnitt sowie eine den Haftverbund verbessernde raue und/oder geprägte Oberfläche auf und besteht aus einer thermo- oder duroplastischen Matrix mit einem Anteil an Naturfasern bis zu 80 Masse%.The Component according to the invention made of natural fiber reinforced Plastic, in particular reinforcement for reinforcement of bodies of mineral, hydraulic curing Mixtures, has a cross section matched to the stress and a rough and / or embossed surface improving the adhesive bond and consists of a thermo or thermosetting matrix with a Proportion of natural fibers up to 80% by weight.

Dabei können einer thermoplastischen Matrix eine Menge von bis zu 80 Masse% Naturfasern aus Bambus, Abaca, Flachs, Hanf, Kenaf, Sisal, oder eine Mischung dieser Naturfasern beigemischt sein.there can a thermoplastic matrix from a quantity of up to 80% by mass of natural fibers Bamboo, abaca, flax, hemp, kenaf, sisal, or a mixture of these Natural fibers are added.

Ebenso können einer duroplastischen Matrix eine Menge von bis zu 80 Masse% Naturfasern aus Bambus, Abaca, Flachs, Hanf, Kenaf, Sisal oder eine Mischung dieser Naturfasern beigemischt sein.As well can a thermosetting matrix of up to 80% by mass of natural fibers bamboo, abaca, flax, hemp, kenaf, sisal or a mixture be admixed with these natural fibers.

Das Bauteil ist wahlweise als Vollstab, T-Profil, Doppel-T-Profil, quadratisches Profil, rechteckiges Profil, trapezförmiges Profil oder Sonderprofil, ausgebildet. Der mit Naturfasen versehenen thermoplastischen oder duroplastischen Matrix können dabei Zusätze beigemengt sein, wie beispielsweise bis zu 5% Haftvermittler.The Component is available as solid rod, T-profile, double T-profile, square Profile, rectangular profile, trapezoidal profile or special profile, educated. The natural beveled thermoplastic or thermosetting matrix can with additives be added, such as up to 5% adhesion promoter.

Das Bauteil kann durch Urformen und/oder Umformen hergestellt sein. Das Bauteil kann auch durch Urformen und anschließendes Umformen hergestellt sein. Es kann im Extrusionsverfahren, RTM-Verfahren, Nasspressverfahren, BMC-Verfahren oder SMC-Verfahren urgeformt und bedarfsweise anschließend umgeformt sein.The Component can be produced by prototyping and / or forming. The component can also by Urformen and subsequent forming be prepared. It can be used in the extrusion process, RTM process, Wet pressing method, BMC method or SMC process and then reformed as needed be.

Das Bauteil ist stabförmig ausgebildet. Sein Querschnitt ist dabei auf die optimale Aufnahme der jeweiligen Hauptbelastung bzw. Hauptbelastungsrichtung des Körpers/Bauteils abgestimmt. In Längsrichtung weist das Bauteil einen wellenförmigen Verlauf auf. Die Wellenform kann gerundet oder eckig, trapezförmig oder dreieckig sein. Quer zur Längsrichtung weist das Bauteil zueinander verschränkte Bereiche auf. Das Bauteil kann ringförmig oder spiralförmig ausgebildet sein.The Component is rod-shaped educated. Its cross section is on the optimal recording the respective main load or main load direction of the body / component Voted. Longitudinal the component has a wave-shaped Course on. The waveform can be rounded or angular, trapezoidal or be triangular. Transverse to the longitudinal direction has the component on mutually entangled areas. The component can be ring shaped or spiral be educated.

Die Oberfläche des Bauteils weist eine die Haftung verbessernde Struktur auf. Außerdem weist das Bauteil Erhebungen und/oder Vertiefungen auf. Diese Erhebungen und/oder Vertiefungen können in Bezug auf die Längserstreckung des Bauteils in einem Winkel geneigt sein.The surface of the component has a adhesion improving structure. It also shows that Component elevations and / or depressions. These surveys and / or Wells can in terms of the longitudinal extent be inclined at an angle of the component.

Das Bauteil kann in Körper aus mineralischen, hydraulisch härtenden Gemischen als Bewehrung eingegossen sein. Es kann auch als Bewehrung in Beton eingegossen sein. Das Bauteil ist als Transportsicherung einsetzbar.The Component can be in body made of mineral, hydraulic hardening Mixtures be cast as a reinforcement. It can also be used as a reinforcement be poured into concrete. The component is as a transport lock used.

Dabei weisen die Fasern eine unidirektionale Ausrichtung auf. Die Fasern können eine Länge von 0,5 bis 50 mm und einen Durchmesser von 300 bis 1500 μm oder eine Länge von 3 bis 4 mm und einen Durchmesser von 500 bis 800 μm aufweisen.there the fibers have a unidirectional orientation. The fibers can a length from 0.5 to 50 mm and a diameter of 300 to 1500 microns or a length of 3 to 4 mm and have a diameter of 500 to 800 microns.

Hauptaugenmerk muss dabei auf die Gewährleistung der Aufnahme hoher Scherkräfte und hoher Biegezugspannungen durch das Bauteil und der hohen Alkalibeständigkeit des Bewehrungsstabes gelegt werden. Durch die Substitution von Stahl oder anderem Verstärkungsmaterial und die Verwendung geeigneter thermoplastischer oder duroplastischer Matrices zum Teil auf der Grundlage nachwachsender Rohstoffe entspricht die Erfindung auch umweltpolitischen Forderungen.focus must go for the warranty the absorption of high shear forces and high bending tensile stresses through the component and high alkali resistance of the reinforcing bar. By the substitution of steel or other reinforcing material and the use of suitable thermoplastic or thermosetting Matrices corresponds in part to renewable raw materials the invention also environmental demands.

Dadurch, dass einer thermoplastischen Matrix, vorzugsweise bestehend aus Polypropylen oder anderen thermoplastischen Matrices oder Mischungen zwischen Polypropylen und anderen thermoplastischen Matrices oder einer duroplastischen Matrix, vorzugsweise bestehend aus einer Epoxydharzkomponente oder pflanzenölbasierten Duroplaste oder Mischungen verschiedener duroplastischer Matrices unter Verwendung von den die Gebrauchswerteigenschaften des Betonteiles, den Haftverbund zwischen Bewehrung und Betonmatrix und/oder die Alkalibeständigkeit des Bewehrungsstabes verbessernden Zusätzen eine auf den Einsatzzweck abgestimmte Menge Naturfasern wie Abaca, Flachs, Hanf, Kenaf, Kokos, Sisal oder andere, vorzugsweise aber Bambusfasern mit einer Länge zwischen 0,5 und 50 mm und einem Durchmesser zwischen 0,5 und 1,5 mm zugesetzt werden, wobei der Masseanteil der Naturfasern am Verbund, vorzugsweise Bambusfasern bis 80% liegen kann, wird eine neuartige Bewehrung geschaffen.Thereby, that of a thermoplastic matrix, preferably consisting of Polypropylene or other thermoplastic matrices or blends between polypropylene and other thermoplastic matrices or a thermoset matrix, preferably consisting of an epoxy resin component or vegetable oil based Thermosets or mixtures of various thermosetting matrices under Use of the utility value properties of the concrete part, the bond between reinforcement and concrete matrix and / or the alkali resistance of the reinforcing bar improving additives on the purpose of use coordinated amount of natural fibers such as abaca, flax, hemp, kenaf, coconut, Sisal or others, but preferably bamboo fibers with a length between 0.5 and 50 mm and a diameter between 0.5 and 1.5 mm added be, wherein the mass fraction of natural fibers in the composite, preferably Bamboo fibers can be up to 80%, becomes a novel reinforcement created.

Die Bambusfasern werden gesondert in einem an sich bekannten mechanischen, trockenen und chemiefreien Verfahren hergestellt. Die unter Verwendung von Na turfasern mit an sich bekannten Verfahren hergestellte Mischung aus thermoplastischer oder duroplastischer Matrix wird in an sich bekannten Verfahren der Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe (z.B. Extrusion, Spritzgießen) oder duroplastischer Kunststoffe (z.B. Gießen, Pressen) zu Stäben oder Ringen unterschiedlicher Querschnitte, Länge und Durchmesser bzw. Radien urgeformt und anschließend umgeformt. In diesem Prozess wird ein Profil hergestellt, dessen Querschnitt auf die optimale Aufnahme der jeweiligen Hauptbelastung bzw. Hauptbelastungsrichtung des Betonteiles abgestimmt ist. Dabei wird weiterhin durch eine geeignete Vorrichtung nach dem Extrusionswerkzeug bzw. durch die geeignete Gestaltung der Spritzgieß-, Gieß- oder Pressform die Oberfläche des Bewehrungsstabes mit einer den Kraftschluss zwischen dem Bewehrungsstab und der mineralischen Matrix verbessernden Prägung versehen, welche den Zweck hat, die wirksame Oberfläche des Bewehrungsstabes zu vergrößern, sowie die Bewehrung zu verankern.The Bamboo fibers are separated in a known mechanical, dry and chemical-free process. The using of Na turfasern prepared by methods known per se mixture made of thermoplastic or thermosetting matrix is in itself known methods of processing thermoplastics (e.g., extrusion, injection molding) or thermosetting plastics (e.g., casting, pressing) into bars or Rings of different cross sections, length and diameter or radii urformed and then reshaped. In this process, a profile is produced, whose Cross section on the optimal absorption of the respective main load or Main load direction of the concrete part is tuned. It will further by a suitable device after the extrusion tool or by the appropriate design of the injection molding, casting or Press mold the surface of the reinforcing bar with a traction between the reinforcing bar and the mineral matrix enhancing stamping which serves the purpose has, the effective surface of the reinforcing bar, as well as anchor the reinforcement.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will now be described with reference to embodiments and accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur Herstellung einer gebogenen Bewehrung mit einem Rundtisch, 1 Schematic representation of a device for producing a curved reinforcement with a rotary table,

2 Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur Herstellung einer gebogenen Bewehrung mit sternförmig angeordneten Armen, 2 Schematic representation of an apparatus for producing a curved reinforcement with star-shaped arms,

3 Einzeldarstellung einer Grundplatte mit zwei Walzen 1a, 1b, 3 Single illustration of a base plate with two rollers 1a . 1b .

4 Prinzipdarstellung zweier Walzen 1a, 1b mit Profilierung 8, 4 Schematic representation of two rolls 1a . 1b with profiling 8th .

5 Darstellung der Rollenpaare in leicht geöffnetem Zustand zur Herstellung eines sechseckigen Querschnitts, 5 Representation of the pairs of rolls in slightly open condition for the production of a hexagonal cross section,

6 Darstellung der Rollenpaare in leicht geöffnetem Zustand zur Herstellung eines Doppel-T-förmigen Querschnitts. 6 Representation of the pairs of rolls in slightly open state for the production of a double-T-shaped cross-section.

Die in 1 als Prinzipdarstellung gezeigte Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils in Form einer Bewehrung mit einer strukturierten Oberfläche weist einen Rundtisch auf, der mit zwei oder mehr Walzen 1a, 1b bzw. Rollen, deren Oberfläche das Negativ der gewünschten Oberfläche der Stabware enthält, bestückt ist. Zur Sicherung einer konstanten Abzugsgeschwindigkeit können die Walzenpaare angetrieben sein. Die Walzen sind dabei so ausgeführt, dass der extrudierte Strang 2 entweder geradlinig zur Kühlstrecke geführt wird (hier nicht dargestellt) oder durch die Verschiebbarkeit oder das Schwenken einer oder mehrerer Walzen 1 bzw. Rollen eine kreisförmige Bewegung des Strangs in Richtung Kühlstrecke (nicht gezeigt) mit frei wählbaren Radien erreicht wird. Der Strang 2 wird dabei immer zwischen zwei Walzen 1a, 1b hindurchgeführt. Gem. 1 sind die Walzen 1a, 1b auf einem Rundtisch angeordnet. Es ist gem. 2 jedoch auch möglich, die Walzen 1a, 1b an mehreren sternförmig angeordneten Armen/Trägern 3 vorzugsweise verschiebbar anzuordnen. Dabei sind jeweils zwei Walzen 1a, 1b auf einer schwenkbaren Grundplatte 4 angeordnet, die in Längsnuten 5 der Arme/Träger 3 verschiebbar gelagert ist. Jeweils zwei Walzen 1a, 1b sind wiederum auf einer Grundplatte 4 in Umfangsrichtung und/oder radial verschiebbar angeordnet. Der Strang 2 kann dadurch in unterschiedlichen Radien durch ein Schwenken der Grundplatte 4 gebogen werden.In the 1 shown as a schematic representation of apparatus for producing a component in the form of a reinforcement with a structured surface has a rotary table, with two or more rollers 1a . 1b or roles whose surface contains the negative of the desired surface of the bar stock is stocked. To ensure a constant take-off speed, the roller pairs can be driven. The rollers are designed so that the extruded strand 2 is guided either straight to the cooling section (not shown here) or by the displaceability or pivoting of one or more rollers 1 or rollers a circular movement of the strand in the direction of the cooling section (not shown) is achieved with freely selectable radii. The strand 2 is always between two rollers 1a . 1b passed. Gem. 1 are the rollers 1a . 1b arranged on a round table. It is gem. 2 but also possible, the rollers 1a . 1b on several star-shaped arms / straps 3 preferably to be arranged displaceable. There are two rollers each 1a . 1b on a pivotable base plate 4 arranged in longitudinal grooves 5 the arms / wearer 3 is slidably mounted. Two rolls each 1a . 1b are in turn on a base plate 4 arranged in the circumferential direction and / or radially displaceable. The strand 2 can thus in different radii by pivoting the base plate 4 be bent.

In der Kühlstrecke wird der spiralförmig auflaufende Strang in einem Magazin bis zur völligen Erstarrung zwischengelagert und danach der Konfektionierung zugeführt. Die Ringenden werden durch geeignete Fügetechniken, z.B. Kleben oder Schweißen miteinander verbunden. Die Restfeuchte der eingesetzten Naturfasern wird unter 1 % gehalten. Die Verarbeitungstemperatur überschreitet mit Ausnahme der Zeit, die für die Herstellung der Bindenaht bei der Herstellung der ringförmigen Ausführung, 185 °C nicht.In the cooling section becomes the spiral accumulating strand in a magazine stored until complete solidification and then fed to the packaging. The ring ends are through suitable joining techniques, e.g. Gluing or welding together connected. The residual moisture of the natural fibers used is under 1% held. The processing temperature exceeds with the exception of Time for that the production of the weld line in the production of the annular design, 185 ° C not.

3 zeigt eine Grundplatte 4, die mit einer Befestigung 6 drehbar/schwenkbar gelagert werden kann um den erforderlichen Radius zu biegen. Eine Walze 1a ist gestellfest an der Grundplatte angeordnet und drehbeweglich gelagert. Die zweite Walze 1b ist in einer Führungsnut 7 der Grundplatte 4 verschiebbar angeordnet und ebenfalls drehbar gelagert. 3 shows a base plate 4 that with a fastening 6 can be mounted rotatable / pivotable to bend the required radius. A roller 1a is fixed to the frame mounted on the base plate and rotatably mounted. The second roller 1b is in a guide groove 7 the base plate 4 slidably mounted and also rotatably mounted.

Die Prinzipdarstellung zweier Walzen 1a, 1b mit einer Profilierung 8, ist in 4 dargestellt. Die Walze 1a ist gestellfest und die Walze 1b verschiebbar angeordnet. Jede Walze weist eine Profilierung 8 auf weiterhin besitzt jede Walze im Querschnitt ein Profil 9, welches dem herzustellenden Profil, d.h. dem Negativ des Profils der Strangoberfläche der Bewehrung entspricht und in dem die Profilierung 8 eingebracht ist. In diesem Fall sind schräg zur Längsrichtung der Bewehrung verlaufende Erhebungen mit der Profilierung 8 herstellbar. Weiterhin weist jede Walze eine Markierung 10 zur exakten Positionsbestimmung auf.The schematic diagram of two rolls 1a . 1b with a profiling 8th , is in 4 shown. The roller 1a is fixed to the frame and the roller 1b slidably arranged. Each roller has a profiling 8th furthermore, each roller has a profile in cross-section 9 which corresponds to the profile to be produced, ie the negative of the profile of the strand surface of the reinforcement and in which the profiling 8th is introduced. In this case, extending obliquely to the longitudinal direction of the reinforcement elevations with the profiling 8th produced. Furthermore, each roller has a mark 10 for exact position determination.

Die Darstellung der Rollenpaare 1a, 1b in leicht geöffnetem Zustand zur Herstellung eines sechseckigen Querschnitts zeigt 5. Die Rollenpaare 1a, 1b weisen eine Profilierung 9 in Form von kreisförmigen Vertiefungen auf, wodurch korrespondierende Erhebungen auf der Bewehrung herstellbar sind.The representation of the role pairs 1a . 1b in a slightly open state to produce a hexagonal cross-section shows 5 , The pairs of roles 1a . 1b have a profiling 9 in the form of circular depressions, whereby corresponding elevations on the reinforcement can be produced.

6 zweigt ein Rollenpaar 1a, 1b in leicht geöffnetem Zustand zur Herstellung eines Doppel-T-förmigen Querschnitts mit einer Profilierung 9 zur Erzeigung von Längsrillen in der Bewehrung. 6 branches a pair of rolls 1a . 1b in a slightly open state to produce a double T-shaped cross-section with a profiling 9 for showing longitudinal grooves in the reinforcement.

Die auf Länge geschnittene und z.B. in dem vorgenannt beschriebenen Endlosverfahren mittels eines nicht dargestellten gleich- oder gegenläufigen Doppel- oder Einschneckenextruders, eines angeflanschten Urformwerkzeuges, einer Kalibrierung bzw. Profilierung und einer Kühlstrecke hergestellte Bewehrung besteht als extrudierte Stabware z.B. aus einem vorgefertigten Compound aus bis zu 65 Masse% thermoplastischer Matrix, vorzugsweise Polypropylen oder Polyethylen (HDPE oder LDPE) und bis zu 35 Masse% Naturfasern wie Abaca, Flachs, Hanf, Kenaf, Kokos, Sisal oder andere, vorzugsweise aber Bambusfasern verschiedener Abmessungen sowie bis zu 5 Masse% Haftvermittler bzw. anderen Zusätzen.The on length cut and e.g. in the endless process described above by means of a double or double counterpart, not shown. or single-screw extruder, a flange-mounted primary mold, reinforcement produced by a calibration or profiling and a cooling section consists of extruded rods, e.g. from a prefabricated compound from up to 65% by weight of thermoplastic matrix, preferably polypropylene or polyethylene (HDPE or LDPE) and up to 35% by mass of natural fibers like abaca, flax, hemp, kenaf, coconut, sisal or others, but preferably Bamboo fibers of various dimensions and up to 5% by weight of adhesion promoter or other additions.

Die Bewehrung weist in vorteilhafter Weise eine den Haftverbund zum Bauteil, in welches sie eingegossen wird, verbessernde Vergrößerung der wirksamen Oberfläche durch eine spezielle Prägung auf.The Reinforcement advantageously has an adhesive bond to Component in which it is cast, enhancing the enlargement of the effective surface by a special imprint on.

Es ist alternativ auch möglich, die Bewehrung aus einer losen Vormischung, bestehend aus bis zu 70 Masse% thermoplastischer Matrix, vorzugsweise Polypropylen oder Polyethylen (HDPE oder LDPE) und bis zu 80 Masse% Naturfasern wie Abaca, Flachs, Hanf, Kenaf, Kokos, Sisal oder andere, vorzugsweise aber Bambusfasern verschiedener Abmessungen sowie bis zu 5 Masse% Haftvermittler bzw. andere Zusätze direkt extrudierte Stabware mit einer den Haftverbund ver bessernden Vergrößerung der wirksamen Oberfläche durch eine spezielle Prägung herzustellen. Auch hier wird die Restfeuchte der eingesetzten Naturfasern unter 1 % gehalten. Die Verarbeitungstemperatur überschreitet mit Ausnahme der Zeit, die für die Herstellung der Bindenaht bei der Herstellung der ringförmigen Ausführung, 185 °C nicht.It is alternatively also possible to use the reinforcement of a loose premix consisting of up to 70% by weight of thermoplastic matrix, preferably polypropylene or polyethylene (HDPE or LDPE) and up to 80% by weight of natural fibers such as abaca, flax, hemp, kenaf, coconut, Sisal or other, but preferably bamboo fibers of various dimensions and up to 5% by weight of adhesion promoter or other additives directly extruded rod goods with the adhesive composite ver improving magnification produce the effective surface by a special embossing. Again, the residual moisture content of the natural fibers used is kept below 1%. The processing temperature does not exceed 185 ° C, with the exception of the time required for making the weld line in the manufacture of the annular design.

Weiterhin kann die Bewehrung im RTM-Verfahren (Resin Transfer Moulding) aus einem in an sich bekannter Weise mittels eines Faserstreuers und einer Imprägnierstation vorgefertigten stab- oder plattenartigen Prepreg bzw. Preform einstellbarer Stärke, bestehend aus Naturfasern, vorzugsweise Bambusfasern und einer Harzkomponente, vorzugsweise Epoxydharz, hergestellter gerader oder beanspruchungsgerecht geformter und profilierter Stab mit einer den Haftverbund verbessernden Vergrößerung der wirksamen Oberfläche durch eine spezielle Prägung des formgebenden Werkzeuges erzeugt werden.Farther The reinforcement can be determined in the RTM process (Resin Transfer Molding) in a conventional manner by means of a fiber spreader and an impregnation station prefabricated rod or plate-like prepreg or preform adjustable thickness, consisting made of natural fibers, preferably bamboo fibers and a resin component, preferably epoxy resin, made straight or stress-resistant molded and profiled bar with a bonding improving Magnification of the effective surface by a special imprint of the forming tool are generated.

Auch das Nasspressverfahren ist möglich, wobei aus einer trockenen stab- oder plattenartigen Wirrfasermatte einstellbarer Stärke aus Naturfasern, vorzugsweise Bambusfasern unterschiedlicher Abmessungen und einer duroplastischen Komponente, vorzugsweise Epoxydharz ein Stab (Bewehrung) hergestellt wird, der eine den Haftverbund verbessernde Vergrößerung der wirksamen Oberfläche durch eine spezielle Prägung des formgebenden Werkzeuges aufweisen kann.Also the wet pressing method is possible, wherein adjustable from a dry rod or plate-like random fiber mat Strength made of natural fibers, preferably bamboo fibers of different dimensions and a thermosetting component, preferably epoxy resin Rod (reinforcement) is made, which improves the bond Magnification of the effective surface through a special imprint may have the shaping tool.

Eine weitere Herstellungsvariante besteht im Pressverfahren (BMC), wobei aus einer Masse, bestehend aus einer Mischung von Harzkomponente, vorzugsweise Epoxydharz und bis zu 80 Masse% Naturfasern, vorzugsweise Bambusfasern unterschiedlicher Abmessungen ein gerader oder beanspruchungsgerecht geformter und profilierter Stab hergestellt wird, der mit einer den Haftverbund verbessernden Vergrößerung der wirksamen Oberfläche verbessernden Prägung versehen sein kann.A Another manufacturing variant consists in the pressing process (BMC), wherein from a mass consisting of a mixture of resin component, preferably Epoxy resin and up to 80% by mass of natural fibers, preferably bamboo fibers different dimensions a straighter or stress-seeking molded and profiled bar, which with a improving the bond enhancing surface area of the effective surface embossing can be provided.

Auch im Pressverfahren (SMC) aus einem in an sich bekannten Verfahren vorgefertigten stab- oder plattenförmigen Halbzeug einstellbarer Stärke, ist die erfindungsgemäße Bewehrung herstellbar. Der Stab kann ebenfalls mit einer Prägung versehen sein.Also in the pressing process (SMC) from a known per se method prefabricated rod or plate-shaped semi-finished adjustable Strength, is the reinforcement according to the invention produced. The rod can also be provided with an embossment.

Claims (26)

Bauteil aus naturfaserverstärktem Kunststoff, insbesondere Bewehrung zur Verstärkung von Körpern aus mineralischen, hydraulisch härtenden Gemischen, welches einen der Beanspruchung angepassten Querschnitt sowie eine den Haftverbund verbessernde raue und/oder geprägte Oberfläche aufweist und aus einer thermo- oder duroplastischen Matrix mit einem Anteil an Naturfasern bis zu 80 Masse% besteht.Component made of natural fiber reinforced plastic, in particular Reinforcement for reinforcement of bodies made of mineral, hydraulic hardening Mixtures, which is a cross-section adapted to the load and a rough and / or embossed surface improving the adhesive bond and from a thermosetting or thermosetting matrix with a proportion of natural fibers up to 80% by weight. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer thermoplastischen Matrix eine Menge von bis zu 80 Masse% Naturfasern aus Bambus, Abaca, Flachs, Hanf, Kenaf, Sisal, oder eine Mischung dieser Naturfasern beigemischt sind.Component according to claim 1, characterized that a thermoplastic matrix has an amount of up to 80% by mass Natural fibers of bamboo, abaca, flax, hemp, kenaf, sisal, or a mixture of these natural fibers are mixed. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer duroplastischen Matrix eine Menge von bis zu 80 Masse% Naturfasern aus Bambus, Abaca, Flachs, Hanf, Kenaf, Sisal oder eine Mischung dieser Naturfasern beigemischt sind.Component according to claim 1, characterized a quantity of up to 80% by weight of a thermosetting matrix Natural fibers from bamboo, abaca, flax, hemp, kenaf, sisal or one Mixture of these natural fibers are mixed. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es wahlweise als Vollstab, T-Profil, Doppel-T-Profil, quadratisches Profil, rechteckiges Profil, trapezförmiges Profil oder Sonderprofil, ausgebildet ist.Component according to one of claims 1 to 3, characterized that it is available as a solid rod, T-profile, double T-profile, square Profile, rectangular profile, trapezoidal profile or special profile, is trained. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mit Naturfasen versehenen thermoplastischen oder duroplastischen Matrix Zusätze beigemengt sind.Component according to one of claims 1 to 4, characterized that the natural beveled thermoplastic or thermosetting matrix additions are added. Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mit Naturfasern versehenen thermoplastischen oder duroplastischen Matrix bis zu 5% Haftvermittler beigemengt sind.Component according to claim 5, characterized in that that provided with natural fibers thermoplastic or thermosetting Matrix up to 5% adhesion promoter are added. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es durch Urformen und/oder Umformen hergestellt ist.Component according to one of claims 1 to 6, characterized that it is made by prototyping and / or forming. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es durch Urformen und anschließendes Umformen hergestellt ist.Component according to one of claims 1 to 7, characterized that it produced by prototyping and subsequent forming is. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es im Extrusionsverfahren, RTM-Verfahren, Nasspressverfahren, BMC-Verfahren oder SMC-Verfahren urgeformt und bedarfsweise anschließend umgeformt ist.Component according to one of claims 1 to 8, characterized that by extrusion, RTM process, wet pressing process, BMC method or SMC-process urformed and then converted as needed is. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es stabförmig ausgebildet ist.Component according to one of claims 1 to 9, characterized that it is rod-shaped is trained. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Querschnitt auf die optimale Aufnahme der jeweiligen Hauptbelastung bzw. Hauptbelastungsrichtung des Körpers/Bauteils abgestimmt ist.Component according to one of claims 1 to 10, characterized that its cross-section on the optimal recording of the respective Main load or main load direction of the body / component is tuned. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es in Längsrichtung einen wellenförmigen Verlauf aufweist.Component according to one of claims 1 to 11, characterized that there is one in the longitudinal direction wavy History has. Bauteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenform gerundet oder eckig ist.Component according to claim 12, characterized gekenn draws that the waveform is rounded or angular. Bauteil nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenform trapezförmig oder dreieckig ist.Component according to claim 12 or 13, characterized that the waveform is trapezoidal or is triangular. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es quer zur Längsrichtung zueinander verschränkte Bereiche aufweist.Component according to one of claims 1 to 14, characterized that it is transverse to the longitudinal direction entangled to each other Has areas. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass es ringförmig ausgebildet ist.Component according to one of claims 1 to 15, characterized that it is ring-shaped is trained. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es spiralförmig ausgebildet ist.Component according to one of claims 1 to 16, characterized that it's spiraling is trained. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Oberfläche eine die Haftung verbessernde Struktur aufweist.Component according to one of claims 1 to 17, characterized that its surface a having the adhesion enhancing structure. Bauteil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass es Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweist.Component according to claim 18, characterized that it has elevations and / or depressions. Bauteil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen und/oder Vertiefungen in Bezug auf die Längserstreckung des Bauteils in einem Winkel geneigt sind.Component according to claim 19, characterized that the elevations and / or depressions in relation to the longitudinal extent of the component are inclined at an angle. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es in Körper aus mineralischen, hydraulisch härtenden Gemischen als Bewehrung eingegossen ist.Component according to one of claims 1 to 20, characterized that in body made of mineral, hydraulic hardening Mixtures is poured as reinforcement. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass es als Bewehrung in Beton eingegossen ist.Component according to one of claims 1 to 21, characterized that it is cast as reinforcement in concrete. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass es als Transportsicherung einsetzbar ist.Component according to one of claims 1 to 22, characterized that it can be used as a transport safety device. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern eine unidirektionale Ausrichtung aufweisen.Component according to one of claims 1 to 23, characterized that the fibers have a unidirectional orientation. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern eine Länge von 0,5 bis 50 mm und einen Durchmesser von 300 bis 1500 μm aufweisen.Component according to one of claims 1 to 24, characterized that the fibers have a length from 0.5 to 50 mm and have a diameter of 300 to 1500 microns. Bauteil nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern eine Länge von 3 bis 4 mm und einen Durchmesser von 500 bis 800 μm aufweisen.Component according to Claim 25, characterized that the fibers have a length from 3 to 4 mm and have a diameter of 500 to 800 microns.
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