[发明专利]用于制造增强混凝土构件的方法和装置以及混凝土构件

说明书

本发明涉及用于制造混凝土构件的方法和装置，所述混凝土构件包括混凝土和由增强纤维股线(28)形成的纤维织物增强件，其中首先用矿物悬浮液(35)浸渍纱线(20)，并且形成所述至少一个增强纤维股线(28)。根据本发明，借助于可动装置输送所述增强纤维股线(28)，从而将所述增强纤维股线(28)嵌入混凝土股线(4)、施加在混凝土层(2)上，或施加在多个相叠放置的混凝土层的竖直侧面上，从而形成布置在外部的垂直增强件，且其中进一步地，在所述矿物悬浮液(35)固化前，在放置时或之后立即用混凝土包围所述增强纤维股线(28)。本发明还涉及增强混凝土构件(1)。

技术领域

本发明涉及一种制造增强混凝土构件的方法，所述混凝土构件包括基质材料混凝土和由至少一个增强纤维股线(Bewehrungsfaserstrang)形成的纤维织物增强件(textileBewehrung)，其中用矿物悬浮液浸透纱线，从而形成所述至少一个增强纤维股线。本发明还涉及一种用于制造增强混凝土构件的装置，所述混凝土构件包括基质材料混凝土和由至少一个纤维织物增强件纤维股线形成的增强件，其中设有增强纤维股线供应机构作为用于输出所述增强纤维股线的装置，所述增强纤维股线供应机构包括浸渍装置，所述浸渍装置提供了由纱线浸透在矿物悬浮液中形成的增强纤维股线。

本发明还涉及一种增强混凝土构件，其中免拆模板(verlorene Schalung)用可流动的混凝土或喷射混凝土填满，还涉及一种增强混凝土构件，其以基于挤出的增材制造工艺制成，包括由从至少一个挤出喷嘴挤出的至少一个混凝土股线(Betonstrang)形成的混凝土层。

背景技术

优选地，在增材制造中应用本发明。增材制造是指基于电子数据集来逐层制造构件，也称为3D打印工艺。通常由三维的CAD模型导出这个数据集。不同于铣削等减材制造工艺，在增材制造中通过添加材料来形成构件。这样就能制造不易用传统制造技术制造的构件。

增材制造主要可以以基于激光或基于挤出的方式实施。基于激光的工艺以定义的方式放置较小的材料滴或材料股。其中，通过挤出喷嘴或/和承载构件的构件平台的平移运动来构建所述构件。增材制造工艺日益成为混凝土构件制造的焦点，其中也包括基于挤出的制造工艺。但在现有技术中，用混凝土进行的增材制造要么完全不含增强件，要么手动且不连续地嵌入增强件，这与增材制造的原理相矛盾。此外，迄今为止的方法对构件的几何形状进而对形状自由度以及还对构件的耐久性和强度存在限制。

现有技术公开过纤维织物增强件和其应用。公开案DE 10 2015 100 438 B3公开过用至少一个纤维股线来制造增强混凝土构件，此纤维股线由用矿物悬浮液浸透的复丝纤维制成。在该申请中，特别是在权利要求1-4、段落[0035]、[0058]、[0064]和[0099]以及图2、3、10和11中公开过一种被称为“预制纤维混凝土(Fertigteil aus Textilbeton)构件”的增强混凝土构件，其具有至少一个纤维股线作为纤维增强股线(混凝土粗纱20，权利要求1-3，图10)，其中用悬浮液浸透(“用精细混凝土21润湿”-权利要求3)复丝纱线(高性能长丝纱线7；权利要求2)，并且用被浸透的复丝纱线7形成至少一个纤维股线20(权利要求3)，借助于可动装置(敷设机器人19；段落[0099])输送此纤维股线以将该至少一个纤维股线20(纱线输送装置18；权利要求4，图3)输出(权利要求1，段落[0058])。但需要可供纤维股线换向和固定的固定模具，以便纤维股线在随后的混凝土凝固过程中仍保持在预设位置且保持无损。仅混凝土构件可以在预设的固定模具中制造。此外，根据段落[0064]，在将带混凝土的增强件嵌入模板之前，先将矿物悬浮液固化。

在公开案DE 10 2008 040 919 A1所公开的制造具有纤维织物增强件的混凝土构件的方法中，用可固化的聚合物来浸透纺织纤维材料。在尚未固化的状态下，将用可固化的聚合物浸透的纺织纤维材料用混凝土浇筑凝固到混凝土构件中，使得聚合物在复合区内与混凝土混合。混凝土构件具有纤维织物增强件，此增强件为用可固化的聚合物浸透的纺织纤维材料。混凝土构件具有复合区，聚合物在此复合区内与混凝土混合。聚合物(与混凝土不同种类的材料)的使用也存在缺点。这些缺点例如为热作用下的负荷能力和强度较低。