EP4424484A1 - Method for producing components, in particular structural components for concrete structures and components of this type - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Verfahren der Herstellung von Bauteilen einer vorgegebenen Bauteilgeometrie, insbesondere für Betonbauwerke, bei dem man eine mit Fasern versehene noch umformbare mineralisch gebundene, insbesondere zementgebundene Masse erzeugt, diese Masse einen oder mehrere Umformvorgänge erfahren lässt und sie schließlich in einer den Erhalt der Bauteilgeometrie erlaubenden Struktur verfestigen lässt, wobei wenigstens ein Umformvorgang der Masse in einer durch deren Durchführung zwischen zwei gegenläufig rotierenden, eine Dickenabmessung der Masse verringernden Walzen bewirkten Längsstreckung der Masse liegt.Method for producing components of a predetermined component geometry, in particular for concrete structures, in which a mineral-bound, in particular cement-bound, mass provided with fibres is produced which can still be deformed, this mass is allowed to undergo one or more deformation processes and finally it is allowed to solidify in a structure which allows the component geometry to be retained, wherein at least one deformation process of the mass lies in a longitudinal stretching of the mass caused by its implementation between two counter-rotating rollers which reduce a thickness dimension of the mass.

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der Herstellung von Bauteilen einer vorgegebenen Bauteilgeometrie, insbesondere in Form von Struktur(fertig)bauteilen für Betonbauwerke, und insbesondere aus Feinbeton, bei dem man eine mit Fasern versehene noch umformbare mineralisch gebundene, insbesondere zementgebundene Masse erzeugt, diese Masse einen oder mehrere Umformvorgänge erfahren lässt und sie schließlich in einer den Erhalt der Bauteilgeometrie erlaubenden Struktur verfestigen lässt.The invention relates to a method for producing components of a predetermined component geometry, in particular in the form of structural (finished) components for concrete structures, and in particular from fine concrete, in which a mineral-bound, in particular cement-bound, mass provided with fibers and still deformable is produced, this mass is allowed to undergo one or more deformation processes and finally it is allowed to solidify in a structure that allows the component geometry to be maintained.

Derartige Verfahren sind auf dem Gebiet der Fertigbetonteile natürlich bestens bekannt. In deren einfachsten Form kann eine noch fließfähige Betonmasse in Formen eingebracht werden, die das Negativ der Bauteilgeometrie abbilden und dort wie üblich verfestigen (erstarren und erhärten), wobei ein Entfernen aus der Form bereits bei ausreichender Frühfestigkeit möglich ist. Das Einbringen der Betonmasse in die Form kann dabei in einem bloßen Eingießen oder auch in einem gezielt geführten Eingießen oder Einspritzen erfolgen, etwa über hierzu vorgesehene Einspritzdüsen. Auch 3D-Druckverfahren werden bereits zur Herstellung von Betonfertigbauteilen herangezogen.Such processes are of course well known in the field of precast concrete parts. In their simplest form, a concrete mass that is still flowable can be placed in molds that reproduce the negative of the component geometry and then solidify (set and harden), whereby removal from the mold is already possible when sufficient early strength is achieved. The concrete mass can be introduced into the mold by simply pouring it in or by a targeted pouring or injection, for example via injection nozzles provided for this purpose. 3D printing processes are also already being used to manufacture precast concrete components.

Ebenfalls bekannt ist es, Fasern zuzugeben, welche den (ohne sonstige Bewehrung) primär hervorragende Druckfestigkeiten aufzeigenden Betonbauteilen auch verbesserte Zugfestigkeiten verleihen. Selbst anisotrop vorliegende (Biege)Zugfestigkeiten sind hierzu erreichbar, indem die Mündungsöffnung einer Einspritzdüse passend dimensioniert wird, wie etwa inM. Hambach, H. Möller, T. Neumann und D. Volkmer, "Portland cement paste with aligned Carbon Fibers exhibiting exceptionally high flexural strength (> 100 MPa)", Cement and Concrete Research Bd. 89, S. 80-86, 2016 beschrieben ist.It is also known to add fibers, which give concrete components (without any other reinforcement) primarily excellent compressive strengths, improved tensile strengths. Even anisotropic (bending) tensile strengths can be achieved by appropriately dimensioning the orifice of an injection nozzle, as in M. Hambach, H. Möller, T. Neumann and D. Volkmer, "Portland cement paste with aligned Carbon Fibers exhibiting exceptionally high flexural strength (> 100 MPa)", Cement and Concrete Research Vol. 89, pp. 80-86, 2016 described.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art insbesondere hinsichtlich einer Kombination aus zufriedenstellenden erreichbaren (Biege)Zugfestigkeiten und zufriedenstellender Variabilität hinsichtlich einem Zusammenwirken beteiligter Komponenten wie auch hinsichtlich Dimensionierbarkeit vorteilhaft weiterzubilden.The invention is based on the object of advantageously developing a method of the type mentioned at the outset, in particular with regard to a combination of satisfactory achievable (bending) tensile strengths and satisfactory variability with regard to an interaction of the components involved as well as with regard to dimensionability.

Diese Aufgabe wird in verfahrenstechnischer Hinsicht durch eine Weiterbildung eines Verfahrens der eingangs genannten Art gelöst, die im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass wenigstens ein Umformvorgang der Masse in einer durch deren Durchführung zwischen zwei gegenläufig rotierenden, eine Dickenabmessung der Masse verringernden Walzen bewirkten Längsstreckung der Masse besteht.This object is achieved in terms of process engineering by a further development of a method of the type mentioned at the outset, which is essentially characterized in that at least one forming process of the mass consists in a longitudinal stretching of the mass caused by its implementation between two counter-rotating rollers which reduce a thickness dimension of the mass.

Es ist somit vorgesehen, einen plastischen Umformvorgang durch Walzen, und somit eine Massivumformung der Masse vorzunehmen. Die mineralisch gebundene Masse mit den darin enthaltenen Fasern bildet somit im Sprachgebrauch der Metallurgie das Walzgut, welches durch Längswalzen eine Längsstreckung (Längenzunahme) erfährt. Durch diese plastische Umformung ergibt sich eine Änderung der (gemittelten) Faserorientierung der in dem Walzgut enthaltenen Fasern, indem die Fasern eine sie mit Vorzugsorientierung in Richtung der Längsstreckung, also in Walzrichtung gerichtete Orientierungsbeeinflussung erfahren (zudem kann die Orientierung in Breitenrichtung und die in Höhenrichtung unter Ausbildung einer sekundären Anisotropie unterschiedlich ausgeprägt sein. Der Ausdruck "Vorzugsrichtung" bedeutet selbstverständlich nicht, dass sämtliche Fasern parallel zu dieser Richtung verlaufen, sondern dass für die Fasern eine erhöhte Tendenz besteht, sich eher in Vorzugsrichtung als entlang einer Ebene orthogonal zu dieser Vorzugsrichtung auszubilden. Mathematisch gesprochen zeigt die gemittelte Faserorientierung eine Zentrierung um eine Richtung auf, welche als Vorzugsorientierung bezeichnet wird und im Wesentlichen der Walzrichtung des Längswalzens entspricht.It is therefore intended to carry out a plastic forming process by rolling, and thus a massive forming of the mass. The mineral-bound mass with the fibers contained therein thus forms the rolled stock in metallurgical terms, which undergoes longitudinal stretching (increase in length) through longitudinal rolling. This plastic forming results in a change in the (average) fiber orientation of the fibers contained in the rolled stock, in that the fibers experience an orientation influence with a preferential orientation in the direction of longitudinal stretching, i.e. in the rolling direction (in addition, the orientation in the width direction and that in the height direction can be different, forming a secondary anisotropy. The expression "Preferred direction" does not mean, of course, that all fibers run parallel to this direction, but that there is an increased tendency for the fibers to form in the preferred direction rather than along a plane orthogonal to this preferred direction. Mathematically speaking, the average fiber orientation shows a centering around a direction, which is referred to as the preferred orientation and essentially corresponds to the rolling direction of the longitudinal rolling.

Die Dicke der Masse/des Walzguts nach einer derartigen dickenabmessungsverringernden Längsstreckung ist dabei im Wesentlichen durch die Größe des zwischen den beiden Walzen eingestellten Spaltes vorgegeben, wovon auch die Querschnittsabnahme (der Umformgrad oder Abwalzgrad) bezüglich der Dicke der den Walzen zugeführten Masseschicht abhängt. Hierbei wird bevorzugt, dass der auf die Längsstreckung bezogene (Gesamt-)Umformgrad ϕl wenigstens 0,7, bevorzugt wenigstens 1,0, weiter bevorzugt wenigstens 1,3, insbesondere wenigstens 1,6 beträgt, und/oder geringer ist als 6,3, bevorzugt geringer als 5,8.The thickness of the mass/rolled stock after such a thickness-reducing longitudinal stretching is essentially determined by the size of the gap set between the two rollers, on which the cross-sectional reduction (the degree of deformation or rolling) in relation to the thickness of the mass layer fed to the rollers also depends. It is preferred that the (total) degree of deformation ϕl related to the longitudinal stretching is at least 0.7, preferably at least 1.0, more preferably at least 1.3, in particular at least 1.6, and/or is less than 6.3, preferably less than 5.8.

Durch Einstellbarkeit (unter Sicherstellung einer einziehenden Wirkung) der Spaltgröße zwischen den Walzen ist somit eine die Variabilität des Verfahrens erhöhende Einstellgröße. Es versteht sich, dass die Masse dem walzenden Umformschritt in einem Zustand zugeführt wird, in welchem sie plastisch verformbar ist. Zudem wird es bevorzugt, dass die Masse bereits eine Festigkeit besitzt, die in der Lage ist, ihre Eigenlast aufzunehmen (Grünstandfestigkeit). In einer Variante ist demnach denkbar, die Masse den Walzen in erdfeuchter Form zuzuführen. Insbesondere bei hydraulisch gebundenen Massen wird es bevorzugt, dass der Wasserzementwert geringer ist als 2, bevorzugt geringer als 1, insbesondere geringer als 0,6.The adjustability of the gap size between the rollers (while ensuring a pulling effect) is therefore a setting that increases the variability of the process. It goes without saying that the mass is fed to the rolling forming step in a state in which it is plastically deformable. In addition, it is preferred that the mass already has a strength that is able to bear its own weight (green strength). In one variant, it is therefore conceivable to feed the mass to the rollers in earth-moist form. In particular with hydraulically bound masses, it is preferred that the water-cement ratio is less than 2, preferably less than 1, in particular less than 0.6.

Bei mineralischen Massen gilt zudem eine Rheologie, die mit einem Bingham-Fluid vergleichbar ist. Insoweit ist ebenfalls bevorzugt, dass die zu walzende Masse eine Bingham-Viskosität η_Bi (in bar x s) wenigstens 0,01 beträgt, bevorzugt wenigstens 0,02, insbesondere wenigstens 0,03 und/oder nicht größer ist als 1,8, weiter bevorzugt nicht größer als 1,7, insbesondere nicht größer als 1,6. Weiter bevorzugt ist, dass die Fließgrenze der gewalzten Masse größer ist als jede nach dem Umformen auftretende Spannung in Folge von Eigenlast innerhalb der Masse. Besonders bevorzugt ist die Fließgrenze τ₀ in bar wenigstens 0,04, bevorzugt wenigstens 0,05, insbesondere wenigstens 0,06 und/oder bevorzugt nicht größer als 1,6, weiter bevorzugt nicht größer als 1,5, insbesondere nicht größer als 1,4.In the case of mineral masses, a rheology comparable to a Bingham fluid also applies. In this respect, it is also preferred that the mass to be rolled has a Bingham viscosity η_Bi (in bar xs) of at least 0.01, preferably at least 0.02, in particular at least 0.03 and/or not greater than 1.8, more preferably not greater than 1.7, in particular not greater than 1.6. It is also preferred that the yield point of the rolled mass is greater than any stress occurring after forming as a result of dead load within the mass. The yield point τ₀ in bar is particularly preferably at least 0.04, preferably at least 0.05, in particular at least 0.06 and/or preferably not greater than 1.6, more preferably not greater than 1.5, in particular not greater than 1.4.

In einer bevorzugten Variante ist vorgesehen, dass bei der Verringerung der Dickenabmessung einer quer zur Dickenrichtung und zur Längsrichtung gerichteten Streckung entgegengewirkt/diese vermieden wird. Dies wird bevorzugt durch Führungsbegrenzung in Breitenrichtung erreicht. Ohne jegliche Gegenmaßnahme würde eine Breitung des Walzguts die von der Erfindung angestrebte Ausrichtung der Fasern entlang der Vorzugsrichtung aufweichen, daher werden bevorzugt Gegenmaßnahmen getroffen. Diese könnten beispielsweise in der Bereitstellung eines zusätzlich angeordneten Walzenpaars orthogonal zu den Umformwalzen liegen, oder auch in Form von profilierten (kalibrierten) Walzen, beispielsweise Walzen mit kastenförmiger Kalibergeometrie. Jedenfalls ist ein auf die Breitenrichtung bezogener Umformgrad <pb bevorzugt geringer als 0,5, weiter bevorzugt geringer als 0,4, insbesondere geringer als 0,3.In a preferred variant, it is provided that when the thickness dimension is reduced, stretching directed transversely to the thickness direction and to the longitudinal direction is counteracted/avoided. This is preferably achieved by limiting the guide in the width direction. Without any countermeasures, spreading of the rolled stock would weaken the alignment of the fibers along the preferred direction aimed for by the invention, so countermeasures are preferably taken. These could, for example, be in the provision of an additional pair of rollers arranged orthogonally to the forming rollers, or in the form of profiled (calibrated) rollers, for example rollers with a box-shaped caliber geometry. In any case, a degree of deformation <pb related to the width direction is preferably less than 0.5, more preferably less than 0.4, in particular less than 0.3.

Hinsichtlich der umformenden Walzen wird es im Übrigen bevorzugt, wenn die Walzen einen Walzenkern aus einem Kernmaterial aufweisen, insbesondere aus Materialien wie Stahl, Edelstahl oder Aluminium, und eine Oberflächenbeschichtung und/oder aufgebrachte Anti-Haftmittel, wobei auch polierte Oberflächen (z.B. auf Rt < 0,2 µm) geeignet sein können. Hinsichtlich Oberflächenbeschichtungen wird an solche auf Basis von Keramik, Fluorpolymeren, Stearate, Paraffine, Rein-Silikon oder Silikonkautschuk gedacht, wobei dies keine einschränkende oder abschließende Aufzählung sein soll. Als Antihaftmittel kämen Sprays oder Öle oder Wachse, beispielsweise auf der Basis von Fluorpolymeren oder Silikon, aufgetragen auf die Walzkörper, in Betracht.With regard to the forming rollers, it is also preferred if the rollers have a roller core made of a core material, in particular of materials such as steel, stainless steel or aluminum, and a surface coating and/or applied anti-adhesion agents, whereby polished surfaces (e.g. to Rt < 0.2 µm) can also be suitable. With regard to surface coatings, those based on ceramics, fluoropolymers, stearates, paraffins, pure silicone or silicone rubber are considered, although this is not intended to be a restrictive or exhaustive list. Anti-adhesion agents could be sprays or oils or waxes, for example based on fluoropolymers or silicone, applied to the roller bodies.

Es versteht sich, dass die Erfindung hinsichtlich der Dimensionierung der Walzenkörper nicht weiter eingeschränkt ist und der Walzendurchmesser abhängig von der Höhe des Walzguts sowie des gemischten Abwalzgrads geeignet gewählt werden kann. Diesbezüglich steht ein weiterer Einstellparameter auch hinsichtlich der größentechnischen Dimensionierung bereit, welcher das Verfahren nochmals flexibler macht. Besonders großformatige Bauteile könnten durchaus mit sehr großen Walzen hergestellt werden. In einer bevorzugten Gestaltung sollte der Walzendurchmesser wenigstens 10 mm betragen, bevorzugt wenigstens 40 mm, insbesondere wenigstens 80 mm, wobei ebenfalls bevorzugt der Walzendurchmesser nicht größer ist als 300 cm, weiter bevorzugt nicht größer als 240 cm, insbesondere nicht größer als 200 cm.It is understood that the invention is not further restricted with regard to the dimensioning of the roller bodies and the roller diameter can be suitably selected depending on the height of the rolling stock and the mixed rolling degree. In this regard, a further setting parameter is also available with regard to the size-related dimensioning, which makes the process even more flexible. Particularly large-format components could certainly be manufactured with very large rollers. In a preferred design, the roller diameter should be at least 10 mm, preferably at least 40 mm, in particular at least 80 mm, whereby the roller diameter is also preferably not larger than 300 cm, more preferably not larger than 240 cm, in particular not larger than 200 cm.

In einer weiter bevorzugten Gestaltung ist vorgesehen, dass die Bahngeschwindigkeit an der Walzenoberfläche wenigstens 0,05 m/s, bevorzugt wenigstens 0,1 m/s, insbesondere wenigstens 0,5 m/s beträgt und/oder bevorzugt nicht größer ist als 24 m/s, bevorzugt nicht größer als 20 m/s, insbesondere höchstens 16 m/s.In a further preferred embodiment, it is provided that the web speed on the roller surface is at least 0.05 m/s, preferably at least 0.1 m/s, in particular at least 0.5 m/s and/or preferably not greater than 24 m/s, preferably not greater than 20 m/s, in particular at most 16 m/s.

In einer bevorzugten Variante ist vorgesehen, dass eine Verringerung der Dickenabmessung über mehrere Walzstiche verteilt wird. Der oben bereits angesprochene Umformgrad bzw. Abwalzgrad muss somit nicht in Form einer einzigen Dickenreduzierung mit sehr hohem Walzgrad erreicht werden, sondern kann auch durch sukzessive Umformung mittels mehrerer Walzstiche (mit vergleichsweise geringerem Walzgrad) erreicht werden. In einer bevorzugten Gestaltung werden wenigstens zwei Walzstiche eingesetzt, auch an wenigstens drei oder wenigstens vier Walzstiche wird gedacht, wobei durchaus auch eine höhere Anzahl von Walzstichen wie fünf, sechs oder sieben und mehr denkbar sind. Mit der Einstellmöglichkeit über die Stichanzahl wird das Verfahren nochmals variabler.In a preferred variant, a reduction in the thickness dimension is distributed over several rolling passes. The degree of deformation or rolling degree mentioned above does not have to be achieved in the form of a single thickness reduction with a very high degree of rolling, but can also be achieved by successive deformation using several rolling passes (with a comparatively lower degree of rolling). In a preferred design, at least two rolling passes are used, but at least three or at least four rolling passes are also considered, although a higher number of rolling passes such as five, six or seven or more are also conceivable. The option of adjusting the number of passes makes the process even more variable.

In einer bevorzugten Variante ist vorgesehen, dass mit der Masse ein Feinbeton bereitgestellt wird, und/oder eine mittlere Teilchengröße der Masse geringer ist als 2 mm, bevorzugt geringer als 1,3 mm, insbesondere geringer als 0,8 mm. Als Teilchengröße (Korngröße) gilt hier ein Durchmesserbezug, bzw. der effektive Durchmesser d_eff=(6V/π)^1/3 mit dem (mittleren) Teilchenvolumen V.In a preferred variant, it is provided that a fine concrete is provided with the mass and/or an average particle size of the mass is less than 2 mm, preferably less than 1.3 mm, in particular less than 0.8 mm. The particle size (grain size) here is a diameter reference, or the effective diameter d_eff =(6V/π)^1/3 with the (average) particle volume V.

Es versteht sich, dass die erzeugte Dicke der durch Walzen erzeugten bandförmigen Masse einerseits von der Geometrie des anzufertigenden Bauteils, jedoch auch von weiteren Verfahrensgestaltungen abhängen kann. Dabei ist (siehe unten) durchaus vorgesehen, selbst bei der Anfertigung von zum Beispiel plattenförmigen Bauteilen, welche sich bereits durch Zuschneiden/Abtrennen der bandförmigen Masse ergeben können, durchaus auf Dicken gewalzt wird, die niedriger sind als die Dicke der angestrebten Plattengeometrie/Bauteilgeometrie, und letztere durch Stapeln mehrerer Schichten der Dicke der gewalzten bandförmigen Masse wieder hergestellt wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Dicke der bandförmigen Masse wenigstens auf 20 cm, insbesondere bevorzugt wenigstens auf 12 cm, insbesondere wenigstens auf 6 cm oder weniger reduziert, auch deutlich weniger, insbesondere falls man anschließend wieder stapelt/faltet.It is understood that the thickness of the band-shaped mass produced by rolling can depend on the geometry of the component to be manufactured, but also on other process designs. In this case, it is certainly envisaged (see below) that even when producing, for example, plate-shaped components, which can already be produced by cutting/separating the band-shaped mass, rolling can take place to thicknesses that are lower than the thickness of the desired plate geometry/component geometry, and the latter can be restored by stacking several layers of the thickness of the rolled band-shaped mass. In a preferred embodiment, the thickness of the band-shaped mass is reduced to at least 20 cm, particularly preferably at least 12 cm, in particular at least 6 cm or less, even significantly less, especially if it is subsequently stacked/folded again.

In einer angedachten Variante ist vorgesehen, dass die nach einem Walzstich bandförmige Masse entlang der Walzrichtung gefaltet wird und insbesondere einem weiteren Walzstich unterworfen wird. Durch einmaliges oder sukzessives mehrfaches Wiederholen eines derartigen Vorgangs mit anschließendem Walzen kann eine nochmals bessere Faserausrichtungstendenz erreicht werden, je nach Einstellung ggf. auch ohne weitergehende Dickenverringerung aufgrund der durch das Längsfalten erreichten Dickenverdopplung. Auch hierzu ließe sich anlagentechnisch eine Walzstraße mit Umform- und/oder Profilierwalzen bereitstellen, mit welchen das Längsfalten ausgeführt wird.In a proposed variant, it is intended that the band-shaped mass after a rolling pass is folded along the rolling direction and in particular subjected to a further By repeating such a process once or several times, followed by rolling, an even better fiber alignment tendency can be achieved, depending on the setting, possibly without further reduction in thickness due to the doubling of thickness achieved by longitudinal folding. For this purpose, too, a rolling mill with forming and/or profiling rollers could be provided, with which the longitudinal folding is carried out.

In einer zweckmäßigen Variante ist vorgesehen, dass das Verfahren weiter mit einem Schritt des Trennens einer nach einem Walzstich bandförmigen Masse und weiter mit insbesondere mit einem insbesondere flächigen Zusammenfügen des abgetrennten Bandstücks mit weiteren Stücken dieser bandförmigen Masse oder einer weiteren mineralisch gebundenen Masse von anbindungsfähigem Typ ausgeführt wird. So lässt sich auch die oben erläuterte Dickenwiederherstellung erreichen.In an expedient variant, the method is further carried out with a step of separating a band-shaped mass after a rolling pass and further with a particularly planar joining of the separated band piece with further pieces of this band-shaped mass or with another mineral-bound mass of a bondable type. In this way, the thickness restoration explained above can also be achieved.

In einer bevorzugten Variante ist vorgesehen, dass das Verfahren weiter mit einer später als wenigstens ein längsstreckender Umformvorgang erfolgenden zwischenzeitlichen Erzeugung eines Verbunds aus mehreren gewalzten Schichten ausgeführt wird. Diese Variante ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Dicke der Masse nach dem Walzen die gewünschte Dicke für das Fertigteil oder für einen weiteren Verfahrensschritt nicht erreicht. Der Verbund ist etwa dadurch erreichbar, dass durch Ablängen des Bandes aus gewalzter Masse einzelne Stücke definierter Länge erzeugt und diese übereinandergelegt und zusammengefügt werden.In a preferred variant, the method is further carried out with an intermediate production of a composite of several rolled layers, which takes place later than at least one longitudinal forming process. This variant is particularly advantageous if the thickness of the mass after rolling does not reach the desired thickness for the finished part or for a further process step. The composite can be achieved, for example, by cutting the strip of rolled mass to length to produce individual pieces of a defined length and then placing them on top of one another and joining them together.

In einer derartigen Variante könnte das Zusammenfügen derart erfolgen, dass die Teile in Walzrichtung ausgerichtet zusammengefügt werden. Dann wird eine Anisotropie in im Wesentlichen einer linearen Vorzugsrichtung, nämlich der einheitlichen Längsstreckrichtung beibehalten bzw. verstärkt. Es werden jedoch auf Fügeprozesse in Betracht gezogen, bei denen die jeweiligen Längsstreckrichtungen orthogonal zueinander angeordnet werden, etwa in jeweils abwechselnden Schichten. Die dadurch erreichte Anisotropie ist die einer Vorzugsebene orthogonal zur Dickenrichtung der einzelnen Schichten. Diese Variante eignet sich beispielsweise zur Erzeugung von Platten mit höherer Biegefestigkeit.In such a variant, the joining could be carried out in such a way that the parts are joined together in the rolling direction. An anisotropy in essentially a linear preferred direction, namely the uniform longitudinal stretching direction, is then maintained or increased. However, joining processes are being considered in which the respective longitudinal stretching directions are arranged orthogonally to one another, for example in alternating layers. The anisotropy achieved in this way is that of a preferred plane orthogonal to the thickness direction of the individual layers. This variant is suitable, for example, for producing plates with higher bending strength.

In diesem Zusammenhang ist ebenfalls vorgesehen, dass nicht alle der miteinander zusammengefügten Teile aus gewalzten Abschnitten faserverstärkter Masse bestehen (müssen). Vielmehr können Teilbereiche, sofern sie in bestimmten Gestaltungsmöglichkeiten nicht bereits hohl bleiben, auch mit einer anderen Masse ausgefüllt werden, welche faserverstärkt sein kann, jedoch insbesondere auch nicht faserverstärkt sein muss und/oder auch von einer anderen Zusammensetzung sein kann, bevorzugt jedoch vom Typ her ähnlich und somit anbindungsfähig ist. Für derartig erzeugte gradierte Teile mit den erfindungsgemäßen Schichten nur in Bereichen wird bevorzugt vorgesehen, die Orientierung dieser Bereiche derart festzulegen, dass ihre zugfestigkeitssteigernde Wirkung passend zu der Orientierung orientiert ist, in der das Bauteil im Einsatz Zugspannungen oder Biegebelastungen erfährt.In this context, it is also provided that not all of the parts joined together (have to be) made of rolled sections of fibre-reinforced mass. Rather, parts can be made of rolled sections of fibre-reinforced mass, provided that they are in certain Design options do not already remain hollow, can also be filled with another mass, which can be fiber-reinforced, but in particular does not have to be fiber-reinforced and/or can also be of a different composition, but is preferably similar in type and thus capable of being bonded. For graded parts produced in this way with the layers according to the invention only in areas, it is preferably provided that the orientation of these areas is determined in such a way that their tensile strength-increasing effect is oriented to match the orientation in which the component experiences tensile stresses or bending loads during use.

In einer bevorzugten Variante ist vorgesehen, dass das Verfahren weiter mit einer später als der längsstreckende Umformvorgang erfolgenden Annäherung an die, insbesondere Erzeugung der Bauteilgeometrie oder eines Teils hiervon durch ein oder mehrere Walzvorgänge ausgeführt wird. In diesen Gestaltungsmöglichkeiten wird vorteilhaft ausgenutzt, dass die Erzeugung der Längsstreckung durch Walzen im Wege einer dazu vorgesehenen Walzstraße auch noch durch Profilwalzen zur Umformung der Masse in möglichst nahe bis hin zur gewünschten Bauteilgeometrie ergänzt werden kann.In a preferred variant, the method is further carried out with an approximation to the, in particular production of the component geometry or a part thereof by one or more rolling processes, which takes place later than the longitudinal stretching forming process. In these design options, it is advantageously exploited that the production of the longitudinal stretching by rolling in a rolling mill provided for this purpose can also be supplemented by profile rolling to form the mass as close as possible to the desired component geometry.

Beispielsweise würde man parallel zur sukzessiven Längung der faserbewehrten Masse nebst damit einhergehender Faserausrichtung eine stufenweise Umformung (Kaliberfolge) zum Annähern bzw. Erreichen der gewünschten Endgeometrie vornehmen. Mit Blick auf die Bauteile, die beispielsweise und bevorzugt in Form von Platten, Trägern oder Stützen mit nicht weiter eingeschränkter Querschnittsgeometrie sein können/sind, könnte insbesondere die Querschnittsgeometrie beeinflusst werden und beispielsweise und bevorzugt eines oder mehrere aus der Gruppe Hohlprofile, Doppel-T-Träger, C-Profile oder Winkelprofile erzeugt werden. Für komplexere Endgeometrien wird zudem daran gedacht, dass in entsprechend vorgefertigter Profilform profilgewalzte Band abzulängen und aus den abgelängten Teilen durch Zusammenfügen diese komplexere Endgeometrie zu generieren. Insoweit ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Anlage, auf welcher das Verfahren ausgeführt wird, eine Kombination dieser beiden Verfahrensprozesse (kombinierte Walzstraße und Profilwalzstraße) aufweist.For example, parallel to the successive elongation of the fiber-reinforced mass and the associated fiber alignment, a gradual deformation (caliber sequence) would be carried out to approach or achieve the desired final geometry. With regard to the components, which can be/are, for example and preferably, in the form of plates, beams or supports with a cross-sectional geometry that is not further restricted, the cross-sectional geometry in particular could be influenced and, for example and preferably, one or more from the group of hollow profiles, double-T beams, C-profiles or angle profiles could be produced. For more complex final geometries, it is also considered that profile-rolled strips in a correspondingly prefabricated profile shape could be cut to length and this more complex final geometry could be generated from the cut-to-length parts by joining them together. In this respect, it is preferably provided that a system on which the process is carried out has a combination of these two processes (combined rolling mill and profile rolling mill).

In einer bevorzugten alternativen oder zusätzlichen Variante ist vorgesehen, dass das Verfahren weiter mit einer später als der längsstreckende Umformvorgang erfolgenden Annäherung an die, insbesondere Erzeugung der Bauteilgeometrie oder eines Teils hiervon durch ein insbesondere mittels eines Kolbenextruders ausgeführten Extrudieren, welchem insbesondere eine aufgerollte oder gestapelte Form von nach wenigstens einem Walzstich erzeugter bandförmiger Masse zugrunde gelegt wird, ausgeführt wird.In a preferred alternative or additional variant, it is provided that the method is further provided with an approach to the production of the component geometry or a part thereof, which takes place later than the longitudinal forming process, by extrusion, in particular by means of a piston extruder, to which in particular a rolled up or stacked form of band-shaped mass produced after at least one rolling pass is used as the basis.

Diese Variante stellt eine Kombination der grundlegenden Lehre der gegenständlichen Erfindung mit den Vorzügen einer Geometriegebung durch (Kolben-)Extrusion bzw. deren Mundstücks dar. Dabei wird ausgenutzt, dass im Wege der Bereitstellung eines gewalzten Bandes mit Faserorientierung in Vorzugsrichtung (Walzrichtung) eine Anisotropie der Faserorientierung bereits geschaffen ist, welche nach einem Extrudiervorgang immer noch in einer (wenn auch gegebenenfalls vom Extrudiervorgang abhängigen/veränderten) Anisotropie der Faserorientierung beibehalten verbleibt und wiederum gezielt eingesetzt werden kann.This variant represents a combination of the basic teaching of the invention in question with the advantages of a geometry created by (piston) extrusion or its mouthpiece. This takes advantage of the fact that by providing a rolled strip with fiber orientation in the preferred direction (rolling direction), an anisotropy of the fiber orientation is already created, which after an extrusion process still remains in an anisotropy of the fiber orientation (although possibly dependent on/changed by the extrusion process) and can again be used in a targeted manner.

Dem Receiver einer Kolbenextrudiereinrichtung könnten die gewalzten Schichten beispielsweise in aufgerollter Form zugeführt werden, was zu einer Vorzugsrichtung in tangentialer Richtung führt, wenn die Zuführrichtung zum Extruder der Breitenrichtung des Bandes entspricht und ein Aufrollen mit Aufrollachse in Bandbreitenrichtung erfolgt. Dies kann z.B. für erwartete Torsionsbelastung von Trägerbauteilen von Vorteil sein.The rolled layers could, for example, be fed to the receiver of a piston extrusion device in rolled form, which leads to a preferred direction in the tangential direction if the feed direction to the extruder corresponds to the width direction of the strip and rolling takes place with the rolling axis in the strip width direction. This can be advantageous, for example, for expected torsional loading of support components.

Bei einem Aufrollen mit Aufrollachse in Bandlängsrichtung und Zuführen in Längsrichtung des Bandes bleibt es bei einer längsgerichteten Vorzugsrichtung. Durch eine jeweilige Kombinierbarkeit dieser vorgestellten Varianten auch mit weiteren Trenn- oder Schlitzvorgängen oder Faltvorgängen an dem gewalzten Band erhöht sich nochmal die Variabilität des Verfahrens. Die Dimensionierung richtet sich nach Dimensionierung des Receivers, und mit dem Extrudierquerschnitt steht eine weitere Dimensionierungsmöglichkeit zur Verfügung, die keinen sich daraus ergebenden Zwangsbedingungen unterworfen ist, dass über das Extrudieren eine Faserorientierung einzustellen wäre. Ein kraftschlüssiger Verbund der z.B. gestapelten oder aufgerollten Schichten erfolgt durch eine Querschnittsverengung z.B. im Mundstück des Extruders.When rolling up with a winding axis in the longitudinal direction of the strip and feeding in the longitudinal direction of the strip, the preferred direction remains longitudinal. The variability of the process is increased even further by the ability to combine these variants with other separating or slitting processes or folding processes on the rolled strip. The dimensioning depends on the dimensions of the receiver, and the extrusion cross-section provides another dimensioning option that is not subject to any resulting constraints that would require a fiber orientation to be set via extrusion. A force-fit connection of the stacked or rolled layers, for example, is achieved by narrowing the cross-section, for example in the mouthpiece of the extruder.

Die Erfindung deckt nicht nur die vollständige Herstellung des Bauteils ab, sondern auch Zwischenstufen unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lehre, und betrifft somit auch ein Verfahren der Bereitstellung eines zur Herstellung von Bauteilen einer vorgegebenen Bauteilgeometrie, insbesondere für Betonbauwerke, geeigneten Zwischenprodukts, bei dem man eine mit Fasern versehene noch umformbare mineralisch gebundene, insbesondere zementgebundene Masse erzeugt und diese Masse wenigstens einen Umformvorgang erfahren lässt, und das im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens ein Umformvorgang der Masse in einer durch deren Durchführung zwischen zwei gegenläufig rotierenden, eine Dickenabmessung der Masse verringernden Walzen bewirkten Längsstreckung der Masse besteht, und das Zwischenprodukt insbesondere von bandförmiger Gestalt ist. Die Vorteile dieser Art der Herstellung eines Zwischenprodukts ergeben sich aus den obigen Erläuterungen zum Herstellen eines Bauteils.The invention covers not only the complete manufacture of the component, but also intermediate stages using the teaching according to the invention, and thus also relates to a method of providing an intermediate product suitable for the manufacture of components of a predetermined component geometry, in particular for concrete structures, in which a mineral-bound, in particular cement-bound, mass provided with fibres is produced that is still deformable and this mass is subjected to at least one deformation process can be experienced, and which is essentially characterized in that the at least one forming process of the mass consists in a longitudinal stretching of the mass caused by its implementation between two counter-rotating rollers which reduce a thickness dimension of the mass, and the intermediate product is in particular of a strip-like shape. The advantages of this type of production of an intermediate product arise from the above explanations for producing a component.

Insbesondere sind auch weitere Zwischenstufen unter Schutz gestellt, d.h. ein Verfahren der nach Anspruch 10 oder zur Weiterbearbeitung eines nach einem Verfahren nach Anspruch 10 hergestellten Zwischenprodukts, mit den kennzeichnenden Merkmalen eines oder mehrerer der Ansprüchen 2 bis 9.In particular, further intermediate stages are also protected, i.e. a process according to claim 10 or for further processing an intermediate product produced by a process according toclaim 10, with the characterizing features of one or more ofclaims 2 to 9.

Hinsichtlich der für die Erhöhung der (Biege-)Zugfestigkeit herangezogenen Fasern ist die Erfindung keinen besonderen Einschränkungen unterworfen, weder hinsichtlich besonderen Fasertypen noch -längen. Hinsichtlich des Typs sind Schnittfasern bevorzugt. Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass die mittlere Länge der Schnittfasern größer ist als 0,1 mm, bevorzugt größer als 1 mm, insbesondere größer als 2 mm, und/oder Längen von geringer als 50 mm, bevorzugt geringer als 30 mm, insbesondere geringer als 20 mm. Es versteht sich jedoch, dass insbesondere für größere Bauteile auch größere Längen in Betracht gezogen werden können.With regard to the fibers used to increase the (bending) tensile strength, the invention is not subject to any particular restrictions, neither with regard to particular fiber types nor lengths. With regard to the type, chopped fibers are preferred. It is also preferred that the average length of the chopped fibers is greater than 0.1 mm, preferably greater than 1 mm, in particular greater than 2 mm, and/or lengths of less than 50 mm, preferably less than 30 mm, in particular less than 20 mm. However, it is understood that greater lengths can also be considered, particularly for larger components.

Weiter bevorzugt wird daran gedacht, dass der mittlere Durchmesser der Schnittfasern bevorzugt größer als 2 µm, weiter bevorzugt größer als 4 µm, insbesondere größer als 6 µm ist, und/oder geringer als 50 µm, weiter bevorzugt geringer als 30 µm, insbesondere geringer als 20 µm. Auch hier gilt, dass insbesondere für größere Bauteile auch Fasern mit größerem Durchmesser in Betracht gezogen werden können, insbesondere jedoch Fasern mit Durchmesser von nicht größer als 1,5 mm, bevorzugt jedoch nicht größer als 0,5 mm.It is further preferred that the average diameter of the cut fibers is preferably greater than 2 µm, more preferably greater than 4 µm, in particular greater than 6 µm, and/or less than 50 µm, more preferably less than 30 µm, in particular less than 20 µm. Here too, particularly for larger components, fibers with a larger diameter can also be considered, but in particular fibers with a diameter of no greater than 1.5 mm, but preferably no greater than 0.5 mm.

Auch hinsichtlich des Fasermaterials bestehen keine besonderen Einschränkungen. Bevorzugt sind Fasern auf der Basis von Stahl, Carbon, PVA, PP, PAN, Glas, Keramik, Basalt, Aramid oder anderen Kunststoffen, wobei diese Abzählung nicht abschließend ist und nicht nur Fasern von einem Typ, sondern auch ein Fasergemisch aus mehreren Typen eingesetzt werden könnte. Besonders bevorzugt werden Fasern auf Basis von Carbon.There are also no particular restrictions with regard to the fiber material. Fibers based on steel, carbon, PVA, PP, PAN, glass, ceramic, basalt, aramid or other plastics are preferred, although this list is not exhaustive and not only fibers of one type but also a fiber mixture of several types could be used. Fibers based on carbon are particularly preferred.

In einer bevorzugten Variante kann das Fasermaterial, insbesondere die Schnittfasern, in der längsgestreckten mineralisch gebundenen Masse in einem auf den Bindemittelgehalt bezogenen Anteil von mehr als 0,1 Vol-%, bevorzugt mehr als 0,5 Vol-%, insbesondere mehr als 1,0 Vol-% und/oder weniger als 20 Vol-%, bevorzugt weniger als 12 Vol-%, insbesondere weniger als 8 Vol-% enthalten sein.In a preferred variant, the fiber material, in particular the cut fibers, can be contained in the longitudinally stretched mineral-bound mass in a proportion of more than 0.1 vol.%, preferably more than 0.5 vol.%, in particular more than 1.0 vol.% and/or less than 20 vol.%, preferably less than 12 vol.%, in particular less than 8 vol.%, based on the binder content.

Zahlreiche der oben erläuterten Verfahrensaspekte erweisen sich auch als vorteilhaft, wenn sie beispielsweise auch auf organisch gebundene Massen angewandt werden und somit Bauteile aus wenigstens zum Teil organisch gebundenen Massen herzustellen sind. Auch diese Variante wird von der Erfindung als eigenständig und eigenständig schutzwürdig offenbart. Insoweit betrifft die Erfindung auch ein Verfahren der Herstellung von Bauteilen in einer vorgegebenen Bauteilgeometrie, insbesondere im zivilen Bauwesen, bei dem man eine mit Fasern versehene noch umformbare nicht metallisch-gebundene Masse, insbesondere auch organisch gebundene Masse erzeugt, diese Masse einen oder mehrere Umformvorgänge erfahren lässt und sie schließlich in einer den Erhalt der Bauteilgeometrie erlaubenden Struktur verfestigen lässt, das im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass wenigstens ein Umformvorgang der Masse in einer durch deren Durchführung zwischen zwei gegenläufig rotierenden, eine Dickenabmessung der Masse verringernden Walzen bewirkten Längsstreckung der Masse besteht. Diese Variante kann auch hinsichtlich der Herstellung eines Zwischenprodukts herangezogen werden und ist als solche entsprechend offenbart. Auch die oben mit Bezug auf die mineralisch gebundene Masse offenbarten Verfahrensgestaltungen und die Gestalt der daraus gebildeten Endprodukte sind explizit auch für organisch gebundene Massen als vorteilhaft offenbart.Many of the process aspects explained above also prove to be advantageous if they are also applied to organically bound masses, for example, and components can thus be produced from at least partially organically bound masses. This variant is also disclosed by the invention as being independent and worthy of protection in its own right. In this respect, the invention also relates to a method for producing components in a predetermined component geometry, in particular in civil construction, in which a non-metallically bound mass, in particular organically bound mass, which is provided with fibers and is still deformable is produced, this mass is allowed to undergo one or more deformation processes and finally it is allowed to solidify in a structure that allows the component geometry to be maintained, which is essentially characterized in that at least one deformation process of the mass consists in a longitudinal stretching of the mass caused by its implementation between two counter-rotating rollers that reduce a thickness dimension of the mass. This variant can also be used with regard to the production of an intermediate product and is disclosed accordingly as such. The process designs disclosed above with reference to the mineral-bound mass and the shape of the end products formed therefrom are also explicitly disclosed as advantageous for organically bound masses.

In produkttechnischer Hinsicht deckt die Erfindung sowohl die Zwischenprodukte wie auch die Bauteile ab, und richtet sich somit auch auf ein Zwischenprodukt für die Herstellung von insbesondere für Betonbauwerke hergerichteten Bauteilen einer vorgegebenen Bauteilgeometrie, herstellbar bzw. hergestellt nach einem der Ansprüche 10 oder 11, mit einem Fasern enthaltenden Bereich längsgestreckter mineralisch gebundener, insbesondere zementgebundener Masse mit von einer isotropen Verteilung der Orientierung der enthaltenen Fasern abweichenden Faserorientierung in Form einer Vorzugsrichtung entlang der Längsrichtung der Längsstreckung, wobei das Zwischenprodukt insbesondere von bandförmiger Gestalt ist, und des Weiteren auch auf ein Bauteil einer vorgegebenen Bauteilgeometrie, insbesondere Fertigstrukturbauteil für Betonbauwerke, herstellbar bzw. hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem Fasern enthaltenden, längsgestreckten und verfestigten Bereich mineralisch gebundener, insbesondere zementgebundener Masse mit von einer isotropen Verteilung der Orientierung der enthaltenen Fasern abweichenden Faserorientierung in Form einer Vorzugsrichtung entlang der Längsrichtung der Längsstreckung. Bei Bauteilen, die entsprechend der eingangs genannten Literatur gefertigt werden, gibt es lediglich eine Richtung (Düsendicke), bezüglich der die Fasern kaum ausgerichtet sind. Des Weiteren vorgesehen ist insbesondere eine sich durch das Walzen ergebende unterschiedlich ausgeprägte Faserorientierung bezüglich zweier orthogonal zueinander und jeweils orthogonal zu der Richtung der Längserstreckung verlaufenden Richtungen.In terms of product technology, the invention covers both the intermediate products and the components, and is thus also directed to an intermediate product for the production of components of a predetermined component geometry, in particular prepared for concrete structures, producible or manufactured according to one ofclaims 10 or 11, with a fiber-containing region of longitudinally stretched mineral-bound, in particular cement-bound mass with fiber orientation deviating from an isotropic distribution of the orientation of the contained fibers in the form of a preferred direction along the longitudinal direction of the longitudinal extension, wherein the intermediate product is in particular of a band-shaped shape, and furthermore also to a component of a predetermined component geometry, in particular prefabricated structural component for concrete structures, producible or manufactured according to one ofclaims 1 to 9, with a fiber-containing, longitudinally stretched and solidified area of mineral-bound, in particular cement-bound mass with fiber orientation deviating from an isotropic distribution of the orientation of the contained fibers in the form of a preferred direction along the longitudinal direction of the longitudinal extension. In components that are manufactured according to the literature mentioned at the beginning, there is only one direction (nozzle thickness) with respect to which the fibers are hardly aligned. Furthermore, a differently pronounced fiber orientation resulting from rolling is provided in particular with respect to two directions that are orthogonal to one another and each orthogonal to the direction of the longitudinal extension.

Ebenfalls unter Schutz gestellt wird von der Erfindung eine Struktur mit einem solchen Bauteil, welche im Einsatz einer auf Zug beanspruchenden Belastungskraft entlang einer definierten Trajektorie ausgesetzt ist, wobei das Bauteil derart in der Struktur vorgesehen ist, dass die überwiegende Richtungskomponente der Vorzugsrichtung in Richtung der Trajektorie verläuft. Bevorzugt gibt es somit einen längsgestreckten Bereich im Bauteil, in dem die gemittelte Faserorientierungsrichtung entlang einer Richtung zentriert ist, dessen Skalarprodukt mit Richtung der Trajektorie (bei jeweils normierten Richtungsvektoren) größer ist als 0,6, bevorzugt größer als 0,7, insbesondere größer als 0,8, sogar größer als 0,86.The invention also provides protection for a structure with such a component which, during use, is subjected to a tensile loading force along a defined trajectory, the component being provided in the structure in such a way that the predominant directional component of the preferred direction runs in the direction of the trajectory. Preferably, there is thus an elongated region in the component in which the average fiber orientation direction is centered along a direction whose scalar product with the direction of the trajectory (with standardized direction vectors in each case) is greater than 0.6, preferably greater than 0.7, in particular greater than 0.8, even greater than 0.86.

Derartig hergestellte Bauteile, insbesondere aus zementgebundener Masse erreichen Zugfestigkeiten von 20 MPa oder mehr, auch 30 MPa oder mehr, sogar 40 MPa oder mehr, sogar bis hin zu über 60, über 80, aber auch über 100 MPa.Components manufactured in this way, especially those made from cement-bound mass, achieve tensile strengths of 20 MPa or more, even 30 MPa or more, even 40 MPa or more, even up to over 60, over 80, but also over 100 MPa.

Schließlich sieht die Erfindung anlagentechnisch noch eine Fertigungsanlage zur Durchführung wenigstens des Umformvorgangs mit der Längsstreckung des obigen Verfahrens vor, mit einer Walzstraße mit wenigstens zwei einen Durchgangsspalt zwischen ihnen definierenden gegenläufig rotierend angetriebenen Walzen, einer Beschickungsvorrichtung zum Beschicken der Walzstraße mit Walzgut und einer die Beschickungsvorrichtung mit einem Walzgut in Form einer mit Fasern versehenen noch umformbaren mineralisch gebundenen, insbesondere zementgebundenen Masse versorgenden Versorgungseinrichtung. Weitere Eigenschaften von Walzen, die in einer derartigen Fertigungsanlage zum Einsatz kommen können, wurden bereits oben beschrieben. Gedacht wird an den Einsatz von Flachwalzen. Auch Kaliberwalzen können zum Einsatz kommen, sowie Profilwalzen, wie auch Führungswalzen zur Vermeidung einer Breitenstreckung.Finally, the invention also provides a production plant for carrying out at least the forming process with longitudinal stretching of the above method, with a rolling mill with at least two counter-rotating rollers defining a gap between them, a feeding device for feeding the rolling mill with rolling stock and a supply device that supplies the feeding device with rolling stock in the form of a mineral-bound, in particular cement-bound, mass that is provided with fibers and can still be formed. Other properties of rollers that can be used in such a production plant have already been described above. The use of flat rollers is considered. Caliber rollers can also be used. are used, as well as profile rollers and guide rollers to avoid width stretching.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich auch aus der weiteren Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Figuren, von denen

Fig. 1

eine schematische Darstellung der Faserausrichtung in einer Fasern enthaltenden mineralisch gebundenen Masse während eines Walzprozesses innerhalb einer Walzstraße ist,

Fig. 2a

eine Darstellung orthogonal angeordneter Walzenpaare zeigt,

Fig. 2b

Walzen mit einer kastenförmigen Kalibergeometrie zeigt,

Fig. 3

eine schematische (jeweils) Querschnittsansicht für eine Folge von Zuständen in Verbindung mit einem mehrmaligen Längsumschlagen zeigt,

Fig. 4

eine schematische Darstellung einer Fertigungsanlage zeigt, und

Fig. 5

beispielhafte Bauteile in Form von Strukturbauteilen für das Bauwesen in einer Querschnittsansicht zeigt.

Fig. 6

einen Träger mit C-Profil in einer perspektivischen Ansicht zeigt.

Further features, details and advantages of the invention will become apparent from the further description with reference to the accompanying figures, of which

Fig.1

is a schematic representation of the fibre orientation in a fibre-containing mineral-bound mass during a rolling process within a rolling mill,

Fig. 2a

shows a representation of orthogonally arranged roller pairs,

Fig. 2b

Rolls with a box-shaped caliber geometry,

Fig.3

shows a schematic (each) cross-sectional view for a sequence of states in connection with a multiple longitudinal turning,

Fig.4

shows a schematic representation of a production plant, and

Fig.5

shows exemplary components in the form of structural components for construction in a cross-sectional view.

Fig.6

shows a beam with C-profile in a perspective view.

InFig. 1 schematisch dargestellt ist eine Walzstraße 100 mit dargestellten zwei Walzenpaaren 1, 3 bzw. 2, 4, die in Walzrichtung L hintereinander angeordnet sind. Die Drehachsen der Walzen verlaufen entlang einer Breitenrichtung B. Die Walzenpaare 1,3 und 2,4 werden dazu eingesetzt, eine mineralisch gebundene Masse 10, in diesem Ausführungsbeispiel eine zementgebundene Masse 10 mit darin enthaltenen Fasern 11 ausgehend von einer Höhenabmessung h_I in einem Eingangsbereich I in einem ersten Walzstich in eine bandförmige Gestalt mit einer Dicke h_M in einem zwischen den Walzenpaaren liegenden Zwischenbereich M zu walzen, die der Spaltbreite zwischen den Walzen 1 und 3 entspricht. Die zementgebundene Masse 10 im Eingangs- bzw. Zuführbereich I enthält die Fasern in einer im Wesentlichen isotropen Verteilung, beispielsweise indem diese, in diesem Ausführungsbeispiel Carbonfasern, zuvor in die Masse eingemischt werden.In Fig.1 A rollingmill 100 is shown schematically with two pairs ofrollers 1, 3 and 2, 4, which are arranged one behind the other in the rolling direction L. The axes of rotation of the rollers run along a width direction B. The roller pairs 1, 3 and 2, 4 are used to roll a mineral-boundmass 10, in this embodiment a cement-boundmass 10 withfibers 11 contained therein, starting from a height dimension h_I in an input area I in a first rolling pass into a band-shaped shape with a thickness h_M in an intermediate area M lying between the pairs of rollers, which corresponds to the gap width between therollers 1 and 3. The cement-boundmass 10 in the input or feed area I contains the fibers in a substantially isotropic distribution, for example by mixing these, in this example carbon fibres, into the mass beforehand.

Bereits nach dem ersten Walzstich durch das Walzenpaar 1,3 ist ausFig.1 erkennbar dargestellt, wie sich die Faserorientierung anpasst, mit Tendenz zu einer Ausrichtung in Walzrichtung L. Dies wird weitergehend verdeutlicht in der Darstellung des Bandes 20 aus der zementgebundenen Masse 10 im Anschluss an das zweite Walzenpaar 2, 4, im Ausgangsbereich O, welches zweite Walzenpaar eine Dickenreduzierung auf eine nochmals verringerte Höhenabmessung von zuvor h_m auf nunmehr h_O bewirkt. Man erkennt im Band 20 deutlich die Vorzugsrichtung für die Faserorientierung entlang der Walzrichtung (Längsstreckrichtung) L. Es versteht sich, dass die Darstellung vonFig. 1 nicht nur schematisch, sondern auch zu Erläuterungszwecken vereinfacht ist, und Details der tatsächlichen Faserorientierungsverteilung nicht vollständig wiedergibt. Die tatsächlich bestehende Vorzugsrichtung ist jedoch in gängigen Untersuchungen bestätigt worden und deren Effekte (siehe auch weiter unten) durch Messung bestätigt. Des Weiteren versteht es sich, dass zu Zwecken der Erläuterung der erfindungsgemäßen Lehre auch die dargestellte Anzahl von zwei Walzenpaaren nicht einschränkend zu lesen ist.Already after the first rolling pass through theroller pair 1,3, Fig.1 clearly shows how the fiber orientation adapts, with a tendency towards an alignment in the rolling direction L. This is further illustrated in the representation of thestrip 20 made of the cement-boundmass 10 following the second pair ofrollers 2, 4, in the exit area O, which second pair of rollers causes a reduction in thickness to a further reduced height dimension from previously h_m to now h_O. In thestrip 20, the preferred direction for the fiber orientation along the rolling direction (longitudinal stretching direction) L can be clearly seen. It is understood that the representation of Fig.1 not only schematically, but also simplified for explanatory purposes, and does not fully reflect details of the actual fiber orientation distribution. However, the actually existing preferred direction has been confirmed in current investigations and its effects (see also below) have been confirmed by measurement. Furthermore, it is understood that for the purposes of explaining the teaching of the invention, the number of two roller pairs shown is not to be interpreted as limiting.

In einem konkreten Ausführungsbeispiel wurde eine zementgebundene Masse mit üblichen Additiven und 2,5 % (bezogen auf den Bindemittelgehalt) Carbonfasern einer Länge von 6 mm vermischt, und ausgehend von einer Ausgangshöhe von ca. 18 mm mehreren Walzstichen ähnlich wie inFig. 1 gezeigt unterworfen. Anders als inFig. 1 schematisch dargestellt wurde jedoch eine sukzessive Höhenverringerung verteilt auf 10 Walzstiche vorgenommen, und die Masse 10 auf eine finale Schichtdicke von 1,3 mm ausgewalzt. Aus mehreren Schichten dieser Schichtdicke wurde anschließend ein plattenförmiges Feinbetonbauteil als Platte mit 12 mm Dicke gebildet. Nach dem Aushärten ergab sich eine Biegezugfestigkeit in Längsrichtung L von mehr als 75 MPa. Bei Beanspruchung auf Biegezug quer zur Längsrichtung L ergab dagegen lediglich Werte von ca. 22 MPa. Der Einsatz einer derartigen Platte als Konstruktionsbauteil im Bauwesen kann somit aufgrund ihres anisotropen Charakters der Biegezugfestigkeiten gezielt derart zum Einsatz kommen, dass die Vorzugsrichtung mit großer (Biege-)Zugfestigkeit passend zur Belastungsrichtung ausgerichtet wird.In a specific example, a cement-bound mass was mixed with conventional additives and 2.5% (based on the binder content) carbon fibers with a length of 6 mm, and starting from an initial height of approx. 18 mm, several rolling passes similar to Fig.1 shown. Unlike in Fig.1 However, as shown schematically, a gradual reduction in height was carried out over 10 rolling passes, and themass 10 was rolled out to a final layer thickness of 1.3 mm. A plate-shaped fine concrete component was then formed from several layers of this layer thickness as a 12 mm thick plate. After hardening, a flexural tensile strength in the longitudinal direction L of more than 75 MPa was obtained. When subjected to flexural stress transverse to the longitudinal direction L, however, values of only approx. 22 MPa were obtained. Due to the anisotropic nature of the flexural tensile strength, such a plate can be used as a structural component in construction in a targeted manner so that the preferred direction with high (flexural) tensile strength is aligned to match the load direction.

Als weitere Ausführungsbeispiele werden Sequenzen von Schichten vorgestellt, welche auf 4 mm Schichthöhe gewalzt wurden (mit 7 Walzstichen), Schichten die auf 3 mm gewalzt (mit 8 Walzstichen), Schichten die auf 2 mm gewalzt (mit 9 Walzstichen) und Schichten die auf 1,3 mm Höhe gewalzt (mit insgesamt 10 Walzstichen) wurden, wobei jeweils von der oben bereits beschriebenen Ausgangsmasse mit einer Ausgangshöhe von ca. 18 mm ausgegangen wurde. Als Vergleichsbeispiel dient eine Schicht (nicht gewalzt) dieser Schichthöhe 18 mm aus derselben Masse 10 mit beibehaltener isotroper Verteilung der Fasern 11. Für diese Referenz wurde nach Erhärtung einer Dauer von 7 Tagen eine Biegezugfestigkeit von 38 MPa festgestellt, wohingegen für das Ausführungsbeispiel der 4 mm-Schicht ein entsprechender Wert von 63 MPa gemessen wurde, für das Ausführungsbeispiel mit 3 mm von 66 MPa, für das Ausführungsbeispiel von 2 mm sogar 76 MPa und schließlich für das Ausführungsbeispiel mit 1,3 mm nochmal etwas mehr, nämlich 78 MPa. Man erkennt den positiven Einfluss des Umformgrads auf die finale (Biege-)Zugfestigkeit, entsprechend den oben vorgestellten Erläuterungen.Further examples of implementation are sequences of layers rolled to a layer height of 4 mm (with 7 rolling passes), layers rolled to a layer height of 3 mm rolled (with 8 rolling passes), layers rolled to 2 mm (with 9 rolling passes) and layers rolled to 1.3 mm height (with a total of 10 rolling passes), each of which was based on the initial mass described above with an initial height of approximately 18 mm. A layer (not rolled) of this layer height of 18 mm made from thesame mass 10 with retained isotropic distribution of thefibers 11 serves as a comparison example. For this reference, a flexural tensile strength of 38 MPa was determined after hardening for a period of 7 days, whereas a corresponding value of 63 MPa was measured for the example of the 4 mm layer, 66 MPa for the example of 3 mm, 76 MPa for the example of 2 mm and finally a little more for the example of 1.3 mm, namely 78 MPa. One can see the positive influence of the degree of deformation on the final (bending) tensile strength, according to the explanations presented above.

Einer parallel zur Längsstreckung in Walzrichtung L einhergehenden Breitenstreckung in Breitenrichtung B kann entgegengewirkt werden, wenn wie beispielsweise inFig. 2a gezeigt, an das umformende Walzenpaar 1, 3 noch Breitenführungswalzen 5, 6 mit orthogonaler Drehachse bezüglich des Walzenpaares 1, 3 angeordnet werden, oder, wie in der Variante vonFig. 2b gezeigt, Walzen 7, 8 eingesetzt werden, die gemeinsam eine kastenförmige Kalibergeometrie aufweisen.A widthwise stretching in the width direction B parallel to the longitudinal stretching in the rolling direction L can be counteracted if, for example, Fig. 2a shown,width guide rollers 5, 6 with an orthogonal axis of rotation with respect to theroller pair 1, 3 can be arranged on the formingroller pair 1, 3, or, as in the variant of Fig. 2b shown,rollers 7, 8 are used, which together have a box-shaped caliber geometry.

InFig. 3 ist exemplarisch eine Verfahrensvariante mit zwischenzeitlichem Längsumschlagen dargestellt. In einer Sequenz von oben nach unten mit dargestellten Querschnitten in einer Querschnittsebene orthogonal zur Walzrichtung L ist dargestellt, wie die Masse 10 mit den Fasern 11 zunächst gewalzt wird (Schritt W1), umgeschlagen wird (Schritt U1), die umgeschlagene Masse nochmals gewalzt wird (Schritt W2), ein weiterer Umschlagschritt (Schritt U2) erfolgt, bis nach einem weiteren Walzen (Schritt W3) ein mehrfach gestrecktes finales Band erzeugt wird, welches der Weiterverarbeitung zur Herstellung der Bauteile dient.In Fig.3 a process variant with intermediate longitudinal folding is shown as an example. In a sequence from top to bottom with cross sections shown in a cross-sectional plane orthogonal to the rolling direction L, it is shown how themass 10 with thefibers 11 is first rolled (step W1), folded over (step U1), the folded mass is rolled again (step W2), a further folding step (step U2) takes place, until after further rolling (step W3) a multiply stretched final strip is produced, which is used for further processing to produce the components.

In einem Ausführungsbeispiel könnte das nach dem ersten Walzvorgang W1 bandförmige Material das mit der oben beschriebenen Schichtdicke von 1,3 mm sein, welches ohne weitere Bearbeitung wie oben erläutert zu einer Biegezugfestigkeit (7 Tage) von 78 MPa führte. In Ausführungsbeispiel gemäßFig.3 wurden (mit einem inFig. 3 nicht dargestellter nochmals weiterer Umschlageschritt U3 und Walzschritt W4) ergab sich durch die dreimalige Wiederholung des Vorgangs des Längsschlagens und erneuten Walzens eine nochmalige Festigkeitssteigerung von 78 MPa auf 87 MPa.In one embodiment, the strip-shaped material after the first rolling process W1 could be the one with the layer thickness of 1.3 mm described above, which without further processing as explained above led to a bending tensile strength (7 days) of 78 MPa. In the embodiment according to Fig.3 were (with a in Fig.3 not shown further turning step U3 and rolling step W4) resulted from Repeating the process of longitudinal impact and re-rolling three times results in a further increase in strength from 78 MPa to 87 MPa.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wurden anstelle der Carbonfasern Stahlmikrofasern zugemischt, mit einem Anteil von 30% bezogen auf den Bindemittelgehalt. Nach Walzen in insgesamt 8 Walzstichen auf eine Schichthöhe von ca. 2 mm ergab sich wiederum ein signifikanter Unterschied in der Biegezugfestigkeit in Walzrichtung (23 MPa) bezüglich der Biegezugfestigkeit senkrecht zur Walzrichtung (6 MPa).In another example, steel microfibers were added instead of carbon fibers, with a proportion of 30% based on the binder content. After rolling in a total of 8 rolling passes to a layer height of approx. 2 mm, there was again a significant difference in the bending tensile strength in the rolling direction (23 MPa) compared to the bending tensile strength perpendicular to the rolling direction (6 MPa).

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wurden anstelle der Carbonfasern/Stahlmikrofasern Glasfasern eingesetzt, hier mit einem Gehalt von 5 % mit Bezug auf den Bindemittelgehalt; auch hier ergab sich ein signifikanter Unterschied in der ermittelten Biegezugfestigkeit in Walzrichtung im Vergleich zur Richtung orthogonal dazu.In another embodiment, glass fibers were used instead of carbon fibers/steel microfibers, here with a content of 5% with respect to the binder content; here too, a significant difference was found in the determined flexural tensile strength in the rolling direction compared to the direction orthogonal to it.

InFig. 4 ist schematisch ein Anlagenkonzept dargestellt, in welchem mit dem Bezugszeichen 100 schematisch wieder eine Walzstraße bezeichnet ist. Eine Beschickungseinrichtung 80 beschickt die Walzstraße 100 mit Material und wird hierzu von einer Versorgungseinrichtung 70 gespeist, welche die Beschickungsvorrichtung 80 mit der mineralisch gebundene Masse 10 mit den darin enthaltenen Fasern 11 versorgt. Mit dem Bezugszeichen 60 bezeichnet ist eine Einrichtung zur Herstellung der Fasern enthaltenden Masse, in welcher z.B. eine Mischeinrichtung vorgesehen ist, um die Ausgangsstoffe wie etwa ein Zement, z.B. ein Portlandzement als hydraulisches Bindemittel mit üblichen additiven (Sand/Silica) sowie den Fasern zu einer (Fein-)Betonmasse zu vermischen.In Fig.4 a system concept is shown schematically, in which thereference number 100 again schematically designates a rolling mill. Afeeding device 80 feeds the rollingmill 100 with material and is fed for this purpose by asupply device 70, which supplies thefeeding device 80 with the mineral-boundmass 10 with thefibers 11 contained therein. Thereference number 60 designates a device for producing the fiber-containing mass, in which, for example, a mixing device is provided in order to mix the starting materials such as a cement, e.g. Portland cement as a hydraulic binding agent with conventional additives (sand/silica) and the fibers to form a (fine) concrete mass.

Des Weiteren symbolisch inFig. 4 dargestellt ist eine Weiche, die andeutet, welche weiteren Verfahrensschritte nach Bereitstellung eines durch Walzen längsgestreckten Bandes an z.B. der (Fein-)Betonmasse vorgenommen werden können. Beispielsweise könnte in der Variante, die nach oben abzweigt, sich der Walzstraße 100 eine Profilwalzstraße 200 anschließen, in der über Profilwalzen das aus dem Walzstraßenabschnitt 100 austretende Band eine Profilumformung erfährt, um auf ein gewünschtes Querschnittsgeometrieprofil gebracht zu werden. Die inFig. 4 nach unten dargestellt abzweigende Verfahrensvariante betrifft die Zuführung zu einem Kolbenextruder 300, der zur finalen Formgebung für das herzustellende Bauteil beiträgt.Furthermore, symbolically in Fig.4 A switch is shown, which indicates which further process steps can be carried out after providing a strip that has been stretched lengthwise by rolling, for example on the (fine) concrete mass. For example, in the variant that branches off upwards, the rollingmill 100 could be followed by aprofile rolling mill 200, in which the strip emerging from the rollingmill section 100 undergoes a profile deformation via profile rollers in order to be brought to a desired cross-sectional geometry profile. The Fig.4 The process variant branching off below concerns the feeding to apiston extruder 300, which contributes to the final shaping of the component to be manufactured.

Beispiele für Querschnitte bevorzugter Bauteile 30x sind inFig. 5 bzw. 6 dargestellt und umfassen (in nicht einschränkender oder abschließender Weise) ein Plattenprofil 30a, ein Trägerprofil 30b, ein Winkelprofil 30c, ein Doppel-T-Profil 30d, ein Hohlprofil 30e und ein C-Profil.Examples of cross sections of preferred components 30x are in Fig.5 6 and include (in a non-limiting or non-exhaustive manner) aplate profile 30a, asupport profile 30b, anangle profile 30c, a double-T profile 30d, ahollow profile 30e and a C-profile.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wurden mit der beschriebenen carbonfaserhaltigen zementgebundenen Masse (Carbonfaser: 6 mm Schnittlänge und 2,5%) ein Träger (sieheFig. 6) hergestellt. Hierzu wurde die Ausgangsmasse mit einer Höhe von ca. 18 mm auf eine Höhe von 1,0 mm durch zehn Walzstiche gewalzt. Zehn dieser gewalzten Schichten wurden aufeinander gestapelt und durch einen weiteren Walzstich verpresst. Die entstandene Platte mit einer Breite von ca. 50 cm, einer Höhe von ca. 1 cm und einer Länge von 120 cm wurde so um ein Vierkantholz (15 cm x 15 cm x 130 cm) gelegt, dass der Träger mit einem C-Profil geformt wurde. Die überstehenden Ränder des C-Profils wurden mit einem Messer abgeschnitten. Das C-Profil erreichte bei der anschließenden Biegezugfestigkeitsprüfung (nach 7 Tagen) einen Wert von 70 MPa.In a further embodiment, the described carbon fiber-containing cement-bonded mass (carbon fiber: 6 mm cutting length and 2.5%) was used to produce a carrier (see Fig.6 ). To do this, the starting material with a height of approx. 18 mm was rolled to a height of 1.0 mm through ten rolling passes. Ten of these rolled layers were stacked on top of each other and pressed together through another rolling pass. The resulting plate with a width of approx. 50 cm, a height of approx. 1 cm and a length of 120 cm was placed around a square piece of wood (15 cm x 15 cm x 130 cm) so that the support was formed with a C-profile. The protruding edges of the C-profile were cut off with a knife. In the subsequent bending tensile strength test (after 7 days), the C-profile achieved a value of 70 MPa.

Die obigen Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung anzusehen. Vielmehr können die einzelnen Merkmale der obigen Beschreibung wie auch der nachstehenden Ansprüche einzeln oder in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The above embodiments are not to be regarded as a limitation of the invention. Rather, the individual features of the above description as well as the following claims can be essential, individually or in combination, for the realization of the invention in its various embodiments.

Claims (15)

Translated fromGerman

Verfahren der Herstellung von Bauteilen einer vorgegebenen Bauteilgeometrie (30x), insbesondere für Betonbauwerke, bei dem man eine mit Fasern (11) versehene noch umformbare mineralisch gebundene, insbesondere zementgebundene Masse (10) erzeugt, diese Masse einen oder mehrere Umformvorgänge erfahren lässt und sie schließlich in einer den Erhalt der Bauteilgeometrie erlaubenden Struktur verfestigen lässt,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Umformvorgang der Masse in einer durch deren Durchführung zwischen zwei gegenläufig rotierenden, eine Dickenabmessung der Masse verringernden Walzen (1,3; 2,4; 7,8) bewirkten Längsstreckung der Masse besteht.Method for producing components of a predetermined component geometry (30x), in particular for concrete structures, in which a still deformable mineral-bound, in particular cement-bound mass (10) provided with fibres (11) is produced, this mass is allowed to undergo one or more deformation processes and finally it is allowed to solidify in a structure which allows the component geometry to be maintained,
characterized in that at least one forming process of the mass consists in a longitudinal stretching of the mass caused by its implementation between two counter-rotating rollers (1,3; 2,4; 7,8) which reduce a thickness dimension of the mass.Verfahren nach Anspruch 1, bei dem bei der Verringerung der Dickenabmessung einer quer zur Dickenrichtung und zur Längsrichtung gerichteten Streckung entgegengewirkt/diese vermieden wird.A method according to claim 1, wherein, when reducing the thickness dimension, stretching directed transversely to the thickness direction and to the longitudinal direction is counteracted/avoided.Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Verringerung der Dickenabmessung über mehrere Walzstiche verteilt wird.A method according to claim 1 or 2, wherein a reduction in the thickness dimension is distributed over several rolling passes.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine mittlere Teilchengröße der Masse geringer ist als 2 mm, bevorzugt geringer als 1,3 mm, insbesondere geringer als 0,8 mm.Method according to one of the preceding claims, wherein an average particle size of the mass is less than 2 mm, preferably less than 1.3 mm, in particular less than 0.8 mm.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die nach einem Walzstich bandförmige Masse entlang der Walzrichtung (L) gefaltet wird und insbesondere einem weiteren Walzstich unterworfen wird.Method according to one of the preceding claims, in which the band-shaped mass after a rolling pass is folded along the rolling direction (L) and in particular is subjected to a further rolling pass.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter mit einem Schritt des Trennens einer nach einem Walzstrich bandförmigen Masse und weiter mit insbesondere mit einem insbesondere flächigen Zusammenfügen des abgetrennten Bandstücks mit weiteren Stücken dieser bandförmigen Masse oder einer weiteren mineralisch gebundenen Masse von anbindungsfähigem Typ.Method according to one of the preceding claims, further comprising a step of separating a band-shaped mass after a rolling stroke and further comprising in particular joining the separated band piece together, in particular over a surface, with further pieces of this band-shaped mass or with a further mineral-bound mass of a bondable type.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer später als der längsstreckende Umformvorgang erfolgenden zwischenzeitlichen Erzeugung eines Verbunds aus mehreren gewalzten Schichten.Method according to one of the preceding claims, with an intermediate production of a composite of several rolled layers which takes place later than the longitudinal forming process.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer später als der längsstreckende Umformvorgang erfolgenden Annäherung an die, insbesondere Erzeugung der Bauteilgeometrie oder eines Teils hiervon durch ein oder mehrere Walzvorgänge (200).Method according to one of the preceding claims, with an approach to the, in particular production of the component geometry or a part thereof by one or more rolling processes (200) taking place later than the longitudinal forming process.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer später als der längsstreckende Umformvorgang erfolgenden Annäherung an die, insbesondere Erzeugung der Bauteilgeometrie oder eines Teils hiervon durch ein insbesondere mittels eines Kolbenextruders (300) ausgeführten Extrudieren, welchem insbesondere eine aufgerollte oder gestapelte Form von nach wenigstens einem Walzstich erzeugter bandförmiger Masse zugrunde gelegt wird.Method according to one of claims 1 to 7, with an approach to the, in particular production of the component geometry or a part thereof by extrusion carried out in particular by means of a piston extruder (300), which takes place later than the longitudinal forming process and which is based in particular on a rolled-up or stacked form of band-shaped mass produced after at least one rolling pass.Verfahren der Bereitstellung eines zur Herstellung von Bauteilen einer vorgegebenen Bauteilgeometrie, insbesondere für Betonbauwerke, geeigneten Zwischenprodukts, bei dem man eine mit Fasern (11) versehene noch umformbare mineralisch gebundene, insbesondere zementgebundene Masse (10) erzeugt und diese Masse wenigstens einen Umformvorgang erfahren lässt,
dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens ein Umformvorgang der Masse in einer durch deren Durchführung zwischen zwei gegenläufig rotierenden, eine Dickenabmessung der Masse verringernden Walzen (1,3; 2,4; 7,8) bewirkten Längsstreckung der Masse besteht, und das Zwischenprodukt insbesondere von bandförmiger Gestalt (20) ist.Method of providing an intermediate product suitable for producing components of a predetermined component geometry, in particular for concrete structures, in which a still deformable mineral-bound, in particular cement-bound mass (10) provided with fibres (11) is produced and this mass is allowed to undergo at least one deformation process,
characterized in that the at least one forming process of the mass consists in a longitudinal stretching of the mass caused by its implementation between two counter-rotating rollers (1,3; 2,4; 7,8) which reduce a thickness dimension of the mass, and the intermediate product is in particular of a strip-like shape (20).Verfahren der nach Anspruch 10 oder zur Weiterbearbeitung eines nach einem Verfahren nach Anspruch 10 hergestellten Zwischenprodukts, mit den kennzeichnenden Merkmalen eines oder mehrerer der Ansprüchen 2 bis 9.Process according to claim 10 or for further processing an intermediate product produced by a process according to claim 10, with the characterizing features of one or more of claims 2 to 9.Zwischenprodukt für die Herstellung von insbesondere für Betonbauwerke hergerichteten Bauteilen einer vorgegebenen Bauteilgeometrie, herstellbar nach einem der Ansprüche 10 oder 11, mit einem Fasern enthaltenden Bereich längsgestreckter mineralisch gebundener, insbesondere zementgebundener Masse mit von einer isotropen Verteilung der Orientierung der enthaltenen Fasern abweichenden Faserorientierung in Form einer Vorzugsrichtung entlang der Längsrichtung der Längsstreckung, wobei das Zwischenprodukt insbesondere von bandförmiger Gestalt ist.Intermediate product for the production of components of a predetermined component geometry, in particular for concrete structures, producible according to one of claims 10 or 11, with a fiber-containing region of longitudinally stretched mineral-bound, in particular cement-bound mass with fiber orientation deviating from an isotropic distribution of the orientation of the contained fibers in the form of a Preferred direction along the longitudinal direction of the longitudinal stretching, wherein the intermediate product is in particular of band-shaped configuration.Bauteil einer vorgegebenen Bauteilgeometrie, insbesondere für Betonbauwerke, herstellbar nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem Fasern enthaltenden, längsgestreckten und verfestigten Bereich mineralisch gebundener, insbesondere zementgebundener Masse mit von einer isotropen Verteilung der Orientierung der enthaltenen Fasern abweichenden Faserorientierung in Form einer Vorzugsrichtung entlang der Längsrichtung der Längsstreckung.Component of a predetermined component geometry, in particular for concrete structures, producible according to one of claims 1 to 9, with a fiber-containing, longitudinally stretched and solidified region of mineral-bound, in particular cement-bound mass with fiber orientation deviating from an isotropic distribution of the orientation of the contained fibers in the form of a preferred direction along the longitudinal direction of the longitudinal extension.Struktur mit einem Bauteil nach Anspruch 13, welche im Einsatz einer auf Zug beanspruchenden Belastungskraft entlang einer definierten Trajektorie ausgesetzt ist, wobei das Bauteil derart in der Struktur vorgesehen ist, dass die überwiegende Richtungskomponente der Vorzugsrichtung in Richtung der Trajektorie verläuft.Structure with a component according to claim 13, which in use is exposed to a tensile loading force along a defined trajectory, wherein the component is provided in the structure such that the predominant directional component of the preferred direction runs in the direction of the trajectory.Fertigungsanlage zur Durchführung wenigstens des Umformvorgangs mit der Längsstreckung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einer Walzstraße mit wenigstens zwei einen Durchgangsspalt zwischen ihnen definierenden gegenläufig rotierend angetriebenen Walzen, einer Beschickungsvorrichtung zum Beschicken der Walzstraße mit Walzgut und einer die Beschickungsvorrichtung mit einem Walzgut in Form einer mit Fasern versehenen noch umformbaren mineralisch gebundenen, insbesondere zementgebundenen Masse versorgenden Versorgungseinrichtung.Manufacturing plant for carrying out at least the forming process with longitudinal stretching of the method according to one of claims 1 to 9, with a rolling mill with at least two counter-rotating rollers defining a passage gap between them, a feeding device for feeding the rolling mill with rolling stock and a supply device for supplying the feeding device with rolling stock in the form of a still formable mineral-bound, in particular cement-bound, mass provided with fibers.

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