Klebung Stahl auf Beton

Hallo Leute,

erstmal vielen Dank für die zahlreichen und teils sehr fundierten Rückmeldungen.
Auch wenn das Thema "Kleben Stahl auf Beton" nicht immer im Vordergrund steht, alles ist interessant.

Wo steht das Projekt aktuell?
Der Betonkörper wurde vor 2 Wochen gegossen und neulich ausgeformt.
Die weitere Bearbeitung erfolgt frühestens nach der allgemein empfohlenen Härtezeit von 28 Tagen.

CAD ist soweit fertig, Bestellungen für Komponenten sind fast alle getätigt. Die Blechteile gehen nächste Woche in Auftrag, KUS und Linearführungen werden momentan in China bearbeitet und gehen in ca. einer Woche in den Versand.
Alle Stepper mit den Riementrieben und Steuerung Eding sind da.
Linearachse ist einbaufertig.

Der Zusammenbau wird aus Zeitgründen frühestens im Sommer erfolgen. Gut für den Betonklotz;)

Projektziel
Die Maschine war niemals als Werkzeugmaschine geplant! Eher vielleicht als high end Käsefräse? :)
Niemals wird die Maschine Stahl bearbeiten, dafür habe ich eine (nicht CNC) Universalfräsmaschine, eine vernünftige Drehbank und verläßliche Zulieferer.
Also laßt uns über eine Liega sprechen bei der andere Erbauer sich mit krummen Aluprofilsystemen quälen....bitte nicht abqualifizierend verstehen.
Ok, der Vergleich hinkt, ca. 300kg für ein Maschinenbett trägt man nicht mit 2 Mann in die andere Ecke der Werkstatt.
Ihr wißt aber bestimmt was ich meine....

Beton
Ganz so unbedarft wie es vielleicht aussieht war die Vorgehensweise nicht.
Als Nicht-Betonfachkundiger war mir relativ schnell bewußt das man mit normalem Beton Probleme mit der Aufgabenstellung der Maschine hat. Und wenn man sich näher mit Hochleistungsbeton befaßt wird auch schnell klar daß nur mit Profiwissen gute Ergebnisse erzielbar sind.
Ich habe mich eingehend beraten lassen bei der Formgebung von Leuten die damit jeden Tag zu tun haben, dort wurde dann auch der Betonkörper gegossen.
Ich weiß die genauen Spezifikationen des UHPC nicht da diese Technologie bei deren eigener Fertigung eingesetzt wird und Details der bauaufsichtlich zugelassenen Produkte nicht für die Öffentlichkeit bestimmt sind.
Nur soviel, die Dichte liegt bei min. 2,7 und die Mindestdruckfestigkeit bei 150Mpas. Der Beton ist selbstverlaufend und selbstverdichtend, es wurde nicht gerüttelt. Die abgeformte Oberfläche ist perfekt ohne jegliche sichtbare Lufteinschlüsse,
Hergestellt werden dort u.a. Beton-Fassadenplatten bis ca. 4x6m mit einer Wandstärke von 30mm.
Ich jedenfalls war überzeugt von der Technologie.

Die Problematik der Schrumpfung ist mir bewußt. Es gibt in der Fachliteratur viele unterschiedliche Angaben zur Schrumpfung von UHPC, tatsächlich scheint sich der Vorgang nach einiger Zeit stark zu verlangsamen.
Wobei mir die Schrumpfung in X (parallel zum Portal) kein Kopfweh bereitet da die aufgeschraubte Linearachse des Portales über T-Nuten verschiebbar ist.
Schrumpfung in Y ist unkritisch.
Größere Sorge bereitet mir ein Drehen (Nicken) der beiden vertikalen Gußteile, dieses würde ein erhebliches Verspannen der Linearführungen hervorrufen.
Wir werden sehen......


Ausblick
Mehrere Leute hier haben von der Verwendung von Spreizdübeln abgeraten.
An den Stirnseiten sind Spreizdübel bereits mit eingegossen. Dort ist geplant eine Aufspannplatte für Stirnbearbeitung anzubauen. Sobald der Beton die 28 Tage Härtezeit hinter sich hat werde ich dort einen Versuch machen ob bzw. wann ein Ausbruch der Spreizdübel stattfindet. Risse sind in dem Bereich unkritisch, kann man gut flicken.
Vielleicht habe ich die Problematik aus Unkenntnis unterschätzt?

Plan B wäre die vorhandenen Löcher für die Spreizdübel auf D14 aufzubohren und mit Injektionsmörtel dort Gewindestangenabschnitte M12 oberflächenbündig einzukleben.
Das ist ein soweit bewährtes Verfahren. Dann die Leisten, vorgefertigt mit allen Bohrungen, auf dem Beton verkleben mit Epoxidharz E und aushärten lassen.
Anschließend in die zuvor in den Beton eingeklebten Gewindestangen mit der Magnetbohrmaschine die Kernlochbohrungen zur Verschraubung der Leiste mit dem Beton anbringen. Die Leiste dient als Bohrschablone, dann Gewinde schneiden.
Ist besser, oder?


Antworten zu den vorherigen posts, nochmals Dank an alle auch wenn ich diese zu fortgeschrittener Stunde nicht namentlich erwähne:

Betonleim entfernen mit Topfbürste auf Flex. Ist zuviel Aufwand den Betonklotz zum Kugelstrahlen zu transportieren.

Im Bild sieht man eine Aufspannplatte (Siebdruckplatte), verschraubt mit dem Betonkörper. Diese wird mit der Maschine geplant, Rampamuffen gesetzt und dann dort die Opferplatte montiert und ebenfalls geplant.
In der Opferplatte dann wiederum Rampamuffen für Anschlagleisten, Kniehebelspanner, Exzenterspanner und Maschinenschraubstock. Alles mit der Maschine gefertigt.
Alternativ kann statt der Opferplatte eine T-Nutenplatte montiert werden.
Ob das alles wirklich gebraucht wird steht in den Sternen, aber die Möglichkeit ist vorgesehen.

Breite der Klebefläche mit den Leisten ist 60 mm (gut geschätzt!).
Betonstärke unterhalb der Aufspannfläche ist 80mm.
Im Frieda thread wurde das Thema Zerspanungskräfte behandelt. Nachvollziehbar war die Rede von 100N Seitenkraft am Werkzeug mit D=6mm. Mit einer 2,2kw Chinaspindel bewegt man sich sicher in diesem Bereich. Ich bin überzeugt daß bei der Dimensionierung des Betonteiles 100N peanuts sind. Nochmal, das wird keine Werkzeugmaschine! Dauerfestigeit ist sicher kein Thema.

Nein, eine Meßmaschine war nicht Vorbild wenngleich ich solche Maschinen kenne. Ich will Steifigkeit und deswegen keine Portalwangen.
Und Hartgestein verklebt man niemals elastisch.

Gruß
Mike
 
hi Mike, Danke für deinen Bericht, nur hätte das deine Einleitung sein müssen, dazu die Zeichnung.;) Erfahrungsgemäss lässt man sich hier nicht gerne mit Peanuts abspeissen, Auf jedenfall ein sehr interessantes Projekt, ich hoffe, du lässt uns weiterhin daran teilhaben...
 
Lange ist es her....

Tausend Projekte nebenbei, alle fressen Zeit.

Die Betonfräse ist schon länger fertig und macht genau das was sie soll, nämlich sehr zuverlässig und genau fräsen :-)

Nicht dass ihr meint das ist eines der vielen Projekte welche dann doch aus welchen Gründen auch immer im Nirwana abtauchen.

Der Aufwand bis die Möhre dann Späne produziert hat war nicht unerheblich, gelohnt hat es sich aber auf jeden Fall.

Ich bin mit der Maschine hochzufrieden.
Der eingeschlagene Weg war richtig und ich würde im nachhinein nur minimale Änderungen vornehmen.

Und ich denke ich bin euch, wenngleich auch mit Zeitverzug, eine Rückmeldung schuldig.
Gut, hier gehts eigentlich um die Problematik des Klebens von Stahl auf Beton. Das hat Dank der Hilfe von Gideon perfekt geklappt, danke dafür.
Ich könnte zur Thematik Betonfundament als Maschinenbett noch einiges schreiben, würde aber doch in diesem Zusammenhang offtopic sein.

Dazu nur einige Anmerkungen.
Alle geäußerten Bedenken zur Verwendung von UHPC haben sich als gegenstandslos herausgestellt. Maßänderungen durch Schwindung kann ich meßtechnisch nicht erfassen.
Die Masse des Betonbettes zusammen mit der Geometrie (keine Portalwangen) und der Anordnung von Lineartechnik und Kugelgewindespindeln erlauben hohe Vorschübe mit minimalen Resonanzen.
Natürlich hat auch ein solches Gebilde Eigenfrequenzen. Mit der Zeit hört man dann auch die kritischen Bereiche, dabei braucht man aber ein sehr feines Hörempfinden um diese auch tatsächlich als Resonanz zu identifizieren.
Die Resonanzen liegen dann aber auch in Bereichen die man bei herkömmlicher Technik nicht wahrnimmt. Bei der Betonfräse oberhalb von 6000mm/min, natürlich abhängig vom Fräser, dem Eingriff und dem Vorschub.
Kennt man die Bereiche und vermeidet diese hat meine eine Laufruhe die bemerkenswert ist.

Genug gelabert. Sperrholz mit 2mm Zweischneider geht problemlos mit 4000mm/min.
Zweischneider 1,0mm in GfK / CfK mit guten 5000mm /min.
Plexi GS für Negativformen fräse ich bei Super Oberfläche mit 2500 m/min und Zustellung bis 4mm mit einem 5mm Einzahn. Mit Minimalmenge und Wasser pur.
Da geht noch mehr, aber die Chinaspindel kann nur 24000 1/min. Dafür wäre eine Spindel mit min. 40000 1/min erforderlich, ist ausserhalb des Budgets.
Styrodurkerne für Flächen / Leitwerke gebaut in o.a. Plexiglas Negativformen mit 6mm Zweischneider gehen gut mit 8000mm/min und Zustellung 6mm.
Ähnliche Parameter mit EPP RG20 / 30.
Alu geht auch gut...

Alles ganz prima :-)

Die Kiste hat einen Vakuumspanntisch selbst gefräst aus Multiplexplatte, gesaugt wird mit einem Seitenkanalverdichter.

Aktuell habe ich Spänesauger und SKV ausgelagert aus Gründen der Schallemission im Aufstellraum. Da gibts noch Potential:
http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/701762-Seitenkanalverdichter-zum-Späneabsaugen

Nachfolgend einige pics damit ihr mir auch glaubt was ich von mir gebe ;-)

P1130708.jpg


P1130711.jpg


Anhang anzeigen 2015283

P1130715.jpg

P1130716.jpg


Es fehlt noch die Vertikalspannplatte vorne für Stirnbeabeitung. Irgendwannmal, die zu fräsenden verdeckten Schwalbenschwanzverbindungen für Möbelbau sind nicht ganz oben auf der ToDo Liste.

Es gibt noch andere spannende und anspruchsvolle Projekte in der Planung.

Und Spreizdübel funktionieren ganz hervorragend im Hochleistungsbeton...

Gruß
Mike
 

Anhänge

  • P1130710.jpg
    P1130710.jpg
    54,8 KB · Aufrufe: 96
Nachtrag zur Genauigkeit

Nachtrag zur Genauigkeit

Auch wenn es anscheinend kein allzu großes Interesse an dem Projekt gibt nachfolgend ein paar Bilder betreffend der möglichen Genauigkeit meiner Betonfräse.

Gemessen wurde mit einem hochwertigen und relativ teuren Absolut-Messschieber mit Prüfprotokoll.

Das Werkstück dient zum Positionieren von Trennschnitten an Linearschienen, dabei wird der Schnitt relativ zu den (sehr genauen) Befestigungsbohrungen eingerichtet.
Eine hohe Genauigkeit ist besonders bei Folgeschnitten erforderlich.

In das Aluteil, gefräst aus 7075, werden anschließend Bohrbuchsen eingepresst (nicht dargestellt).

P1130056.jpg
Werkstück, gefräst mit der Betonfräse aus 12mm Plattenmaterial


P1130051.jpg
Bohrungsdurchmesser Soll 6,0mm


P1130046.jpg
Soll Mittenabstand der Bohrungen 30,0mm


P1130045.jpg

Soll Mittenabstand der Bohrungen 20,0mm


P1130049.jpg
Soll Mittenabstand der Bohrungen 50,0mm

Messungen ohne Tricks in eigenem Interesse; mein Auftraggeber hätte mich rundgemacht .....


Warum habe ich den Nachtrag eingestellt?

Es wird in Foren viel theoretisiert, teils auch mit entsprechendem Hintergrund; das ist gut :-)
Bei meiner Betonfräse wurde hier einiges an der Vorgehensweise, wie soll ich sagen, als falsch, als fragwürdig oder so in der Art dargestellt.

Neue Wege werden häufig so in den Boden diskutiert dass der eine oder andere die Lust verliert überhaupt noch irgendwas preiszugeben.
Schade eigentlich...

Die Praxis zeigt dann deutlich was machbar ist und was nicht.

Und wenn jetzt noch einer ankommt und sagt dass die Sollangaben nicht mit der Anzeige des Messschiebers in den Bildern übereinstimmen....

Just_my_2cents....

Gruß
Mike
 
Hallo Mike,
ich habe deinen Bericht erst jetzt gelesen. Erst mal mein Kompliment für die Bauausführung und Gratulation zum Geligen des Projekts.
Das ist seit langem das innovativste was ich in dem Bereich lese.
Ich hab zwar noch keine Fräse gebaut, mich aber schon öfters gedanklich damit beschäftigt. Über den Gedankengang "Wie bekomme ich ein möglichst steifes und schwingungsarmes Maschinenbett hin" kam mir auch schon der Gedanke ans Betonieren. Es freut mich immer, wenn Gedanken doch gar nicht so abwegig sind.
Vielen Dank, dass du über deine Erfahrung berichtest und uns daran teilhaben lässt.
Wie du ja schon schreibst ist das nicht irgendein 0815 Beton, sondern ein hightech Baustoff.
Eine Armierung ist da nicht drinnen, oder?
Also dann, wünsche ich dir noch viel Freude mit deiner Fräse und schöne Grüße,
Johannes.
p.s. warum soll damit eigentlich kein Stahl zu fräsen gehen?
 
Danke für die Blumen :-)

Doch, es sind 8mm Baustahlmatten in den beiden vertikalen Elementen und unten eingegossen.

In der unteren Mitte der Vertikalen sieht man Edelstahlrohre, an denen sind die Baustahlmatten angeschweißt.
Die Rohre dienen für Lastaufnahmemittel um den Betonkörper heben bzw. drehen zu können.

102.jpg

105.jpg

Der Betonkörper wiegt nackt ohne Anbauteile ca. 330kg, das bewegt man nicht mal so schnell ohne Plan.
Nicht jeder hat einen Stapler oder Hallenkran zur Verfügung.

Für vernünftige Stahlbearbeitung ist die Konstruktion nicht steif genug.

Mein rumänischer Deckel Nachbau (tolle Maschine!) wiegt ca. 1100kg und kommt wenn es zur Sache geht auch relativ schnell an die Grenze, auch ohne CNC.
Und das mit Schwalbenschwanzführungen auf allen Achsen.

Mit Linearführungen wird Stahlbearbeitung bei den Dimensionen der Betonfräse nix.
War nie geplant da ich es nicht brauche.

Gruß
Mike
 
Ansicht hell / dunkel umschalten
Oben Unten