CH646093A5 - Verfahren zum dosieren und gleichmaessigen einmischen von zusatzmitteln in beton oder moertel. - Google Patents
Verfahren zum dosieren und gleichmaessigen einmischen von zusatzmitteln in beton oder moertel. Download PDFInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dosieren und gleichmässigen Einmischen von Zusatzmitteln, z.B. in Form von Flüssigkeiten, Lösungen, Emulsionen oder Dispersionen oder Gasen, in Beton oder Mörtel.
Für das Dosieren von Zusatzmitteln stehen verschiedene Verfahren und Vorrichtungen oder Anlagen zur Verfügung. Häufig wird eine elektrisch betriebene Pumpe, z. B. eine Zahnradpumpe, zusammen mit einer Zeitsteuerung verwendet. Die Funktionen des Förderns und Dosierens werden hier von einem einzigen Aggregat ausgeführt. Zur Kontrolle der Dosierung werden Durchflussuhren, Kontrollampen, Sichtzylinder oder ähnliche Vorrichtungen eingesetzt. Eine Dosierpumpe ist wegen ihrer beweglichen Teile anfallig und durch Verharzen können Störungen oder gar ein Ausfall der Pumpe auftreten.
Seltener werden technisch bessere aber auch aufwendigere und kostspieligere Anlagen verwendet, bei denen statt der Dosierzeit die Dosiermenge über eine Waage oder analog über ein Potentiometer mit Schwimmer oder über Messelektroden vorgegeben wird.
Ferner stehen Anlagen zur Verfügung, welche die Zusatzmittel über Druckluft fördern und die wegen der geringen Anzahl bewegter Teile wenig störanfällig sind.
Diese bekannten Anlagen und Verfahren arbeiten zufriedenstellend bei ausreichend grossen Dosiermengen. In vielen Fällen ist es aber erforderlich, nur geringe oder sehr geringe Mengen, möglichst genau dosiert und in einem Fördermedium, beispielsweise im Anmachwasser für Beton, Mörtel oder deren Trockenmischungen, in geringer Konzentration gleichmässig verteilt zuzumischen. Das Dosieren und Einmischen so geringer Mengen an Zusatzmittel wird dort zum Problem, wo beispielsweise grosse Betonmengen in sehr kurzer Zeit hergestellt werden müssen, wie im Autobahn- oder Flugplatzbau, auf grossen Ingenieurbaustellen bzw. in Grossanlagen der Transportbeton- oder Fertigelement- und Betonwarenindustrie. Die Mischzeiten derartiger Anlagen, die mehrere Kubikmeter Beton pro Charge mischen, liegen häufig noch deutlich unter 60 sec.
Die hierbei in geringer Dosierung verwendeten Zusatzmittel, wie beispielsweise Luft-Poren-Stoffe oder Verflüssiger, sind teuer und müssen aus betontechnologischen Gründen genau dosiert und gut untergemischt werden.
Die bekannten Anlagen sind in solchen Fällen nicht oder nur bedingt brauchbar. Das Dosieren von Hand ist technisch unzulänglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem Zusatzmittel auch in geringen Mengen zielsicher dosiert und in ein Fördermedium schnell und gleichmässig eingemischt werden können, worauf dann das im Fördermedium fein verteilte Zusatzmittel unmittelbar nach dem Mischen, oder später, in ein mit dem Zusatzmittel zu versetzendes Gut, nämlich Beton oder Mörtel eingebracht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Zusatzmittel nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe durch einen Wasserstrahl angesaugt, mit diesem vermischt und zusammen mit dem Wasserstrahl in den Beton oder Mörtel eingebracht wird.
Das Zusatzmittel wird in der Ansaug- und Mischkammer mit dem Wasserstrahl gemischt und zweckmässig verwirbelt. Das Zusatzmittel kann in Form einer konzentrierten Lösung oder einer Lösung mit vorgegebener Dosierung verwendet werden. Es kann unmittelbar nach dem Einmischen in den Wasserstrahl zusammen mit diesem in den Beton oder Mörtel eingebracht werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Mischung aus Zusatzmittel und Wasser vor dem Einbringen in den Beton oder Mörtel versprüht. Die Mischung wird zweckmässig während des Mischens des Betons oder Mörtels in diesen eingebracht. Das für den Wasserstrahl verwendete Wasser kann gleichzeitig Anmachwasser sein, das zur Herstellung von Beton oder Mörtel dient.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird mit einer der Wasserstrahlpumpe ähnlichen Vorrichtimg gearbeitet, wobei das Zusaztmittel gefordert und dosiert und mit dem Wasserstrahl zusammengeführt und in vorzugsweise starker Verdünnung intensiv vermischt und verwirbelt wird. Da die Mischung aus Zusatzmittel und Wasser unmittelbar nach dem Mischvorgang in eine mit dem Zusatzmittel zu versetzten Beton- oder Mörtel-Charge eingebracht werden kann, wird dieses Zusatzmittel darin bei geringem Streuverlust verteilt, bzw. kann mit grosser Kontaktoberfläche verdüst werden.
Das erfmdungsgemässe Verfahren kann mit einer wirtschaftlichen und wenig störanfälligen Anlage durchgeführt werden. Durch einen von einem Druckwasseranschluss regulierten Wasserstrahl wird aus einem Zusatzmittelbehälter über eine Leitung Zusatzmittel in eine Ansaug- und Mischkammer gefördert, der eine zusätzliche Luftzufuhr und eine Spritzdüse nachgeschaltet sind. Falls das Zusatzmittel-Wasser-Gemisch weiter in ein Gut eingebracht werden soll, kann dies über ein in einen Mischer führendes Rohr erfolgen.
Auf diese Weise kann eine sehr geringe, leicht dosierbare Menge an Zusatzmittel fein verteilt in ein im Mischer befindliches Mischgut eingebracht werden, wo sie schnell und gleichmässig eingemischt wird.
Besonders zweckmässig ist, dass das Fördermedium Anmachwasser für Beton und Mörtel sein kann, das in der Gesamtmenge auf diese Weise, oder zum Teil, über eine Nebenleitung eingebracht und mit dem durch die Wirkung des Wasserstrahlpumpensystems geförderten Zusatzmittel intensiv verwirbelt und anschliessend verdüst wird.
Wasserstrahlpumpen haben zwar an sich einen geringen Wirkungsgrad. Aber das hier zur Verfügung stehende Potential reicht für die Dosierung geringer Zusatzmittelmengen
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aus, da dieses beispielsweise durch das das Zusatzmittel fördernde Anmachwasser sichergestellt ist. Anmachwasser ist bei allen Betonmischanlagen vorhanden.
Die Wirksamkeit des erfindungsgemässen Verfahrens wird anhand einiger Beispiele näher erläutert, die das Zumischen von Zusatzmitteln in verschiedene Betonarten und Mauermörtel betreffen.
Beispiel 1
Strassenbeton:
Konsistenz steif (Kl), Zwangsmischer BHS 2m3 Betongüte B 35 nach DIN 1045 mit:
33% 0/2 mm Sand 26% 5/11 mm Splitt 41% 11/22 mm Splitt Erforderlicher LP-Gehalt 4,0%
LP-Mittel auf Naturharzbasis.
Die folgende Tabelle gibt an:
1.0 Nullreihe: einfaches Einmischen des Luftporenbildners in 10% Verdünnung mit Wasser, mit verkürzter Mischdauer,
1.1 Nullreihe: einfaches Einmischen des Luftporenbildners in 10% Verdünnung mit Wasser, mit normaler Mischdauer,
1.2 Reihe: mit dem erfindungsgemässen Verfahren in
2,5% Verdünnung mit Wasser, mit verkürzter Mischdauer.
LP-Mitteldosierung Nassmischzeit vorh. LP
(% v. Zem.-Gew.) (Sekunden) (Vol.-%)
1.0 0,08 50 3,2
1.1 0,08 75 4,1
1.2 0,06 50 4,2
Beispiel 2
Ausgleichsbeton:
Konsistenz weich (K3), Fahrmischer 5 m3 Betongüte Druckfestigkeit nach 28 Tagen 3N/mm2 Körnung Ausschliesslich Sand 0/2 mm Erforderlicher LP-Gehalt 40 bis 45%, LP-Mittel auf synthetischer Basis.
Die folgende Tabelle gibt an:
2.0 Nullreihe: einfaches Einmischen des LP-Mittels unver dünnt mit verkürzter Mischdauer,
2.1 Nullreihe: einfaches Einmischen des LP-Mittels unver dünnt, mit normaler Mischdauer,
2.2 Reihe: mit dem erfindungsgemässen Verfahren, in
2,5% Verdünnung mit Wasser, mit verkürzter Mischdauer.
LP-Mitteldosierung Nassmischzeit vorh. LP
(% v. Zem.-Gew.) (Sekunden) (Vol.-%)
2.0 0,30 120 26
2.1 0,30 360 43
2.2 0,14 120 43
Beispiel 3 Schutzbeton faserbewehrt:
Konsistenz fliessfähig, Fahrmischer 5 m3 Betongüte Druckfestigkeit nach 28 Tagen 6 N/mm2 Biegezugfestigkeit nach 28 Tagen 5 N/ mm2
Körnung: Sand 0/2 mm Faserlänge 26 mm Erforderlicher LP-Gehalt 20 bis 25%, Verzögerung auf organischer Basis, LP-Mittel auf synthetischer Basis.
Für das Betonieren grossem Flächen, beispielsweise bei Flachdächern, ist es notwendig, dass der Beton zum Teil erheblich verzögert wird, ohne dass der LP-Gehalt sich wesentlich reduziert. Eine zu starke Änderung im LP-Gehalt würde bedeuten, dass die Festbetoneigenschaften, wie beispielsweise Rohdichte und Festigkeit, sich zu stark ändern würden, Ausserdem wäre die Masshaltigkeit des Bauteils in Frage gestellt.
Die folgende Tabelle gibt an:
3.1 Nullreihe: einfaches Einmischen des LP-Mittels unver dünnt,
3.2 Reihe: mit dem erfindungsgemässen Verfahren, in
2,5% Verdünnung mit Wasser.
LP-Mittel- Nassmisch- vorh. LP vorh. LP LP-Verlust dosierung zeit(s) (Vol.%) nach inn. 12Std.
(% v. Zern.- 12 Std. (Vol.%)
Gew.) (Vol.%)
3.1 0,15 360 26 21 5
3.2 0,08 120 25 23 2
Beispiel 4 Stark verzögerter Mauermörtel:
Konsistenz weich (K3), Fahrmischer 5 m3 Mörtelfestigkeit nach 28 Tagen 6,5 N/mm2 Körnung Sand 0/2 mm Erforderlicher LP-Gehalt, mindestens 20% nach 36 Stunden. Verzögerer auf organischer Basis, LP-Mittel synthetisch.
Die folgende Tabelle gibt an:
4.1 Nullreihe: einfaches Einmischen des LP-Mittels unver dünnt,
4.2 Reihe mit dem erfindungsgemässen Verfahren in
2,5% Verdünnung mit Wasser.
LP-Mittel-
Nassmisch vorh. LP
vorh. LP
LP-Verlust dosierung zeit (s)
(Vol.-%)
nach innerhalb
(% v. Zem.-
36 Std.
36 Std.
Gew.)
(Vol.-%)
(Vol.-%)
4.1 0,17 360 28 17 11
4.2 0,09 120 29 23 6
Diese Beispiele 1 bis 4 betreffen das Einmischen von Luftporenbildnern. Die deutlich erhöhte Stabilität der Luftporen nach dem erfindungsgemässen Verfahren ist überraschend. Die Anwendung des an sich bereits wirtschaftlichen und gut verarbeitbaren Betons und Mörtels mit sehr hohem Luftporengehalt - bis zu 70% - wird durch das erfindungs-gemässe Verfahren erheblich sicherer.
Das folgende Beispiel zeigt das erfindungsgemässe Verfahren unter Verwendung von Verflüssigen
Beispiel 5
Beton für die maschinelle Herstellung von Betonpflastersteinen:
Konsistenz erdfeucht-steif (Kl), Tellermischer 1 m3 Betongüte Druckfestigkeit nach 28 Tagen mindestens 63 N/mm2 Körnung 0/16 mm
Zusatzmittel: plastifizierender Betonverflüssiger (BV). Die folgende Tabelle gibt an:
5.1 Nullreihe: einfaches Einmischen des BV in 10%-iger
Verdünnung mit Wasser,
5.2 Reihe: mit dem erfindungsgemässen Verfahren in
2,5% Verdünnung mit Wasser.
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BV-Dos. Nassmisch- Druckfestigkeit Rohdichte zeit nach 28 Tagen nach
28 Tagen
5.1 0,25% 120 sec 69,0 N/mm2 2,27 kg/1
5.2 0,15% 80 sec 71,2 N/mm2 2,29 kg/1
Auch beim Einmischen der Verflüssiger zeigt sich deutlich die Wirksamkeit des erfindungsgemässen Verfahrens, durch das eine gleichmässige Verteilung sowie eine Aktivierung der Zusatzmittelwirkstoffe im Beton und eine erhöhte Stabilität erzielt werden. Ein weiterer wesentlicher technischer Fortschritt des erfindungsgemässen Verfahrens ist die überraschend schnelle gleichmässige Einmischung der Zusatzmittel. Das Verfahren ist ferner durch die grosse Ausnutzung bzw. sparsame Verwendung der Zusatzmittel besonders wirtschaftlich.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann selbstverständlich auch nur zum dosierten Einmischen von Zusatzmittel in eine Flüssigkeit verwendet, das Zusatzmittel-Flüssigkeits-Gemisch gelagert und erst bei Bedarf eingesetzt werden.
In der Zeichnung ist ein Beispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens schaubildlich dargestellt.
Die Vorrichtung wird an einen Druckwasseranschluss 10 angeschlossen und die eigentliche Dosier- und Einmischeinrichtung D befindet sich im Mittelteil der Vorrichtung. Sie weist eine Abzweigleitung 6 auf, die in einen Zwischen- oder
Zusatzmittelbehälter 13 getaucht ist, aus dem der aus dem Druckwasseranschluss 10 kommende Wasserstrahl eine dosierte Menge des Zusatzmittels durch die Abzweigleitung 6 mitnimmt. Das Zusatzmittel gelangt in eine Ansaug- und Mischkammer 5, wo es mit dem Wasser gemischt und von einer Spritzdüse 3 durch ein Feinsieb 2 in ein an der Abgabeseite der Vorrichtung angeordnetes Rohr 1 eingedüst wird. Dieses Rohr 1 führt von der Dosiereinrichtung D in einen Sammelbehälter oder Mischer (nicht dargestellt), in dem das mit Zusatzmittel versehene Wasser gesammelt oder in ein Gut, beispielsweise Beton, eingemischt wird. Im Mantel des Rohres sind mehrere Lufteinlässe 4 vorgesehen, die der besseren Durchwirbelung und der Oberflächenvergrösserung des Zusatzmittel-Wasser-Gemisches dienen.
An dem der Abgabeseite gegenüberliegenden Ende der Dosiereinrichtung D sind ein Wasserzähler 7 und ein Magnetventil 8 angeordnet Zwischen dem Druckwasseranschluss 10 und dem Magnetventil 8 ist ein Handventil 9 zwischengeschaltet, mit dem die durchfliessende Wassermenge noch reguliert werden kann.
Das Magnetventil 8 wird über ein mit einem elektrischen Anschluss 12 verbundenes Relais 11 mit Zeitwahltaste elektrisch angesteuert. Dadurch kann abhängig von der Zeitwahl eine bestimmte Wassermenge durch die Dosiereinrichtung geleitet werden.
Eine solche Anordnung kann auch mehrfach hintereinandergeschaltet werden, um nicht nur ein, sondern auch mehrere Zusatzmittel einbringen zu können.
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1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zum Dosieren und gleichmässigen Einmischen von Zusatzmitteln in Beton oder Mörtel, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe durch einen Wasserstrahl angesaugt, mit diesem vermischt und zusammen mit dem Wasserstrahl in den Beton oder Mörtel eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel in einer Ansaug- und Mischkammer mit dem Wasserstrahl gemischt und verwirbelt wird.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel unmittelbar nach dem Einmischen in den Wasserstrahl zusammen mit diesem in den Beton oder Mörtel eingebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung aus Zusatzmittel und Wasser vor dem Einbringen in den Beton oder Mörtel versprüht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Zusatzmittel zu versetzende Beton oder Mörtel während des Einbringen der Mischung aus Zusatzmittel und Wasser gemischt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der als Fördermedium dienende Wasserstrahl gleichzeitig Anmachwasser für den Beton oder Mörtel ist.
Applications Claiming Priority (1)
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |