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Verfahren zur Beeinflussung der Abbindezeit von hydraulische
Bindemittel enthaltenden Formkörpern
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Gemäss der Erfindung wird in jedem Temperaturzustand unabhängig von der Höhe der Temperatur, dafür gesorgt, dass das Anmachwasser während des Abbindeprozesses nicht verdampfen kann.
Dabei muss der Verlauf von Druck und Temperatur den jeweiligen Eigenschaften des verwendeten Bindemittels angepasst werden. Bei allen bekannten Verfahren durch Erwärmung werden Wärme und Dampf mit oder ohne Druck erst dann beigebracht, wenn der Beton durch Vorlagerung die Eigenschaften eines festen oder pseudofesten Körpers angenommen hat. Beim erfindungsgemässen Verfahren dagegen können Wärme und Druck auf den frisch angemachten Betonkörper, der sich noch im flüssigen oder pseudoflüssigen Zustand befindet, ausgeübt werden. Dadurch wird die sofortige Ausübung hoher Drucke und Temperaturen möglich, ohne dass der Körper in irgendeiner Weise beschädigt wird, da er ja in diesem Moment noch keinerlei Eigenfestigkeit besitzt.
An Hand der Zeichnungen ist im tolgenden das ertindungsgemässe Verfahren beispielsweise näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen die Fig. ! - 3 schematisch und im Querschnitt je eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens und Fig. 4 ein Zeitdiagramm, den Druck-und Temperaturverlauf bei einem praktischen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens zeigend.
Beim Beispiel nach Fig. 1 wird ein zu behandelnder, hydraulisches Bindemittel, z. B. Zement, enthaltender Formkörper 3a in einen Druckbehälter 1 eingesetzt, u. zw. in noch frisch gegossenem, also noch nicht abgebundenem Zustand. Der Druckbehälter 1 wird anschliessend durch den Deckel la hermetisch verschlossen. Der nur an seiner Standfläche mit dem Boden des Druckbehälters 1 in Berührung stehende Formkörper 3a ist an seinen Seitenflächen von der Schalung 4 gehalten, während seine Oberseite freiliegt. Bei bereits etwas vorgehärteten Formkörpem könnte die Schalung 4 auch weggelassen sein. Der den Formkörper umgebende Innenraum des Druckbehälters 1 wird nun über eine Leitung 2 mit einer Flüssigkeit z. B. Wasser gefüllt.
Das weitere Vorgehen ist beispielsweise aus Fig. 4 ersichtlich. Vorerst wird der Druck der Flüssigkeit z. B. auf 3 atü erhöht, was etwa einem Drittel des maximalen Behandlungsdruckes entspricht, worauf eine relativ rasche Erwärmung der Flüssigkeit auf etwa 1000C erfolgt. Nach der genannten raschen Drucksteigerung wird der Druck etwas langsamer aber stetig bis auf etwa 9 atü erhöht, während etwas langsamer die Temperatur auf etwa 1750C erhöht wird. Beim Beispiel nach Fig. 4 erreicht der Druck nach etwa 11/2 h seinen Maximalwert, während der Temperaturendwert nach etwa 2 h erreicht wird. Dann werden Druck und Temperatur bis zum Ende der Behandlungszeit konstant gehalten.
Diese totale Behandlungszeit hängt von der Art des verwendeten Bindemittels ab, sie beträgt wie die Praxis zeigt mindestens 2 1/2 h und höchstens 4 h, also bedeutend weniger als bei allen bisher bekannt gewordenen Verfahren.
Es versteht sich, dass die Druck-und Temperatursteigerung auch etwas anders als in Fig. 4 dargestellt vorgenommen werden kann. Insbesondere kann die vor der Erwärmung vorzunehmende Drucksteigerung auf wenigstens annähernd 80% des maximalen Behandlungsdruckes d. h. beim genannten Beispiel wesentlich über 3 atü z. B. auf 7-8 atü erfolgen, so dass während des Erwärmungsprozesses nur noch eine geringe Drucksteigerung bis auf den Maximalwert nötig ist. Auch die Temperatursteigerung kann in gewissen Grenzen variieren, z. B. so dass die Maximaltemperatur schon nach etwa 11/2 h erreicht oder erst nach 2 1/2 h erreicht wird.
Voraussetzung ist nur, dass der Druck in jedem Zeitpunkt grösser ist als der bei der jeweiligen Temperatur der Dampfdruckkurve entsprechende Druck, so dass in jedem Moment ein Verdampfen des Anmachwassers mit Sicherheit ausgeschlossen ist.
Beim vorliegenden erwähnten Beispiel wurde eine relativ grosse freie Oberfläche des Formkörpers mit der Flüssigkeit im Druckbehälter in Berührung gebracht. Wie die Praxis zeigt, kann es aber auch genügen, wenn nur relativ kleine Oberflächenteile benetzt und damit direkt unter Druck gesetzt werden, wie dies z. B. Fig. 2 zeigt. In diesem Fall bleibt nur ein kleiner Teil der Oberfläche des den Druckbehälter 1 füllenden Formkörpers 3b der durch die Leitung 2 dem im Deckel la gebildeten Dom Ib des Behälters zugeführten Flüssigkeit ausgesetzt. Dieses Verfahren eignet sich besonders zur Behandlung von relativ kleinen, einfach geformten und in grossen Mengen herzustellenden Formkörpem, bei welchen sich die Verwendung eines dem Formkörper angepassten Druckbehälters lohnt.
Bei diesem Verfahren wird nicht nur weniger Flüssigkeit benötigt, sondern auch die zur Erwärmung dieserFlüssigkeiterforderlicheEnergie ist geringer. Will man dagegen einen grösseren Teil der Oberfläche des Formkörpers der Flüssigkeit aussetzen, so kann man analog dem Verfahren nach Fig. 1 den Formkörper frei in den Behälter stellen unter Einhaltung eines sehr kleinen Abstandes der Behälterwände vom Formkörper, so dass nur noch ein relativ enger, mit Flüssigkeit zu füllender Spalt übrig bleibt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 dargestellt. Hier bildet der Formkörper 3c ein Rohr, dessen Innen- und Aussenform beliebig wählbar ist. Dabei wird nur die Innenfläche des Rohres mit der
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unter Druck zu setzenden Flüssigkeit in Berührung gebracht.
Im vorangehenden wurde angenommen, dass die Druckausübung auf den Formkörper stets direkt über die mit ihm in Berührung stehende Flüssigkeit erfolge. Es ist aber auch möglich, diesen Druck mittels einer flüssigkeitsdichten Membran auszuüben. So kann z. B. bei der Ausführung nach Fig. 3 ein Schlauch aus gummielastischem Material in dieFormkörperausnehmung eingesetzt werden, der dann seinerseits den Druck gleichmässig auf die von ihm berührte Körperfläche überträgt. Damit kann verhindert werden, dass das Druckmedium direkt mit dem Formkörper in Berührung kommt.
Die Verwendung einer Flüssigkeit als Druckerzeugungsmedium hat den Vorteil der raschen Erwärmung des Formkörpers und es wird ihr deshalb in normalen Fällen der Vorzug gegeben. Es können aber auch Gase oder Dämpfe (z. B. Fluor) als Druckerzeugungsmedium verwendet werden.
Wo grössere Anlagen zur Verfügung stehen, können natürlich auch mehrere Formkörper gleichzeitig in einem gemeinsamen Druckbehälter der beschriebenen Behandlung ausgesetzt werden. Ferner ist es möglich, nicht nur einzelne homogene Formkörper mit hydraulischen Bindemitteln z. B. aus Beton in der beschriebenen Weise zu behandeln, sondern auch armierte oder durch feste Einlagen unter sich verbundene Formkörper der fraglichen Art.
Handelt es sich um relativ kleine Formkörper, so kann die Behandlung im Durchlaufverfahren erfolgen, indem das Einsetzen der Formkörper, das Einfüllen. unter Druck Setzen des Mediums an einer ersten Arbeitsstation erfolgen, worauf die geschlossenen Behälter während der Behandlungszeit durch eine Heizvorrichtung geschickt werden, an deren Ende das Abkühlen, das Ablassen von Druck und Medium und das Öffnen des Behälters vorgenommen werden kann.
Ebenso ist es möglich, nach beendetem Verfahren das Ablassen des heissen Mediums unter seinem Eigendruck vorzunehmen, u. zw. unter Füllung des freien Raumes eines zweiten, einen Formkörper enthaltenden Druckbehälters unter gleichzeitiger Abkühlung und Entspannung auf die entsprechenden Anfangswerte der Behandlung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Beeinflussung der Abbindezeit von hydraulische Bindemittel enthaltenden Formkörpern unter Anwendung von Druck und Wärme bei einer über 1000C liegenden Temperatur, wobei dem Formkörper an wenigstens einem Teil seiner freien Oberfläche Druck- und Wärmeenergie zugeführt wird, wobei der erzeugte Druck immer grösser ist, als der einer bestimmten Temperatur zugeordnete Dampfdruck nach der Dampfdruckkurve, so dass ein Verdampfen des Anmachwassers nicht möglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei unabhängig voneinander zugeführter Druck- und Wärmeenergie vorgängig einer Steigerung der Temperatur eine Druckerhöhung auf wenigstens 1/3 des maximalen Be- handhmgsdruckes und zweckmässig auf wenigstens annähernd 80% des maximalen Behandlungsdruckes vorgenommen wird.