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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Aufbereiten von'Gas-und Schaumbetonmischungen auf der Basis von mineralischen Bindemitteln und Gasentwicklern in einer Mischkammer mit einer Zentral-Schaufelwelle.
Bekannt sich Einrichtungen für diesen Zweck, bei denen in der Mischkammer ausser der Zentralschaufelwelle eine Nebenwelle angeordnet ist, die einige Hilfsschaufeln trägt. Diese Nebenwelle liegt parallel zur Zentralwelle und umkreist diese mit ihren Hilfsschaufeln planetenartig.
Das Durchmischen der Baustoffe in solchen Einrichtungen erfolgt bei einer spezifischen Leistung von weniger als 10 W/dm3 Gemisch, deshalb werden in der Mischkammer keine intensiven Wirbelströmungen hervorgerufen.
Aus diesem Grunde können die bekannten Einrichtungen nur für Gas- und Schaumbetonmischungen mit grossem Anmachwassergehalt benutzt werden.
Die physikalisch-mechanischen Eigenschaften des aus solchen Gemischen hergestellten Porenbetons sind
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Zur Herstellung von Porenbeton mit besseren physikalisch-mechanischen Eigenschaften ist es zweckmässig,
Mischungen mit geringerem Anmachwassergehalt (weniger als 45%) zu benutzen.
Zum Aufbereiten derart zusammengesetzten Mischgutes werden beim Durchmischen der Bestandteile
Schwingungen hoher Intensität angewandt. Das verkürzt aber die Lebensdauer der Mischeinrichtungen und verursacht Betriebslärm ; ausserdem ist keine zeitliche Koordinierung des Verlaufes der Gasentwicklung und des
Betonabbindens gewährleistet.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der erwähnten Mängel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Einrichtung zum Aufbereiten von Gas- und
Schaumbetonmischungen auf der Basis von mineralischen Bindemitteln und Gasbildnern zu entwickeln, die es ermöglicht, Mischungen mit einem geringeren Anmachwassergehalt (weniger als 45%) aufzubereiten sowie eine homogene Struktur der Gemische zu gewährleisten.
Erreichbar ist dieses Ziel dadurch, dass an der Einrichtung zum Aufbereiten von Gas- und
Schaumbetonmischungen auf der Basis von mineralischen Bindemitteln und Gasentwicklern, welche eine Mischkammer mit einer Zentralschaufelwelle enthält, im Unterteil der Mischkammer erfindungsgemäss mindestens zwei Schnellauf-Schaufelwellen angeordnet sind, deren Drehachsen den Wirkungsbereich der Zentralschaufelwelle durchsetzen.
Die Achsen dieser Schnellauf-Schaufelwellen können entweder parallel zur Zentralschaufelwelle verlaufen oder geneigt zu ihr, und in letzterem Falle können sie entweder untereinander parallel oder gegeneinander geneigt oder auch koaxial liegen. Ihre Antriebe müssen bei einer Leistungszufuhr von mindestens 10 W/dm3 Gemisch den Schaufeln eine Umfangsgeschwindigkeit von mindestens 5 m/sec erteilen.
Die Wirkung dieser Schnellau±Schaufelwellen unterscheidet sich dem Wesen nach von derjenigen der weit langsamer laufenden Zentralwelle und damit ebenso auch von der Wirkung der relativ langsam laufenden Nebenwellen bekannter Ausführungen. Solche langsam laufenden Nebenwellen können keine andere Funktion erfüllen, als die Mischarbeit der Hauptwelle ein wenig zu unterstützen.
Die Funktion der Schnellauf-Wellen ist eine zweifache, sie wirken thixotrop und aktivierend. Das heisst, einerseits wird die Viskosität des Gemisches zufolge der intensiven mechanischen Beeinflussung herabgesetzt. Das bedeutet, dass man mit weniger Anmachwasser auskommt. Anderseits werden, ebenfalls durch die intensiv mechanische Einwirkung, die Gasbildner aktiviert, also chemisch wirksamer gemacht.
Unterstützt wird die Wirkung der Schnellaufwellen dadurch, dass ihr Wirkungsbereich zufolge der erfindungsgemässen räumlichen Anordnung unmittelbar in den Wirkungsbereich der Zentral-Schaufelwelle hineingetragen wird, welche den Umlauf des Gemisches im ganzen Raume der Mischkammer bewerkstelligt und dabei das Gemisch homogenisiert.
Somit gewährleistet die erfindungsgemässe Einrichtung auch bei einem geringen Anmachwassergehalt (bis 45%) die Aufbereitung eines homogenen Gemisches mit aktivierten Bestandteilen.
Durch die Aktivierung der Gasentwickler- bzw. Bindemittelteilchen verläuft ihr Zusammenwirken mit grösserer Geschwindigkeit und in vollkommener Weise. Daher erfolgt das Aufblähen der Zellenbetonmischung bei flüssigerem Zustand des Gemisches, nämlich vor Beginn des Abbindens, wodurch ein hoher Aufblähungsgrad erreicht wird und der Gasentwicklerverbrauch gesenkt werden kann.
Der hohe Homogenisierungsgrad gewährleistet eine vollständige Umhüllung der Zuschlagstoffteilchen mit einer Bindemittel-Dünnschicht, so dass also auch der Bindemittelverbrauch verringert wird.
Im folgenden ist dieErfindung an Hand einer beispielsweisen Ausführungsform, die in den Zeichnungen veranschaulicht ist, näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung der Ansicht der erfindungsgemässen Einrichtung (erste Ausführungsart) ; Fig. 2 eine zweite Ausführungsart der Einrichtung ; Fig. 3 eine dritte Ausführungsart der Einrichtung ; Fig. 4 eine vierte Ausführungsart der Einrichtung ; Fig. 5 eine fünfte Ausführungsart der Einrichtung und Fig. 6 eine sechste Ausführungsart der Einrichtung.
Die in den Zeichnungen dargestellte erfindungsgemässe Einrichtung umfasst eine zylindrische Mischkammer
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- l--mit horizontal liegender Achse (Fig. 1 bis 6) und Beschickungstrichter-2--, Deckel-3-und Entladungsöffnung--4-- ; eine horizontal liegende Zentral-Schaufelwelle--5--mit Schaufeln--6, 6'und 6"-- ; einen Antrieb --7-- und zwei Schnellauf-Schaufelwellen-10-mit Schaufeln und Antrieben
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Die Schnellauf-Schaufelwellen-10-sind so am Unterteil der Mischkammer-l-montiert, dass ihre Drehachsen den Wirkungsbereich der Schaufelwelle--5--durchsetzen.
Die Antriebe --9-- gewährleisten eine spezifische Leistung der Schnellauf-Schaufelwellen--10--von mindestens 10 W/dm3 Gemisch und eine Umfangsgeschwindigkeit derselben von mindestens 5 m/sec.
Bei einer der Ausführungsarten sind die Drehachsen --10-10-- einander und gleichzeitig auch der Schaufelwelle --5-- parallel (s. Fig. 1). Einer andern Ausführungsart entsprechend sind die Drehachsen - -10-10-- einander parallel, aber unter dem Winkela : (Fig. 2) zur Schaufelwelle--5--geneigt.
Bei der nächstfolgenden Ausführungsart werden die Schnellauf-Schaufelwellen in solcher Weise montiert, dass ihre Drehachsen--10-10--unter dem Winkel ss (Fig. 3) zueinander und unter dem Winkel'Y zur Schaufelwelle-5-geneigt sind.
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Die erfindungsgemässe Einrichtung kann auch mit einer Kammer, die als Drehkörper mit vertikaler Achse ausgebildet ist, ausgeführt werden. In diesem Falle wird eine vertikale Schaufelwelle angewandt.
Die Einrichtung kann entweder auf einem selbstfahrenden Portal oder ortsfest montiert werden.
An der oben beschriebenen Einrichtung wurde eine Mischung zur Herstellung eines Gasbetons aufbereitet, dessen Raumgewicht 600 kp/m3 und dessen Druckfestigkeit mindestens 50 kp/cm2 beträgt, wobei das
Mischungsverhältnis Wasser/Hartteilchen = 0, 35 ist und der Variationskoeffizient für Verteilung von aktivem CaO bis 3% beträgt. Es wurden folgende Bestandteile benutzt. Sandschlamm mit einer spezifischen Oberfläche des gemahlenen Sandes von 2100 cm2/g, Kalk-Sand-Bindemittel, d. h. gebrannter Kalk von 80%iger Aktivität und einer Löschdauer von 20 min, der mit einem Teil des Kieselerdebestandteiles bis zu einer spezifischen Oberfläche von 5000 cm2/g gemahlen wird, und als Gasentwickler ein feindisperses Aluminiumpulver in Suspensionsform.
Die Mischkammer wurde in nachstehender Reihenfolge mit den Bestandteilen beschickt.
Zuerst wurde die Kammer--l-- (Fig. l bis 6) durch den Verladetrichter bei laufenden Schnellauf-Schaufelwellen--10--mit Sandschlamm und einer dem Mischungsverhältnis W/H = 0, 35 entsprechenden Wassermenge beschickt.
Danach wurde die Schaufelwelle--5--angeworfen und die Mischkammer mit einer Kalk-Sand-Bindemittelmenge verladen, die einen 18%igen Gehalt von CaO und MgO im Gemisch gewährleistet.
Beim Zusetzen des Bindemittels in den Schlamm steigt die Zähigkeit des Gemisches stark an. Zum Aufbereiten eines solchen Gemisches wurde eine Einrichtung mit Schnellauf-Schaufeln benutzt, deren Triebwerke eine spezifische Leistung von 30 W/dm3 Gemisch und eine Umfangsgeschwindigkeit der Schaufeln von 27 m/sec sichern. In der Wirkungszone dieser Schaufeln wird das hochzähe Gemisch aktiviert und thixotrop verdünnt.
Die Schnellauf-Schaufeln-8--erzeugen Ströme verdünnten Gemisches und werfen dieses in den Wirkungsbereich der Schaufelwelle die das Zirkulieren des behandelten Gemisches im Raume der Kammer--l--bewerkstelligt.
Da die thixotrope Verdünnung des Gemisches nicht momentan verschwindet, sondern eine bleibende thixotrope Verflüssigung zu beobachten ist, wird dies noch während einiger Zeit beim Zirkulieren des Gemisches im gesamten Kammerraum aufrechterhalten. Auf diese Weise wird das ganze in der Kammer vorhandene Gemisch verdünnt. Die Schaufeln-6, 6', 6"-- der Welle --5-- erzeugen durchmischende Wirbelströme im verdünnten Gemisch. Die Schnellauf-Schaufeln--8--im Unterteil der Kammer erzeugen zusätzlich Materialströme, die sich mit den von der Schaufelwelle--5--erzeugten Materialströmen kreuzen.
Dabei entstehen komplizierte wirbelartige Materialversetzungen, die eine hohe Homogenisierung des aufbereiteten Gemisches gewährleisten.
Die Bestandteile des Gemisches wurden zirka 3 min lang bis zu einer Gemischtemperatur von 370C durchmischt. Die Temperatur wurde durch ein Fernthermometer, dessen Geberglied in der Mischkammer montiert (in den Zeichnungen einfachheitshalber nicht angegeben) ist, überwacht.
Danach wurde der Kammer--l--eine Wasser-Aluminium-Suspensionsmenge, die einen Aluminiumgehalt von 0, 065% des Gewichtes der Trockenbestandteile darstellt, zugeführt.
Darauf wurde das Gemisch zusätzlich 40 sec lang durchmischt, womit die Aufbereitung des Gemisches beendet war.
Die Entladeöffnung --4-- wurde geöffnet und die fertige Gasbetonmischung in die Formen zur Fertigung von Bauelementen entladen.
Das Formen der Bauelemente erfolgte nach dem Vibrationsverfahren.
Die Aufblähungsdauer des Gemisches betrug 4 bis 6 min. Die Abbindung verlief in 20 bis 25 min, wonach die Bauelemente zur Dampfhärtung unter gespanntem Dampf fertig waren.
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Nach der Dampfhärtung wiesen die Erzeugnisse aus Gassilikatbeton folgende physikalisch-mechanische Eigenschaften auf.
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<tb>
<tb> Raumgewicht............... <SEP> 597bis608kg/m <SEP> ; <SEP>
<tb> Druckfestigkeit <SEP> ...................... <SEP> 67 <SEP> kp/cm2 <SEP> ;
<tb> Variationskoeffizient <SEP> für <SEP> Verteilung <SEP> von
<tb> a) <SEP> aktivem <SEP> CaO <SEP> im <SEP> Erzeugnisvolumen <SEP> .................. <SEP> 1,5%;
<tb> b) <SEP> Stoffmasse <SEP> im <SEP> Erzeugnisvolumen <SEP> ................ <SEP> 1,8;
<tb> c) <SEP> Druckfestigkeit. <SEP> 10% <SEP> ; <SEP>
<tb> d) <SEP> Frostbeständigkeit <SEP> 45 <SEP> Wechselfolgen.
<tb>
Der schnelle Verlauf der Aufblähung und Abbindung des Gemisches und die hohen physikalisch-mechanischen Daten des Betons sind durch den hohen Homogenisierungsgrad des aufbereiteten Gemisches mit vermindertem Anmachwassergehalt infolge der Thixotropie-Wirkung und durch die Aktivierung der Gemischbestandteile erreicht worden.
Die gleichmässige Verteilung der Gemischbestandteile ermöglicht es, hohe physikalisch-mechanische Kennwerte und Erzeugnisse bei vermindertem Bindemittel- und Gasentwicklerverbrauch zu erhalten.
Die intensive Verwirbelung des Gemisches gewährleistet ein vollständiges Durchmischen bei geringstem Energieaufwand.