AT410421B

AT410421B - Anordnung zum einfärben von beton

Info

Publication number: AT410421B
Application number: AT0108600A
Authority: AT
Original assignee: Reisinger Bruno Mag
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2003-04-25
Also published as: ATA10862000A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Einfärben von Beton od. dgl., für die Herstellung von Bausteinen, Dachsteinen, Bauplatten bzw. Fertigteilen, mit mindestens einem Mischer für Zement, Sand und gegebenenfalls Schotter mit Betonanmachwasser, wobei ein Behälter mit einem Wasserzulauf und mit Anschlüssen zur Zuführung von Farbpigmenten über ansteuerbare Ventile aus einer Mehrzahl von Vorratsbehältern vorgesehen ist.

Wenn Betonsteine oder Betonfertigteile nicht im üblichen Grau gehalten und auch nicht durch eine Farbe, z. B. eine Fassadenfarbe bloss an der Oberfläche gefärbt sein sollen, dann ist es bekannt, unmittelbar der Mischung aus Zement Sand und gegebenenfalls Schotter Farbpigmente in Pulverform zuzusetzen. Wird z. B. eine Charge von 5 m3 Beton gemischt, dann werden zur Einfärbung der Charge etwa 10 Säcke ä 50 kg pulverförmiger Farbpigmente zugegeben. Auch wenn die Zugabe über eine Dosieranlage erfolgt, kommt es zu Inhomogenitäten bei der Vernetzung und zu sogenannten Verkollerungen, also Pigmentkonzentrationen, die dann später ausblühen, wenn es sich um Eisenoxydpigmente handelt. Ein wirklich vollständiges Durchmischen kann im Mischer durch Einmischen der Farbpigmente nicht erreicht werden.

Um das Problem des Pigmentstaubes bel dem Mischvorgang zu beseitigen, hat man einen P ! gmentpudd ! ng, also angeteigte Farbpigmente als Zugabe zum Mischer zum Einsatz gebracht.

Dazu sind Rohrleitungen und starke Pumpen erforderlich. Ein Farbwechsel kann nur nach zeitaufwendiger Reinigung der Rohrleitungen durchgeführt werden oder es sind je Farbe eigene Leitungen und Pumpen erforderlich. Dies verteuert eine Anlage jedoch erheblich
Es wurde ferner auch bereits versucht, dem Betonanmachwasser Farbpigmente beizugeben, jedoch konnte ein einwandfreies Vermischen und eine Industrielle Fertigbetonteileherstellung nicht erreicht werden.

Aus der US 3 804 300 A ist das Färben des Betonanmachwassers bekannt. Aus einzelnen
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Vorratsbehälter so lange in den Messbehälter gefördert, bis der für diese Farbe gewünschte Füllstand des Messbehälters erreicht ist So werden die Farbe wie auch andere Zuschlagstoffe und auch das Wasser jeweils im MessbehÅalter dem Volumen nach gemäss der gewünschten Rezeptur zugemessen und über weitere Rohrleitungen Pumpen und Ventile In einen eigenen Mischbehälter gebracht, dort homogenisiert und schliesslich dem Zement, Sand und Schotter im Betonmischer zugesetzt.

Durch die spezielle Mengenzumessung der Komponenten in einem separaten Messbe- kälter und die grosse Zahl der erforderlichen Rohre zur Zu- und Ableitung zwischen Vorratsbehältern, Messbehältern und Mischbehältern ergibt sich eine aufwendige Anlage mit Reinigungsproblemen der Komponenten
Die Anordnung nach der US 5 911 342 A betrifft eine Farbmischanlage mit Vorratsbehältern, die im Kreis um einen zentralen Verteilerkopf angeordnet sind. Ein Behälter zur Bereitung von gefärbtem Betonanmachwasser ist nicht vorgesehen.

Die JP 08-229929 A betrifft die Herstellung von durchgefärbtem Beton. Es wird eine kleine Wassermenge in einen Mischbehälter geleitet und über Rohrleitungen und ein gemeinsames Steuerventil die entsprechenden wasserlöslichen Farben nacheinander hinzugefügt. Schliesslich erfolgt ein Mischvorgang durch Eindüsen von Luft unter Druck.

Diese Mischfarbe wird dem Betonmischer zugeführt, der die flüssige Mischfarbe mit Zement, Sand, Schotter und Wasser mischt
Die Erfindung zielt darauf ab, eine auch nachrüstbar Anordnung zum Einfärben von Beton während der Herstellung zu schaffen, die platzsparend ist und ohne Umbauten einer bestehenden Anlage überlagert werden kann Dies wird dadurch erreicht, dass an den Anschlüssen am Behälter Düsen zum Eindüsen der als flüssige Farbpigmentpaste in den Vorratsbehältern vorgesehenen Farbpigmente angeordnet sind, dass die Ventile als Dosierventile zur Zuführung vorbestimmbarer Farbpigmentpastenmengen an die Düsen ausgebildet sind, dass eine Steuerung mit den Dosierventilen zum zeitbegrenzten mengenbestimmenden Öffnen und Schliessen der Dosierventile verbunden ist,

wobei der Steuerung ein Rechner zur Ermittlung der jeweiligen Öffnungszeiten der Dosierventile unter Berücksichtigung der gewünschten Farbe bzw Mischfarbe der zu färbenden Wassermenge bzw des Fertigproduktes, der Farbviskosität und der Zement-, Sand- und Schotterfarbe als Ausgangsmaterial für das Endprodukt zugeordnet ist und dass die Vorratsbehälter, die UmwÅalzeinrichtungen für die Farbpigmentpaste aufweisen, mit den Doslerventilen zur Vermeidung langer Rohrverbindungen unmittelbar an den Düsen am Behälter angeschlossen sind. Der Behälter

für z. B. 1, 5 m3 Anmachwasser für eine übliche Charge von 5 m3 Beton kann auf einem Gestell unmittelbar über einem vorhandenen Mischer für das Ausgangsmaterial der Betonherstellung (Zement, Sand, Schotter, Zuschlagstoffe) ohne zusätzlichen Grundflächenbedarf aufgestellt werden.

Der Behälter wird einfach an den vorhandenen Wasserzulauf angeschlossen bzw. in dem Wasserzulauf zwischengeschaltet. Ausgegangen wird von flüssigen bzw. halbflüssigen Farbpasten, die in sich nicht trocknend sind. Diese ständig aufgerührte Farbe wird direkt ins Anmachwasser eingedüst, wobei ein Wiegevorgang nicht erforderlich ist, da die Dosierung zeitgesteuert über das der Düse zugeordnete Ventil erfolgt. Der Rechner bestimmt unter Berücksichtigung der gewünschten Farbe des fertigen Betons und der Farben der Ausgangs- und Zuschlagsstoffe, wie z. B.

Zement, Sand und Schotter, die benötigten Mengen der unterschiedlichen Farben. Durch das Eindüsen mit Hilfe der Düsen, das für alle gemäss Rezeptur benötigten Farben gleichzeitig (und daher zeitsparend) erfolgen kann, ergibt sich in dem mit Wasser befüllten Behälter sofort ein Mischvorgang. Die Anordnung ist so getroffen, dass lange Rohrverbindungen entfallen, die ständige Reinigung erfordern. Es ist zweckmässig, wenn an die Steuerung bzw. an den Rechner der Steuerung ein Farbscanner, insbesondere ein Weisslichtscanner mit Xenonröhre zur Erfassung der Farben des Ausgangsmaterials zwecks Anpassung einer Rezeptur an eine vorgegebene Sollfarbe und bzw. oder zur Feststellung einer Farbe einer Probe zwecks Ermittlung der Rezeptur, angeschlossen ist. Das Einmischen der Farbe, z.

B. nach RAL erfolgt über die Steuerung der Ventile vollautomatisch. Als zusätzliches Kriterium für die Mischung etwa neben der Menge des zu färbenden Betons (z. B. 5 m3) und der Farbintensität, wird die Ausgangsfarbe des Zements, des Sandes, Kies und Schotters über den Farbscanner eingegeben, um die Rezeptur für die gewünschte Farbe des Betonfertigteiles zu erhalten. Es können auch Wunschfarben eingescannt werden oder bestehende Farbfertigteile aufgelegt und deren Farbe eingescannt werden, um etwa bei Zubauten mit der gleichen Farbe fortzusetzen. Um die Mischung von eingedüster Farbe bzw. Farben mit dem Anmachwasser zu perfektionieren, befindet sich im Behälter mindestens ein Rührflügel, der von einem Elektromotor angetrieben wird.

Es wird nur ein Behälter bzw. Kessel benötigt, der nach Zugabe des Anmachwassers in einen Schneckenmischer oder Schrägmischer für eine neue Charge bereit ist. Soll die nächste Charge eine andere Farbe erhalten, dann wird der Behälter zwischendurch gereinigt. Dazu sind in der Behälterwand Hochdrucksprühdüsen für Wasser zum Reinigen z. B bei Farbwechsel und am Behälterboden ein Ablauf zu einem Waschwassertank, insbesondere zwecks Wiederverwendung des Waschwassers als Basis für ein zu färbendes Betonanmachwasser, z. B. nach Einscannen der Farbe des Waschwassers, vorgesehen sind.

Für die Reinigung wird nur sehr wenig Wasser benötigt. Dieses gesammelte Wasser kann in den Behälter rückgeführt werden, wenn z. B. dunkle Farben (für Fundamentsteine) erwünscht sind Die Farbe dieses Wassers wird als Ausgangsmaterialfarbe zusammen mit der Zement-, Sand- und Kies- bzw. Schotterfarbe dem Rechner über den Farbscanner eingegeben. Der Rechner erstellt auf Grund dieser Ausgangsparameter die Rezeptur für eine gewünschte Färbung der Betonmischung bzw. sodann der Betonfertigteile und gibt an, welche Ventile welcher Grundfarbe wie lange geöffnet werden sollen, um den Farbton des Anmachwassers und sodann des Betonfertigteiles zu erhalten.

Die erfindungsgemässe Anordnung gewährleistet die volle Vernetzung der Farbpigmente mit dem Wasser. Jedwede Verkollerungen werden vermieden. Dadurch kommt es zu einer besseren Ausnutzung des Farbmaterials. Ferner können Korngrössen der Farbpigmente von 5 fl verwendet werden. Dadurch ergeben sich pro Volumseinheit eine Anzahl von Farbpigmenten, deren Gesamt- oberfläche grösser ist als bei Pigmenten mit grösserem Durchmesser. Dies führt zu einer wesentlich höheren Ergiebigkeit der Farbe.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Anordnung zum Einfärben von Beton ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Eine Anlage zur Herstellung von Beton für das Giessen von Betonsteinen, Betonfertigteilen od. dgl. umfasst Bunker 1,2 3 für Zement, Sand sowie Schotter oder Kies sowie mindestens einen nachgeordneten Mischer 4, der hier beispielsweise als Schneckenmischer angedeutet ist. Der Zulauf ist hier bloss symbolhaft dargestellt. Dazu werden im Allgemeinen Schüttelnnnen oder Förderbänder eingesetzt. Zugleich mit dem festen Ausgangsmaterial erfolgt die Zugabe von Anmachwasser über eine Zuleitung 5 direkt in den Mischer 4. Dieses Anmachwasser kommt im Ausfüh-

rungsbeispiel gemäss der Erfindung nicht unmittelbar von einer Wasserleitung 6, sondern wird aus einem zwischengeschalteten Behälter 7 zugeführt. Über ein Ventil 8 wird der Behälter 7, z. B. mit 1, 5 m3 Wasser annähernd vollgefüllt.

In den Behältern 7 münden eine Mehrzahl von Sprühdüsen 9 mit vorgeschalteten Dosierventilen 10 und jeweils einem Vorratsbehälter 11 für flüssige Farbpigmente verschiedener Grundfarben. Eine Umwälzpumpe ist jedem Vorratsbehälter 11 zugeordnet (Pfeil 12)
Eine Steuerung 13 mit einem Rechner betätigt über Steuerleitungen oder per Funk ein oder mehrere Dosierventile 10 für eine gewisse Zeitspanne und dosiert dadurch die Farbpigmente gemäss einer errechneten Rezeptur Im Inneren des Behälters 7 rotiert mindestens ein Rührflügel 14, der von einem Elektromotor 15 angetrieben wird.

Der Steuerung 13 mit dem Rechner ist ein Eingabegerät 16 vorgeschaltet. Hier lässt sich ein Farbwunsch, z. B. nach der RAL-Klassifikation oder nach dem Code eines früher produzierten Farbmusters eintippen. Die Farbrezepturen gemäss dem Rechner in der Steuerung 13 werden in einem Speicher 17 abgelegt, archiviert und ein Beleg wird für jede Charge ausgedruckt.

Wesentlich ist noch die Beaufschlagung des Rechners an der Steuerung 13 durch das Signal eines Farbscanners 18, insbesondere eines Weisslichtscanners auf der Basis einer Xenonröhre.

Hier können Wunschfarben (z. B. von vorhandenen, inzwischen gealterten Bruchstücken eines auszubauenden Bauwerkes) ermittelt, erkannt und dem Rechner weitergeleitet aber auch das die Farbe beeinflussende Rohmaterial (Zement, Sand, Kies, Schotter...) farblich festgehalten und diese Daten zur Berücksichtigung bei der Erstellung der Rezeptur durch den Rechner in der Steuerung 13 an den Rechner übertragen werden.

Das Pnnzipschaltbild zeigt ferner noch Hochdrucksprühdüsen 19 für Wasser zum Reinigen des Behälters 7 an der Wand des Behälters 7. Wenn ein Farbwechsel erfolgen soll, dann wird nach seiner Entleerung über das Mehrwegeventil 20 und über die Leitung 5 zum Mischer 4 das Mehrwegeventil 20 so umgeschaltet, dass das abfliessende Reinigungswasser in einem Waschwassertank 21 gelangt. Es wird nur sehr wenig Reinigungswasser benötigt, um den Behälter 7 farblich zu neutralisieren und für das Einlassen von frischem Wasser über das von der Steuerung 13 fernsteuerbare Ventil 8 vorzubereiten. Nach mehreren Farbzyklen Ist Immer wieder eine dunkle Farbe erwünscht, um beispielsweise Fundamentsteine herzustellen.

Dazu wird das eine dunkle Mischfarbe aufweisende Reinigungswasser aus dem Wassertank 21 in den Behälter 7 zurückpumpt (Pumpe 22) Eine Wasserprobe dieses Reinigungswasser wird dem Farbscanner 18 zugeführt (An- schluss 23). Die Rezeptur für die Wunschfarbe wird auf der Basis der Farbe des Reinigungswassers als Ausgangsparameter errechnet. Die Steuerung 13 ergänzt beispielsweise durch Frischwasser (Ventil 8) und öffnet das eine oder andere Dosierventil 10 für eine gewisse Zeitspanne, um den Farbton und die Farbintensität der Rezeptur gemäss einzustellen. Das Ergebnis, nämlich die Farbe des Betonfertigteiles wird einschliesslich nach dem Trocknungsvorgang über den Farbscanner 18 an den Rechner rückgekoppelt und im Speicher 17 dokumentiert. Eventuelle Rezeptkorrekturen nimmt der Rechner vor.

Dies gilt insbesondere bei der Herstellung von Musterstücken.

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Claims

Die Farbumstellung kann so rasch erfolgen, dass während des Vergiessens einer ersten Charge noch vor dem Abbinden eine zweite andersfarbige Charge hergestellt und die Gussformen mit dieser Charge fertig ausgegossen werden Dadurch können mehrfarbige Fertigteile oder Farbschichten, die z B. nur 2 cm stark sind und die Oberfläche bedecken, hergestellt werden PATENTANSPRÜCHE : 1 Anordnung zum Einfärben von Beton od. dgl., für die Herstellung von Bausteinen, Dach- steinen, Bauplatten bzw.

Fertigteilen, mit mindestens einem Mischer für Zement, Sand und gegebenenfalls Schotter mit Betonanmachwasser, wobei ein Behälter mit einem Wasser- zulauf und mit Anschlüssen zur Zuführung von Farbpigmenten über ansteuerbare Ventile aus einer Mehrzahl von Vorratsbehältern vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass an den Anschlüssen am Behälter (7) Düsen (9) zum Eindüsen der als flüssige Farbpig- mentpaste in den Vorratsbehältern (11) vorgesehenen Farbpigmente angeordnet sind, dass die Ventile als Dosierventile (10) zur Zuführung vorbestimmbarer Farbpigmentpas- tenmengen an die Düsen (9) ausgebildet sind, dass eine Steuerung (13) mit den Dosier- <Desc/Clms Page number 4> ventilen (10) zum zeitbegrenzten mengenbestimmenden Öffnen und Schliessen der Do- sierventile (10) verbunden ist, wobei der Steuerung (13)

ein Rechner zur Ermittlung der jeweiligen Öffnungszeiten der Dosierventile (10) unter Berücksichtigung der gewünschten Farbe bzw. Mischfarbe der zu färbenden Wassermenge bzw. des Fertigproduktes, der Farbviskosität und der Zement-, Sand- und Schotterfarbe als Ausgangsmaterial für das Endprodukt zugeordnet ist und dass die Vorratsbehälter (11), die Umwälzeinrichtungen (12) für die Farbpigmentpaste aufweisen, mit den Dosierventilen (10) zur Vermeidung lan- ger Rohrverbindungen unmittelbar an den Düsen (9) am Behälter (7) angeschlossen sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Steuerung (13) bzw. an den Rechner der Steuerung (13) ein Farbscanner (18), insbesondere ein Weisslicht- scanner mit Xenonröhre zur Erfassung der Farben des Ausgangsmaterials zwecks Anpas- sung einer Rezeptur an eine vorgegebene Sollfarbe und bzw. oder zur Feststellung einer Farbe einer Probe zwecks Ermittlung der Rezeptur, angeschlossen ist.
3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Behälter (7) mindestens ein von einem Elektromotor (15) angetriebener Rührflügel (14) vorgesehen ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Be- hälterwand Hochdrucksprühdüsen (19) für Wasser zum Reinigen z. B. bei Farbwechsel und am Behälterboden ein Ablauf zu einem Waschwassertank (21), insbesondere zwecks Wiederverwendung des Waschwassers als Basis für ein zu färbendes Betonanmachwas- ser, z. B. nach Einscannen der Farbe des Waschwassers, vorgesehen sind.