BR112013003953B1

BR112013003953B1 - Aparelho de mistura para adição metrificada de um aditivo, uso de dito aparelho, dispositivo para aplicação de concreto projetado e método para adição metrificada de um aditivo

Info

Publication number: BR112013003953B1
Application number: BR112013003953-1A
Authority: BR
Inventors: Martin Hansson
Original assignee: Sika Technology Ag
Priority date: 2010-10-01
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2020-02-18
Also published as: JP2013538714A; CA2811371C; EP2621698B1; US9364969B2; MX2013003307A; BR112013003953A2; US20130170314A1; AU2011310100A1; WO2012042012A1; CL2013000517A1; CN103118845B; EP2621698A1; AU2011310100B2; WO2012042012A8; CN103118845A; CA2811371A1; ES2603412T3

Abstract

aparelho de mistura para misturas bombeáveis e método relativo ao mesmo. a invenção refere-se a um aparelho de mistura (100) para a adição metrificada de um aditivo (200) a uma mistura bombeável (400), em particular uma mistura de assentamento hidráulico bombeável, em particular uma composição de concreto projetado líquido, em que o aparelho de mistura (100) compreende uma linha de entrega (110) para entrega da mistura (400) através do aparelho de mistura (100), e um dispositivo de metrificação (101) comunicando-se com a linha de entrega (110) para introdução do aditivo (200) na mistura (400) é provido, em que o aparelho de mistura é caracterizado pelo fato de que o dispositivo de metrificação (101) tem um dispositivo (125a, 125b) para dispersão do aditivo (200) em um método transportador (300), de modo que o aditivo (200) pode ser introduzido na mistura (400) em um estado em que o aditivo é distribuido finamente no meio transportador (300).

Description

APARELHO DE MISTURA PARA ADIÇÃO METRIFICADA DE UM ADITIVO, USO DE DITO APARELHO, DISPOSITIVO PARA APLICAÇÃO DE CONCRETO PROJETADO E MÉTODO PARA ADIÇÃO METRIFICADA DE UM ADITIVO Campo técnico

A invenção refere-se a um aparelho de mistura para a adição metrificada de um aditivo em uma mistura bombeável, em particular uma mistura de assentamento hidráulico bombeável, em particular uma composição de concreto projetado líquido, em que o aparelho de mistura compreende uma linha de entrega para entrega da mistura através do aparelho de mistura, e um dispositivo de metrificação comunicando-se com a linha de entrega para introdução do aditivo na mistura está disposto. A invenção refere-se, além disso, ao uso de tal aparelho de mistura bem como um método para a adição metrificada de um aditivo em uma mistura bombeável.

Estado da técnica

A adição metrificada ou a mistura de pequenas quantidades de uma substância, tal como um aditivo a uma mistura bombeável, ocorre em muitas aplicações. Uma intermistura adequada, em particular com misturas heterogêneas contendo sólidos, frequentemente não é fácil de ser obtida, no entanto. É possível que as misturas estáticas normalmente utilizadas podem possam ser plugadas pelos conteúdos sólidos e podem ser facilmente danificados ou até mesmo destruídos por abrasão.

A adição metrificada de aditivos em misturas de assentamento hidráulico, que normalmente compreende uma porcentagem relativamente alta de sólidos consistindo em areia, cascalho e cimento, pode ser particularmente problemática. A mistura de aditivos durante o processamento de concreto projetado é particularmente exigente. Antes da aspersão, o concreto projetado flui em alta velocidade através de uma linha de entrega com um bocal de aspersão anexado. Os constituintes necessários da formulação, tal como água (com concreto projetado de mistura seca), ar comprimido e aditivos (por exemplo, aceleradores de assentamento) são normalmente metrificados apenas diretamente à frente do bocal de aspersão. A mistura de concreto projetado agora pronto subsequentemente dispara sob alta pressão sobre o local de aplicação, compactando pesadamente ao mesmo tempo de modo que uma textura de concreto compactado final é criada imediatamente. Consequentemente, dispositivos de mistura particularmente eficientes e robustos são requeridos para o processamento de concreto projetado.

Petição 870190099789, de 04/10/2019, pág. 9/16

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Para esse efeito, EP 1 570 908 A1 (Sika Technology AG) descreve urn bocal de concreto projetado para a aplicação de concreto projetado de mistura umida ou concreto projetado de mistura seca, por exemplo. Esse bocal tem uma grande quantidade de canais laterais para introdução de aditivos no concreto 5 projetado.

DE 31 14 027 A1 (Aliva AG), além disso, descreve um dispositivo para a aplicação de concreto projetado com um bocal de aspersão no método de mistura umida. Nesse contexto, o bocal de aspersão tem uma conexão lateral com uma unidade de metrificaçâo utilizada para misturar aceleradores especiais de 1 o assentamento no concreto projetado. Uma parte do acelerador de assentamento pode opcionalmente ser adicionada em conjunto com o ar comprimido ao concreto projetado em uma câmara de liberação a montante.

Conforme foi mostrado, os dispositivos de mistura do estado da técnica normalmente requerem uma quantidade de aditivo relativamente alta, a fim de 15 obter uma distribuição suficientemente uniforme e eficácia no concreto projetado Isso prejudica a economia e polui desnecessariamente o ambiente. Por esse motivo, há ainda uma necessidade de um método melhorado e um dispositivo de mistura mais eficiente para a adição metrificada de um aditivo em uma mistura bombeável, em particular em composições de concreto projetado.

Representação da invenção

Por esse motivo, o objetivo da presente invenção, portanto, é prover um aparelho de mistura associado ao campo técnico mencionado no início que facilite uma mistura mais eficiente de um aditivo a ser metrificado em uma mistura bombeável, em particular em uma mistura de assentamento hidráulico bombeável, em particular em uma composição de concreto projetado líquido. Um objetivo adicional da invenção é prover um método apropriado.

A invenção ensina que o objetivo em relação ao aparelho de mistura é resolvido pelas características da reivindicação 1. O dispositivo de metrificaçâo portanto, tem um dispositivo para dispersão do aditivo em um meio transportador’ de modo que o aditivo pode ser introduzido na mistura em um estado em que o aditivo e distribuído finamente no meio transportador.

O objetivo em relação ao método é consequentemente resolvido pelas características da reivindicação independente 15, de acordo com a qual o aditivo durante a adição metrificada de um aditivo em uma mistura bombeável é disperso em um meio transportador e subsequentemente introduzido na mistura bombeável.

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Aspectos adicionais da invenção são os objetos das demais reivindicações independentes. Modalidades particularmente preferenciais da invenção são os objetos das reivindicações dependentes.

No seguinte contexto, uma mistura bombeável é compreendida como sendo em particular uma mistura fluida e/ou despejável, composta por pelo menos dois componentes diferentes. Em princípio, a mistura pode compreender componentes gasosos, líquidos e/ou sólidos. A mistura contém particularmente um conglomerado composto de vários sólidos diferentes que são opcionalmente misturados com um líquido. É particularmente preferível que a mistura seja uma mistura de assentamento hidráulico, tal como uma composição de concreto seco compreendendo agregados e cimento, ou uma composição de concreto úmido contendo agregados, cimento e água. A mistura existe particularmente como uma composição de concreto projetado líquido.

O meio transportador é, em particular, um líquido e/ou um gás. O meio transportador pode ser um líquido aquoso, por exemplo, tal como água. Particularmente preferencialmente, o meio transportador é um gás, em particular, ar comprimido ou ar pressurizado. O meio transportador é particularmente selecionado de modo que o aditivo não é solúvel no meio transportador.

O termo “o aditivo distribuído finamente no meio transportador” significa em particular que o aditivo está presente como uma fase dispersa no meio transportador como meio de dispersão. Uma pessoa versada na técnica, em princípio, está familiarizada com os dispositivos e métodos correspondentes para dispersão do aditivo no meio transportador. Dependendo da aplicação, misturadores, por exemplo, que são especialmente projetados para processos de dispersão, ou atomizadores, são adequados. Nesse contexto, o dispositivo para dispersão do aditivo no meio transportador ou um atomizador é projetado em particular de modo que um aditivo presente em forma líquida pode ser fraturado em gotículas finas.

Neste documento, linha de entrega” é, em princípio, compreendido como sendo um dispositivo para o deslocamento de gases, líquidos e/ou sólidos. Para este fim, a linha de entrega é projetada em particular para o deslocamento de misturas de assentamento hidráulico, preferencialmente composições de concreto projetado. Um diâmetro interior da linha de entrega é de preferencial mente pelo menos 10 mm. O diâmetro interno da linha de entrega está preferencial mente dentro da faixa de 20 - 300 mm, em particular 30 - 100 mm. Vantajosamente, a

4/18 linha de entrega compreende uma seção de tubo com uma seção transversal cilíndrica circular.

Em comparação com dispositivos conhecidos nos termos do estado da técnica, verificou-se que, utilizando-se do aparelho de mistura de acordo com a invenção ou do método de acordo com a invenção, é possível obter uma distribuição mais homogênea do aditivo na mistura bombeável. Isso pode ser atribuído ao fato de que os aditivos distribuídos finamente no meio transportador podem ser distribuídos com mais eficiência de modo mais eficiente e mais uniforme na mistura bombeável.

Além disso, verificou-se mais especificamente que, utilizando-se o aparelho de mistura em particular durante a adição metrificada de aditivos a composições de concreto, a quantidade de aditivo pode ser reduzida significativamente enquanto mantém a mesma eficiência. Durante a adição metrificada de aceleradores de assentamento a misturas de concreto projetado utilizando ar comprimido ou ar pressurizado como meio transportador, é possível reduzir a quantidade adicionada do acelerador de assentamento em até 20-30%, por exemplo, enquanto mantém pelo menos a mesma eficiência. É consequentemente possível economizar uma quantidade significativa de aditivos, o que aumenta claramente o custo-benefício e é também vantajoso a partir de uma perspectiva de toxicologia ambiental.

Como um resultado, o aparelho de mistura de acordo com a invenção ou o método de acordo com a invenção, portanto, facilitam uma mistura mais eficiente de um aditivo em uma mistura bombeável.

O dispositivo de metrificação preferencialmente compreende uma câmara de mistura comunicando-se com a linha de entrega, em que a referida câmara de mistura tem uma primeira entrada para alimentação do aditivo e uma segunda entrada para alimentação do meio transportador. Desse modo, o aditivo e o meio transportador podem ser alimentados separadamente para dentro da câmara de mistura do dispositivo de metrificação. As entradas separadas facilitam particularmente o controle ótimo do processo, uma vez que ambos os componentes podem ser adicionados controlados para dentro da câmara de mistura provida para geração da dispersão.

Em princípio, é também concebível, no entanto, a alimentação do meio transportador e do aditivo em conjunto por meio de uma única entrada no dispositivo de metrificação. Sob certas circunstâncias, isso pode, no entanto, limitar as opções durante a geração da dispersão.

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A câmara de mistura preferencialmente compreende uma primeira seção em torno da linha de entrega, em particular com uma cavidade anular. Como um resultado, o aditivo que é distribuído finamente no meio transportador pode ser introduzido na mistura bombeável todo em torno e/ou a partir de todas as laterais por meio de portas dispostas de modo correspondente, que levam para dentro da linha de entrega, por exemplo. Adicionalmente, isso melhora a ação de mistura.

A câmara de mistura, além disso, particularmente inclui uma segunda seção tubular que leva para dentro da primeira seção, em que particularmente a segunda seção é de formato curvo, pelo menos parcialmente. Para este fim, a segunda seção tubular da câmara de mistura forma a linha de alimentação para a primeira seção e, além disso, oferece espaço suficiente para o dispositivo dispersar os aditivos no meio transportador. A combinação de uma primeira seção em torno da linha de alimentação e uma segunda seção tubular em particular facilita um design compacto e, ao mesmo tempo, a ação de mistura ótima.

Em princípio, no entanto, outras modalidades do dispositivo de dosagem são também possíveis.

Particularmente preferencialmente, a segunda seção tubular da câmara de mistura substancialmente em uma direção tangencial e/ou excentricamente termina na primeira seção, o que, em particular, inclui uma cavidade tubular. Desse modo, o aditivo disperso no meio transportador em termos de dinâmica de fluido pode ser alimentado particularmente vantajosamente para dentro da cavidade tubular e ser distribuído em torno da linha de alimentação, que tem o efeito benéfico geral em termos de ação de mistura.

O dispositivo para dispersão do aditivo está, além disso, preferencialmente disposto na primeira entrada para alimentação do aditivo e se projeta pelo menos parcialmente para dentro da primeira seção da câmara de mistura. Para este fim, a primeira entrada para alimentação do aditivo está disposta vantajosamente na direção de alimentação a montante da segunda entrada para alimentação do meio transportador. Como um resultado de tal disposição, é possível obter uma mistura particularmente eficiente do aditivo no meio transportador, uma vez que o meio transportador é automaticamente movido para além da entrada para o aditivo e se mistura com o mesmo. Consequentemente, o aditivo é disperse diretamente para dentro do meio transportador movendo-se para além, o que, por sua vez, melhora a mistura. Tal configuração, adicionalmente, resulta em um design que especialmente economiza espaço.

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Em princípio, no entanto, também outras configurações das entradas são possíveis, desde que conveniente. Mas, em alguns casos, é possível que a mistura do meio transportador e do aditivo se torne mais difícil.

A primeira e a segunda entrada estão, em particular, dispostas entre si de modo que o aditivo e o meio transportador ambos colidam a partir de direções diferentes na câmara de mistura. Isso pode ser obtido, por exemplo, visto que uma linha central longitudinal da primeira entrada é inclinada em direção a uma linha central longitudinal da segunda entrada. Desse modo, o aditivo pode ser distribuído no meio transportador com ainda mais eficiência. Nesse contexto, um ângulo entre as duas direções diferentes e/ou entre a linha central longitudinal da primeira e da segunda entrada é vantajosamente 45 - 135°, particularmente 85 95°.

É particularmente vantajoso, se a primeira entrada para alimentação do aditivo estiver posicionada em uma curvatura da segunda seção da câmara de mistura. Um ângulo de curvatura da segunda seção é vantajosamente 60 - 120°, particularmente 85 - 95°. Com este tipo de disposição, o aditivo pode ser introduzido de uma forma mais simples para dentro do meio transportador com um componente de velocidade em uma direção de movimento do meio transportador e um componente de velocidade perpendicular ao meio transportador, por exemplo. Isso foi geralmente observado como sendo particularmente vantajoso em relação à dispersão do aditivo o mais uniformemente possível no meio transportador.

Mas, em princípio, a primeira entrada pode também estar presente em uma área reta da câmara de mistura.

Um bocal de atomização é provido vantajosamente como dispositivo para dispersão do aditivo. O bocal de atomização é particularmente projetado de modo que um aditivo que existe na forma líquida pode ser fraturado em gotículas finas. Utilizando-se um gás como o meio transportador, é, portanto, eficientemente possível formar um aerossol e/ou uma névoa. A pessoa versada na técnica está ciente de uma grande quantidade de designs possíveis para os bocais de atomização, tais como bocais de atomização de fluido único, dois fluidos, pneumáticos ou ultrassônicos.

Conforme mostrado, no contexto da invenção, há diferenças significativas entre os vários tipos de bocais de atomização. Nesse contexto, verificou-se que, em particular, bocais de atomização na forma de bocais espirais obtêm atomização particularmente eficiente. Isso se aplica particularmente se a unidade

7/18 de mistura de acordo com a invenção for utilizada para a adição metrificada de aditivos líquidos utilizando ar comprimido como o meio transportador em composições de concreto projetado.

Um bocal espiral tem em particular uma abertura de bocal na forma de uma espiral percorrendo na direção de deslocamento com pelo menos uma torre espiral.

Um bocal espiral adequado em particular tem disponível um ângulo de aspersão de 45 - 175°, preferencialmente 50 - 125°, mais preferencialmente 50 95°, especialmente preferencialmente 55 - 65°. O bocal espiral tem disponível vantajosamente um jato de aspersão cônico completo. Em outras palavras, o bocal espiral é vantajosamente projetado de modo que gera um jato de aspersão cônico substancialmente uniforme. O número de torres espirais do jato espiral é vantajosamente 1-6, especialmente 2-4. Nesse contexto, um diâmetro de um orifício de bocal central ou uma abertura livre do bocal espiral é vantajosamente 1 - 6 mm, preferencialmente 2-4 mm. Um diâmetro máximo do bocal espiral, particularmente em uma direção transversal à direção longitudinal do bocal espiral, está preferencialmente na faixa de 5 - 30 mm, particularmente preferencialmente 15-20 mm. Além disso, uma proporção de um comprimento máximo para o diâmetro máximo do bocal espiral em uma direção transversal para a direção longitudinal é 1,5:1 - 4.1, preferencialmente 2,5:1 - 3:1. Tais bocais espirais projetados foram verificados como sendo particularmente adequados para a dispersa de aditivos líquidos em um meio transportador gasoso. Isso particularmente durante a adição metrificada de aditivos líquidos com ar comprimido como meio transportador para composições de concreto projetado.

Mas, em princípio, bocais de atomização projetados diferentemente podem também ser utilizados. Pode ser bocais de aspersão planos, bocais de névoa e/ou bocais de duas fases.

Mostrou-se que uma proporção do diâmetro interno da segunda seção tubular da câmara de mistura para um diâmetro máximo do bocal de atomização, em particular de um bocal espiral, está vantajosamente na faixa de 1,25:1 - 10:1, preferencialmente 1,5:1 - 5,1, ainda mais preferencialmente 1,75:1 - 2,25:1. Desse modo, resulta-se em um efeito de mistura ótimo entre o aditivo entrando através do o bocal de atomização e o meio transportador.

Mais preferencialmente, o dispositivo de metrificação tem disponível pelo menos uma porta de entrada que leva diretamente para dentro da linha de

8/18 entrega para introdução do aditivo para dentro da mistura bombeável, que é projetada de modo que um eixo longitudinal da porta de entrada não intersecta um eixo longitudinal ou um eixo longitudinal de simetria da linha de entrega. Em outras palavras, um trecho justo percorrendo ao longo da linha central longitudinal da pelo menos uma porta de entrada penetra a linha de entrega em pontos que não são diametralmente opostos. Com uma linha de entrega cilíndrica circular, a pelo menos uma porta de entrada, portanto, percorre de modo secante.

Em particular, um trecho justo percorrendo ao longo da linha central longitudinal de pelo menos uma porta de entrada, portanto, intersecta qualquer plano opcional contendo o eixo longitudinal da linha de entrega em uma área exterior ou ao longo do eixo longitudinal da linha de entrega. Em disposições conhecidas, em que os trechos justos percorrendo ao longo da linha central longitudinal da portas de entrada intersectam o eixo longitudinal da linha de entrega, por exemplo, essa condição não é atendida. Nesse contexto, a porta de entrada conecta particularmente a linha de entrega à primeira seção da câmara de mistura em torno da linha de entrega. Devido a tal porta de entrada, o aditivo entrando ou fluindo para dentro da mistura bombeável através da porta tem um componente de velocidade tangencial com referência à linha de entrega, que rotaciona adicionalmente a mistura em movimento que está se movendo através da linha de entrega na direção longitudinal. Para este fim, essa rotação em tomo do eixo longitudinal de simetria da linha de entrega resulta em uma melhoria significativa da ação de mistura da unidade de mistura.

Um dispositivo de metrificação com tal porta de entrada projetada também melhora a ação de mistura da unidade de mistura, mesmo independentemente de um dispositivo para dispersão do aditivo no meio transportador. Uma solução alternativa do objetivo da invenção, portanto, consiste em um dispositivo de mistura de acordo com reivindicação 1, em que, ao invés do dispositivo para dispersão do aditivo em um meio transportador, existe pelo menos uma porta de entrada que termina diretamente dentro da linha de entrega para introdução do aditivo dentro da mistura bombeável e em que a pelo menos uma porta de entrada é projetada de modo que um eixo longitudinal da porta de entrada não intersecta um eixo longitudinal ou um eixo longitudinal de simetria da linha de entrega.

O eixo longitudinal da pelo menos uma porta de entrada é preferencialmente inclinada em uma direção de deslocamento pretendida da mistura. Um ângulo de incidência entre o eixo longitudinal da porta de entrada e a

9/18 linha central longitudinal da linha de entrega ou a direção de deslocamento pretendida é em particular 10 - 80°, preferencialmente 30 - 60°, para este fim. Como um resultado, o aditivo entrando ou fluindo através da porta de entrada na mistura bombeável tem componente de velocidade paralelo com referência ao eixo longitudinal de simetria da linha de entrega. Conforme mostrado, isso resulta em uma melhoria geral na ação da unidade de mistura. Em princípio, tal ângulo de inclinação pode também ser dispensado, no entanto.

Em uma modalidade particularmente preferencial, existem várias portas de entrada, que estão dispostas em um arranjo regular e em particular axissimetricamente em torno da linha de entrega. Tais arranjos facilitam uma rotação particularmente vigorosa da mistura na linha de entrega, que aumenta significativamente a ação de mistura da unidade de mistura novamente.

A unidade de mistura de acordo com a invenção é particularmente vantajosa como componente de um dispositivo para a aplicação de concreto projetado. Adicionalmente à unidade de mistura de acordo com a invenção, tais dispositivos adicionalmente incluem em particular um dispositivo de bomba para concreto projetado bem como um bocal de concreto projetado. Nesse contexto, o aparelho de mistura é vantajosamente disposto entre o dispositivo de bombeamento e o bocal de concreto projetado.

Principalmente, pode também ser vantajoso prover uma unidade de mistura de acordo com a invenção com um bocal de concreto projetado de design de uma peça adjacente na direção de deslocamento. Isso simplifica o manuseamento e facilita de um modo simples uma transição sem costura entre a unidade de mistura e o bocal de concreto projetado, que possivelmente melhora o comportamento de fluxo.

Em um aspecto adicional, a invenção refere-se a um método para a adição metrificada de um aditivo em uma mistura bombeável, em particular uma mistura de assentamento hidráulico, preferencialmente uma composição de concreto projetado. Para este fim, o aditivo é disperso em um meio transportador e subsequentemente introduzido dentro da mistura. O aparelho de mistura descrito anteriormente ou o dispositivo para a aplicação de concreto projetado é utilizado particularmente para o método.

O meio transportador é preferencialmente um gás, particularmente ar. Ar comprimido e/ou ar pressurizado são particularmente preferenciais. O aditivo é particularmente um líquido, tal como um acelerador de assentamento.

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O aditivo é disperso no meio transportador em particular por meio de um bocal de atomização. Preferencialmente, um bocal espiral é utilizado como bocal de atomização. Nesse contexto, o bocal espiral é particularmente projetado conforme descrito anteriormente.

Durante uma dispersão do aditivo no meio transportador, um aerossol é vantajosamente formado, que é subsequentemente introduzido dentro da mistura. Nesse contexto, o aerossol é particularmente formado pela atomização do aditivo no meio transportador. Nesse contexto, o termo “aerossol” deve ser compreendido particularmente como uma dispersão consistindo em um líquido aditivo, que existe como uma fase dispersa no meio transportador gasoso como meio de dispersão.

Durante uma dispersão do aditivo no meio transportador, particularmente o aditivo é pressurizado com uma pressão maior que o meio transportador. O aditivo é particularmente preferencialmente pressurizado com uma pressão que corresponde a pelo menos 1,1 vez, em particular a pelo menos 1,5 vezes, preferencialmente a pelo menos 2 vezes da pressão no meio transportador. O aditivo é preferencialmente pressurizado com uma pressão que corresponde a 1,1 -10 vezes, em particular 2-5 vezes ou 2 - 3 vezes da pressão no meio transportador.

O aditivo é especialmente pressurizado com uma pressão de 1 - 20 bar, em particular 10-20 bar, especialmente 15-20 bar. O meio transportador é especialmente pressurizado com uma pressão de 1 - 15 bar, em particular 5-15 bar, especialmente 5-10 bar.

Por meio das condições de pressão e faixas de pressão, é possível obter uma distribuição fina e particularmente vantajosa do aditivo no meio transportador, como um resultado do qual o aditivo pode ser distribuído de modo mais eficiente e mais uniforme na mistura bombeável.

Em princípio, no entanto, é também possível operar fora dos valores mencionados acima. Isso pode até mesmo ser conveniente para aplicações especiais ou constelações instrumentais. Modalidades vantajosas adicionais e combinações de características da invenção resultam da descrição detalhada subsequente e a totalidade das reivindicações.

Breve descrição das figuras

As figuras utilizadas para explicar a modalidade mostram conforme segue:

Fig. 1 é uma visualização em perspectiva de um aparelho de mistura de acordo com a invenção;

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Fig. 2 é uma projeção horizontal da extremidade da lateral de alimentação do aparelho de mistura a partir da Fig. 1 ao longo da direção de deslocamento em uma apresentação semitransparente;

Fig. 3 é uma projeção horizontal sobre o aparelho de mistura a partir da Fig. 1 a partir de uma direção perpendicular à direção de deslocamento em uma apresentação semitransparente;

Fig. 4 é uma visualização detalhada de um bocal espiral, que, no aparelho de mistura a partir da Fig. 1 está disposta como um dispositivo para dispersão;

Fig. 5 é uma visualização detalhada do comprimento de cano cilíndrico oco central do aparelho de mistura a partir da Fig. 1;

Fig. 6 é um visualização detalhada do comprimento de cano cilíndrico oco externo do aparelho de mistura a partir da Fig. 1 com dois bocais de conexão de protuberância tangencialmente e dispostos diametralmente;

Fig. 7 é uma visualização detalhada de um comprimento de cano em formato de L do aparelho de mistura a partir da Fig. 1;

Fig. 8 é uma apresentação esquemática de uma disposição para o descarregamento de concreto projetado.

Em princípio, algumas partes nas figuras são providas com os mesmos símbolos de referência.

Meios de implementação da invenção

1. Aparelho de mistura

As figuras 1-3 mostram diferentes visualizações de um aparelho de mistura 100 de acordo com a invenção. As apresentações nas Figuras 2 e 3 mostram componentes parcialmente semitransparentes do aparelho de mistura, a fim de clarificar a estrutura de acordo com a invenção. Componentes individuais do aparelho de mistura são, além disso, mostrados em detalhes nas Figuras 4 -

7. A menos que afirmado de outro modo, o aço inoxidável é adequado como material para o aparelho de mistura 100, por exemplo.

O aparelho de mistura 100 compreende um comprimento de cano cilíndrico oco central 110 (mostrado como um componente individual na Fig. 5) com uma sessão transversal circular, que funciona como uma linha de entrega para uma mistura bombeável (não mostrada), tal como uma composição de concreto projetado. A dimensão de diâmetro interno do comprimento de cano cilíndrico oco 110 é aproximadamente 53 mm, por exemplo. O comprimento de cano cilíndrico oco central 110 tem um primeiro flange de conexão protuberante 111 na extremidade de lateral de alimentação do aparelho de mistura, tal como para

12/18 conexão do aparelho de mistura 100 a um dispositivo deslocador para uma mistura bombeável.

Na outra extremidade do aparelho de mistura, a extremidade de descarga, um segundo flange de conexão protuberante 114 está disposta de modo correspondente, que é utilizado para conectar o aparelho de mistura 100 a um dispositivo de processamento para a mistura bombeável, por exemplo, tal como um bocal de concreto projetado. Entre os dois flanges de conexão 111, 114, em adição a um flange de vedação protuberante 112 na lateral de alimentação e um flange de vedação 113 na extremidade de descarga estão dispostos. Nesse contexto, os dois flanges de vedação 112, 113 estão dispostos espaçados, de modo que uma cavidade substancialmente circular 116 está presente entre os dois flanges de vedação 112, 113. Em cada caso, os diâmetros dos dois flanges de vedação 112, 113 são maiores que os diâmetros dos flanges de conexão 111, 114.

Em cada caso, duas ranhuras circunferenciais espaçadas circulares 112.1,

113.1 são recuadas nas superfícies circunferenciais dos dois flanges de vedação 112, 113. No total, quarto anéis de vedação 140, anéis em O plásticos, por exemplo, existem nas ranhuras 112.1, 113.1, que se projetam a partir de uma superfície circunferencial dos flanges de vedação 112,113.

Partindo-se da frente da lateral de alimentação do flange de vedação 113 na lateral de descarga, ao todo, 20 portas de entrada 115 estão dispostas em espaçamento regular e axissimetricamente à linha central longitudinal 110.1 do comprimento de cano cilíndrico oco 110, as referidas portas de entrada 115 alimentando para dentro da cavidade do comprimento de cano cilíndrico oco central 110. Nesse contexto, a linha central longitudinal 115.1 das portas de entrada percorrem em ângulo oblíquo a uma direção radial do comprimento de cano cilíndrico oco 110 e em ângulo oblíquo em relação ao eixo longitudinal de simetria e/ou a linha central longitudinal 110.1 do comprimento de cano cilíndrico oco 110. Os ângulos de inclinação 115.2 entre as linhas centrais longitudinais

115.1 das portas de entrada 115 e a linha central longitudinal 110.1 do comprimento de cano cilíndrico oco 110 são aproximadamente 45°, por exemplo.

As linhas centrais longitudinais 115.1 da portas de entrada 115, portanto, não intersectam a linha central longitudinal 110.1 da linha de entrega. Expresso em outras palavras, as linhas centrais longitudinais 115.1 das portas de entrada penetram a linha de entrega em pontos do comprimento de cano cilíndrico oco central 110 que não são diametralmente opostas.

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Os dois flanges de vedação 112, 113 são, adicionalmente, circundados por um comprimento de cano cilíndrico oco externo 130 (ilustrado na Fig. 6 como um componente individual), que, no nos encaixes internos, escorrem contra os quatro anéis de vedação 140, de modo que conexões à prova de vazamento existem entre o comprimento de cano externo 130 e os dois flanges de vedação 112, 113. O comprimento de cano externo 130, portanto, veda a cavidade 116 entre os dois flanges de vedação 112, 113 tornando à prova de vazamento contra o exterior. A cavidade 116 vedada pelo comprimento de cano externo 130 para este fim forma uma primeira seção anular de uma câmara de mistura do aparelho de mistura 100.

O comprimento de cano externo 130, adicionalmente, tem dois flanges de conexão tubulares 131, 132, que são diametralmente opostos e levam na direção tangencial e/ou excentricamente para dentro da cavidade 116 entre os dois flanges de vedação 112, 113. Um primeiro comprimento de cano curvo angulado para a direita e/ou em formato de L 120a com um diâmetro interno de aproximadamente 33 mm, por exemplo, é encaixado de modo à prova de vazamento em um flange de conexão 131 do comprimento de cano externo 130 (ilustrado como um único componente na Fig. 7). A conexão é feita, por exemplo, através do aparafusamento de uma rosca externa 123a na extremidade comprimento de cano curvo 120a para dentro de uma rosca interna no flange de conexão 131.

Na curva do primeiro comprimento de cano curvo 120a, uma primeira entrada 121a está disposta para alimentação de um aditivo, por exemplo. Para este fim, a primeira entrada 121a leva na direção do primeiro flange de conexão 131 para dentro do primeiro comprimento de cano curvo 120a. A extremidade aberta do primeiro comprimento de cano curvo 120a forma uma segunda entrada 122a, por exemplo, para alimentação de um meio transportador.

A primeira entrada 121a é provida com um bocal espiral 125a no interior do primeiro comprimento de cano curvo 120a, que serve como um dispositivo para dispersão de um aditivo. Nesse contexto, o bocal espiral tem uma forma circundante cônica e pode ser aparafusado na extremidade interna da entrada 121a, por exemplo, (ilustrada como um componente individual na Fig. 4). O bocal espiral 125a tem 3 espirais, um ângulo de aspersão de aproximadamente 60°, por exemplo, um diâmetro máximo transversal à direção longitudinal de aproximadamente 18 mm, e um comprimento geral de aproximadamente 48 mm.

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Um segundo comprimento de cano curvo angulado para a direita e/ou em formato de L 120b é anexado ao outro flange de conexão 132 do comprimento de cano externo 130. O segundo comprimento de cano curvo 120b tem substancialmente o mesmo design que um primeiro comprimento de cano curvo 120a, e consequentemente tem uma primeira entrada 121b, uma segunda entrada 122b e uma bocal espiral 125b.

Os dois comprimentos de cano curvo 120a, 120b em conjunto, formam uma segunda seção tubular da câmara de mistura do aparelho de mistura 100. A câmara de mistura do aparelho de mistura 100, portanto, consiste em dois comprimentos de cano curvo 120a, 120b e na cavidade anular 116.

Os elementos circundando o interior do comprimento de cano cilíndrico oco 110 e/ou a linha de entrega, em conjunto, formam o dispositivo de metrificação 101 do aparelho de mistura 100. Por meio do dispositivo de metrificação 101, um aditivo pode ser disperso em um meio transportador e ser metrificado em uma mistura bombeável deslocada no interior do comprimento de cano cilíndrico oco 110.

2. Dispositivo para a aplicação de concreto projetado

A Fig. 8 ilustra esquematicamente um dispositivo de aplicação de concreto projetado 10. Ele compreende um dispositivo de bombeamento 11 que está conectado ao primeiro flange de conexão 111 do dispositivo de mistura 100 de acordo com a invenção a partir da Fig. 1-3, para o deslocamento da composição de concreto projetado 400 por meio de uma linha 12. O segundo flange de conexão 114 do dispositivo de mistura é conectado novamente por meio de uma linha ou diretamente a um bocal de concreto projetado 13. A composição de concreto projetado 400 pode ser uma composição de concreto projetado de mistura seca ou uma composição de concreto projetado de mistura úmida, em princípio. O deslocamento é desempenhado dependendo da composição de concreto projetado 400 e da aplicação em um modo conhecido per se, tal como o método de deslocamento de matéria densa ou o método de corrente fina.

Por meio das dias primeiras entradas 121a, 121b do dispositivo de mistura 100 e dos bocais espirais 125a, 125b dispostos nas mesmas, é possível dispersar um líquido aditivo 200 nos dois comprimentos de cano curvo 120a, 120b, por exemplo, em particular um acelerador de assentamento. Por meio das duas segundas entradas 122a, 122b, é, além disso, possível alimentar um meio transportador 300, tal como ar comprimido, de modo que um aerossol consistindo em aditivo 200 e meio transportador 300 esteja presente na câmara de mistura

15/18 e/ou nos dois comprimentos de cano curvo 120a, 120b e na cavidade anular 116 do aparelho de mistura 100. Isso agora alcança o interior do comprimento de cano cilíndrico central 110 e/ou a composição de concreto projetado 400 deslocada no mesmo por meio da portas de entrada 115. A composição de concreto projetado 410 misturada com o aditivo 200 e o meio transportador pode subsequentemente ser aplicada por meio do bocal de concreto projetado 13 em uma localização pretendida, tal como em uma parede de túnel. A alimentação do aditivo 200 e do meio transportador 300 até as entradas associadas 121a, 121b, 122a, 122b podem ser desempenhada de um modo conhecido perse.

As modalidades descritas anteriormente devem ser compreendidas meramente como exemplos ilustrativos, que podem ser opcionalmente modificados dentro do escopo da invenção.

É, assim, por exemplo, possível omitir os segundos flanges de conexão 132 com o segundo comprimento de cano curvo 120b, de modo que o flange de conexão 131 exista como o único flange de conexão. De modo semelhante, se necessário, flanges de conexão adicionais podem ser providos no comprimento de cano externo 130 e/ou em um dos comprimentos de cano curvo 120a, 120b.

Adicionalmente ou ao invés dos bocais espirais 125a, 125b, em princípio, também outros dispositivos podem ser utilizados para dispersão, tal como foram descritos anteriormente, por exemplo.

De modo semelhante, um ou ambos os comprimentos de cano curvo 120a, 120b podem ser substituídos por um comprimento de cano em formato de T tradicional, por exemplo, caso isso pareça conveniente. Nesse caso, as respectivas extremidades de cano do comprimento de cano em formato de T podem servir como entradas para o aditivo e o meio transportador, que podem possivelmente simplificar a fabricação.

É também possível prover, adicionalmente ou ao invés das portas de entrada 115 existente, portas de entrada adicionais, que percorrem em uma direção radial com referência ao comprimento de cano cilíndrico oco central 110, por exemplo, e/ou são formados em uma direção intersectando a linha central longitudinal 110.1

Ao invés do comprimento de cano cilíndrico oco central 110, também uma linha de entrega projetada diferentemente pode existir para a mistura bombeável, que tem uma seção transversal oval, por exemplo.

3. Exemplos de uso

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Para os propósitos de comparação, triagens de concreto projetado de mistura úmida diferentes com e sem o aparelho de mistura 100 de acordo com a invenção a partir da Fig. 1-3 foram desempenhadas.

Para o teste de acordo com a invenção, uma máquina de concreto projetado tradicional AMV 6400 da Andersen Mekaniska Verkstad AS (Norway) foi utilizada para a aplicação de concreto projetado de mistura úmida, que foi encaixada diretamente a montante do bocal de concreto projetado com um aparelho de mistura 100 de acordo com a invenção a partir da Fig. 1-3. Esse arranjo corresponde em princípio ao dispositivo de concreto projetado 10, ilustrado na Fig. 8. Para este fim, um líquido acelerador de assentamento foi alimentado através das primeiras entradas 121a, 121b e ar comprimido através das segundas entradas 122a, 122 do aparelho de mistura 100, sob condições normais.

A máquina de concreto projetado foi operada com os seguintes parâmetros:

• Taxa de entrega de concreto projetado: aproximadamente 30 m³/h • Taxa de entrega de ar comprimido: aproximadamente 16 m³/h • Pressão de ar comprimido: 7,0 - 7,5 bar • Saída de bomba de acelerador de assentamento: aproximadamente 30 l/min • Pressão de bomba de acelerador de assentamento: max. 18 bar

O mesmo arranjo foi utilizado para os testes de comparação conforme utilizado para os testes de acordo com a invenção, em que, ao invés do dispositivo de mistura 100, um aparelho de mistura tradicional foi utilizado, no entanto. Com o aparelho de mistura tradicional, o acelerador de assentamento foi alimentado ao ar comprimido sem medidas adicionais através de um flange de conexão e adicionado diretamente dentro do concreto projetado de mistura úmida. As condições de teste remanescentes não foram essencialmente alteradas.

O concreto projetado de mistura úmida foi utilizado na seguinte composição:

• Cimento Portland tipo CEM ll/A-LL 42.5 R; proporção: 500 kg/m³ • Teor de silica: 20 kg/m³ • Agregados: 82% areia moída 0-4 mm, 18% cascalho 4-8 mm • Proporção de água/cimento: 0,43 • Plastificante para concreto: Sikament EVO 26S, 0,40% em relação ao teor de cimento

17/18 • Regulador de consistência: Sika Tard 930, 0,30% em relação ao teor de cimento • Agente de suspensão a ar: Sika Aer-S, 0.06 % em relação ao teor de cimento • Espalhamento: 200 - 210 mm

Sigunit L53 AF (Sika) foi utilizado como agente de assentamento em todos os testes.

A fim de determinar a qualidade do concreto aspergido sobre uma superfície de teste, o desenvolvimento de resistência foi determinado de modo conhecido per se com agulhas de penetração (Proctor; 30 e 60 minutos após a aplicação) bem como o método de parafuso âncora HILTI (HILTI 460; 4 horas após a aplicação).

Os testes desempenhados são listados na Tabela 1 abaixo. A proporção do acelerador de assentamento Sigunit L53 AF é afirmada aqui em % em peso em relação ao teor de cimento. A coluna de “adição” afirma se o aparelho de mistura (E) de acordo com a invenção ou o aparelho de mistura tradicional (H) foi utilizado.

Tabela 1:

No.	Sigunit L53 AF em %	Adição	Resistência em MPa após
30 min	60 min	4h
1	5%	H	0,16	0,40	3,3
2	8%	H	0,24	0,67	4,1
3	11%	H	0,47	0,86	4,7
4	4%	E	0,38	0,74	3,8
5	6,5%	E	0,62	0,82	4,6
6	8,5%	E	0,61	0,92	5,2

Os testes 1-3, que foram desempenhados com o aparelho de mistura tradicional, mostram que a proporção do acelerador de assentamento afeta a resistência do concreto projetado aplicado. Quanto maior a proporção de acelerador, maior as resistências geralmente ao longo das vezes revisadas. Uma imagem correspondente resulta dos testes 4-6 quando da utilização do aparelho de mistura de acordo com a invenção.

Nota-se particularmente, no entanto, que pela utilização do aparelho de mistura de acordo com a invenção, resistências maiores podem ser obtidas utilizando-se uma proporção menor de acelerador. Observando-se o Teste 1, por

18/18 exemplo, com o aparelho de mistura tradicional e uma proporção de 5% de acelerador, uma resistência de meramente 0,16 MPa é obtida após 30 minutos. Pela utilização do aparelho de mistura de acordo com a invenção, no Teste 4 e utilizando-se uma proporção até mesmo levemente menor de acelerador de 4%, 5 mais que o dobro da resistência de 0,38 MPa é obtida após 30 minutos. Mesmo após 60 minutos e 4 horas, as resistências no Teste 4 com o aparelho de mistura de acordo com a invenção estão claramente acima das resistências correspondentes a partir do Teste 1. Uma comparação de Testes 2 e 5, bem como 3 e 6 confirma essas observações.

Em resumo, deve-se notar que a adição do acelerador de assentamento utilizando o aparelho de mistura de acordo com a invenção reduz significativamente o consumo de acelerador de assentamento enquanto mantém a qualidade igual ou superior do concreto projetado.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho de mistura (100) para a adição metrificada de um aditivo (200) a uma mistura bombeável (400), em particular uma mistura de assentamento hidráulico bombeável, em particular uma composição de concreto projetado líquido, em que o aparelho de mistura (100) compreende uma linha de entrega (110) para entregar a mistura (400) através do aparelho de mistura (100), e um dispositivo de metrificação (101) comunicando-se com a linha de entrega (110) para introdução do aditivo (200) na mistura (400) é provido, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de metrificação (101) tem um dispositivo (125a, 125b) para dispersão do aditivo (200) em um meio transportador (300), de modo que o aditivo (200) pode ser introduzido na mistura (400) em um estado em que o aditivo é distribuído finamente no meio transportador (300), em que o dispositivo (125a, 125b) para dispersão do aditivo é um bocal de atomização, em particular um bocal espiral.
2. Aparelho de mistura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de metrificação (101) tem uma câmara de mistura que se comunica com a linha de entrega (110), e que compreende uma primeira entrada (121a, 121b) para alimentação do aditivo (200) e uma segunda entrada (122a, 122b) para alimentação do meio transportador (300).
3. Aparelho de mistura, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a câmara de mistura compreende uma primeira seção (116) em torno da linha de entrega (110), em particular com uma cavidade anular e uma segunda seção tubular (120a, 120b) que termina na primeira seção (116), em que particularmente a segunda seção (120a, 120b) é projetada para curvar pelo menos parcialmente.
4. Aparelho de mistura, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 e 3, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (125a, 125b) para dispersão do aditivo está posicionado na primeira entrada (121a, 121b) para alimentação do aditivo e particularmente se projeta pelo menos parcialmente para dentro da câmara de mistura.
5. Aparelho de mistura, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o bocal de atomização é um bocal espiral (125a, 125b) com um ângulo de aspersão de 45 - 175°, preferencialmente 50 - 95°, mais preferencialmente 55 - 65°.

Petição 870190099789, de 04/10/2019, pág. 10/16

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6. Dispositivo para aplicação de concreto projetado, caracterizado pelo fato de que compreende um aparelho de mistura (100), conforme qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, bem como, em particular, um dispositivo de bomba (11) para concreto projetado e um bocal de concreto projetado (13).
7. Uso de um aparelho de mistura (100) conforme qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, o uso caracterizado pelo fato de que é para a adição metrificada de aditivos (200) em uma mistura bombeável (400), em particular em uma mistura de assentamento hidráulico bombeável, particularmente preferencialmente uma composição de concreto projetado líquido.
8. Método para a adição metrificada de um aditivo (200) em uma mistura bombeável (400), em particular uma mistura de assentamento hidráulico, preferencialmente uma composição de concreto projetado, caracterizado pelo fato de que o aditivo (200) é disperso em um meio transportador (300) e é subsequentemente introduzido na mistura (400), em que o aditivo (200) é disperso no meio transportador (300) por meio de um bocal de atomização.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o meio transportador (300) é um gás, em particular ar, e de que o aditivo (200) é um líquido, em particular um acelerador de assentamento.
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que um bocal espiral é utilizado como bocal de atomização.
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 8 a 10, caracterizado pelo fato de que, durante a dispersão do aditivo (200) no meio transportador (300), um aerossol é formado, que é subsequentemente introduzido na mistura (400).
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o aerossol é formado por atomização do aditivo (200) no meio transportador (300).
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o aditivo (200) é pressurizado com uma pressão que corresponde a pelo menos 1,1 vez, em particular a pelo menos 2 vezes, a pressão no meio transportador (300).