Verfahren und Einrichtung zum Herstellen von Betonfertigteilen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstellen von Betonfer tigteilen mit Hilfe von Schalungen.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe liegt darin, die Fertigung von Betonteilen, wie Platten, Röhren, Schächte, Träger, Balken usw., durch Ver kürzung der für das Erhärten benötigten Zeit ratio neller zu gestalten.
Erfindungsgemäss wird das bei einem Verfahren zum Herstellen von Betonfertigteilen mit Hilfe von Schalungen dadurch erreicht, dass die Schalungen mit dem eingefüllten Beton während einer gegenüber dem herkömmlichen Verfahren abgekürzten Zeitdauer von 1 bis 4 Stunden durch einen beheizten Vorbe- handlungsraum mit einer erhöhten Temperatur zwi schen 30 C und annähernd dem Wasserverdamp- fungspunkt gefördert werden, und dass nachher die Schalungen von den Betonteilen entfernt und diese anschliessend während einiger Stunden durch min destens eine Klimakammer gefördert werden,
in wel cher die Betonteile mit Wasser besprüht und bei einer Temperatur von 50 C bis 60 C vollständig ausgehärtet werden.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zum Ausfüh ren des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass eine Förderstrasse von einer Fertigungsstelle, wo die Schalungen mit Beton gefüllt werden, durch den Vor behandlungsraum zu einem Entschalungsplatz und von dort durch die Klimakammer verläuft.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung ist schematisch in den Zeichnungen ver anschaulicht und nachstehend mit Bezug darauf be schrieben, wobei in der Beschreibung auch das er- findungsgemässe Herstellungsverfahren rein beispiels weise erläutert ist.
Fig. 1 a und 1 b zeigen je einen anderen Teil einer Einrichtung zum Herstellen von Betonfertigteilen im senkrechten Schnitt längs der Förderstrasse für die Betonteile, wobei die Fig. la und 1b an den strich punktierten Linien 1-I gedanklich zusammenzufügen sind; Fig.2a und 2b stellen entsprechende Grundrisse der beiden in Fig.la und 1b gezeigten Teile der Ein richtung dar, wobei die Fig. <I>2a</I> und 2b an den strich punktierten Linien II-II gedanklich zusammenzufü gen sind.
Das in den Fig.la und 2a links ersichtliche Ge bäude 10 weist einen Förderturm 11 auf, in welchem die Rohmaterialien, wie Kies, Sand, Zement usw., durch nicht dargestellte Fördermittel in einen unter teilten Silo 12 transportiert werden. Unterhalb des Silos 12 befinden sich Wägeeinrichtungen 13 und ein Materialmischer 14, von dem die fertige Rohbeton mischung in einen Zwischensilo 15 gelangt. Dieser Zwischensilo 15 befindet sich über einem grossen Fertigungsplatz 16, wo die Fabrikation der herzu stellenden Betongegenstände begonnen wird durch Einfüllen von Betonmasse in die bereitgestellten Schalungen.
Quer durch den Fertigungsplatz 16 verläuft ein Gleis 17 für fahrbare Plattformen 18. Der Boden des Fertigungsplatzes 16 befindet sich wenigstens an nähernd auf gleicher Höhe wie die Oberseite der Plattformen 18, damit das Beladen der letzteren mit den gefüllten Schalungen erleichtert ist.
An das Gebäude 10 schliesst ein niedriger Ge bäudetrakt 20 an, durch den das Gleis 17 hindurch geführt ist. Im Innern des Gebäudetraktes 20 befin det sich ein über dem Gleis 17 angeordneter Tunnel 21, der einen Vorbehandlungsraum 22 für die ein- geschalten Betonteile umschliesst. Im Raum 22 sind an den Wänden des Tunnels 21 mehrere Heizradiato- ren 23 montiert, die mit Hilfe eines durchströmenden Heizmediums beheizbar sind. Das Heizmedium ist vorzugsweise Wasser und wird in einer nicht darge stellten Kesselanlage im Gebäude 10 erwärmt.
Eben falls nicht dargestellte Rohranlagen lassen das Heiz- medium in einem Kreislauf durch den Kessel und die Radiatoren 23 zirkulieren. Mit Hilfe der Radiatoren 23 kann die Temperatur im Raum 22 beliebig erhöht werden, z. B. auf 30 bis 50 C oder darüber bis an nähernd zum Verdampfungspunkt des Wassers.
Der Gebäudetrakt 20 und der Tunnel 21 enden bei einer Werkhalle 25, durch welche hindurch das Gleis 17 fortgesetzt ist. Die Werkhalle 25 enthält bei derseits des Gleises 17 einen Entschalungsplatz 26, dessen Boden wenigstens annähernd auf gleicher Höhe wie die Oberseite der fahrbaren Plattformen 18 ist. Ein über dem Gleis 17 angeordneter zweiter Tunnel 27, der bedeutend länger ist als der vorher erwähnte Tunnel 21, beginnt noch in der Werkhalle 25 und endet im Freien.
Der Innenraum des zweiten Tunnels 27 ist in mehrere Abschnitte unterteilt, näm lich eine Eintrittsschleusenkammer 28, eine Klima kammer 29, eine Austrittsschleusenkammer 30 und einen Abkühlraum 31.
Die Eintrittsschleusenkammer 28 ist der Klimakammer 29 vorgelagert und gegen den Entschalungsplatz 26 durch eine erste Rolltüre 32 und gegen die Klimakammer 29 durch eine zweite Rolltüre 33 abgeschlossen. Die Klimakammer 29 ist dem erhöhten Bedarf an Durchlaufzeit entsprechend länger als der Vorbehandlungsraum 22 und enthält mehrere an den Wänden des Tunnels 27 befestigte Heizradiatoren 34,
die mit Hilfe eines durchströmen den Heizmediums, vorzugsweise Wasser, beheizbar sind. Das Heizmedium wird mittels nicht dargestellter Rohrleitungen aus der gleichen Kesselanlage zuge führt, wie in bezug auf die Heizradiatoren 23 im Vorbe- handlungsraum 22 beschrieben wurde.
An der Decke des Tunnels 27 sind innerhalb der Klimakammer 29 mehrere Sprührohre 35 einer Besprühungsanlage be festigt, die einen Teil des Warmwassers aus der Kes selanlage zugeführt bekommt. Die an die Klimakam- mer 29 anschliessende Austrittsschleusenkammer 30 weist gegen die Klimakammer eine erste Rolltüre 36 und gegen den Abkühlraum 31 eine zweite Rolltüre 37 auf.
Der Abkühlraum 31 steht über Lüftungska- mine 38 und eine offene Ausfahrlucke 39 mit der Atmosphäre in Verbindung.
Zum maschinellen Vorschub der fahrbaren Platt formen 17 sind nicht dargestellte, an sich bekannte Mittel vorhanden, wie z. B. eine endlose Förderkette mit Mitnehmern für die Plattformen oder ein end loses Förderseil mit Kupplungsorganen, die ein will kürliches oder programmiertes Verbinden oder Lö sen der Plattformen mit dem Seil erlauben. Der An trieb der Fördermittel erfolgt von einer Maschinen- station 40 in der Werkhalle 25 aus.
Unter Benutzung der beschriebenen Einrichtung lassen sich Betonfertigteile auf rationelle Weise ge- mäss folgendem Verfahren herstellen: Auf dem Fertigungsplatz 16 werden die vorberei teten und gegebenenfalls mit Armierungen oder Spanndrähten versehenen Schalungen mit Frischbe ton gefüllt, der dem Zwischensilo 15 entnommen wird. Die gefüllten Schalungen stellt man auf eine der fahrbaren Plattformen 18, die anschliessend in den Vorbehandlungsraum 22 eingefahren wird.
Dort neh men die Betonteile langsam die im Vorbehandlungs- raum 22 herrschende Temperatur an, die beispiels weise zwischen 30 und 50 C beträgt, vorzugsweise etwa 35 C. Durch nachfolgende Plattformen 18 wird die betrachtete allmählich durch den ganzen Vorbe- handlungsraum 22 hindurchgeschoben, was -etwa 1 bis 4 Stunden in Anspruch nimmt, in der Regel aber nicht länger als 2 Stunden dauert. In dieser Zeit wird der Beton unter dem Einfluss der erhöhten Umge bungstemperatur erwärmt und dadurch der Abbinde- prozess beschleunigt.
Nach dem Verlassen des Vor behandlungsraumes 22 können daher die Betonteile bereits von ihren Schalungen befreit werden. Diese Arbeit wird auf dem Entschalungsplatz 26 durchge führt, wo dann die Schalungen gereinigt und für er neute Verwendung zum Fertigungsplatz 16 zurück transportiert werden.
Die ausgeschalten Betonteile bleiben auf der zu geordneten Plattform 18. Nachher wird die Platt form mit den Betonteilen bei geöffneter Rolltür 32 in die Eintrittsschleusenkammer 28 eingefahren, wo nach die Tür 32 wieder geschlossen wird. Anschlies send öffnet man die zweite Rolltüre 33 und fährt die Plattform 18 mit den Betonteilen in die Klimakam- mer 29 ein, wonach auch die Tür 33 wieder geschlos sen wird.
In der Klimakammer 29 herrscht eine er höhte Temperatur zwischen beispielsweise 50 und 60 C bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 80 bis 95 %. Die Betonteile werden somit auf die genannte Temperatur aufgeheizt und mit der Plattform 18 all mählich durch die Klimakammer 29 hindurch bewegt, wenn nach und nach weitere Plattformen in die Klimakammer einlaufen.
Im zweiten und dritten Drit tel der Klimakammer 29 gelangen die Betanteile in den Bereich der Besprühungsanlage 35, aus deren Öffnungen ein feiner Wasserregen mit einer Tempe ratur von etwa 55 C austritt. Die Betonteile werden dadurch mit einer Wasserhaut überzogen, deren Tem peratur mit jener der Betonteile selbst annähernd übereinstimmt. Die Besprühungsanlage sorgt auch für die erwähnte hohe Luftfeuchtigkeit in der Klimakam mer 29 und eine gute, gleichmässige Durchfeuchtung der Betonteile.
Unter dem Einfluss der Wärme und der Feuchtigkeit erhärten die Betongegenstände in- nert weniger Stunden vollständig und gleichmässig. Hierzu trägt das Fehlen der Schalungen in bedeuten dem Mass bei, weil Wärme und Feuchtigkeit so gleichmässigen Zutritt zu den Betonteilen haben. Un erwünschte Spannungen oder gar Risse im Beton werden dadurch vermieden. Die für diese Wärme- und Feuchtigkeitsbehandlung in der Klimakammer 29 benötigte Zeitdauer liegt zwischen 3 und 5 Stun- den, je nach der Grösse und der Form der Beton gegenstände. Für gebräuchliche Betonröhren oder dgl. genügen 3i/2 Stunden.
Am Schluss der Behandlungsdauer wird die Roll- türe 36 geöffnet und die fahrbare Plattform 18 mit den Betonfertigteilen in die Austrittsschleusenkam mer 30 hineingeschoben. Nachdem die Rolltüre 36 wieder geschlossen worden ist, öffnet man die zweite Rolltüre 37 und fährt die Plattform 18 in den Ab kühlraum 31, wonach auch die Rolltüre 37 wieder geschlossen wird.
Im Raum 31 lässt man den Beton teilen etwa eine halbe Stunde Zeit, um sich auf die Temperatur der Atmosphäre abzukühlen. Die Atmo sphärenluft kann über die Lucke 39 und die Kamine 38 durch den Raum 31 hindurchströmen. Dennoch erfolgt die Abkühlung der Betonteile erheblich lang samer, als dies im Freien geschehen würde, was sich auf die Qualität der fertigen Betonteile günstig aus wirkt. Schliesslich wird die mit den Betonfertigteilen beladene Plattform 18 mit Hilfe einer Lokomotive oder dgl. auf dem Gleis 17 aus dem Abkühlraum 31 herausgezogen und weiter transportiert.
Das beschriebene Verfahren zur Herstellung von Betonfertigteilen hat gegenüber den herkömmlichen Fertigungsarten ganz wesentliche Vorteile: Die vom Einfüllen des Frischbetons in die Schalungen bis zum Abtransport der fertiggestellten Betonteile benötigte Zeitdauer beträgt nur einige Stunden, während bis her eine mehrfach längere Zeitdauer, in der Regel mehrere Tage, erforderlich war. Dadurch erzielt man eine erhebliche Einsparung an Fabrikationsfläche und eine Steigerung der Produktionskapazität. Das rasche Aushärten der Betonteile wird, wie beschrieben, hauptsächlich durch das frühzeitige Befreien der Be tonteile von ihren Schalungen ermöglicht.
Diese Massnahme bringt aber noch den weiteren wirtschaft lichen Vorteil, dass die Schalungen viel schneller für die erneute Verwendung zur Verfügung stehen, wes halb vergleichsweise viel weniger Schalungen erfor derlich sind. Zudem ist der Rücktransportweg für die von den Betonteilen entfernten Schalungen kürzer. Die Schleusenkammern 28 und 30 gewährleisten, dass beim Ein- und Ausfahren der Plattformen 18 in die bzw. aus der Klimakammer 29 nur verhältnis- mässig wenig erwärmte Luft nach aussen entweicht. Dadurch kann Energie eingespart werden. Ausser der kürzeren Produktionszeit erzielt man mit dem be schriebenen Verfahren eine bemerkenswerte Einspa rung an Nebenkosten für Arbeitskräfte, Schalungen, Transporte, Hallen- und Lagerflächen und Wärme energie.
Dass mit dem beschriebenen Verfahren zu dem qualitativ einwandfreie oder gar hochwertigere Betonteile erzeugt werden können als bisher, wurde bereits erwähnt. Ein weiterer Vorteil von Bedeutung ist, dass die Fabrikation von den klimatischen Ver hältnissen der Atmosphäre praktisch unabhängig ist und demzufolge auch in den Wintermonaten bei Frost ohne Unterbrechung weitergeführt werden kann.
Mit der beschriebenen Fertigungseinrichtung kön nen bei Bedarf Betonteile mit einer Breite bis zu 2,30 m, einer Höhe bis zu 2 m und einer Länge bis zu 30 m hergestellt werden.
Method and device for producing precast concrete parts The present invention relates to a method and a device for producing concrete prefabricated parts with the aid of formwork.
The object underlying the invention is to make the production of concrete parts, such as plates, tubes, shafts, beams, beams, etc., by reducing the time required for hardening ratio neller.
According to the invention, this is achieved in a method for producing precast concrete parts with the help of formwork in that the formwork with the poured concrete is passed through a heated pretreatment room at an increased temperature between 30 and 30 hours, which is shorter than the conventional method C and approximately the water evaporation point, and that afterwards the formwork is removed from the concrete parts and these are then conveyed through at least one climatic chamber for a few hours,
in wel cher the concrete parts are sprayed with water and fully cured at a temperature of 50 C to 60 C.
The device according to the invention for executing the method is characterized in that a conveyor line runs from a production site where the formwork is filled with concrete, through the pre-treatment room to a formwork area and from there through the climatic chamber.
An exemplary embodiment of the device according to the invention is illustrated schematically in the drawings and described below with reference thereto, the description also explaining the manufacturing method according to the invention purely by way of example.
1 a and 1 b each show a different part of a device for producing precast concrete parts in a vertical section along the conveyor line for the concrete parts, FIGS. 1 a and 1 b to be conceptually joined together on the dashed and dotted lines 1-I; 2a and 2b represent corresponding floor plans of the two parts of the device shown in Fig.la and 1b, wherein the Fig. <I> 2a </I> and 2b on the dash-dotted lines II-II are to be thought together.
The building 10 visible in the Fig.la and 2a on the left has a conveyor tower 11 in which the raw materials, such as gravel, sand, cement, etc., are transported by means of conveyance, not shown, into a silo 12 divided below. Below the silo 12 are weighing devices 13 and a material mixer 14, from which the finished raw concrete mixture reaches an intermediate silo 15. This intermediate silo 15 is located above a large production area 16, where the manufacture of the concrete objects to be manufactured is started by pouring concrete mass into the provided formwork.
A track 17 for mobile platforms 18 runs transversely through the production area 16. The floor of the production area 16 is at least approximately at the same level as the top of the platforms 18, so that the loading of the latter with the filled formwork is facilitated.
The building 10 is followed by a lower building tract 20 through which the track 17 is passed. In the interior of the building wing 20 there is a tunnel 21 arranged above the track 17, which encloses a pretreatment room 22 for the switched-on concrete parts. In the space 22, several heating radiators 23 are mounted on the walls of the tunnel 21 and can be heated with the aid of a heating medium flowing through. The heating medium is preferably water and is heated in a boiler system (not shown) in the building 10.
Pipe systems, which are also not shown, allow the heating medium to circulate in a circuit through the boiler and the radiators 23. With the help of the radiators 23, the temperature in the room 22 can be increased as desired, for. B. at 30 to 50 C or above to approaching the evaporation point of the water.
The building wing 20 and the tunnel 21 end at a workshop 25 through which the track 17 continues. On the other side of the track 17, the workshop 25 contains a demoulding station 26, the floor of which is at least approximately at the same height as the top of the mobile platforms 18. A second tunnel 27, which is arranged above track 17 and which is significantly longer than the aforementioned tunnel 21, begins in workshop 25 and ends in the open.
The interior of the second tunnel 27 is divided into several sections, namely an entry lock chamber 28, a climate chamber 29, an exit lock chamber 30 and a cooling chamber 31.
The entry lock chamber 28 is located in front of the climatic chamber 29 and is closed off from the demolding area 26 by a first roller door 32 and from the climatic chamber 29 by a second roller door 33. The climatic chamber 29 is longer than the pretreatment room 22 corresponding to the increased demand for throughput time and contains several heating radiators 34 attached to the walls of the tunnel 27,
which can be heated with the aid of a heating medium flowing through, preferably water. The heating medium is supplied by means of pipelines (not shown) from the same boiler system as was described with reference to the heating radiators 23 in the pretreatment room 22.
On the ceiling of the tunnel 27, a plurality of spray tubes 35 of a spraying system are fixed within the climatic chamber 29, which gets some of the hot water supplied from the boiler. The outlet lock chamber 30 adjoining the climatic chamber 29 has a first roller door 36 towards the climatic chamber and a second roller door 37 towards the cooling chamber 31.
The cooling space 31 is connected to the atmosphere via ventilation chimneys 38 and an open exit gap 39.
For machine feed of the mobile platform forms 17 are not shown, known means available such. B. an endless conveyor chain with drivers for the platforms or an endless conveyor rope with coupling elements that allow arbitrary or programmed connection or Lö sen the platforms with the rope. The conveying means are driven from a machine station 40 in the workshop 25.
Using the device described, precast concrete parts can be produced in an efficient way according to the following process: At the production site 16, the prepared formwork, possibly provided with reinforcements or tensioning wires, is filled with fresh concrete, which is removed from the intermediate silo 15. The filled formwork is placed on one of the mobile platforms 18, which is then moved into the pretreatment room 22.
There the concrete parts slowly assume the temperature prevailing in the pretreatment room 22, which is, for example, between 30 and 50 C, preferably around 35 C. The following platforms 18 gradually push the one under consideration through the entire pretreatment room 22, which - takes about 1 to 4 hours, but usually does not take longer than 2 hours. During this time, the concrete is heated under the influence of the increased ambient temperature, which accelerates the setting process.
After leaving the pre-treatment room 22, the concrete parts can therefore already be freed from their formwork. This work is carried out on the demoulding station 26, where the formwork is then cleaned and transported back to the production station 16 for new use.
The switched off concrete parts remain on the assigned platform 18. Afterwards, the platform with the concrete parts is retracted into the entry lock chamber 28 with the roller door 32 open, where after the door 32 is closed again. Then the second roller door 33 is opened and the platform 18 with the concrete parts is moved into the climatic chamber 29, after which the door 33 is also closed again.
In the climatic chamber 29 there is an elevated temperature between 50 and 60 C, for example, with a relative humidity of 80 to 95%. The concrete parts are thus heated to the temperature mentioned and gradually moved with the platform 18 through the climatic chamber 29 as further platforms gradually enter the climatic chamber.
In the second and third third of the climatic chamber 29, the components get into the area of the spray system 35, from the openings of which a fine rain of water with a temperature of about 55 C exits. The concrete parts are covered with a water layer, the temperature of which corresponds approximately to that of the concrete parts themselves. The spraying system also ensures the aforementioned high humidity in the climatic chamber 29 and good, even moisture penetration of the concrete parts.
Under the influence of heat and moisture, the concrete objects harden completely and evenly within a few hours. The lack of formwork contributes significantly to this, because heat and moisture have such uniform access to the concrete parts. This avoids undesirable stresses or even cracks in the concrete. The time required for this heat and moisture treatment in the climatic chamber 29 is between 3 and 5 hours, depending on the size and shape of the concrete objects. For conventional concrete pipes or the like, 3½ hours are sufficient.
At the end of the treatment period, the roller door 36 is opened and the mobile platform 18 with the precast concrete parts is pushed into the exit lock chamber 30. After the roller door 36 has been closed again, the second roller door 37 is opened and the platform 18 moves into the cooling room 31, after which the roller door 37 is closed again.
In room 31, the concrete is allowed to divide for about half an hour in order to cool down to the temperature of the atmosphere. The atmospheric air can flow through the space 31 via the gap 39 and the chimneys 38. Nevertheless, the cooling of the concrete parts takes place considerably more slowly than would happen outdoors, which has a positive effect on the quality of the finished concrete parts. Finally, the platform 18 loaded with the precast concrete parts is pulled out of the cooling chamber 31 on the track 17 with the aid of a locomotive or the like and transported further.
The method described for the production of precast concrete parts has significant advantages over conventional production methods: The time required from filling the fresh concrete into the formwork to removing the finished concrete parts is only a few hours, while up to now it has been several times longer, usually several days , was required. This results in a considerable saving in manufacturing space and an increase in production capacity. The rapid hardening of the concrete parts, as described, is mainly made possible by the early release of the concrete parts from their formwork.
However, this measure also has the further economic advantage that the formwork is available for reuse much more quickly, which is why comparatively much less formwork is required. In addition, the return path for the formwork removed from the concrete parts is shorter. The lock chambers 28 and 30 ensure that, when the platforms 18 are moved into and out of the climatic chamber 29, only relatively little heated air escapes to the outside. This can save energy. In addition to the shorter production time, the process described achieves remarkable savings in ancillary costs for labor, formwork, transport, hall and storage space and thermal energy.
It has already been mentioned that the method described can be used to produce concrete parts of perfect quality or even higher quality than before. Another important advantage is that production is practically independent of the climatic conditions in the atmosphere and can therefore continue without interruption even in the winter months when there is frost.
With the production facility described, concrete parts with a width of up to 2.30 m, a height of up to 2 m and a length of up to 30 m can be produced if required.