CH632646A5

CH632646A5 - Verfahren und vorrichtung zum spritzen von beton.

Info

Publication number: CH632646A5
Application number: CH992778A
Authority: CH
Inventors: Hans-Ruedi Egger
Original assignee: Intradym Masch Ag
Priority date: 1978-09-22
Filing date: 1978-09-22
Publication date: 1982-10-29
Also published as: EP0009660B2; DE2962635D1; EP0009660B1; ZA795004B; BR7906045A; US4275836A; EP0009660A1; JPS6351740B2; JPS5544395A; ATE931T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzen von Beton gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein solches Verfahren dient zum Auftragen von Beton auf eine Unterlage, wie eine Wand oder ein Gewölbe, beispielsweise in Stollen, bei Tunnelbauten und im Bergbau. Die als Fördermedium dienende Druckluft muss einen ausreichenden Druck aufweisen, um die Betonmasse durch eine Förderstrecke von einer Spritzmaschine bis zur Spritzdüse zu fördern. Wird der Betonmasse bereits vor dieser Förderstrecke eine ausreichende Wassermenge hinzugefügt, dann ist das Volumengewicht der Betonmasse grösser als dasjenige einer trockenen Betonmasse und zudem erhöht sich der Reibungswiderstand in der Förderstrecke infolge der Klebrigkeit der Masse, so dass die Druckluft einen so hohen Druck aufweisen muss, dass Verstopfungen des als Förderstrecke dienenden Förderschlauches mit Sicherheit vermieden werden.

Der hohe Druck der Förderluft hat jedoch zur Folge, dass die aus der Spritzdüse gegen die Unterlage geschleuderte Betonmasse mit so grosser Wucht gegen die Unterlage prallt, dass dabei ein erheblicher Anteil der aufgespritzten Betonmasse von der Unterlage zurückprallt und als unbrauchbar und störender Abfall zu Boden fällt. Die Wirtschaftlichkeit des Spritzverfahrens wird durch den Verlust eines Teils der Betonmasse erheblich beeinträchtigt, da deren Anteil an der gesamten zu spritzenden Betonmasse recht hoch sein kann.

Wird die Betonmasse hingegen bis zur Spritzdüse in nahezu trockenem Zustand gefördert und die erforderliche Wassermenge erst an der Düse hinzugefügt, dann genügt zwar ein geringerer Druck der Förderluft, dabei ist jedoch 45 die Einwirkungszeit des Wassers auf die Betonmasse zu kurz, so dass die Haftung der Betonmasse auf der Unterlage infolge ungenügender Klebrigkeit erschwert ist. Ausserdem entwickelt sich dabei Staub, welcher die Sicht erheblich behindern kann.

so Ferner wird der Rückprall von Betonmasse von der Unterlage durch die zusammen mit der Betonmasse aus der Spritzdüse austretende Druckluft noch unterstützt, indem Betonmasse von der Unterlage wieder weggeblasen wird. Es ist deshalb aus dem DE-GM 1 766 089 bekannt, einen Teil 55 der Druckluft vor dem Austrittsende der Förderleitung von der Betonmasse zu trennen und abzuzweigen. Durch eine solche Massnahme wird zwar die Menge der zusammen mit der Betonmasse aus der Förderleitung austretenden Druckluft reduziert, jedoch bleiben die Probleme weiterhin be-60 stehen, dass bei bereits befeuchteter Betonmasse ein erheblich grösserer Druck der Förderluft erforderlich ist, als bei einer Förderung eines trockenen Betongemisches.

Trotz Verwendung der vorstehend erwähnten Entlüftungseinrichtung wird die Betonmasse mit der vollen kineti-65 sehen Energie auf die Unterlage geschleudert, was die bereits erwähnten Nachteile zur Folge hat. Ferner ist diese bekannte Entlüftungseinrichtung kaum dazu geeignet, an einem in der Hand zu haltenden Förderschlauch angeordnet zu werden,

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da sie einen unhandlichen Pufferbehälter aufweist. Wegen der Verwendung eines druckgesteuerten Ventils bei dieser bekannten Einrichtung ist deren Zuverlässigkeit auch in Frage gestellt, da die Verstopfung der beweglichen Teile dieses Ventils nicht auszuschliessen ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Spritzen von Beton anzugeben, bei welchem der Rückprall von Betonmasse von der Unterlage auf ein Minimum beschränkt ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt insbesondere in der Aufteilung der Befeuchtung in eine Vor-und Nachbefeuchtung. Durch die Vorbefeuchtung ist das Betongemisch bereits benetzt, bevor es aus der Spritzdüse austritt, so dass die an der Spritzdüse hinzugefügte Wassermenge vom Betongemisch erheblich rascher aufgenommen wird, als wenn das Betongemisch an dieser Stelle noch trok-ken wäre. Anderseits kann die Vorbefeuchtung jedoch so gering gehalten werden, dass die durch die Spritzleitung erfolgende Beförderung nicht in dem Mass beeinträchtigt wird, wie das bei einem voll befeuchteten Betongemisch der Fall wäre. Durch das geringere Gewicht des nur vorbefeuchteten Betongemisches und den geringeren Reibungswiderstand gegenüber einem voll befeuchteten Betongemisch genügt ein geringerer Druck der Förderluft, so dass dadurch auch die kinetische Energie des aus der Spritzdüse austretenden Betongemisches weniger hoch ist. Wenn zudem noch ein Teil der Druckluft auf dem Weg zur Spritzdüse abgezweigt wird, lässt sich der Rückprall der Betonmasse von der Unterlage, auf welche sie aufgespritzt wird, tatsächlich auf ein Minimum reduzieren.

Durch die Vorbefeuchtung auf einen konstanten Feuchtegehalt braucht die an der Spritzdüse hinzugefügte Wassermenge nur einmal auf ein Optimum eingestellt zu werden, um eine konstante Befeuchtung der zu verarbeitenden Betonmasse zu erhalten.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Anlage zum Spritzen von Beton. In der Figur ist eine Spritzdüse 10 über einen Förderschlauch 12,12' mit einer Spritzmaschine 14 verbunden. Die Spritzmaschine 14 weist einen Auffangbehälter 16 auf, in welchen über einen Bandförderer 18 Betonmasse 20' gefördert wird. In einem Auffangbehälter 22 des Bandförderers 18 ist ein Feuchtefühler 24 zum Messen der Feuchte bzw. des Wassergehaltes des in den Auffangtrichter 22 eingefüllten, aus Zement und Zuschlagstoffen bestehenden Trockengemisches 20 angeordnet.

Aufgrund der vom Feuchtefühler 24 gemessenen Feuchte des Trockengemisches 20 wird ein Stellglied 26 gesteuert, welches ein mit einem Wasseranschluss 28 über eine Wasserleitung 30 verbundenes Ventil 32 verstellt. Über das Ventil 32 wird dem Trockengemisch 20 Wasser zugeführt. Die Dosierung der zugeführten Wassermenge erfolgt in Abhängigkeit von der vom Feuchtefühler 24 gemessenen Feuchte des Trockengemisches 20, so dass das befeuchtete Gemisch bzw. die Betonmasse 20'jeweils einen konstanten Wassergehalt aufweist. Die Zuordnung zwischen gemessener Feuchte und zugeführter Wassermenge wird so bemessen, dass der Wassergehalt der Betonmasse 20' beispielsweise 5 oder 6% beträgt.

Von der Spritzmaschine 14 wird die vorbefeuchtete Betonmasse 20' mittels über einen Anschluss 34 zugeführter Druckluft durch den Förderschlauch 12,12' zur Spritzdüse 10 befördert. Die Spritzdüse 10 ist mit dem Wasseranschluss 28 über eine Dosierpumpe 35, ein einstellbares Wasserventil 36 und eine Schlauchleitung 38 verbunden. Die Dosierpumpe 35 saugt über eine Ansaugleitung 44 einen flüssigen Schnellbinder aus einem Behälter 46 an und mischt ihn mit dem Wasser in einer dosierten Menge bei. Das der Spritzdüse zugeführte, den Schnellbinder enthaltende Wasser wird s der Betonmasse 20' während des Spritzens hinzugefügt. Die am Wasserventil 36 eingestellte Wassermenge wird konstant gehalten. Da die Betonmasse 20' bereits auf einen konstanten Wert vorbefeuchtet ist und auch die durch die Spritzdüse geförderte Fördermenge mindestens annähernd konstant ist, io weist die gespritzte Betonmasse einen mindestens annähernd konstanten Wassergehalt auf. Die Höhe dieses Wassergehaltes ist am Wasserventil 36 einstellbar. Eine Beeinflussung der zuzuführenden Wassermenge durch den Düsenführer ist nicht mehr erforderlich.

15 Von der Spritzdüse 10 entfernt ist an einem im Förderschlauch 12,12' eingesetzten Rohrzwischenstück 41 eine Abzweigung 40 angeordnet. Diese Abzweigung weist ein Rohrstück auf, welches vorzugsweise in einem Winkel von etwa 45° in bezug auf die Förderrichtung nach hinten gerichtet ist 20 und dessen Durchlass durch ein Einstellventil 42 drosselbar ist. Über die Abzweigung 40 kann eine einstellbare Menge der als Fördennittel für die Betonmasse 20' dienenden Druckluft in die Atmosphäre abgelassen werden. Das abgezweigte Rohrstück 40 ist deshalb nach hinten gerichtet, um 25 zu vermeiden, dass dadurch Betonmasse austreten kann. Die Betonmasse 20' fliesst durch die ihr aufgezwungene kinetische Energie weiter durch die Förderleitung 12, wo sie jedoch infolge mangelnden Antriebs durch die Druckluft und Reibung an den Schlauchwänden abgebremst wird. Dem-30 zufolge kann der Förderschlauch im Bereich zwischen der Abzweigung 40 und der Spritzdüse 10 als Bremsstrecke bezeichnet werden. Durch die Abbremsung weist die aus der Spritzdüse 10 austretende Betonmasse eine geringere kinetische Energie auf, so dass von der Unterlage 48, auf welche 35 die Betonmasse aufgespritzt wird, kein nennenswerter Anteil mehr zurückprallt. Dadurch werden die bisher unvermeidlichen Verluste durch Rückprall von Betonmasse wesentlich vermindert.

Die auf dem Bandförderer 18 erfolgende Vorbefeuchtung 40 des Trockengemisches ermöglicht eine kontinuierliche und gleichmässige Befeuchtung, so dass die Betonmasse 20' gut benetzt ist. Die Vorbefeuchtung auf einen Wassergehalt von etwa 5 oder 6% ist anderseits jedoch noch so gering, dass die Förderung dieser Betonmasse 20' auf der Förderstrecke zwi-45 sehen der Spritzmaschine 14 und der Spritzdüse 10 nicht unnötig erschwert wird. Durch die vorbefeuchtete Betonmasse ist sodann gewährleistet, dass die an der Spritzdüse 10 hinzugefügte Restwassermenge von der Masse gut aufgenommen wird, da diese bereits ausreichend benetzt ist. Durch die so derart aufgeteilte Wasserzuführung werden gleich zwei Vorteile erzielt, nämlich erstens, dass der benötigte Druck der Förderluft geringer sein kann, als wenn eine voll befeuchtete Betonmasse zu fördern wäre und zweitens, dass die weitere Befeuchtung an die Spritzdüse nicht die gleichen Nachteile 55 aufweist, wie die Befeuchtung eines bis zu dieser Stelle trok-kenen Gemisches, welches dann bis zum Auftreffen auf die Unterlage nicht genügend benetzt wäre und daher schwerer auf der Unterlage haften würde.

Der der Restwassermenge beigegebene Schnellbinder be-60 wirkt ein schnelles Abbinden der auf die Unterlage aufgespritzten Betonmasse.

Die vorerwähnten Massnahmen dienen dazu, den Verlust von Betonmasse durch Rückprall von der Unterlage zu reduzieren. Infolge der dadurch grösseren Wirtschaftlichkeit 65 des genannten Verfahrens können dem Gemisch 20' vor dem Einfüllen in den Auffangbehälter 16 der Spritzmaschine 14 faserartige Metallteilchen hinzugefügt werden, welche die Qualität des Betons verbessern.

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In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Abstand der Abzweigung 40 von der Spritzdüse 10 1 bis 3 m betragen.

Anstatt die Feuchte des Trockengemisches zu messen, ist es auch möglich, die Feuchte der bereits vorbefeuchteten Betonmasse im Auffangbehälter 16 der Spritzmaschine 14 zu messen und die Befeuchtung auf dem Bandförderer 18 zu regeln anstatt zu steuern.

Anstelle des Bandförderers 18 kann auch ein Schneckenförderer eingesetzt werden.

Die Vorbefeuchtung des Spritzbetons auf eine konstante s Feuchtigkeit hat im Zusammenhang mit der Verwendung eines flüssigen Schnellbinders den weiteren Vorteil, dass dieser in einer konstanten, optimal wirksamen Menge dem Spritzbeton zusammen mit dem Restwasser zugefügt werden kann.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Spritzen von Beton mittels Druckluft, wobei einem aus Zement und Zuschlagstoffen bestehenden Trockengemisch (20) Wasser hinzugefügt wird und mindestens ein Teil der Druckluft an einer im Förderschlauch (12, 12') in Abstand vor einer Spritzdüse (10) angeordneten Abzweigung (40) abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Trockengemisch (20) vor dem Ableiten der Druckluft auf einen mindestens annähernd konstanten Feuchtegehalt vorbefeuchtet wird, dass das vorbefeuchtete Gemisch (20') in der zwischen Abzweigung (40) und Spritzdüse (10) liegenden Förderstrecke (12') eine Abbremsung erfahrt und dass dem vorbefeuchteten Gemisch (20') unmittelbar an der Spritzdüse (10) eine konstante Wassermenge hinzugefügt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch (20) während des Transportes auf einem kontinuierlich fördernden Förderbogen (18) vorbefeuchtet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtigkeit des Trockengemisches in einem ersten, vor dem Förderorgan (18) angeordneten Auffangbehälter (22) gemessen und aufgrund des Messergebnisses ein die Vorbefeuchtungswassermenge beeinflussendes Stellglied (26, 32) gesteuert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtigkeit des vorbefeuchteten Gemisches in einem zweiten, einer Spritzmaschine (14) zugeordneten Auffangbehälter (16) gemessen und aufgrund des Messergebnisses ein die Vorbefeuchtungswassermenge beeinflussendes Stellglied (26, 32) gesteuert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 6% vorbefeuchtet wird.

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6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abgezweigte Menge der Druckluft einstellbar ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem an der Spritzdüse (10) zugeführten Wasser ein

5 Schnellbinder beigemengt wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Fördereinrichtung (18) zum Zuführen des Betongemisches (20,20') zu einer Betonspritzmaschine io (14), an der eine Förderleitung (12,12') mit einer Spritzdüse (10) angeschlossen ist, mit einer in der Förderleitung (12, 12') angeordneten, ins Freie führenden, für Druckluft bestimmten Abzweigung (40), dadurch gekennzeichnet, dass ein Feuchtefühler (24) zum Messen des Feuchtigkeitsgehal-

i5 tes des Betongemisches (20 oder 20') im Förderweg des Betongemisches zur Betonspritzmaschine (14) angeordnet und mit einer Dosiereinrichtung (26, 32) verbunden ist, welche eine erste Wasserzuführung aufweist, um dem Betongemisch (20) eine zur Aufrechterhaltung einer konstanten Feuchte er-

20 forderliche Wassermenge zur Vorbefeuchtung zuzuführen, und dass an der Spritzdüse (10) eine zweite Wasserzuführung (38) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigung (40) von der Spritzdüse (10) ent-

25 fernt in einen Förderschlauch (12,12') der Förderleitung eingesetzt ist und eine einstellbare Öffnung (42) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Förderschlauch (12,12') eingesetzte Ab-

30 zweigung ein Rohrzwischenstück (41) aufweist, an welches ein bezüglich Förderrichtung schräg nach hinten gerichtetes, mit einem Drosselorgan (42) versehenes Rohrstück (40) angesetzt ist.