DE19838710C2 - Verfahren zur Herstellung spritzfertigen Spritzbetons - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung spritz­ fertigen Spritzbetons nach dem Oberbegriff des Patentanspru­ ches 1.

Spritzbeton wird unter relativ hohem Druck durch eine Spritzdüse auf einen mit Spritzbeton zu überziehenden Unter­ grund aufgetragen. Der aus der Spritzdüse austretende Spritzbeton soll möglichst schnell abbinden und erhärten.

Bei bisher bekannten Verfahren, bei denen Spritzzement und erdfeuchte Zuschlagstoffe in einer Mischeinrichtung gemischt und als solches Gemisch unter Treibluft der Spritzdüse zuge­ führt wurden, konnte zur Vermeidung eines Abbindens bereits in der Zuführleitung zu der Spritzdüse kein besonders schnell reagierender Spritzzement eingesetzt werden. Das er­ wünschte schnelle Abbinden stromab der Spritzdüse wurde in diesen Fällen durch das Beifügen eines alkalihaltigen Be­ schleunigers erzielt. Derartige alkalihaltige Beschleuniger sind jedoch gesundheitsgefährdende und damit umweltschädli­ che Stoffe, deren Einsatz vermieden werden soll.

Um ein vorzeitiges Abbinden eines Gemisches aus Spritzzement und Zuschlagstoffen stromauf der Spritzdüse bei Verfahren zu vermeiden, bei denen keine alkalihaltigen Beschleuniger ein­ gesetzt werden, müssen getrocknete Zuschlagstoffe verwendet werden. Der Grund hierfür besteht darin, daß in diesen Fäl­ len Spritzzemente eingesetzt werden müssen, die als solche für eine schnelle Abbindung und Erhärtung geeignet sind. Die Verarbeitungszeit für derartige schnell reagierende Spritz­ zemente kann bei etwa 7 Sekunden liegen. Aufgrund derart kurzer Verarbeitungszeiten kann im Bereich der Spritzdüse auf die Zufuhr alkalihaltiger Beschleuniger verzichtet wer­ den. Durch die Zugabe getrockneter Zuschlagstoffe wird ein frühzeitiges Abbinden des der Spritzdüse zugeführten Gemi­ sches aus Zement und Zuschlagstoffen vermieden. Bei dem Ein­ satz erdfeuchter Zuschlagstoffe würde bereits stromauf der Spritzdüse bei den vorgenannten schnell reagierenden Zemen­ ten ein leitungsverstopfendes vorzeitiges Abbinden und Ver­ festigen erfolgen. Die Zugabe getrockneter Zuschlagstoffe ist jedoch kostenaufwendig, da die zunächst an sich erd­ feuchten Zuschlagstoffe in einem vorausgehenden Arbeitsgang getrocknet werden müssen. Derartiges Trocknen erfolgt in der Regel in einem Ofen, weshalb in diesen Fällen von ofentroc­ kenen Zuschlagstoffen gesprochen wird. Ein Verfahren zur Herstellung von Spritzbeton, bei dem der vorstehenden Be­ schreibung entsprechend ofentrockene Zuschlagstoffe für ein Vermischen mit Zement stromauf der Spritzdüse eingesetzt werden, ist beispielsweise aus EP 0 698 419 A1 bekannt.

Aus US 2 942 860 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt, bei dem die Vermischung des Zements und der Zuschlagstoffe unmittelbar an dem Ausgang eines Mischgerätes erfolgt, wodurch ein gewünschter langer Transportweg zwischen Mischgerät und Spritzdüse innerhalb eines Schlauches als Transportmittel erhebliche Probleme der eingangs genannten Art bereitet.

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein äußerst wirtschaftlich und rationell arbeitendes Spritzbeton- Herstellungsverfahren zu schaffen, bei dem unter Vermeidung eines Einsatzes alkalihaltiger Beschleuniger schnell reagierende Spritzzemente eingesetzt werden.

Gelöst wird dieses Problem durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den schnell reagierenden Spritzzement erst in einer möglichst kurzen Entfernung vor der Spritzdüse mit erdfeucht zugeführten Zuschlagstoffen zu vermischen. Die Vermischung soll dabei durch lediglich ein Zusammenführen von treibluftbeaufschlagten Fluidströmen aus Zuschlagstoffen einerseits und Spritzzement andererseits erfolgen. Die zugeführten Gemischkomponenten, nämlich der schnell reagierende Spritzzement und die erdfeuchten Zuschlagstoffe werden jeweils für sich massenmäßig gemessen. Dabei werden die Mengenströme der beiden Gemischkomponenten derart aufeinander abgestimmt, daß einerseits ein vorbestimmbares Mischungsverhältnis und andererseite ein vorbestimmbarer Gemisch-Massenstrom der Spritzdüse zugeführt wird. Das notwendige Wasser wird dem Gemisch im Bereich der Spritzdüse, insbesondere direkt innerhalb der Spritzdüse zugeführt.

Die für das Fördern des Spritzzementes erforderliche Treib- Druckluft wird vor einer Kontaktaufnahme mit dem Spritzze­ ment getrocknet.

In die stromauf der Spritzdüse voneinander getrennt liegen­ den Zuleitungen für die beiden Gemischkomponenten, nämlich Spritzzement und Zuschlagstoffe, werden diese beiden Ge­ mischkomponenten durch jeweils an sich bekannte mechanische Fördereinrichtungen eingegeben.

Bei der Eingabe werden die Zuschlagstoffe auf beispielsweise einem Wiegeband gewogen, so daß der geförderte Mengenstrom an Zuschlagstoffen jeweils bekannt ist. Auch der Treibluft­ mengenstrom für die Förderung der Zuschlagstoffe zu der Spritzdüse wird gemessen. Sowohl der Mengenstrom der Zu­ schlagstoffe wie der Volumenstrom der für die Förderung ein­ gesetzten Treibluft sind mit Bezug auf die Erzielung eines vorbestimmbaren Gemisches an der Spritzdüse regelbar.

Der in einer an sich bekannten Fördereinrichtung in die zu der Spritzdüse führende Zement-Leitung eingeführte Spritzze­ ment wird durch ein spezielles an sich ebenfalls bekanntes Meßgerät als Massenstrom innerhalb eines aus Treibluft und Zement gebildeten Fluidstromes bestimmt.

Der zur Zementförderung eingesetzte Treibluftvolumenstrom wird zur Erzielung eines vorbestimmbaren Gemisches an der Spritzdüse kontinuierlich gemessen und geregelt. Auch der mit Treibluft geförderte Spritzzementmassenstrom wird ent­ sprechend geregelt.

Zur Koordinierung des Fluidstromes aus Zuschlagstoffen und Spritzzement mit Bezug auf ein vorgebbares Mischungsverhält­ nis sowie zur Erzielung eines vorbestimmbaren Gemischmengen­ stromes dient eine elektronische Steuer- und Regeleinrich­ tung, der die einzelnen Volumen- und Massenstromwerte konti­ nuierlich zugeführt werden. Aus dieser zentralen Steuer- und Regeleinheit stammen die Signale für die Regelung der ein­ zelnen Fluidströme, die für die Erzielung eines vorgebbaren Mischungsverhältnisses und Mengenstromes am Eingang der Spritzdüse verantwortlich sind.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.

Diese zeigt in der einzigen

Fig. 1 ein Flußschema für ein Verfahren zur Herstellung von Spritzbeton, bei dem ein äußerst schnell reagieren­ der Spritzzement mit erdfeuchten Zuschlagstoffen vermischt wird.

Schnell reagierender Spritzzement und erdfeuchte Zuschlag­ stoffe werden jeweils als treibluftbeaufschlagte Fluidströme durch getrennte Druckleitungen 1 und 2 in einen an der den Spritzbeton ausgebenden Spritzdüse 3 liegenden Bereich A ge­ führt und dort miteinander vermischt. Dabei durchströmt der Spritzzement die Druckleitung 1 und die Zuschlagstoffe durchströmen die Druckleitung 2. Die Vermischung erfolgt durch lediglich ein Zusammenführen der Leitungen 1 und 2. In der Spritzdüse 3 wird das zur Erzeugung des Spritzbetons er­ forderliche Wasser aus einer Wasserdruckerhöhungspumpe 4 zu­ geführt.

Der Spritzzement wird aus einem Zementsilo 5 als Trockensub­ stanz über eine Fördereinrichtung 6 in die Druckleitung 1 gefördert. Zur Erzielung eines Fluidstromes wird dem Zement in der Fördereinrichtung 6 über einen Luftmengenregler 7 Druckluft zugeführt. Diese Druckluft wird in einem Kompres­ sor 8 erzeugt und in einem Lufttrockner 9 getrocknet, bevor sie dem Zement als Treibluft zugeführt wird.

Der in der Druckleitung 1 geförderte Zementmassenstrom wird in einem Fluidmassenmeßgerät 10 gemessen. Dieses Gerät 10 arbeitet mit Druckluft, die über eine Leitung 11 ebenfalls dem Kompressor 8 entnommen wird.

Erdfeuchte Zuschlagstoffe zur Erzeugung des Fluidstromes in der Leitung 2 werden aus einem Zuschlagbunker 12 über ein Wiegeband 13 einer Fördereinrichtung 14 zugeführt, aus der sie in die Leitung 2 gelangen. Die zur Erzeugung des Fluidstromes erforderliche Treibluft wird einem Kompressor 15 über eine Leitung 16 als Druckluft entnommen, aus der sie über einen Luftmengenregler 17 den Zuschlagstoffen in der Fördereinrichtung 14 zugeführt wird.

Das Massenverhältnis von Zement zu Zuschlagstoffen beträgt bei dem beschriebenen Verfahren beispielsweise 1. 5. Die Fördergeschwindigkeit, mit der das Gemisch aus Dünn- und Dichtstrom in die Spritzdüse 3 gelangt, kann bei etwa 60 m/s liegen. Bei dem Einsatz eines Spritzzementes mit einer Verarbeitungszeit von etwa 7 Sekunden kann die Schlauchlänge zwischen dem Bereich A, in dem die Fluidströme zusammengeführt werden, und der Spritzdüse 3 beispielsweise etwa 20 bis 40 m messen.

Alle Teile der zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens erforderlichen Einrichtungen sind transportabel, so daß die betreffende Anlage jeweils vor Ort dort aufgebaut werden kann, wo Spritzbeton an einem Bauwerk aufgetragen werden soll.

Die Anlage enthält eine Steuer- und Schalteinrichtung 18, von der aus elektrische Zuleitungen und elektrische Steuerleitungen zu den einzelnen Anlagenteilen geführt sind. Die einzelnen an der Steuer- und Schalteinrichtung 18 angeschlossenen Leitungen sind mit jeweils Ziffern und Buchstaben bezeichnet. Die Buchstaben bezeichnen jeweils die Art der Leitungen, nämlich a die elektrischen Zuleitungen und b die elektrischen Steuerleitungen. Die Ziffern geben jeweils das Anlageteil an, zu dem die betreffende Leitung führt, wo­ zu an den betreffenden Anlagenteilen die zugehörigen Angaben jeweils ebenfalls angebracht sind.

Die Gesamtanlage ist über eine Fernbedienung 19 fernbedien­ bar.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung spritzfertigen Spritzbetons aus Zement, Zuschlagstoffen und Wasser zur Verarbeitung mit ei­ ner Spritzdüse, bei der diese Stoffe aus getrennten Vorrats­ quellen zusammengeführt werden, gekennzeichnet durch die Merkmale,
ein schnell reagierender Zement wird in trockenem Zu­ stand als treibluftbeaufschlagter Zementfluidstrom massendosiert einem Bereich A zugeführt,
die Zuschlagstoffe werden ebenfalls massendosiert als treibluftbeaufschlagter Zuschlagstofffluidstrom dem Be­ reich A zugeführt, in dem eine Vermischung mit dem Ze­ mentstrom erfolgt,
der Bereich A liegt nahe an der Spritzdüse,
das Wasser wird dem Gemisch aus Zement und Zuschlagstof­ fen erst im Bereich der Spritzdüse zudosiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Massenstrombestimmung des in den Bereich A geförder­ ten Zementes in dessen Fluidstromzustand erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zement und die Zuschlagstoffe aus ihren Vorratsquel­ len durch Fördereinrichtungen in zu dem Bereich A führende Leitungen gefördert werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Fluidförderung des Zementes und der Zu­ schlagstoffe erforderlichen Treibluftströme den Förderein­ richtungen von außerhalb der Vorratsquellen zugeführt wer­ den.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibluftströme den Fördereinrichtungen volumengere­ gelt zugeführt werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zement fördernde Treibluft vor dem Einführen in die Zement-Fördereinrichtung getrocknet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Bereich A geförderten Mengenströme aus Zement und Zuschlagstoffen gesteuert und geregelt werden durch Verändern der Fördermengen in den Fördereinrichtungen sowie Verändern der in die Fördereinrichtungen eingeführten Trei­ bluftströme.