DE19931898C1 - Porous concrete manufacturing method has mould filled with mortar mass subjected to intermittent vertical oscillation with stepped variation of oscillation frequency - Google Patents
Porous concrete manufacturing method has mould filled with mortar mass subjected to intermittent vertical oscillation with stepped variation of oscillation frequencyInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Porenbeton, bei dem aus Quarzmehl, hydraulischem Bindemittel und Wasser eine Mörtelmasse hergestellt und nach Zugabe eines gaserzeugenden Treibmittels in eine Gießform eingefüllt wird, und bei dem nach dem Einfüllen der Masse Schwingungen auf die Gießform von unten her aufgebracht werden, die während des Treibvorganges der Masse andauern und vor dem Ende desselben beendet werden.The invention relates to a method for producing aerated concrete, in which Quartz powder, hydraulic binder and water made a mortar and after adding a gas-generating propellant is poured into a mold, and in which after pouring the mass vibrations onto the mold from below are applied, which persist during the driving process of the mass and before End of the same.
Bei den üblichen Verfahren zur Herstellung von Porenbeton muß eine verhältnismäßig große Menge von Anmachwasser verwendet werden, um im fertigen Porenbeton eine homogene Verteilung der Poren zu erreichen. Der hohe Anteil an Anmachwasser verursacht jedoch u. a. lange Standzeiten, d. h. es dauert verhältnismäßig lange bis die in der Form aufgetriebene Masse eine solche Standfestigkeit erreicht hat, daß die Form entfernt und die Masse in noch nicht endgültig ausgehärtetem Zustand mittels gespannten Schneiddrähten in Baukörper wie Platten, Blöcke oder Steine zerschnitten werden kann. Diese Baukörper werden anschließend in einem Autoklaven ausgehärtet. Infolge des hohen Anteiles an Anmachwasser hat der fertige Porenbeton beim Verlassen des Autoklaven eine verhältnismäßig hohe Produktfeuchte. Wird jedoch der Anteil an Anmachwasser verringert, dann steigt die Viskosität der Mörtelmasse, was zu einer Beeinträchtigung des Treibvorganges, zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Gasporen und zu Rohdichteunterschieden zwischen dem oberen und dem unteren Bereich des in der Form befindlichen Masseblockes führen kann.In the usual processes for the production of aerated concrete, one must be proportionate large amount of mixing water can be used to make a in the finished aerated concrete to achieve homogeneous distribution of the pores. The high proportion of mixing water however, causes a. long service life, d. H. it takes a relatively long time to get in the form raised mass has reached such stability that the form removed and the mass in the not yet fully cured state by means of cut wires cut into structures such as plates, blocks or stones can be. These structures are then cured in an autoclave. As a result of the high proportion of mixing water, the finished aerated concrete has to leave of the autoclave a relatively high product moisture. However, the share of Mixing water reduced, then the viscosity of the mortar mass increases, resulting in a Impairment of the driving process, to an uneven distribution of the Gas pores and differences in bulk density between the upper and lower Area of the mass block in the mold can lead.
Um trotzdem den Anteil an Anmachwasser verringern zu können ist es z. B. aus der CH- PS 507879 bekannt, die in die Gießform eingefüllte Masse mechanischen Rüttel- und/oder Vibrationswirkungen zu unterwerfen, derart, daß die wesentliche Expansion der Masse durch das gaserzeugende Treibmittel erst erfolgt, nachdem die Rüttel- oder Vibrationswirkungen auf die Masse begonnen haben. Durch den geringeren Wassergehalt erreicht die Masse in der Gießform schneller eine zum Entformen und Schneiden ausreichende Festigkeit (= Grünstandsfestigkeit), die Produktfeuchte ist nach dem Autoklavieren geringer und es wird auch neben einer höheren Druckfestigkeit eine bessere Verbindung zwischen Porenbeton und einer in diesen eingebrachten Armierung erreicht. Obwohl die Anwendung von Schwingungen bei der Herstellung von Porenbeton seit langem bekannt ist und vielfache Versuche unternommen worden sind dieses Verfahren zu verbessern, ist es bisher nicht gelungen Porenbeton mit verringertem Anteil an Anmachwasser unter normalen industriellen Produktionsbedingungen mit gleichbleibend hoher Qualität, insbesondere was die Homogenität des fertigen Porenbetons anbelangt, herzustellen.In order to still be able to reduce the proportion of mixing water, it is e.g. B. from the CH PS 507879 known, the mass filled into the casting mold mechanical vibratory and / or subject to vibration effects such that the substantial expansion the mass by the gas-generating propellant only after the vibrating or Vibration effects on the mass have started. By the lesser Water content reaches the mass in the mold more quickly for demolding and Cutting sufficient strength (= green stability), the product moisture is after autoclaving less and it also becomes a higher compressive strength better connection between aerated concrete and reinforcement incorporated in it reached. Although the use of vibrations in the manufacture of AAC has been known for a long time and numerous attempts have been made So far, it has not been possible to improve this process with aerated concrete reduced proportion of mixing water under normal industrial Production conditions with consistently high quality, especially what the As far as homogeneity of the finished aerated concrete is concerned.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu Herstellung von Porenbeton der eingangs erwähnten Art aufzuzeigen, welches die Herstellung von Porenbeton mit verringertem Anteil an Anmachwasser unter industriellen Produktionsbedingungen mit gleichbleibend hoher Qualität, insbesondere was die Homogenität anbelangt, ermöglicht.The invention is therefore based on the object of a method for producing To show aerated concrete of the type mentioned at the outset, which is used to manufacture Aerated concrete with a reduced proportion of mixing water among industrial ones Production conditions with consistently high quality, especially what the As far as homogeneity is concerned.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht,
According to the invention, this is achieved by
- - daß ausschließlich vertikal gerichtete Schwingungen gleichmäßig über den Formboden verteilt mit einer Frequenz von 10 bis 30 Hertz auf diesen aufgebracht werden,- That only vertically directed vibrations evenly over the mold bottom distributed at a frequency of 10 to 30 Hertz,
- - daß die Schwingungen während des Treibvorganges, während Pausen von je 1 bis 5 Minuten mehrmals unterbrochen werden,- That the vibrations during the driving process, during breaks of 1 to 5 Minutes are interrupted several times,
- - daß die Schwingungsfrequenz zur Vermeidung von Eigenschwingungen der Masse in Abhängigkeit von ihrer Treibhöhe und ihrer Dichte jeweils schlagartig um einige Hertz verändert wird und - That the vibration frequency to avoid natural vibrations of the mass in Dependent on their driving height and density, suddenly by a few Hertz is changing and
- - daß die Schwingungen ca. 8 bis 12 Minuten vor dem Ende des Treibvorganges beendet werden.- That the vibrations about 8 to 12 minutes before the end of the driving process be ended.
Es wurde festgestellt, daß man unter Einhaltung dieser Bedingungen unter industriellen Produktionsbedingungen Porenbeton unter Verwendung von einem geringeren Anteil von Anmachwasser mit gleichbleibend hoher Qualität herstellen kann. So wurde trotz Reduzierung des Anmachwassergehaltes der Mörtelmischung auf etwa 60 bis 80% des üblichen Wassergehaltes eine gleichmäßigere Verteilung der Gasporen und geringere Rohdichteunterschiede zwischen den bezüglich der Treibrichtung oben bzw. unten liegenden Bereichen des Porenbetonblockes festgestellt. Außerdem ergab sich eine geringere Festigkeits - Anisotropie bezüglich der Treibrichtung. Es konnte ferner bei nicht oszillierenden Schneiddrähten eine glattere Schnittfläche und außerdem kein Verkleben der Porenbetonkörper im Bereich der Schnittspalte im Autoklaven festgestellt werden. Wegen des geringeren Anteiles an Anmachwasser ergaben sich auch weniger Härteschäden im Autoklaven und ein reduzierter Dampfverbrauch beim Härten.It has been found that, under these conditions, industrial Production conditions aerated concrete using a lower proportion of mixing water with consistently high quality. So it was Reduction of the mixing water content of the mortar mixture to approximately 60 to 80% of the usual water content a more uniform distribution of the gas pores and less Density differences between those with respect to the driving direction above and below lying areas of the aerated concrete block. There was also one lower strength anisotropy with respect to the direction of drive. It also could non-oscillating cutting wires a smoother cutting surface and also none Bonding of the aerated concrete body in the area of the cut gap in the autoclave be determined. Because of the lower proportion of mixing water, also less hardness damage in the autoclave and a reduced steam consumption during Hardening.
Bei ausschließlich vertikal gerichteten Schwingungen (Longitudinalwellen) wird eine möglichst gleichmäßige Vibration in der auftreibenden Masse im gesamten Mischungsvolumen erreicht. Zudem ist die vertikale Richtung diejenige, die den kürzesten Weg für die durch die Masse laufenden Wellen bietet, d. h., in dieser Richtung sind die Dämpfungseffekte am geringsten. Die Schwingungspausen sollten 5 Minuten nicht überschreiten, da sonst Gefügestörungen, die bis dahin in der hochviskosen Masse entstanden sind, nicht mehr ausgeglichen werden.With only vertically directed vibrations (longitudinal waves) a vibration as uniform as possible in the floating mass throughout Mix volume reached. In addition, the vertical direction is the one that the provides the shortest path for the waves traveling through the mass, d. that is, in that direction the damping effects are the least. The break should be 5 minutes not exceed, since otherwise structural disorders that were previously in the highly viscous mass have arisen, can no longer be compensated.
Eine besonders vorteilhafte Verfahrensmaßnahme besteht darin, daß die von dem Schwingungspausen unterbrochenen Schwingungen in die gleiche Gießform nacheinander an verschiedenen, aufeinanderfolgenden Schwingungsstationen eingebracht werden und die Gießform zu diesem Zweck schrittweise von Schwingungsstation zu Schwingungsstation transportiert wird. A particularly advantageous procedural measure is that the Vibration pauses interrupted vibrations in the same mold successively at different, successive vibration stations be introduced and the mold gradually for this purpose by Vibration station is transported to the vibration station.
Bei Anwendung dieser Maßnahme läßt sich eine besonders rationelle Fertigung erreichen. Die Gießformen können nämlich trotz der Anwendung von Schwingungen in der üblichen Weise in üblichem Produktionstakt weiter bewegt werden. Während die Gießformen innerhalb der Taktzeit ruhen, werden an mehreren hintereinander liegenden Schwingungsstationen, z. B. 4-6 Schwingungsstationen die jeweils an diesen Schwingungsstationen befindlichen Gießformen in Schwingungen versetzt. Die Schwingungspausen erfolgen zweckmäßig während des schrittweisen Weitertransportes der Gießformen jeweils zur nächsten Schwingungsstation.When using this measure, a particularly efficient production can be carried out to reach. The molds can namely in spite of the application of vibrations be moved on in the usual way in the usual production cycle. While the Casting molds resting within the cycle time are placed on several in a row Vibration stations, e.g. B. 4-6 vibration stations each on these Vibration stations located vibrating molds. The Vibration pauses are advisable during the gradual onward transport the molds to the next vibration station.
Die Verwendung von mehreren aufeinanderfolgenden Schwingungsstationen zur Einleitung von Schwingungen in ein und dieselbe Gießform, die unter Unterbrechung des Schwingungsvorganges jeweils nacheinander an verschiedene aufeinanderfolgende Schwingungsstationen gebracht wird, ist äußerst vorteilhaft. Erst hierdurch wird nämlich ein taktweises Arbeiten mit umlaufenden Gießformen, wie es bisher schon durchgeführt wird, unter Anwendungen von Schwingungen in wirtschaftlicher Weise möglich. Durch die auf die Gießform an verschiedenen Stationen eingebrachten Schwingungen wird nämlich die übliche Taktzeit nicht verlängert.The use of several consecutive vibration stations Introduction of vibrations in one and the same mold, with interruption of the vibration process one after the other to different successive ones Bringing vibration stations is extremely advantageous. This is the only way namely working in cycles with rotating molds, as has been the case up to now is carried out using vibrations in an economical manner possible. Through the placed on the mold at various stations Vibration is not extended the usual cycle time.
Das Einbringen von Schwingungen sollte spätestens 7 Minuten nach Beendigung des Einfüllens der Masse in die Gießform beginnen, damit die Schwingungen den Treibvorgang unterstützen. Ein späterer Vibrationsbeginn kann die Gefügestörungen, die bis dahin durch die Aluminiumreaktion in der hochviskosen Masse entstanden sind, nicht mehr ausgleichen. Die Steuerung der Schwingungsfrequenz erfolgt zweckmäßig durch Treibhöhenmessung der Masse und bei Erreichen vorbestimmter Treibhöhen wird die Schwingungsfrequenz schlagartig um etwa 5 Hertz verändert.Vibrations should be introduced no later than 7 minutes after the end of the Start pouring the mass into the mold so that the vibrations Support the driving process. A later start of vibration can cause structural disorders, which had previously been caused by the aluminum reaction in the highly viscous mass, no longer compensate. The vibration frequency is expediently controlled by measuring the driving height of the mass and when reaching predetermined driving heights the oscillation frequency is suddenly changed by about 5 Hertz.
Bei bestimmten Treibhöhen entstehen nämlich in der Porenbetonmasse Eigenschwingungen, die zu starkem Spritzen und außerdem auch zu ungleichmäßig großen Poren führen können. Aus diesem Grund wird die Schwingungsfrequenz in Abhängigkeit von der Treibhöhe der Masse und ihrer Dichte schlagartig um einige Hertz verändert. Die Treibhöhen, bei welchen Eigenfrequenz auftritt hängt ab von der angestrebten Rohdichte des fertigen Porenbetons und der Füllhöhe, welche die in die Gießform eingefüllte Mörtelmasse vor Beginn des Treibvorgangs einnimmt. Die Treibhöhen, bei denen jeweils Eigenfrequenz eintritt, können berechnet oder durch Erfahrungswerte bestimmt werden. Vor Erreichen dieser kritischen Treibhöhen wird die Schwingungsfrequenz schlagartig um etwa 5 Hertz verändert, bis die Masse wieder aus dem Bereich von Eigenschwingungen heraus ist. Es kann dann wieder die vorher aufgebrachte Schwingungsfrequenz eingestellt werden.At certain blowing heights, this occurs in the aerated concrete mass Natural vibrations that cause excessive spraying and also too uneven large pores. For this reason, the vibration frequency is in Depending on the driving height of the mass and its density suddenly by a few Hertz changed. The driving heights at which natural frequency occurs depends on the target density of the finished aerated concrete and the filling height, which the in the Pour the poured mortar mixture before the start of the driving process. The Drift heights at which natural frequency occurs can be calculated or by Empirical values are determined. Before reaching these critical driving heights the vibration frequency suddenly changed by about 5 Hertz until the mass again out of the range of natural vibrations. It can then be the same again applied vibration frequency can be set.
Weiterhin ist es zweckmäßig die Schwingungsamplituden in Abhängigkeit von der jeweiligen Treibhöhe und/oder in Abhängigkeit von der angestrebten Rohdichte des fertigen Porenbetons zwischen 0 und 100% zu verändern. Es ist so eine optimale Anpassung der Gießformschwingungen an das Treibverhalten, die angestrebte Rohdichte und sonstige Rezepturänderungen der Masse möglich. Die Amplitude ist umso größer zu wählen, je größer die Masse der eingefüllten Mörtelmischung ist, sei es wegen größerer angestrebter Rohdichte oder höherer angestrebter Endtreibhöhe. Eine größere Masse erfordert eine größere Amplitude (oder Frequenz), um gleiche Vibrationswirkung zu erzielen. Bei stufenlos veränderbaren Schwingungsamplituden können die Vibrationsmotoren bei der Amplitude 0, sozusagen im Leerlauf, permanent weiterlaufen und müssen nicht ein- oder ausgeschalten werden.Furthermore, it is expedient for the vibration amplitudes to be dependent on the respective driving height and / or depending on the desired density of the finished aerated concrete to change between 0 and 100%. It is such an optimal one Adaptation of the mold vibrations to the driving behavior, the desired Bulk density and other recipe changes of the mass possible. The amplitude is the larger to choose, the greater the mass of the poured mortar mixture, either because of a higher target density or higher target floating height. A greater mass requires a greater amplitude (or frequency) to be equal Achieve vibration effect. With continuously variable vibration amplitudes the vibration motors can operate permanently at zero amplitude, so to speak, when idling continue to run and do not have to be switched on or off.
Die maximalen Schwingungsamplituden sollten in der Größenordnung von 0,1 bis 1 mm sein.The maximum vibration amplitudes should be in the order of 0.1 to 1 mm.
Das Ende der Einleitung der Schwingungen in die Gießform sollte ca. 8 bis 12 Minuten, vorzugsweise 10 Minuten vor dem Ende des Treibvorganges liegen. Auf diese Weise wird verhindert, daß die aufgetriebene Masse wieder teilweise in sich zusammenfällt.The end of the introduction of the vibrations into the mold should take about 8 to 12 minutes, preferably 10 minutes before the end of the driving process. In this way prevents the distended mass from partially collapsing again.
Nachstehend wird das Verfahren anhand der schematischen Zeichnung erläutert. Jede der Gießformen (1) ist auf einem Formentransportwagen (2) angeordnet. Auf dem Formentransportwagen (2) ist der Boden der Gießform fest montiert. Die Formentransportwagen können auf Schienen (3) in Transportrichtung (A) schrittweise verschoben werden. An der Füllstation (F) wird im Mischer (3) die Mörtelmasse gemischt, wobei kurz vor dem Einfüllen derselben in die Gießform der Mörtelmasse Aluminiumpulver als Treibmittel zugemischt wird. Die Mörtelmasse füllt die Gießform (1) nur teilweise bis zu einer Füllhöhe (h) aus, die je nach der angestrebten endgültigen Rohdichte des Porenbetons etwa 15 bis 30 cm betragen kann. Nach dem Füllvorgang wird der Formentransportwagen (2) mit der Gießform (1) in Richtung (A) zur ersten Rüttelstation (R1) verschoben. Dort ist die Form mit dem Formentransportwagen auf dem Rütteltisch (4.1) angeordnet. Durch zwei Umwuchtmotoren (5.1) wird der Rütteltisch (4.1.) in vertikale Schwingungen versetzt, welche von unten in die Form (1) eingeleitet werden. Die Rüttelschwingungen dauern je nach Taktzeit verschieden lange. Unter Taktzeit werden die Zeitabstände verstanden, in denen die Formentransportwagen (2) mit den Gießformen (1) schrittweise weiterbewegt werden. Beträgt die Taktzeit beispielsweise 3 Minuten, dann wird etwa 2 Minuten lang gerüttelt. Während der restlichen Zeit von 1 Minute werden die Formentransportwagen (2) weiter bewegt und die Formen (1) mit den jeweiligen Rütteltischen (4.1-4.4) verbunden. Die Rüttelschwingungen werden in die Formen eingeleitet, während durch die Treibwirkung des Aluminiumpulvers die Mörtelmasse an Volumen zunimmt und in der Form zu steigen beginnt. Bei bestimmten Treibhöhen, bei denen Eigenschwingungen der Porenbetonmasse zu erwarten sind, wird die Schwingungsfrequenz schlagartig um einige Hertz geändert. Da mehrere Rüttelstationen (R1 bis R4) vorgesehen sind, kann dies entsprechend der jeweiligen kritischen Treibhöhe an verschiedenen Rüttelstationen zu unterschiedlichen Zeiten erfolgen. Nach dem als Beispiel erwähnten 2 Minuten wird der Rütteltisch (4.1) stillgesetzt und der Formentransportwagen (2) mit der Gießform (1) von der Rüttelstation (R1) auf den Rütteltisch (4.2) der Rüttelstation (R2) verschoben. Dabei werden gleichzeitig alle auf den übrigen Rüttelstationen angeordneten Formentransportwagen und auch die nicht auf den Rütteltischen an verschiedenen Reifestationen angeordneten Formentransportwagen gleichzeitig weiterbewegt. Das Rütteln kann innerhalb der üblichen Taktzeit, in welcher die Formentransportwagen schrittweise weiterbewegt werden, erfolgen und verlängert daher nicht den bisher üblichen Produktionsablauf.The method is explained below using the schematic drawing. Each of the casting molds ( 1 ) is arranged on a mold transport carriage ( 2 ). The bottom of the mold is firmly mounted on the mold transport trolley ( 2 ). The mold transport trolleys can be gradually shifted on rails ( 3 ) in the transport direction (A). At the filling station (F), the mortar mass is mixed in the mixer ( 3 ), with aluminum powder being added as a blowing agent to the mortar mass shortly before it is poured into the casting mold. The mortar mass only partially fills the casting mold ( 1 ) up to a filling height (h), which can be around 15 to 30 cm, depending on the final density of the aerated concrete. After the filling process, the mold transport carriage ( 2 ) with the casting mold ( 1 ) is moved in the direction (A) to the first vibrating station (R1). There the mold with the mold transport carriage is arranged on the vibrating table ( 4.1 ). The vibrating table (4.1.) Is set into vertical vibrations by two balancing motors ( 5.1 ), which are introduced into the mold ( 1 ) from below. The vibrations last for different periods depending on the cycle time. Cycle time is understood to mean the time intervals in which the mold transport carriages ( 2 ) with the casting molds ( 1 ) are moved on step by step. For example, if the cycle time is 3 minutes, then shaking for about 2 minutes. During the remaining time of 1 minute, the mold transport carriages ( 2 ) are moved on and the molds ( 1 ) are connected to the respective vibrating tables ( 4.1-4.4 ). The vibrations are introduced into the molds, while the driving force of the aluminum powder increases the volume of the mortar and begins to increase in the mold. At certain driving heights, at which natural vibrations of the aerated concrete mass are to be expected, the oscillation frequency is suddenly changed by a few Hertz. Since several vibrating stations (R1 to R4) are provided, this can take place at different vibrating stations at different times depending on the critical driving height. After the 2 minutes mentioned as an example, the vibrating table ( 4.1 ) is stopped and the mold transport carriage ( 2 ) with the casting mold ( 1 ) is moved from the vibrating station (R1) to the vibrating table ( 4.2 ) of the vibrating station (R2). At the same time, all the mold transport wagons arranged on the other vibrating stations and also the mold transport wagons not arranged on the vibrating tables at different maturing stations are simultaneously moved on. The shaking can take place within the usual cycle time in which the mold transport carriages are moved step by step and therefore does not extend the previously usual production process.
Claims (8)
- - daß ausschließlich vertikal gerichtete Schwingungen gleichmäßig über den Form boden verteilt mit einer Frequenz von 10 bis 30 Hertz auf diesen aufgebracht wer den,
- - daß die Schwingungen während des Treibvorganges während Pausen von je 1 bis 5 Minuten mehrmals unterbrochen werden,
- - daß die Schwingungsfrequenz zur Vermeidung von Eigenschwingungen der Masse in Abhängigkeit von ihrer Treibhöhe und Ihrer Dichte jeweils schlagartig um einige Hertz verändert wird und
- - daß die Schwingungen ca. 8 bis 12 Minuten vor dem Ende des Treibvorganges beendet werden.
- - That only vertically directed vibrations evenly distributed over the mold floor with a frequency of 10 to 30 Hertz applied to the who
- that the vibrations are interrupted several times during breaks during breaks of 1 to 5 minutes each,
- - That the oscillation frequency to avoid natural vibrations of the mass is suddenly changed by a few Hertz depending on its driving height and its density and
- - That the vibrations are stopped about 8 to 12 minutes before the end of the driving process.
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