DE202021004053U1

DE202021004053U1 - Anlage zur Herstellung von Fertigbeton oder daraus gefertigten Produkten

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Publication number: DE202021004053U1
Application number: DE202021004053.6U
Authority: DE
Original assignee: Hypercon Solutions GmbH
Current assignee: Hypercon Solutions GmbH
Priority date: 2021-04-07
Filing date: 2021-04-07
Publication date: 2022-08-17
Anticipated expiration: 2031-04-08

Abstract

Anlage (ANL) zur Herstellung von ultra-hochfestem Fertigbeton oder daraus gefertigten Produkten, insbesondere Trocken-Mischungen zum Anfertigen von Beton oder betonähnlichen Produkten oder verwendungsfertigem Nassbeton oder damit angefertigten Beton- oder betonähnlichen Produkten, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (ANL) beschaffen ist, zumindest einige der für die Herstellung benötigten Zuschlagstoffe (ZS) durch eine Aufbereitung von Rohstoffen (RS) anzufertigen, und dazu folgende Komponenten aufweist:
mindestens ein befüllbares erstes Behältnis (BU1, BU2, BU3) zur Bereitstellung der Rohstoffe (RS);
mindestens ein befüllbares zweites Behältnis (SLZ) zur Bereitstellung eines Bindemittels (BM);
.. mindestens ein befüllbares drittes Behältnis (SL1, SL2) zur Bereitstellung der Zuschlagstoffe (ZS);wobei die Anlage (ANL) mehrere mit zumindest einzelnen der Behältnisse über Transportvorrichtungen (TB; TB') verbundene Verarbeitungsvorrichtungen (MLE, AS, WA, DSV, MI, WA', LA10) aufweist, von denen:
eine erste Verarbeitungsvorrichtung als eine Zerkleinerungsvorrichtung (MLE) ausgebildet ist zum mechanischen Zerkleinern der Rohstoffe (RS);
eine zweite Verarbeitungsvorrichtung als eine Fraktioniervorrichtung (AS) ausgebildet ist zum Fraktionieren der zerkleinerten Rohstoffe in Fraktionen (F1, F2) nach Korngröße, um zumindest einzelne der Fraktionen (F1, F2) als Zuschlagstoffe (ZS) zu verwenden;
eine dritte Verarbeitungsvorrichtung als eine Dosiervorrichtung (DSV) ausgebildet ist zum Dosieren von Anteilen des Bindemittels (BM) und mindestens einer der Fraktionen (F1, F2) für einen Mischvorgang; und
eine vierte Verarbeitungsvorrichtung als eine Mischvorrichtung (MS8) ausgebildet ist zum Mischen der dosierten Anteile zu einer Trocken-Mischung oder zu einem verwendungsfertigen Beton (UHPC) oder betonähnlichen Produkt;
wobei die Anlage (A) zumindest eine Steuerungsvorrichtung (CTR) aufweist, die zumindest die Dosiervorrichtung (DSV) und die Mischvorrichtung (MS8) steuert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung von Fertigbeton oder daraus gefertigten Produkten, wobei unter Fertigbeton jede Art von fertig gemischtem, noch nicht erhärtetem Beton (wie z.B. Transportbeton, Spritzbeton, Gießbeton) oder jede Art von fertig gemischtem, noch nicht mit Wasser versetzten Beton (sog. Trockenbeton, wie z.B. fertig konfektionierte Trocken-Mischungen) verstanden wird. Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung von Hochleistungsbeton, wie z.B. Ultrahochfester Beton (Englisch: „Ultra High Performance Concrete“), daher kurz „UHPC“ genannt..
Die Produktion von Ultrahochfestem Beton bzw. Ultra-Hochleistungs-Beton (UHPC) erfolgt häufig durch die Verwendung fertiger Mischungen (sogenannter Premiumzemente). Diese fertigen (Zement-) Mischungen werden zur Herstellung von UHPC in konventionellen Betonmischanlagen in der Regel mit Sanden verschiedener Korngrößen (Fein- bzw. Grobkornmischungen) vermischt.
Im Zusammenhang mit der Herstellung von Beton, insbesondere Hochleistungsbeton, ist zunächst einmal zu berücksichtigen, dass Sand einer der wichtigsten Rohstoffe ist und dass die Nachfrage nach Sand sich vor dem Hintergrund der wachsenden Weltbevölkerung innerhalb der vergangenen 20 Jahre verdreifacht hat. Insbesondere zur Herstellung von Beton geeigneter Sand wird mehr und mehr zu einem erheblich nachgefragten, knappen Rohstoff. Auch zu berücksichtigen ist, dass nicht jede Art von Sand zur Herstellung von Beton eingesetzt werden; so ist beispielsweise Wüstensand derart glatt und rund geschliffen ist, dass diese Sandkörner keine belastbare Verbindung mit Zement eingehen können. In diesem Zusammenhang werden erste Herstellungs- bzw. Vorbereitungsverfahren entwickelt, bei denen Sand als Ausgangsstoff in Hochgeschwindigkeits-Mischern mit Bindemitteln zu Granulaten verdichtet wird, so dass die insoweit erzeugten Pellets als Ersatzstoffe für Sand eingesetzt werden können.
Bei der Herstellung von Fertigbeton werden Zuschlagstoffe (z.B. Quarzsand, Split, Kies) mit Bindemitteln (z.B. Zement oder Harze) nach einer bestimmten Rezeptur miteinander vermischt, wobei zur Anfertigung von flüssigem Beton noch Wasser in bestimmter Menge hinzugefügt wird. Die Zuschlagstoffe werden aus natürlich vorkommenden Rohstoffen (insbesondere Sand, Gestein, wie z.B. Basalt oder Granit) gewonnen oder auch aus recycelten Rohstoffen (wie z.B. Abbruchmaterial), wobei die Rohstoffe in separaten Anlagen gemahlen und in gewünschter Korngröße dann als Zuschlagstoff für die Betonherstellung angeliefert werden. Für die Betonherstellung werden zudem auch pulverförmige oder flüssige Zusatzstoffe, wie z.B. Flugachse, Silicastaub, Farbstoffe, verwendet.
In der DE 10 2017 006 720 B3 werden sowohl ein Baustoffgranulat wie auch ein Verfahren zum Herstellen dieses Baustoffgranulats auf der Basis von Mineralkörnern offenbart. Auch hier wird ein Baustoffgranulat auf der Basis von Mineralkörnern in der Form von Feinsandkörner und/oder Wüstensandkörnern, bei dem ein Anteil einer gebrochenen Körnung von Wüstensand und/oder ein Anteil einer gebrochenen Körnung von Feinsand in einer hydraulisch abgebundenen Bindematrix eingebunden ist, eingesetzt.
Weiterer Stand der Technik findet sich z.B. in DE 10 2016 003 644 A1 , DE 10 2016 013 793 B4 , DE 10 84 629 A , DE 201 19 451 U1 und DE 10 2019 219 373 A1 .
Wie aus dem vorstehend zitierten Stand der Technik ersichtlich, besteht sowohl aktuell als auch in Zukunft ein erheblicher Bedarf an Zuschlagstoffen, wobei die weltweit zunehmende Knappheit an verwendbarem Sand ein besonders gravierendes Problem darstellt. Aus ökonomischer wie ökologischer Sicht wäre es vorteilhaft, wenn man die Ressourcen schonen, deren Transport vermeiden und die vor Ort gegebenen Möglichkeiten (Rohstoffvorkommen, regionale Beschaffung, Recycling...) besser nutzen könnte, u.a. auch unter Anpassung an die jeweils vor Ort gegebenen Witterungsbedingungen, Baustilen usw.. Diesbezüglich besteht ein großer Bedarf für neue ökonomisch und ökologisch verbesserte Anlagen und Verfahren zur Herstellung von Fertigbeton, insbesondere von Ultra-Hochleistungs-Beton, wobei die Anlage auch für eine ökonomisch und ökologisch verbesserte Gewinnung bzw. Bereitstellung von Zuschlagsstoffen beschaffen sein soll.
Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ökonomisch und ökologisch verbesserte Anlagen und Verfahren bereitzustellen.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die davon abhängigen Ansprüche definieren vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Gemäß Hauptanspruch 1 wird eine Anlage zur Herstellung von Fertigbeton oder daraus gefertigten Produkten, insbesondere Trocken-Mischungen zum Anfertigen von Beton oder betonähnlichen Produkten oder verwendungsfertigem Nassbeton oder damit angefertigten Beton- oder betonähnlichen Produkten, definiert, wobei die Anlage beschaffen ist durch Aufbereitung von Rohstoffen die benötigten Zuschlagstoffe für die Herstellung anzufertigen und dazu die folgenden Komponenten aufweist:

mindestens ein befüllbares erstes Behältnis zur Bereitstellung der Rohstoffe (wie z.B. Gestein, Abbruchmaterial),
mindestens ein befüllbares zweites Behältnis zur Bereitstellung eines Bindemittels (wie z.B. Zement oder Harz);
..mindestens ein befüllbares drittes Behältnis zur Bereitstellung der Zuschlagstoffe (insbesondere aus den Rohstoffen gewonnen Sand, Kies, Split in gewünschten Körnungen);
wobei die Anlage mehrere Verarbeitungsvorrichtungen und Transportvorrichtungen (z.B. Transportbänder oder -röhren) aufweist, wobei einzelne der Verarbeitungsvorrichtungen mit zumindest einzelnen der Behältnisse über die Transportvorrichtungen verbunden sind und wobei zumindest folgende Verarbeitungsvorrichtungen vorgesehen sind:
eine erste Verarbeitungsvorrichtung, die als eine Zerkleinerungsvorrichtung (insbes. Mühle) ausgebildet ist zum mechanischen Zerkleinern der Rohstoffe;
eine zweite Verarbeitungsvorrichtung, die als eine Fraktioniervorrichtung (z.B. Sieb und/oder Airseparator) ausgebildet ist zum Fraktionieren (Trennen und Sortieren) der zerkleinerten Rohstoffe in Fraktionen nach Korngröße, um zumindest einzelne der Fraktionen als Zuschlagstoffe zu verwenden;
eine dritte Verarbeitungsvorrichtung, die als eine Dosiervorrichtung (vorzugsweise mit Waage) ausgebildet ist zum Dosieren von Anteilen des Bindemittels und mindestens einer der Fraktionen für einen Mischvorgang; und
eine vierte Verarbeitungsvorrichtung, die als eine Mischvorrichtung (Trocken- und/oder Nass-Mischer) ausgebildet ist zum Mischen der dosierten Anteile zu einer Trocken-Mischung oder zu einem verwendungsfertigen Beton (insbes. UHPC) oder betonähnlichen Produkt;
wobei die Anlage außerdem zumindest eine Steuerungsvorrichtung (z.B. Rechner mit Zugriff auf interne oder externe Datenbank(en)) aufweist, die zumindest die Dosiervorrichtung und die Mischvorrichtung steuert.

Vorzugsweise ist die jeweils vor Ort befindliche Anlage aus mindestens zwei transportierbaren Funktionseinheiten modular aufgebaut, wobei die Abmessungen der jeweiligen Funktionseinheit konform mit denen von standardisierten Containern, insbesondere Schiffs-Containern, sind, und wobei in jeder der Funktionseinheiten einzelne oder mehrere der Anlagen-Komponenten und/oder -Verarbeitungseinheiten integriert sind. Insbesondere kann die jeweilige Funktionseinheit eine Rahmenkonstruktion aufweist, deren Abmessungen:

1.) den äußeren Abmessungen eines standardisierten Containers entsprechen oder
2.) kleiner als die inneren Abmessungen eines standardisierten Containers sind.

Im ersten Fall ist die Rahmenkonstruktion genau so groß wie ein standardisierter Container und kann direkt wie ein solcher transportiert und/oder verschifft werden. Im zweiten Fall passt die Rahmenkonstruktion genau in das Innere eines standardisierten Containers hinein und kann auf diese Weise transportiert und/oder verschifft werden.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine rechnergesteuerte, fortlaufend optimierbare Herstellung von Fertigbeton (trocken oder nass), insbesondere UHPC, oder ähnlichen Produkten in einer oder mehreren, vorzugsweise mobilen, Anlagen realisiert, so dass jeweils vor Ort die gesamte Produktionskette realisiert werden kann, d.h. die Aufbereitung von (u.a. mineralischen) Rohstoffen zu den benötigen Zuschlagsstoffen sowie der sich anschließende Herstellung auf Basis von optimierten und an den jeweiligen individuellen Verwendungszweck angepassten Daten ermöglicht werden, wodurch bevorzugt auf jeweils vor Ort (regional) vorhandene Ressourcen und Rohstoffe zurück gegriffen werden kann und die lokalen Anforderungen (wie z.B. Witterung, Bauvorhaben etc.) direkt berücksichtigt werden können.
Insbesondere ergeben sich folgender Nutzen und Vorteile:

- Aufbereitung UND Produktion vor Ort (z.B. der Produktionsstätte oder Baustelle wo der UHPC benötigt wird) bei fortlaufender Überwachung der Prozessqualität;
- flexible Nutzung lokaler/regionaler Rohstoffe mit folgenden Vorteilen:
- ◯ Verringerung von Rohstoff- und Logistikkosten
- ◯ Verringerung von CO2-Emissionen
- Schonung natürlicher Ressourcen (Sandabbau und Zementproduktion), wobei auch hier eine deutliche Verringerung von CO2-Emissionen erzielt wird;
- hohe Prozess-/Produktqualität auch bei wechselnden Umweltbedingungen, wobei dies global umsetzbar ist;
- weitgehende Automatisierung des Produktionsprozesses, wodurch u.a. eine deutlich geringere Fehlerquote gegenüber manueller Bedienung erzielt wird.

Hervorzuheben ist, dass die Erfindung mehrere neue Ansätze und Technologien zur lokalen Aufbereitung von Zuschlagsstoffen umfasst, die zur Entwicklung von optimierten Mischungen und Rezepturen zwecks Herstellung von Ultrahochleistungs-Beton (UHPC) und UHPC-Produkten beiträgt. Die Erfindung betrifft insbesondere die technische Aufbereitung von Rohstoffen zu Zuschlagstoffen (z.B. durch Mahlen und Sortieren) und die Entwicklung von UHPC-Mischungen und -Rezepturen in einer in ökonomischer und ökologischer deutlich verbesserten Weise.
Die Zuschlagsstoffe können u.a. preisgünstige „Abfall“-Produkte aus diversen Herstellungsprozessen oder recycelte Materialien sein; die vielfältigen Mischungsverhältnisse führen zu einer nahezu unbegrenzten Anzahl unterschiedlicher Anwendungen und Produkte.
Dem Anwender (z.B. Baustoffhersteller) soll damit ermöglicht werden, auf regional oder gar lokal verfügbare Rohstoffe zurückgreifen zu können.
Die jeweils hergestellten Produkte, wie z.B. Hochleistungsbeton bzw. die bereits erwähnten UHPC-Mischungen, sind individuell an die jeweiligen Anforderungen vor Ort, sowie auch an die dort verfügbaren Rohstoffe angepasst, wodurch ein völlig neues Herstellungs- und Vertriebs-Modell zur Entwicklung und Produktion von Hochleistungsbeton und ähnlichen Produkten ermöglich wird. Aufgrund der sich weltweit abzeichnenden Verknappung des Rohstoffes „Sand“, ist die Erfindung von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung und es wird erstmals erreicht, die Prozesse zu dessen Verarbeitung, insbesondere unter Einbeziehung der lokalen Gegebenheiten und Ressourcen zu optimieren.
Durch die mögliche Verwendung regionaler/lokaler Rohstoffe, ergeben sich deutliche Preisvorteile. Darüber hinaus können Ökosysteme, die durch einen intensiven Rohstoffabbau gefährdet sind, geschont werden. Ein weiterer ökologischer Vorteil ergibt sich durch die höhere Stabilität von UHPC (ca. 75% Materialeinsparung gegenüber Beton/Zement-Mischungen) und die dadurch reduzierte Menge an CO2 in der Produktion.
Die UHPC-Mischungen/-Rezepturen werden erfindungsgemäß durch eine Produktionslinie (automatisierte Gesamtlösung) ergänzt. Die für die Produktionslinie verwendeten Maschinen (ohne erfindungsgemäß angebrachte Sensorik und Steuerung), können aus bereits bestehenden Angeboten marktführender nationaler oder internationaler Maschinenbauunternehmen bezogen und bedarfsorientiert weiterentwickelt und angepasst werden. Als Anwender der Erfindung können u.a. Unternehmen angesehen werden, die bislang herkömmliche UHPC-Produkte herstellen oder herstellen möchten, zukünftig aber ökonomisch und ökologisch verbesserte und fortlaufend optimierbare Technologie einsetzen möchten, vornehmlich Hersteller von Produkten aus Beton, Keramik und Naturstein.
Für die Anwender sind insbesondere folgende Aspekte interessant:

- individuelle Lösungen bieten nahezu unbegrenzte Produktvielfalt und Anwendungen
- reduzierte Kosten; ca. 40-60% pro m3 UHPC-Mischung gegenüber vergleichbaren Angeboten
- erhebliche Energieeinsparung im Vergleich zu herkömmlichen Produktionsprozessen (bes. gegenüber Keramikprodukten)
- Flexibilität durch modulare, mobile Produktionslinien für den Einsatz vor Ort.

Gemäß den in den Unteransprüchen definierten Ausführungsformen sind u.a. folgende Ausgestaltungen zu nennen:

Die Anlage kann ferner mindestens eines der folgenden Komponenten aufweisen:
- - ein befüllbares drittes Behältnis (z.B. Silo) zur Bereitstellung von (u.a. aus den Rohstoffen aufbereiteten) Zuschlagstoffen oder zur Zwischenspeicherung einzelner Fraktionen als Zuschlagsstoffe;
- - eine Waage zum Wiegen der zu zerkleinernden oder zerkleinerten Rohstoffe, der Fraktionen oder von Resten der Fraktionierung, der zu dosierenden oder dosierten Anteile, und/oder des gemischten verwendungsfertigen Betons oder betonähnlichen Produkts;
- - eine Ladevorrichtung zum Befüllen eines Laderaums (z.B. Transportfahrzeug) mit dem gemischten Betons oder betonähnlichen Produkt als verwendungsfertigen Trockenbeton;
- - eine Pumpe zum Befüllen eines Lade- oder Verfüllraums (z.B. Verschalung; 3D-Druck) mit dem gemischten und mit Wasser versetzten Beton oder betonähnlichen Produkt als verwendungsfertigen Nassbeton, insbesondere Spritzbeton, insbesondere eine Pumpe, die mit einem Anschlussstutzen für ein Förderrohr oder einen Förderschlauch versehen ist,
- - eine Trocknungsvorrichtung (z.B. Wärmestrahler oder Mikrowellenstrahler) zum Trocknen der zu der Zerkleinerungsvorrichtung transportierten Rohstoffe.

Auch kann die Anlage aus mindestens zwei transportierbaren Funktionseinheiten modular aufgebaut sein, wobei die Abmessungen der jeweiligen Funktionseinheit konform mit denen von standardisierten Containern, insbesondere Schiffs-Containern, sind, und wobei in jeder der Funktionseinheiten einzelne oder mehrere der Komponenten und/oder Verarbeitungseinheiten integriert sind. Hierdurch wird eine mobile, modular aufbaubare Anlage definiert, die leicht zu transportieren und vor Ort aufzubauen ist. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die jeweilige Funktionseinheit eine Rahmenkonstruktion aufweist, deren Abmessungen den äußeren Abmessungen eines standardisierten Containers entsprechen oder kleiner als die inneren Abmessungen eines standardisierten Containers sind.
Die modulare Anlage kann z.B. wie folgt aufgebaut sein:

- in einer ersten Funktionseinheit (z.B. Container CT1) ist das mindestens eine befüllbare erste Behältnis (Bunker/Silo) zur Bereitstellung der Rohstoffe integriert;
- in einer zweiten Funktionseinheit sind zumindest folgende Verarbeitungsvorrichtungen integriert: die Zerkleinerungsvorrichtung (Mühle) und die Mischvorrichtung, optional noch die Fraktioniervorrichtung (z.B. Airseparator) und/oder die Dosiervorrichtung;
- in einer dritten Funktionseinheit sind zumindest folgende Verarbeitungsvorrichtungen integriert: die Fraktioniervorrichtung und die Dosiervorrichtung, optional noch die Zerkleinerungsvorrichtung und/oder die Mischvorrichtung;
- optional sind in einer vierten Funktionseinheit zumindest folgende Verarbeitungsvorrichtungen integriert sind: das mindestens eine befüllbare dritte Behältnis (Silo) zur Bereitstellung der Zuschlagstoffe oder zur Zwischenspeicherung der einzelnen Fraktionen, und optional das mindestens eine befüllbare zweite Behältnis zur Bereitstellung des Bindemittels;
- optional ist in einer fünften Funktionseinheit zumindest eine der Transportvorrichtungen integriert ist, und optional ist auch die Trocknungsvorrichtung darin integriert.

Weiterhin ist auch die Steuerungsvorrichtung vorzugsweise in einer der transportierbaren Funktionseinheiten, insbesondere in der zweiten oder dritten Funktionseinheit integriert.
Außerdem können zumindest einzelne der transportierbaren Funktionseinheiten (Container) auf Dämpfungselementen und/oder auf hydraulischen Nivellierungselementen gelagert sein.
In weiteren bevorzugten Ausführungen sind zumindest einzelne der Anlagen-Komponenten mit einer Sensorik wie folgt ausgestattet:

- zumindest einzelne der befüllbaren Behältnisse (Bunker, Silos) und/oder die Zerkleinerungsvorrichtung sind mit Sensoren zur Messung von Feuchtigkeit und/oder Temperatur ausgestattet;
- zumindest einzelne der befüllbaren Behältnisse (Bunker, Silos) und/oder die Zerkleinerungsvorrichtung sind mit Sensoren zur Füllstandsmessung, insbesondere mit Ultraschall-Sensoren zur Niveaumessung, ausgestattet;
- zumindest die Transportvorrichtungen, die Dosierungsvorrichtung und/oder die Mischvorrichtung sind mit Sensoren zur Messung von Druck und/oder Viskosität ausgestattet;
- zumindest die Zerkleinerungsvorrichtung ist mit Sensoren zur Messung des Andrucks von Mahlwalzen ausgestattet;
- zumindest einzelne der Transportvorrichtungen und/oder die Mischvorrichtung sind mit Sensoren zur Geschwindigkeitsmessung ausgestattet;
- zumindest die Trocknungsvorrichtung ist mit Sensoren zur Messung der Feuchtigkeit und/oder mit Stellgliedern zum Einstellen der Zeitdauer und/oder Leistung eines Wärmeeintrags ausgestattet; und/oder
- zumindest einzelne der befüllbaren Behältnisse und/oder der Transportvorrichtungen sind mit Sensoren zur Erfassung von Schließzuständen an Klappen ausgestattet.

Des Weiteren und passend zu der Sensorik können zumindest einzelne der Anlagen-Komponenten mit Stellgliedern, insbesondere Aktuatoren, wie folgt ausgestattet sein:

- zumindest die Zerkleinerungsvorrichtung ist mit Stellgliedern, insbesondere Aktuatoren, zum Ändern des Andrucks von Mahlwalzen ausgestattet;
- zumindest einzelne der Transportvorrichtungen und/oder die Mischvorrichtung sind mit Stellgliedern zum Ändern der Transport- bzw. Misch-Geschwindigkeit ausgestattet;
- zumindest die Trocknungsvorrichtung ist mit Stellgliedern zum Ändern der für den Wärmeeintrag erforderlichen Betriebs-Zeitdauer und/oder -Leistung der Trocknungsvorrichtung ausgestattet; und/oder
- zumindest die einzelne der befüllbaren Behältnisse und/oder Transportvorrichtungen sind mit Stellgliedern, insbesondere Aktuatoren, zum Öffnen und Schließen von Klappen ausgestattet.

Die Sensoren und Stellglieder sind mit der Steuerungsvorrichtung verbunden, welche wiederum eine Datenverarbeitungseinheit (Mikroprozessor, PC) aufweist, die die von den Sensoren erfassten Messdaten auswertet und in Abhängigkeit davon Stelldaten für die Ansteuerung der Stellglieder berechnet.
Hervorzuheben ist, dass gemäß der vorliegenden Erfindung zumindest die folgenden Komponenten erstmals in einer (insbesondere mobilen) Anlage zur Gewinnung bzw. Vor-Ort-Anfertigung von Zuschlagstoffen und zur Herstellung von Fertigbeton oder betonähnlichen Produkten eingesetzt werden:

◯ Insbesondere die Fraktioniervorrichtung bzw. Sortiervorrichtung (z.B. Air-/Luftseparator, Sieb). Denn bei der herkömmlichen Verarbeitung von Beton erfolgt dies außerhalb der Anlage separat vor der Mischung des (Transport-) Betons.
◯ Insbesondere der Einsatz einer Zerkleinerungsvorrichtung (Mühle) in der Anlage ist neu. Denn klassisch hergestelltem Beton werden aufgrund der Verwendung gröberer Fraktionen (> 2 mm) gröbere Rohstoffe gebrochen, nicht gemahlen und es werden keine Mühlen eingesetzt. In der erfindungsgemäß eingesetzten Mühle werden die feinen Fraktionen (< 1mm) während des Mahlvorgangs „kantig gebrochen“ (Dies ist wichtig für spätere Stabilität des Betons). Die verwendeten Rohstoffe aber haben nur einen Durchmesser von wenigen Millimetern (oder es wird vorher optional ein Brecher verwendet).
◯ Auch der Einsatz einer Trocknungsvorrichtung (z.B. Mikrowellentrocknung) ist neu. Die Trocknung bzw. der Feuchtegrad der Rohstoffe spielen bei klassischem Beton keine bzw. eine nur eingeschränkte Rolle. Hingegen ist dies bei UHPC-Mischungen für die Qualität entscheidend.
◯ Schließlich wird auch erstmals in einer Anlage eine Betonpumpe (optional) eingesetzt: Dies hat in Bezug auf Aufbereitung und Verarbeitung von UHPC eine besondere Bedeutung, weil UHPC eine sehr kurze Verarbeitungszeiten hat (Aushärtung beginnt nach 1-2 Stunden) und nicht lange transportiert werden kann.

Die Begriffe „Rohstoffe“ und „Zuschlagsstoffe“ sowie „Bindemittel“ werden wie folgt verstanden:

Unter „Rohstoffe“ sollen vor allem Stoffe verstanden werden, die nicht oder nur wenig aufbereitet sind; diese werden in z.B. Bunkern vorgehalten.
Unter „Zuschlagstoffe“ sollen vor allem aufbereitete Stoffe verstanden werden (wie z.B. klassische Gesteinskörnungen); diese beschreiben hier auch die sortierten Fraktionen, welche der Dosieranlage zugeführt werden oder alternativ in den Silos zwischengelagert oder in ergänzenden Silos bereitgestellt werden.
Als „Bindemittel“ in Baustoffen werden mineralische Stoffe verstanden, die durch Kristallisation eine hohe Festigkeit erreichen, oder organische Stoffe (z.B. Kunstharzdispersionen oder 2-Komponenten-Reaktionsharze), die durch Polymerisation erhärten.

Zusätzlich zu Bindemitteln und Zuschlagstoffen können der Mischung auch noch Betonzusatzstoffe/-mittel hinzugefügt werden, um die Verarbeitbarkeit und weitere Eigenschaften des Betons/Betonprodukts zu beeinflussen.
Als Bindemittel werden insbesondere biologisch abbaubare, organische Bindemittel und Klebstoffe verwendet, die „ohne bzw. mit geringer Wärmebehandlung“ in wässrigen Lösungen (Dispersionen) aushärten (hydraulischen Bindemittel) und als Zementersatz in UHPC-Mischungen eingesetzt werden können. Diese Bindemittel können in Kombination mit a.) Zuschlagstoffen im Feinstkornbereich (< 30 µm) und b.) definierten Mengen biozider Zuschlagstoffe (Bsp. Titanoxid, Kupferschlacke), eine berechenbare („verlängerte“) Lebensdauer der UHPC-Produkte gewährleisten.
Die in Baustoffen verwendeten Bindemittel sind mineralische Stoffe, die durch Kristallisation eine hohe Festigkeit erreichen, oder organische Stoffe (z. B. Kunstharzdispersionen oder 2-Komponenten-Reaktionsharze), die durch Polymerisation erhärten. Auch Bindemittel auf der Basis nachwachsender Rohstoffe wie Stärke und Zucker werden beispielsweise im Gipskarton, in Mineralfaserplatten oder als Tapetenkleister eingesetzt.
In der Bauindustrie unterscheidet man zwischen hydraulischen Bindemitteln, die sowohl an der Luft als auch unter Wasser härten (z. B. Zement, Mischbinder, hydraulischer Kalk (Trass), Putz- und Mauerbinder auf Zement-/Acryl-Basis), und nichthydraulischen Bindemitteln (auch Luftbindemittel), die nur an der Luft (z. B. Luftkalke, Gips, Magnesiabinder) oder nur durch Austrocknung härten, wie Lehm. Nichthydraulische Bindemittel sind im erhärteten Zustand nicht wasserbeständig.
Für die Herstellung von Polymerbeton (engl. polymer concrete) werden Kunstharze als Bindemittel zugesetzt. Die Polymere besitzen in der Regel eine höhere Zug-, aber niedrigere Druckfestigkeit als Zement. Bei höheren Kunstharzanteilen trägt der Zement daher kaum noch in seiner Eigenschaft als Bindemittel zur Festigkeitsentwicklung bei und kann durch Füllstoffe im Feinstkornbereich ersetzt werden. Polymerbeton wird hauptsächlich in der Sanierung bestehender Bauteile benutzt. Durch die geringe Topfzeit (Erhärtungszeit) der Polymere lassen sich Sanierungsarbeiten in kürzerer Zeit abschließen. Überwiegend wird ungesättigtes Polyesterharz (UP-Harz) als Polymermatrix verwendet. Körnungen mit günstiger Sieblinie können bis zu einem Füllgrad von über 90 Gewichts-% hinzugefügt werden. Die Gelierzeit (Gelzeit) der Harze kann durch Katalysatoren (meist Kobaltsalze) und Härter (meist Methylethylketonperoxyd) eingestellt werden. Polymerbeton mit ausreichendem Kunstharzanteil ist wasserdicht, chemikalienbeständig und kann in geringer Wandstärke verarbeitet werden. Er wird daher auch zur Herstellung von Rohren und Rinnensystemen verwendet. Als Mineralguss wird ein Polymerbeton mit beschränktem Größtkorn und Epoxydharz als Bindemittel bezeichnet, der unter anderem zur Herstellung von Maschinengestellen verwendet wird. Die gute Schwingungsdämpfung erlaubt sehr präzise arbeitende Dreh- und Fräsmaschinen.
Was Neuheit und erfinderische Tätigkeit sowie die besonderen Vorteile der in der Anlage (zumindest optional) integrierten Komponenten angeht, so ist folgendes hervorzuheben:

Die Integration einer Betonpumpe in einer solchen Anlage, die Aufbereitung und Verarbeitung von UHPC ermöglicht ist von besonderem Vorteil. Denn UHPC hat sehr kurze Verarbeitungszeiten (Aushärtung beginnt nach 1-2 Stunden) und kann nicht lange transportiert werden.

Der Einsatz einer Sortiereinheit (AS oder Siebe) kann bei der Verarbeitung von Beton auch separat vor der Mischung des (Transport-) Betons erfolgen.
Die Integration einer Mühle hat besondere Vorteile: Denn bei klassischer Betonherstellung werden aufgrund der Verwendung grobkörniger Fraktionen (> 2 mm) gröbere Rohstoffe gebrochen, nicht gemahlen und keine Mühlen eingesetzt. In der hier verwendeten Mühle werden die feinen Fraktionen (< 1mm) während des Mahlvorgangs „kantig gebrochen“ (wichtig für spätere Stabilität). Die verwendeten Rohstoffe aber nur haben einen Durchmesser von wenigen Millimetern (oder es wird vorher optional ein Brecher verwendet).
Auch die Integration einer Mikrowellentrocknung hat den besonderen Vorteil. Denn die Trocknung bzw. der Feuchtegrad spielen bei klassischer Betonherstellung keine bzw. eine eingeschränkte Rolle. Hingegen ist dies bei UHPC-Mischungen für die Qualität entscheidend.
Nachfolgend werden die Erfindung und die sich daraus ergebenden Vorteile anhand von Ausführungsbeispielen im Detail beschrieben, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird, die folgende schematischen Darstellungen wiedergibt:

Die (einzige) Figur zeigt den modularen Aufbau einer mobilen Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Zunächst werden der Aufbau und die Funktion einer Anlage ANL anhand der Figur beschrieben:

Die Anlage ANL besteht aus mehreren Komponenten, die zur Herstellung von Fertigbeton, hier UHPC, verwendet werde, wobei die Komponenten in mehreren transportfähigen Funktionseinheiten, hier in Standard-Containern CT1, CT2... CT5 integriert sind. Somit ist die Anlage modular konzipiert und kann sehr schnell am gewünschten Einsatzort aufgebaut und ggfs. umgebaut und später auch wieder abgebaut werden. Die Container ermöglichen auch einen reibungslosen Transport der Anlage.

Die hier beispielhaft dargestellte Anlage-Konfiguration umfasst drei befüllbare erste Behältnisse BU1, BU2 und BU3 (hier als Bunker ausgeführt) zur Bereitstellung von Rohstoffen RS. Die Bunker sind in einem ersten Container CT1 integriert. Dabei kann es sich um eine Rahmenkonstruktion handeln, deren äußeren Abmessungen genau denen eines 40-Fuss-Containers entsprechen.
Daran schließt sich eine weiterer Container CT2 an, der zum Transport der Rohstoffe eine Transportvorrichtung (hier mäanderndes Förderband) TB und eine darüber befindliche Trocknungsvorrichtung (hier Mikrowellentrockner) MWT aufweist, so dass getrocknete Rohstoffe bedarfsweise von den Bunkern zu der eigentlichen Verarbeitungseinheit in den Containern CT3 und CT4 befördert werden können. Zu den wesentlichen Verarbeitungsvorrichtungen gehören eine Mühle MLE, eine Fraktionierungsvorrichtung (hier Airseparator) AS, eine Dosierungsvorrichtung (kurz: Dosierer) DSV sowie eine Mischvorrichtung (Mischer) MI.
Der jeweilige Rohstoff (z.B. Granulat) wird in der Mühle MLE gemahlen und dann über eine pneumatische Förderstrecke an den Airseparator AS geführt, welcher dann den gemahlenen Rohstoff nach Korngröße fraktioniert. Die gewünschte Fraktion (hier F1) wird dem Dosierer DSV zugeführt; der Rest R geht zurück zur Mühle, um dann nochmals gemahlen zu werden. Es können auch einzelne Fraktionen (hier F2) zwischengelagert werden in dafür vorgesehenen Behältnissen/Silos S1 oder S2. Diese Silo sind in einem weiteren Container CT5 untergebracht.
Vom Dosierer aus geht die weiterzuverarbeitende Fraktion F1 in der erforderlichen Menge (nach Rezept) zum Mischer MI. Dieser mischt sie mit einem Bindemittel (hier Zement) BM, welches in einem Behältnis/Silo SLZ vorgehalten wird; hier ist das Silo SLZ im Container CT 5 integriert, kann aber auch alleinstehend, u.a. als Silo SLZ' oder Anhänger, ergänzend zur Anlage bereitgestellt und mit dieser über ein Transport-Rohr verbunden werden.
Die Aufteilung der Komponenten, wie hier z.B. von MLE, MI und AS sowie DSV, auf ein oder mehrere Container kann je nach Anwendungsfall angepasst werden.
Die Komponenten der Anlage ANL werden von einer Steuerung CTR überwacht und angesteuert, um den Herstellungsprozess durchzuführen und fortlaufend bzw. nach Bedarf zu optimieren. Die Steuerung CTR ist in einem der Container untergebracht, hier z.B. in CT4, und steht mit Sensoren und Stellgliedern/Aktuatoren in Verbindung (nicht dargestellt).
So wird beispielsweise der Andruck der Mahlwalzen in der Mühle MLE abhängig von der Menge des vom Airseparator zur Mühle zurückgeführten Rohstoffes RS eingestellt; die Restfeuchte der aus den Bunkern zugeführten Rohstoffe wiederum kann über die Ansteuerung des Mikrowellen-Trockners MWT angepasst werden.
Die Anlage verfügt ausgangsseitig auch über eine Betonpumpe BP, mit der ein den Mischer MI verlassender Beton (z.B. Spritzbeton) direkt über einen Anschlussstutzen und eine Schlauchkonstruktion zu der gewünschten Stelle (z.B. Formen, Verschalungen, Transportfahrzeuge) gepumpt werden kann. Diese Konstruktion ist auch für die Anwendung von 3D-Druck geeignet.
Die erfindungsgemäße Anlage kann also für eine sehr hohe und fortlaufend optimierte Produktqualität sorgen. Dazu werden ein oder mehrere Bunker bzw. Silos über ein Transsportband oder mehrere Transportbänder jeweils mit Rohstoffen RS, nämlich Sand- oder Steingranulatmischung oder zu recycelten Rohstoffen (Bsp. Glas) bzw. Zuschlagstoffen ZL beschickt, sowie dann aus den Bunkern bzw. Silos auf der Basis einer vorgegebenen Rezeptur, eine Verarbeitungseinheit, hier die Mühle MLE beschickt, mittels derer dann die Rohstoffe gebrochen und gemahlen und/oder sonstig zerkleinert werden. Anschließend werden diese in Fraktionen F1, F2 nach Korngröße, maschinell etwa mittels einer Sieb-Rüttelmaschine oder eines Airseparators AS unterteilt und sortiert, und ggfs. in separaten Silos SL1/b, zwischengelagert. Nach der Dosierung werden die Rohstoffe unter Beimischung von mittels einer vorgegebenen Rezeptur ausgewählten Menge von Zuschlagstoffen in dem Mischer MI vermengt und anschließend optional unter Zwischenschaltung einer gravitätischen Waage WA' ausgeben.
Wie in der Figur zu sehen ist, ist die Anlage modular aufgebaut und dazu innerhalb mehrerer Container realisiert, so dass sie leicht transportierbar und/oder verschiffbar und mobil einsetzbar ist. Zu den Komponenten der Anlage zählen mehrere Rohstoffbunker BU1...BU3 zur Aufnahme einer definierten Mischung von Ausgangsrohstoffen RS, wobei der entsprechende Container CT1 mit einer Sensorik zur Erfassung der Feuchtigkeit, sowie mit wenigstens einem Temperatursensor derart bestückt ist. Hierdurch kann mit Hilfe der Steuerung CTR bzw. Datenverarbeitungseinheit, vor Ort, z.B. die Trocknung geregelt werden (s. MWT).
Die Bunker BU1...BU3 und/oder Silos SLZ, S1/2 sind vorzugsweise mit Ultraschall-Sensoren bzw. -Niveaumessgeräten derart versehen, dass der jeweilige Min./.Max-Fülltand erfassbar und regelbar ist.
Der Dosierer DSV kann z.B. mit Sensoren für Druck- und/oder Gravitäts-Messungen ausgestattet sein. Insgesamt können alle Sensor- bzw. Messdaten zur Optimierung des Prozesses sowie zur Verbesserung der Rezeptur genutzt werden.
Die Komponenten für die Sensorik, Steuerung und Vernetzung der Anlage können auch in Ergänzung einer bestehenden Anlage zur Herstellung von Hochleistungsbeton eingesetzt werden und können somit auch zur deutlichen Optierung einer Bestands-Anlage beitragen; ebenso kann eine Erhöhung der Mobilität und somit Transportfähigkeit erreicht werden.
Zur weiteren verbesserten Realisierung der Anlage (insbesondere mobile Anlage) und Umsetzung des Verfahrens werden nachfolgend noch Anmerkungen gemacht:

◯ Alle durch die bzw. in der Anlage verwerteten Rohstoffe können fälschungssicher nachverfolgt werden (Track-and-Trace über den gesamten Produktlebenszyklus der Rohstoffe „Gewinnung-Aufbereitung-Produktion-Logistik-Recycling“ Technologie zur fälschungssicheren Dokumentation des gesamten Prozesses).
◯ Die (insbesondere mobile) Anlage ist beschaffen zur Aufbereitung von Rohstoffen und der Produktion von UHPC und UHPC-ähnlichen Mischungen aus Zement und Zuschlagstoffen (u.a. Mikrosilica, Flugasche, Metakaolin) und/oder von bisher nicht verwerteten Rohstoffen („Produktions-Abfälle“), die als Baustoffe zertifiziert sind und z.B. wie folgt gewonnen werden:
- - indem sie bei der Herstellung genormter Gesteinskörnungen entstanden sind und/oder bei der Veredelung von Erzen entstanden sind (Dies ist zumindest für die UHPC-Herstellung neu und besonders vorteilhaft); und/oder
- - indem sie bei der Produktion von Glas und Keramik entstanden sind und/oder bei der Herstellung von Rohstoffen für Glas und Keramik entstanden sind; und/oder
- - indem Wüstensand verwendet wird (Dies ist zumindest für die UHPC-Herstellung neu und besonders vorteilhaft) und/oder genormte Gesteinskörnungen.
◯ Die mobile Anlage besteht z.B. aus 3-4 Haupteinheiten in z.B. 3-4 Containerkonstruktionen (mit Standardmaßen von z.B. 40-Fuß; 12,192 m × 2,438 m × 2,591 m, L ×B×H), die direkt verladen werden können.
◯ Die verschiedenen Förder-/Transportbänder, die die Containerkonstruktionen verbinden, werden an oder in diesen zur Baustelle transportiert. Dies gilt auch für alle weiteren mitgelieferten und aufzubauenden Gerätschaften, wie Stützen und Leitern zur Begehung.
◯ Eine modulare Aufteilung kann z.B. wie folgt aussehen:
1. 1. Lagereinheit, Bunker für Rohstoffe (1 Container)
2. 2. Transporteinheit mit Mikrowellentrockner (1 Container);
3. 3. Zentrale Produktionseinheit (1 oder 2 Container; aufgrund der Produktivität standardmäßig in 2 Containern);
4. 4. optional Silos (1 Container), alternativ können Silos vom Produzenten vor Ort gestellt werden.

Anmerkung: Silos für die Zwischenlagerung der gemahlenen und sortierten Fraktionen sind nicht zwingend notwendig, wenn die Mühle schneller arbeitet als der Mischer. Der Transport der vom Airseparartor/Sieben sortierten Fraktionen könnte direkt zur Dosieranlage erfolgen. Zement und zusätzliche Materialien (Bsp. Flugasche, Mikrosilica) könnten vom Produzenten vor Ort gestellt und in Silos geliefert werden (ähnlich vorgefertigter Putz auf Baustellen).

◯ Die Lagereinheit, Bunker für Rohstoffe könnte wie folgt ausgestaltet sein:
- Die Lagereinheit besteht aus einer Containerkonstruktion mit einem oder mehreren Rohstoffbunkern mit festmontierten, steuerbaren Klappen am Boden. Diese ermöglichen, über Förderbänder unter den Bunkern, den kontrollierten Transport der Rohstoffe zur Transporteinheit mit Mikrowellentrockner.
◯ Die Bunker für Rohstoffe könnten wie folgt ausgestaltet sein:
- Die Bunker sind mit Niveau-Messgeräten für Voll-/Leerzustand, Temperatur und Feuchtigkeitssensoren zum Steuern der Mikrowellentrockner ausgerüstet.
◯ Die Transporteinheit / -vorrichtung könnte wie folgt ausgestaltet sein:
- Die Transporteinheit besteht aus einer Containerkonstruktion mit mehreren, beispielsweise vertikal ausgerichteten, Förderbändern und integriertem Mikrowellentrockner. Die Containerkonstruktion kann optional mit HydraulikKomponenten, zur schnelleren Montage/Ausrichtung der Förderbänder auf der Baustelle, ausgestattet werden.
◯ Die Zentrale Produktionseinheit (Container insbes. mit Mühle und Mischer) könnte wie folgt gestaltet und in die Anlage integriert werden:
- Der 1. Container mit Mühle, Mischer und Betonpumpe ist als erstes auf Baustelle zu montieren. Zur Mühle führen zwei Transportbänder, von der Transporteinheit mit Mikrowellentrockner und vom Airseparartor/Sieben (Rückführung von weiter zu mahlenden Fraktionen). Die Mühle verfügt über ein Niveau-Messgerät am Eingangstrichter. Die Geschwindigkeit beider Transportbänder zur Mühle kann gesteuert werden. Der Transport wird verlangsamt, um eine Überfüllung der Mühle zu vermeiden, wenn zu viel Rohstoffe vom Airseparartor/Sieben rückgeführt werden. Die Menge der maximal rückführbaren Rohstoffe ist definiert und wird über eine im Transportband integrierte Waage gemessen.
- Die Mühle ist mit Druck-Sensoren für die Messung und Steuerung des Walzendrucks ausgestattet. Werden zu viel Rohstoffe vom Airseparartor/Sieben rückgeführt, erfolgt eine Erhöhung des Walzendrucks. Hierdurch wird schneller die gewünschte Fraktion gemahlen und weiniger Rohstoffe zur Mühle zurückgeführt. Ist über die Regulierung des Walzendrucks keine weitere Prozessoptimierung möglich, steht ein Wartungsintervall der Walzen an (neue Beschichtung).
- Die gemahlenen Fraktionen werden mittels Pneumatik von der Mühle in einem geschlossenen System in den Airseparartor geblasen, alternativ können Siebe verwendet werden.
- Der Mischer kann mit einem Rheologie-Messgerät ausgestattet sein, das Elastizität und Viskosität misst und dokumentiert. Beide Maschinen (Mühle und Mischer) sind über Dämpfer, gegen Vibrationen, fest auf der Containerkonstruktion montiert. Die fest in die Containerkonstruktion integrierte Pumpe transportiert die fertige Mischung zur Baustelle. Über die Ladeanlage kann die Versorgung eines Transportfahrzeuges oder der Anschluss eines Transportrohres/-schlauches erfolgen.
- Mit dem Transportrohr/-schlauch kann die Mischung direkt auf der Baustelle verarbeitet werden kann. Dies bietet eine neue Möglichkeit des Einsatzes von UHPC-3D-Druck auf der Baustelle und den entscheidenden Vorteil, dass die schnell-abbindenden UHPC-Mischungen ohne Verzögerung durch den Transport verarbeitet werden können.
- Der 2. Container mit Airseparator/Sieben und Dosieranlage ist über Container 1 der Produktionseinheit zu montieren.
- Airseparator/Siebe sind über Dämpfer, gegen Vibrationen, fest auf der Containerkonstruktion montiert. Eine Transportbandwaage führt vom Airseparator/Sieben zurück zur Mühle. Mit der Waage wird das Gewicht der rückläufigen Materialien gemessen und davon abhängig der Walzendruck der Mühle eingestellt.
- Die Dosieranlage verfügt über Tensosensoren (Drucksensoren) und ist festmontiert. Über die Tensosensoren erfolgt die genaue Dosierung der Rohstoffe entsprechend der in der Steuerung hinterlegten UHPC-Rezepte.
- Anmerkungen:
  - Grundsätzlich ist sind auch andere Anordnungen der Komponenten in den Containern möglich: Bsp. Container 1 mit Mühle und Airseparator/Sieben und Container 2 mit Dosieranlage, Mischer und Pumpe.
  - Bei der obigen Anordnung ist nur ein pneumatischer Transport von der Mühle zum Airseparator erforderlich. Der Rücktransport erfolgt auf einem Transportband und folgt der Schwerkraft.
◯ Die Silos dienen der (Zwischen-) Lagerung der (gemahlenen) Roh-/Zuschlagstoffe. Diese werden entsprechend der hinterlegten UHPC-Rezepte von den Silos direkt zur Dosieranlage transportiert und im Anschluss dem Mischer zugeführt.
◯ Die zentrale Steuereinheit (ZS) kann wie folgt ausgestaltet werden:
- Die ZS ist integrierter Teil der mobilen Anlage und besteht aus CPU, Speicher, notwendigen Schnittstellen und Touchscreen. Die UHPC-Rezepturen sind im Speicher hinterlegt und können von Touchscreen ausgewählt und gestartet werden. Die ZS überwacht die Messergebnisse der Sensoren, vergleicht diese mit den Kenngrößen der UHPC-Rezepturen und steuert hierüber u.a.:
  - - Aufbereitung und Transport der notwendigen Rohstoffe (Typ und Menge) zur Dosieranlage
  - - Geschwindigkeit des Mischers und Dauer der Mischung
  - - Druck auf den Walzen der Mühle
  - - Zeit und Leistung des Mikrowellentrockners
  - - Geschwindigkeit der Transportbänder
  - - Schließt oder öffnet die Klappen der Bunker
  - - Schließt oder öffnet die Klappen der Silos und startet den pneumatischen Transport des Materials vom Silo zur Dosieranlage
- Alle Prozesse werden auf dem Touchscreen visualisiert. Die ZS löst Nachrichten und Alarm bei Fehlfunktionen und Störungen aus.

Bezugszeichenliste

ANL: Anlage (modularer Aufbau)
CT1 - CT5: transportfähige Funktionseinheiten (Container)
BU1-BU3; S1,S2: Behältnisse/Bunker/Silos
TB; TB': Transportband(bänder)
MWT: Mikrowellen-Trockner
MLE: Mühle
AS: Fraktionierer, hier: Air-Separator
WA: Waage
DSV: Dosierer
MI: Mischer
WA; WA': Waage(n)
LA10: Ladeanlage
BP: Betonpumpe
CTR: Steuerung (lokal) mit MCU und Datenbank

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102017006720 B3 [0005]
DE 102016003644 A1 [0006]
DE 102016013793 B4 [0006]
DE 1084629 A [0006]
DE 20119451 U1 [0006]
DE 102019219373 A1 [0006]

Claims

Anlage (ANL) zur Herstellung von ultra-hochfestem Fertigbeton oder daraus gefertigten Produkten, insbesondere Trocken-Mischungen zum Anfertigen von Beton oder betonähnlichen Produkten oder verwendungsfertigem Nassbeton oder damit angefertigten Beton- oder betonähnlichen Produkten, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (ANL) beschaffen ist, zumindest einige der für die Herstellung benötigten Zuschlagstoffe (ZS) durch eine Aufbereitung von Rohstoffen (RS) anzufertigen, und dazu folgende Komponenten aufweist: mindestens ein befüllbares erstes Behältnis (BU1, BU2, BU3) zur Bereitstellung der Rohstoffe (RS); mindestens ein befüllbares zweites Behältnis (SLZ) zur Bereitstellung eines Bindemittels (BM); .. mindestens ein befüllbares drittes Behältnis (SL1, SL2) zur Bereitstellung der Zuschlagstoffe (ZS);wobei die Anlage (ANL) mehrere mit zumindest einzelnen der Behältnisse über Transportvorrichtungen (TB; TB') verbundene Verarbeitungsvorrichtungen (MLE, AS, WA, DSV, MI, WA', LA10) aufweist, von denen: eine erste Verarbeitungsvorrichtung als eine Zerkleinerungsvorrichtung (MLE) ausgebildet ist zum mechanischen Zerkleinern der Rohstoffe (RS); eine zweite Verarbeitungsvorrichtung als eine Fraktioniervorrichtung (AS) ausgebildet ist zum Fraktionieren der zerkleinerten Rohstoffe in Fraktionen (F1, F2) nach Korngröße, um zumindest einzelne der Fraktionen (F1, F2) als Zuschlagstoffe (ZS) zu verwenden; eine dritte Verarbeitungsvorrichtung als eine Dosiervorrichtung (DSV) ausgebildet ist zum Dosieren von Anteilen des Bindemittels (BM) und mindestens einer der Fraktionen (F1, F2) für einen Mischvorgang; und eine vierte Verarbeitungsvorrichtung als eine Mischvorrichtung (MS8) ausgebildet ist zum Mischen der dosierten Anteile zu einer Trocken-Mischung oder zu einem verwendungsfertigen Beton (UHPC) oder betonähnlichen Produkt; wobei die Anlage (A) zumindest eine Steuerungsvorrichtung (CTR) aufweist, die zumindest die Dosiervorrichtung (DSV) und die Mischvorrichtung (MS8) steuert.
Anlage (ANL) zur Herstellung von ultra-hochfestem Fertigbeton oder daraus gefertigten Produkten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (CTR) die Zerkleinerungsvorrichtung (MLE) und/oder die Fraktioniervorrichtung (AS) und mindestens eine der Transportvorrichtungen (TB') so steuert, dass eine Fraktion (F2) als Zuschlagstoff (ZS) in eines (SL1) der dritten Behältnisse gefüllt und dort zwischengespeichert wird; und dass die Anlage (ANL) ferner mindestens eines der folgenden Komponenten aufweist: - eine Waage (WA; WA') zum Wiegen der zu zerkleinernden oder zerkleinerten Rohstoffe, der Fraktionen oder Resten (R*) der Fraktionierung, der zu dosierenden oder dosierten Anteile, und/oder der Fertig-Mischung oder des gemischten verwendungsfertigen Betons (UHPC) oder betonähnlichen Produkts; - eine Ladevorrichtung (LA10) zum Befüllen eines Laderaums mit der Fertig-Mischung oder dem gemischten Betons (UHPC) oder betonähnlichen Produkt; - eine Pumpe (BP) zum Befüllen eines Lade- oder Verfüllraums mit dem gemischten und mit Wasser versetzten Beton (UHPC) oder betonähnlichen Produkt als verwendungsfertigen Nassbeton, insbesondere Spritzbeton, insbesondere eine Pumpe (BP), die mit einem Anschlussstutzen für ein Förderrohr oder einen Förderschlauch versehen ist, - eine Trocknungsvorrichtung (MWT) zum Trocknen der zu der Zerkleinerungsvorrichtung (MLE) transportierten Rohstoffe (RS).
Anlage (ANL) zur Herstellung von ultra-hochfestem Fertigbeton oder daraus gefertigten Produkten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (ANL) aus mindestens zwei transportierbaren Funktionseinheiten (CT1, CT2, ... CT5) modular aufgebaut ist, wobei die Abmessungen der jeweiligen Funktionseinheit konform mit denen von standardisierten Containern, insbesondere Schiffs-Containern, sind, und wobei in jeder der Funktionseinheiten einzelne oder mehrere der Komponenten und/oder Verarbeitungseinheiten integriert sind.
Anlage (ANL) zur Herstellung von ultra-hochfestem Fertigbeton oder daraus gefertigten Produkten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Funktionseinheit (CT1, CT2, ... CT5) eine Rahmenkonstruktion aufweist, deren Abmessungen den äußeren Abmessungen eines standardisierten Containers entsprechen oder kleiner als die inneren Abmessungen eines standardisierten Containers sind.
Anlage (ANL) zur Herstellung von ultra-hochfestem Fertigbeton oder daraus gefertigten Produkten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (ANL) wie folgt modular aufgebaut ist, indem: - in einer ersten Funktionseinheit (CT1) das mindestens eine befüllbare erste Behältnis (BU1, BU2, BU3) zur Bereitstellung der Rohstoffe (RS) integriert ist; - in einer zweiten Funktionseinheit (CT2) zumindest folgende Verarbeitungsvorrichtungen integriert sind: die Zerkleinerungsvorrichtung (MLE) und die Mischvorrichtung (MI), optional noch die Fraktioniervorrichtung (AS) und/oder die Dosiervorrichtung (DSV); - in einer dritten Funktionseinheit (CT2) zumindest folgende Verarbeitungsvorrichtungen integriert sind: die Fraktioniervorrichtung (AS) und die Dosiervorrichtung (DSV), optional noch die Zerkleinerungsvorrichtung (MLE) und/oder die Mischvorrichtung (MI); - optional in einer vierten Funktionseinheit (CT4) zumindest folgende Verarbeitungsvorrichtungen integriert sind: das mindestens eine befüllbare dritte Behältnis (SL1, SL2) zur Bereitstellung der Zuschlagstoffe (ZS) oder zur Zwischenspeicherung der einzelnen Fraktionen (F1, F2), und optional das mindestens eine befüllbare zweite Behältnis (SLZ) zur Bereitstellung des Bindemittels (BM); - optional in einer fünften Funktionseinheit (CT5) zumindest eine der Transportvorrichtungen (TB; TB') integriert ist, und optional die Trocknungsvorrichtung (MWT) integriert ist.
Anlage (ANL) zur Herstellung von ultra-hochfestem Fertigbeton oder daraus gefertigten Produkten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (CTR) in einer der transportierbaren Funktionseinheiten, vorzugsweise in der zweiten oder dritten Funktionseinheit (CT2, CT3) integriert ist.
Anlage (ANL) zur Herstellung von ultra-hochfestem Fertigbeton oder daraus gefertigten Produkten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne der transportierbaren Funktionseinheiten (CT1, CT2, ... CT5) auf Dämpfungselementen und/oder auf hydraulischen Nivellierungselementen gelagert sind.
Anlage (ANL) zur Herstellung von ultra-hochfestem Fertigbeton oder daraus gefertigten Produkten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne der Komponenten mit Sensorik wie folgt ausgestattet sind: - zumindest einzelne der Behältnisse (BU1, ...BU3), die Trocknungsvorrichtung (MWT) und/oder die Zerkleinerungsvorrichtung (MLE) sind mit Sensoren zur Messung von Feuchtigkeit und/oder Temperatur ausgestattet; - zumindest einzelne der befüllbaren Behältnisse (BU1, BU2, BU3; SLZ; S1, S2) und/oder die Zerkleinerungsvorrichtung (MLE) sind mit Sensoren zur Füllstandsmessung, insbesondere mit Ultraschall-Sensoren zur Niveaumessung, ausgestattet; - zumindest einzelne der Transportvorrichtungen (TB), die Dosierungsvorrichtung (DSV) und/oder die Mischvorrichtung (MI) sind mit Sensoren zur Messung von Druck und/oder Viskosität ausgestattet; - zumindest die Zerkleinerungsvorrichtung (MLE) ist mit Sensoren zur Messung des Andrucks von Mahlwalzen ausgestattet; - zumindest einzelne der Transportvorrichtungen (TB, TSB) und/oder die Mischvorrichtung (MI) sind mit Sensoren zur Geschwindigkeitsmessung ausgestattet; - zumindest die Trocknungsvorrichtung (MWT) ist mit Sensoren zur Messung der Feuchtigkeit und/oder der Zeitdauer und/oder Leistung eines Wärmeeintrags ausgestattet; und/oder - zumindest einzelne der befüllbaren Behältnisse (BU1, BU2, BU3; SLZ; S1, S2) und/oder der Transportvorrichtungen (TB, TSB) sind mit Sensoren zur Erfassung von Schließzuständen an Klappen ausgestattet.
Anlage (ANL) zur Herstellung von ultra-hochfestem Fertigbeton oder daraus gefertigten Produkten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne der Komponenten mit Stellgliedern, insbesondere Aktuatoren, wie folgt ausgestattet sind: - zumindest die Zerkleinerungsvorrichtung (MLE) ist mit Stellgliedern, insbesondere Aktuatoren, zum Ändern des Andrucks von Mahlwalzen ausgestattet; - zumindest einzelne der Transportvorrichtungen (TB, TSB) und/oder die Mischvorrichtung (MI) sind mit Stellgliedern zum Ändern der Transport- bzw. Misch-Geschwindigkeit ausgestattet; - zumindest die Trocknungsvorrichtung (MWT) ist mit Stellgliedern zum Ändern der für den Wärmeeintrag erforderlichen Betriebs-Zeitdauer und/oder -Leistung der Trocknungsvorrichtung ausgestattet; und/oder - zumindest die einzelne der befüllbaren Behältnisse (BU1, BU2, BU3; SLZ; S1, S2) und/oder Transportvorrichtungen (TB, TSB) sind mit Stellgliedern, insbesondere Aktuatoren, zum Öffnen und Schließen von Klappen ausgestattet.
Anlage (ANL) zur Herstellung von ultra-hochfestem Fertigbeton oder daraus gefertigten Produkten nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren und Stellglieder mit der Steuerungsvorrichtung (CTR) verbunden sind, die eine Datenverarbeitungseinheit (MCU) aufweist, die die von den Sensoren erfassten Messdaten auswertet und in Abhängigkeit davon Stelldaten für die Ansteuerung der Stellglieder berechnet.