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"Verfahren und Vorrichtung zum Beschleunigen des Abbindens von Beton"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschleunigen des Abbindens von Beton,
insbesondere von Betonfertigteilen. Sie betrifft ebenso eine zur Ausübung des Verfahrens
geeignete Vorrichtung.
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Es ist bekannt, daß die beim Abbinden von Beton ablaufenden Reaktionen
dadurch beschleunigt werden können, daß in gewissen Grenzen die Temperatur derjenigen
Stellen erhöht wird, in denen sich dieses Abbinden vollzieht. In Anbetracht dieser
Tatsache kennt man bereits Verfahren und Vorrichtungen, die ein Beschleunigen.des
Abbindens von Betonelementen erlauben, wobei das Verfahren darin besteht, daß diese
Elemente mittels elektrischer Widerstände erwärmt werden, die in die Betonmasse
eingetaucht sind. Diese Widerstände sind an eine äußere Energiequelle angeschlossen
und führen der Betonmasse die für das Beschleunigen des Abbindens nötige Temperatur
bzw. Wärmemenge zu.
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Die Erfahrung zeigt indessen, daß diese innere Erwärmung die Erscheinung
des Schrumpfens des Betons verstärkt, indem das Trocknen beschleunigt wird, und
daß sie ein Ungleichgewicht oder Mißverhältnis zwischen den entsprechenden Bedingungen
beim xbbinden des Betons in seinem Inneren im Vergleich zur äußeren Oberfläche schafft
und Risse erscheinen läßt, die die Güte dieses Betons herabsetzen. Das auf dieser
Erwärmung beruhende Trocknen erlaubt Wasserverluste, indem rundum diese aus Beton
bestehenden Elemente eine von Feuchtigkeit entblößte Atmosphäre geschaffen wird.
Nun weiß man, daß ein gutes Abbinden die Anwesenheit einer ausreichenden Wassermenge
und eine mit Feuchtigkeit beladene Atmosphäre erfordert. Die genannten Widerstände
bleiben im.übrigen in dem Beton eingeschlossen, so daß sie nicht immer rentabel
sind.
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Um diese Nachteile zu beheben, sind hernach andere Verfahren und Vorrichtungen
entworfen worden, die in einer Erwärmung der äußeren Betonoberfläche mittels elektrischer
Schutzdecken oder Schutzabdeckungen bestanden. Diese Abdeckungen vermehrten die
Temperatur der Außenfläche des Betons, wodurch dessen Abbinden beschleunigt wurde.
Dieses Verfähren war jedoch nicht immer befriedigend im Hinblick auf die Qualität
der Betonelemente, die durch diese Methode gewonnen wurden, denn diese Erwärmung
rief eine sehr schnelle Oberflächentrocknung hervor und der entstehende Wasserdampf,
den die Abdeckung nicht zurückzuhalten erlaubt, entfernte sich aus der Oberfläche
des Betons.
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Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die Beschleunigung des Abbindens
des Betons zu erlauben und dabei die Feuchtigkeitsbedingungen aufrechtzuerhalten,
die zur Erzielung der-geforderten Betonqualität nötig sind, und zwar sowohl hinsichtlich
der äußeren Erscheinung der aus Beton bestehenden Elemente als auch hinsichtlich
ihres mechanischen Widerstandes bzw. ihrer mechanischen Festigkeit.
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Das Verrahren zum Beschleunigen des Abbindens von Beton besteht im
wesentlichen in der Anwendung von Heizelementen, die wenigstens einen Teil der Oberfläche
des aus Beton bestehenden Elementes bedecken und sie dabei nach außen isolieren,
im elektrischen Beheizen und Aufrechterhalten einer über der Umgebungstemperatur
liegenden Temperatur bei gleichzeitiger Gewährleistung der Wiederherstellung des
derart verdampften Wassers zu dem aus Beton bestehenden Element durch die Oberfläche
hindurch, die durch diese Erwärmungsvorrichtungen oder -elemente abgedeckt ist.
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Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens besteht aus einer Decke,
die elektrisch beheizbar ist und im wesentlichen ein Metallgitter oder -netz aufweist,
das die Rolle des elektrischen Heizwiderstandes spielt und zwischen einer oberen
Abdeckungsfolie und einer unteren, auf die Oberfläche des genannten Betonelementes
gelegten Abdeckungsfolie angeordnet ist, wobei die Vorrichtung außerdem Leitungen
aufweist, die die Zufuhr von Wasser oder Dampf zum Inneren der Beheizungsdecke und
dessen Übertragung auf aus porösem Werkstoff bestehende Elemente (Beläge) gestattet,
welche letztere Elemente sich im Inneren der Decke befinden; die Beheizungsdecke
bedeckt eine Fläche, die groß genug ist, um die genannten Elemente, Beläge oder
Vorrichtungen mit Wasser zu tränken. Die obere Abdeckfolie ist dicht, während die
untere Abdeckfolie den Durchgang des Wassers zum Inneren der Decke in Richtung auf
das aus Beton bestehende Element gestattet.
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Die benutzten Vorrichtungen oder Beläge sind vorzugsweise Bänder aus
synthetischem Schaum. Die in Berührung mit der Beton -Oberfläche stehende Abdeckfolie
ist mit einer Reihe von Offnungen oder Durchbrüchen versehen, die den Durchgang
des Wassers oder Wasserdampfes, das bzw. der von den porösen Belägen oder Elementen
festgehalten wird, in Richtung auf die von der Decke geschützte Betonoberfläche
gestattet.
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In einer anderen Ausführungsform ist diese untere Abdeckfolie aus
durchlässigem Werkstoff; in diesem Falle ist das Einbringen der Durchbrüche für
den Wasserdurchgang entbehrlich.
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In einer bevorzugten Ausführungsform zur Ausübung der Erfindung wird
eine in mehrere parallele Abschnitte unterteilte Decke benutzt, deren Abschnitte
mit entsprechenden Metallnetzen oder -gittern ausgestattet sind, die ihrerseits
zueinander parallel geschaltet sind. Die Leitungen zum Zuführen des Wassers, die
wenigstens einen über den mittleren Teil der genannten parallelen Abschnitte gehenden
und mit ihnen in Verbindung stehenden Querkanal enthalten, überqueren jeden dieser
parallelen Sektoren in hin- und hergehendem Verlauf und zwar derart, daß eine einwandfreie
Aufteilung des Wassers auf die genannten aus porösem Werkstoff bestehenden Garnituren,
Beläge oder Vorrichtungen gewährleistet ist, ohne daß die Handhabbarkeit der Beheizungsdecken
beeinträchtigt wird, so daß sie leicht transportiert und gelagert bzw. gestapelt
werden können.
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Um die Erfindung und ihre Tragweite besser würdigen zu können, werden
nachstehend einige Ausführungsformen der Beheizungs- und Sättigungsabdeckung beschrieben,
die das genannte Verfahren auszuüben gestatten; die beschriebenen Ausführungsformen
sind lediglich Beispiele und beschränken den Schutzbereich der Erfindung deswegen
nicht. Die Beschreibung geschieht an Hand der Zeichnung. Darin zeigen
Fig.
1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der Abdeckung nach der Erfindung,
Fig. 2 eine im größeren Maßstab gegebene Darstellung des Bereiches II der Fig.l
unter Weglassung einzelner Teile, Fig. 3 einen Schnitt in der Ebene III-III der
Fig.1, Fig. 4 ebenfalls einen der Fig.3 vergleichbaren Schnitt, jedoch entsprechend
einer zweiten Ausführungsform, Fig. 5 einen Schnitt in der Ebene V-V der Fig.2,
Fig. 6 eine Draursicht auf eine dritte Ausführungsform unter Weglassung von Teilen
und Fig. 7 einen Schnitt in der Ebene VII-VII der Fig.6.
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In Fig.l erkennt man, daß die Decke 1 unterteilt ist in mehrere Abschnitte
2, die durch Zwischenräume 3 getrennt sind, die das Falten der Decke 1 im Hinblick
auf die Erleichterung seiner Beförderung und seiner Lagerung bzw. Stapelung erlaubt.
Aus dieser Figur ist gleichfalls der Wasserkanal bzw. die Wasserleitung 4 mit ihrem
Wasseranschlußelement 5 erkennbar. Die Decke 1 umraßt dazu noch die beiden Leitungen
oder Klemmen 6 und 7, die den Anschluß der Decke an eine Quelle elektrischer Energie,
vorzugsweise einer Niederspannungsquelle, gestatten.
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Die Decke umfaßt eine metallische Bahn 8, insbesondere in Form eines
Gitters, Netzes, Gewebes oder Siebes. Die Darstellungen zeigen diese-Bahn aus als
aus Drähten bestehend, die nach einem Kreuzgewebe mechanisch miteinander verbunden
sind. Vorzugsweise besteht die Bahn 8 aus nichtoxydierbarem Stahl und befindet sich
zwischen einem oberen Abdeckblatt (Abdeckrolie) 9 und einem unteren Abdeckblatt
(Abdeckfolie) 10 aus thermoplastischem Werkstoff, vorzugsweise aus PVC, und zwar
in diesem Falle aus wasserundurchlässigen Folien. Zwischen den Folien 9 und 10 befindet
sich gleichfalls ein Belag 11 aus achwammigem Werkstoff, und zwar hier aus synthetisches
Schaum. Der Kanal 4 der alle Parallelabschnitte der Decke 1 mit Wasser versorgte
ist in seinem äußeren oberen Teil von einer Kunststoff-Folie 12 (PVC) begrenzt,
die auf die Folie 9 än den Stellen 13 und 14 angeschweißt ist. Der Teil 15 der Folie
9 bildet
zwischen den Stellen 13 und 14 den Boden des Kanals 4.
Dieser Teil ist mit Durchbrüchen 16 versehen, die den Durchtritt des im Kanal 4
fließenden Wassers zum Inneren der Decke 1 gestatten, wo das Wasser von dem Schwammwerkstoff
11 festgehalten wird.
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Dieses verdampfte Wasser geht durch die untere Abdeckfolie 10 durch
die vielfach vorhandenen Durchbrüche 17 hindurch und karm sich dann in dem von der
Decke überdeckten Beton ausbreiten.
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Wenn die untere Abdeckfolie 10 durchlässig ist, wie im Falle der Fig.4,
wo sie das Bezugszeichen 18 trägt, sind keine Durchbrüche 17 mehr vorhanden, denn
der Wasserdampf geht dann unmittelbar durch diese Folie hindurch.
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Auf die Metallbahn 8 und die Folie 10 oder 18 sind Kunststoffbänder
19 aufgelötet oder -geschweißt; sie gewährleisten die sichere Befestigung der Bahn
8 auf der unteren, in Berührung mit dem Beton stehenden Abdeckfolie 10 bzw. 18.
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In Fig. 5 ist die Form des Kanals 4 in seinen Einzelheiten zu sehen,
insbesondere an denjenigen Stellen, wo er die Zwischenräume 3 überquert, die die
Abschnitte 2 der Decke oder Abdeckung voneinander trennen.
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Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist klar. Die Decke 1 wird auf
die Oberfläche des Betons ausgebreitet, dessen Abbinden beschleunigt werden soll.
Dabei wird darauf geachtet, daß die untere Abdeckfolie 10 bzw. 18 unmittelbar mit
dem Beton in Berührung steht. Dann werden der Wassereintrittsstutzen 5 der Wasserleitung
4 an einen äußeren Wasserhahn und die Leitungen oder Klemmen 6 und 7 der Decke an
eine äußere Quelle elektrischer Energie angeschlossen.
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Das Wasser wird durch den Kanal 4 auf alle Parallelabschnitte 2 der
Decke verteilt und gelangt durch die Durchbrüche 16 der Folie 9 in den schwammigen
Werkstoff 11, der sich zwischen den Folien 9 und 10 (oder 9 und 18 im Falle der
Abwandlungsform gemäß Fig.4)
befindet. Hier wird das Wasser festgehalten
und von dem elektrischen Wioderstand aus erwärmt, der von der Metallbahn 8 gebildet
ist. Diese Erwärmung des Wassers bewirkt sein Verdampfen.
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Der so erhaltene Dampf geht gegebenenfalls durch die Örfnungen 17
gemäß Figur 3 und gelangt in Berührung mit der Betonoberfläche.
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Der Dampf sättigt den Raum zwischen der Decke und der Betonoberfläche
mit Feuchtigkeit und erlaubt dieser Oberfläche und dem darunterliegenden Beton,
die optimalen Abbindebedingungen anzunehmen, sofern bzw. weil diese Oberfläche von
einer warmen und feuchten Atmosphäre umgeben ist, die die Sättigung des an die Oberfläche
angrenzenden Betons erlaubt.
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Das Drahtnetz 8 spielt die Rolle des elektrischen Widerstandes und
besteht vorzugsweise aus nichtoxydierbarem Stahl. Vorzugsweise ist es ein Gewebe.
Die Anschlüsse an die Energiequelle sind vorzugsweise ebenfalls aus demselben Werkstoff.
Da davon ausgegangen werden kann, daß die zu erreichenden Temperaturen verhältnismäßig
niedrig sind, denn eine zu hohe Temperatur würde für das Abbinden schädlich sein,
ist die an den Widerstand der Abdeckung angelegte elektrische Spannung niedrig.
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Die Decke gemäß Fig.6 besteht ebenfalls aus mehreren Abschnitten 2,
die durch Zwischenräume 3 getrennt sind. Der Wasserzuführschlauch 4a, der,in gestrichelten
Linien in Fig.6 dargestellt ist, wird mittels eines Anschluß stückes 5a huber eine
Leitung an einen Wasserhahn angeschlossen. Der Kanal 4a, der ausweislich Fig.7 zwischen
dem Schwammwerkstoff 11 und der oberen Abdeckfolie 9a liegt, ist an seinem anderen
Ende 20 verschlossen und weist auf seiner ganzen Länge Durchbrüche oder Löcher auf,
die im allgemeinen auf der ganzen Oberfläche der Leitung 4a vorhanden sind. Der
nichtoxydierbare Stahl ist vorzugsweise 18/8-Stahl, hat also hohe Anteile an Chrom
und Nickel.
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Diese oeffnungen 21 sind in Fig.6 mit vertikaler Orientation wiedergegeben,
jedoch sind sie ebenfalls in der Mittelebene der
Leitung 4a vorhanden,
wie aus Fig.7 ersichtlich ist, und sie erlauben die Zuteilung des Wassers zum Schwammwerkstorf
11, der das Metalldrahtnetz 8 bedeckt.
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Dieses ausnichtoxydierbarem Stahl bestehende Metallnetz kann die Berührung
mit Wasser oder Wasserdampf, das aus dem Schwammwerkstoff hervortritt, ohne zu oxydieren
aushalten, bevor dieses Wasser die untere Bahn (Folie) 10 erreicht, die es durch
die Durchbrüche 17 hindurch passiert.
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Bei Funktionsversuchen mit dieser Abdeckung bei einer Energie-2 zufuhr
von 300 W/m2 für die Dauer von 12 Stunden wurden etwa 1,2 kg Wasser aufgenommen
und von der mit der Abdeckung in Berührung stehenden Betonoberfläche absorbiert;
die unter der Abdeckung befindliche Luft war dabei mit Feuchtigkeit gesättigt.
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Es ist klar, daß diese Ergebnisse je nach der Energieaufnahme der
Decke und in Funktion der angelegten elektrischen Spannung abgewandelt werden können,
und zwar je nach dem Grad der gewünschten Beschleunigung des Abbindens.
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Die Anwendung der Abdeckung gemäß der Erfindung vermindert merklich
die Wasserverluste des Betons. Unter Laboratoriumsbedingungen sind zahlreiche Vergleichsversuche
mit den eingangs genannten Anordnungen vorgenommen worden, d.h. also, mit elektrischen,
in die Betonmasse eingebetteten Widerständen, mit natürlichem Abbinden, mit heizender,
jedoch nicht sättigender Abdeckung und mit einer Abdeckung gemäß der Erfindung.
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Die bei diesen Versuchen gewonnenen Ergebnisse haben gezeigt, daß
die Wasserverluste im Laufe des Abbindens des Betons, die bei Verwendung einer beheizenden
und absättigenden Abdeckung gemäß der Erfindung entstanden sind, deutlich geringer
als jene waren, die im Laufe des Abbindens des Betons unter anderen Bedingungen
festgestellt wurden. So betrugen die Verluste ungefähr ein Drittel derjenigen, die
bei Verwendung eingebetteter Widerstandsdrähte festgestellt wurden, und ungefähr
die Hälfte der bei natürlichem, nicht beschleunigtem Abbinden auftretenden Verlusb6Dies
beweist den durch die neue Abdeckung gebotenen Vorteil, der-die Beschleunigung
des
Abbindens durch Erhöhung der Temperatur um das aus Beton bestehende Element herum
und dieses Elementes selbst erlaubt, indem in der Nachbarschaft dieser Oberfläche
des Betonteiles eine mit Feuchtigkeit gesättigte Atmosphäre aufrecht erhalten wird,
die das Abbinden unter optimalen Bedingungen erlaubt.
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Die Heiz- und Sättigungsdecke oder -abdeckung für aus Beton bestehende
Elemente zeichnet sich durch die Verwendung heizender Gewebe aus nichtoxydierbarem
Metall aus, ferner durch die Anwendung einer Wasserverteilung, die vermittels schwammiger
Elemente Wasser verteilt, das die Oberfläche der Betonelemente, die von dieser Decke
bedeckt sind, erreicht, sowie ferner durch eine un-.
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durchlässige Abdeckfolie auf der dem Betonelement abgewandten Außenseite.
Die Erfindung betrifft außerdem die Beschleunigung des Abbindens von aus Beton bestehenden
Elementen und die Verringerung ihres Wasserverlustes im Laufe des Abbindens.
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Im Zweifel sind alle hier beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale
für sich oder in sinnvoller Kombination als erfindungswesentlich anzusehen. Schutz
wird begehrt für das, was objektiv schutzfähig ist. Die Erfindung umfaßt auch Ausführungsformen,
die, ohne hier ausdrücklich beschrieben zu sein, dem Fachmanne nahe liegen.
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- Patentansprüche : -