DE2132470A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von zementleim - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Zementleim Zur Herstellung -von Zementleim ist es bekannt, Zement und wasser in Mischern zu einer gießfähigen Masse zu mischen. Diese gießfähige Masse wird dann als solche vergossen oder nach Vermischung mit Zuschlagstoffen, insbesondere kies, zu Beton oder dgl. verarbeitet.
• 'ür die Herstellung des Zementleimes muß dabei eine erheblich größere wassermenge angewandt werden als zur Bindung des Zementes an sich erforderlich. Dies ist dadurch bedingt, daß das Wasser während des Mischens nicht bis in den Kern der Zementteilchen vordringt, im Gegenteil, die durchfeuchtete Oberflächenschicht der Zementpartikel ein weiteres Vordringen des Wassers bis in den Kern behindert. Es vergeht also eine geraume Zeit, bis das Wasser den Zement völlig durchfeuchtet hat und die Reaktion zwischen Zement und wasser überall beginnt. Während dieser Zeit verdunstet Wasser, wird womöglich Waser von den Zuschlagstoffen aufgenommen, versickert wasser und saugr z.B. bei Betonwänden, die Schalung wasser auf. Dieses wasser muß zusätzlich zu der an sich für die Bindung des Zementen erforderlichen wassermenge zugesetzt werden. Die Folgen dieser zusätzlichen wassermenge sind sehr leicht Schrumpfungsrisse. Wird diese zusätzliche Wassermenge jedoch nicht zugesetzt, besteht die Gefahr, daß der Zement nicht vollständig bindet - verbrennt -und die erforderliche Festigkeit nicht erreicht.
• Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Zementleim aus Zement und Wasser zu schaffen, bei dem nur die zur 3indung des Zementes erforderliche Wassermenge zugesetzt werden muß.
• Diese Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß Zement und Wasser bei ständiger Abtragung der mit Wasser durchfeuchteten Oberflächenschicht -von den Zementkörnern miteinander vermischt werden.
• Auf diese weise wird erreicht, daß nach erfolgter Vermischung alle reaktionsfähigen Zementpartikel mit dem Wasser in Berührung sind, die Reaktion aller reaktionsfähigen Partikel mit dem Wasser sofort beginnt und die Reaktion, also die Bindung, im wesentlichen in einem Zeitraum abgeschlossen ist, in dem keine wesentlichen Wassermengen aus dem Zementleim in irgendeiner Form austreten können.
• Beim Mischen entsteht Reibungswärme und Reaktionswärme. Beim Mischen soll jedoch die Temperatur des Leimes den Kochpunkt, vorzugsweise eine Temperatur von etwa 60 bis 700C nicht überschreiten.
• Mis chges chwind iß4e tt und Mis chze it müssen entsprechend eingehalten werden, was jedoch im Bereich des Könnens eines jeden Durchschnittsfachmannes liegt.
• Die Mischzeit soll dabei vorzugsweise 3 bis 9 Minuten betragen, Je nachdem iiie weit der Zementleim beim VergieBen bereits abgebunden sein darf. Wird der Leim anschließend mit Züschlagstoffen, z.B. Lies, zu Beton vermischt, bleibt man zweckmäßig an der unteren Grenze der genannten Mischzeit, weil die endgültige Verarbeitung noch einen gewissen Zeitraum dauert. Wird jedoch der Zementleim nach seiner Fertigstellung direkt vergossen, z.B. in eine vorbereitete Schotterschüttung, kann die Mischzeit länger sein.
• Durchgeführt wird das erfindungsgemäße Verfahren zweckmäßig in einem Behälter mit vorteilhaft kreisrundem Querschnitt, in dem in Abstand vom Boden ein Mischkörper angeordnet ist. Dabei soll der Mischkörper innerhalb der zu vermischenden Medien angeordnet und auf einer drehbaren, antreibbaren Welle befestigt sein und Rührschaufeln aufweisen, die zusammen mit einer horizontalen Zwischenwand zwei voneinander getrennte, übereinander liegende Kanäle bilden, die jeweils eine nach dem Mischraum offene, zentrale Eintrittsöffnung und seitliche Austrittsöffnungen für das Mischgut aufweisen.
• Bei laufendem Mischkörper werden die zu -vermischenden Iledien durch die zentralen Eintrittsöffnungen der kanalförmigen Rührschaufeln eingesaugt und durch die Austrittsöffnungen wieder in den Mischraum gedrückt. Bei dem Weg durch die kanalförmigen Rührschaufeln reiben die Zementpartikel an den Seitenwandungen, wobei von den Zementpartikeln die bereits durchfeuchtete Oberflächenschicht ganz oder teilweise abgetragen wird. Bs werden noch nicht mit Wasser durchfeuchtete Oberflächen an den Zementpartikeln freigelegt, die nunmehr vom Wasser durchfeuchtet werden können.
• Als Behälter dient zweckmäßig ein solcher, in dem eine Schnecke mit nach innen gerichteten, nicht bis zur Achse reichenden Schneckengängen angeordnet ist. In dem um der Achse verbleibenden Hohlraum ist der Mischkörper angeordnet. Im Boden des Behälters soll sich eine Austragsöffnung befinden.
• ich erfolgter Mischung kann dann mittels der Schnecke der fertige Leim dann ohne große Schwierigkeiten durch die Austragsöffnung aus dem Behälter ausgetragen werden. Es ist jedoch eventuell auch möglich, einen kippbaren Behälter vorzusehen, aus dem nach erfolgter Mischung der fertige leim ausgekippt wird.
• Während des Mischens kann die Schnecke stehen. Es ist jedoch auch möglich, die Schnecke während des Mischens gleichsinnig mit dem Mischkörper umlaufen zu lassen, um so den Mischeffekt noch zu erhöhen.
• Beim Austragen läuft dann die Schnecke gegensinnig zum Mischkörper. Dabei ist es vorteilhaft, beim Austragen den MischLörper weiterlaufen zu lassen.
• Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschrei bung der Figuren und in den Unteransprüchen dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Merkmallen erfindungswesentlich sind.
• In den Figuren 1 bis 6 sind eine Vorrichtung zar Durchführung des Verfahrens und ein zweckmäßig zu verwendender Mischkörper beispielsweise dargestellt, ohne daß die Erfindung auf diese Vorrichtung und diesen Mischkörper beschränkt ist.
• Fig. 1 zeigt schematisch einen senkrechten Sednitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 2 einen Mischkörper im Längsschnitt, Fig. 3 eine Aufsicht auf den Mittelteil des Mischkörpers in der ebene I-I, Fig. 4 eine Ansicht von unten auf das Mittelteil nach der Ebene II-II, Fig. 5 eine Ansicht von unten und einen querschnitt des oberen Deckels und Fig. 6 eine Aufsicht und einen Querschnitt des unteren Deckels.
• In Fig. 1 ist 1 der Behälter. 2 ist die -von oben in den Behälter 1 eingeführte Welle, die an ihrem unteren Ende in Abstand vom Boden 3 den Mischkörper 4 trägt; Die Welle 2 ist zwecksmäßig in der Achse des Behälters 1 angeordnet. Diese Welle wird -von einem nicht dargestellten Antrieb, z.B. Elektromotor, angetrieben. Das untere Teil 16 des Behälters 1 -verengt sich nach unten konisch bis zum Auslaufstutzen 15. Im Auslaufstutzen 15 ist ein Absperrschieber 18 angeordnet, der beim Austragen des fertigen Leimes geöffnet ist. Im Behälter 1 ist an der Innenseite der Wandung 11 eine Schnekke 13 angeordnet, deren Schneckengänge 12 nur ein Stück in den Innenraum 8 des Behälters 1 ragen und innen den freien Raum 14 belassen, in dem Welle 2 und Mischkörper 4 angeordnet sind. Die Schnecke 1 3 reicht bis in den unteren konischen Teil 16 des Behälters 1 und bis in den Austragsstutzen 15 bis oberhalb des Absperrschiebers 18. Im Austragsstutzen 15 ist die Schnecke innen geschlossen. Beim Mischen des Leimes läuft die Schnecke 13 zweckmäßig mit um, Die Drehrichtung der Schnecke 13 soll dabei reicht sinnig der Brehrichtung des Mischkörpers 4 sein und die Förderrichtung der Schnecke 13 nach oben gerichtet. Beim Austragen wird die Antriebsrichtung der Schnecke umgekehrt, so daß sie nach unten fördert. Der Antrieb der Schnecke 13 kann dabei beliebig erfolgen, z.B. über einen Zahnkranz, in den ein von einem umkehrbaren Antrieb, z.B.
• einem Elektromotor angetriebenes Zahnrad eingreift.
• Dieser Antrieb der Schnecke ist als allgemein bekannt nicht dargestellt. Wasser und Zement können in üblicher iicise in den Behälter eingeführt werden, also von oben eingeschüttet, bzw. eingegossen. Zweckmäßig ist es jedoch, am unteren Teil 16 des Behälters 1 bzw. am oberen Ende des Austragsstutzens 15 eine Wasserzuführung 17 vorzusehen. liach erfolgtem Austrag wird die Schnecke 13 auf nach oben gerichteter Förderrichtung umgestellt und gleichzeitig durch die Wasserzuführung 17 Wasser in den Behälter 1 eingeführt. Das Wasser wird von der Schnecke 13 nach oben gefördert und dabei gleichzeitig die Schnecke gesäubert. Die Drehzahl muß entsprechend hoch bemessen sein. Nach erfolgter Säuberung wird dann der Zenent in den Behälter 1 eingeschüttet und die Mischung des Leimes beginnt. Die Umlaufgeschwindigkeit der Schnecke muß dabei abhängig von der Steigung der Schenckengänge und dem inneren lichten Burchmesser so bemessen sein, daß das Wasser und der Leim von der Schnecke bis zur Oberkante der Schnekkengänge geführt werden, jedoch nicht aus dem Behälter heraus. Bei vorgegebener Steigung und vorgegebenem lichten Durchmesser liegt die Festlegung der Umlaufgeschwindigkeit im Bereich des Könnens eincs jeden Durchschnittsfachmannes.
• Als Mischkörper soll ein möglichst hochtouriger verwandt werden, vorzugsweise ein Kreiselmischer mit einer Drehzahl von etwa 3000.
• Die Fig. 2 bis 6 zeigen einen mehrteiligen Mischkörper, wie er für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zweckmäßig benutzt wird. Dieser Mischkörper kann jedoch auch einteilig sein.
• In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Mischkörper aus insgesamt drei Teilen, dem oberen Deckel 101, dem unteren Deckel 102 und dem Mittelteil 103, welcher vorzugsweise mit der Nabe 104 aus einem Stück besteht. In diese Nabe 104 greift die Welle 2 ein. Die Trennebene I-I und II-II zwischen den Teilen 101, 102 und 103 sind derart angelegt, daß für die Deckel 101 und 102, wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, sich ebene Innenflächen ergeben. Der Mittelteil 103 besteht aus der Zwischenwand 105 und den Schaufeln 106, welche. in voller Höhe der Kanäle auf der Zwischenwand 105 angeordnet sind (Fig. 3 und 4). Deckel und Mittelteil können auf geeignete gleise leicht lösbar miteinander verbunden sein. Dies kann beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel mittels Schrauben erfolgen. Für die Herstellung des Mischkörpers in dreigeteilter Ausführungsform bestehen die verschiedensten Möglichkeiten. Beispielsweise kann der Mischkörper zunächst in einem Stück gegossen und dann in die Einzelteile auseinandergeschnitten werden oder es können auch die einzelnen Teile je für sich hergesteLLt und dann zusammengebaut werden. 109 sind die Eintrittsöffnungen und 110 die Austrittsöffnungen der Kanäle 107.
• Ausführungsbeispiel : In einem Behälter nach Fig. 1 mit einem Durchmesser -von 400 mm und einem lichten Durchmesser innerhalb der Schnecke -von 325 mm mit einem Mischkörper nach den Fig. 2 bis 6 mit einem Durchmesser von 250 t der 120 mm oberhalb des Austrittsstutzens angeordnet ist, werden durch die Wasserzuführung 15 Liter Wasser eingeführt und anschließend 50 kg Portlandzement Pz 350 F nach Din 1164 eingefüllt. Die Wassermenge reicht zur Bindung dieser Zementmenge aus. Überschüssiges Wasser wird nicht sugesetzt, Zement und Wasser werden dann drei Minuten bei einer Drehzahl des Mischkörpers von 3000 Umdrehungen pro Minute und einer Umlaufgeschwindigkeit der Schnecke von 150 Umdrehungen pro Minute gemischt. Nach erfolgter Mischung wird die Irehrichtung der Schnecke umgekehrt und der Leim ausgetragen und in Würfel von 100 x 100 mm gegossen. Die Festigkeit der Würfel betrug nach 3 Stunden 312 kg pro Quadratzentimeter. Nach dreißig Tagen waren keine Binderisse zu erkennen.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e :

   1.) Verfahren zur Herstellung von Zementleim und dgl., dadurch gekennzeichnet, daß Zement und Wasser bei ständiger Abtragung der mit Wasser geträkten Oberflächenschicht von den Zementkö.rnern miteinander vermischt werden.

   2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zugesetzte Wassermenge der zur Bindung des Zementes erforderlichen entspricht.

   3.) Verfahren nach anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu einer Temperatur unterhalb des Kochpunktes der Masse gemischt wird, vorzugsweise bis zu einer Temperatur von etwa 60 bis 70°C.

   4.) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprdche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 3 bis 9 Minuten gemischt wird.

   5.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Behälter (1) mit zweckmäßig kreisrundem Querschnitt und einem in diesem aul einer Welle (2) in Abstand vom Boden (3) angeordneten Mischkörper (4).

   6.) Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eines innerhalb der zu vertischenden Medien angeordneten, auf einer Welle (2) befestigten Mischkörper (4), dessen RUhrschaufeln (1-06) zusammen mit einer horizontalen Zwischenwand (105) zwei voneinander getrennte, übereinander liegende KanäLe (107) bilden, die jeweils eine nach dem Mischraum (8) offene, zentrale Eintrittsöffnung (1-09) und seitliche Austrittsöffnungen (110) für das Mischgut aufweisen.

   7.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischkörper (4) eine von der Kreisscheibe abweichende Form aufweist, mit nur zwei, stark gekrümmten Schaufeln (106) versehen ist und die Austrittsciuerschnitte (110) zu beiden Seiten der horizontalen Zwischenwand (105) verschieden groß bemessen sind.

   8.) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührschaufeln (106) in den oberen rund unteren Kanälen (107) in Größe und Form verschieden ausgebildet sind.

   9.) Vorrichtung nach Anspruch 5 und ggf. einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine im Behälter (1) an der Wandung (11) angeordnete, mit den Gängen (12) nach innen gerichtete, innen hohle Schnecke (13), wobei der Mischkörper (4) im Hohlraum (14) der Schnecke (13) angeordnet ist.

   10.) Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (13) in beiden Richtungen antreibbar ist.

   11.) Vorrichtung nach Anspruch 9 und/oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) unten eine zweckmäßig als Stutzen ausgebildete Austragsöffnung (15) besitzt.

   12b) Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (t) im unteren Teil (16) sich bis zum Austrittsstutzen (15) konisch verengt 13.) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (13) bis in den Austragsstutzen (15) reicht.

   14.) Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (13) im Austrittsstutzen (15) innen geschlossen ist.

   15.) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet. durch eine vorzugsweise im Austragsstutzen (15) mündende Wasserzuführung (17).

   16.) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (13) in beiden Richtungen drehbar tat.