DE2337064B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bauteilen aus Beton oder Mörtel - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bauteilen aus Beton oder Mörtel

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Mörtel bzw. Beton sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bauteile aus Beton oder Mörtel, wie beispielsweise Formträger, Pfosten, Platten und dergleichen, werden durch Vergießen und Trocknen in Gießformen hergestellt. Nun werden diese Gießformen jedoch während der Abbindezeit und in den ersten Stunden der Aushänezeit, die etwa mit 12 Stunden angenommen wird, unbeweglich gehalten. Handelt es sich um Dachziegel bzw. -plaitten, Hohlblockrohre oder Leitungen, so erfolgt zv/ar die Entformung sofort, die Handhabung und der Transport sind jedoch während der gesamten Trocknungszeit besonders kritisch.
Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Handhabung der Bauteile beim Entformen zu erleichtern sowie einen beträchtlichen Platzgewinn auf dem Trockenplatz zu erzielen, um die Entformung zu vereinfachen.
J5 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Mörtel bzw. Beton in zähflüssigem Zustand innerhalb einer Stunde nach dem Mischen gleichzeitig geformt und gefroren wird, die geformten Bauteile danach entformt und in ihrer endgültigen Form während des Abtauens, Abbindens und Erhärtens außerhalb der Formeinrichtung in festem Zustand gelagert werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Beton bzw. Mörtel in zähflüssigem Zustand in Gießformen vergossen und gefroren werden, worauf die vergossenen Bauteile sofort nach dem Gefrieren entformt und außerhalb der Gießform gelagert werden. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Beton bzw. Mörtel in zähflüssigem Zustand in eine Gießform vergossen und auf — 15°C gefroren. Ferner kann erfindungsgemäß die Herstellung der Bauteile mittels ortsfester oder beweglicher Kühlformen erfolgen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die vergossenen Teile bzw. Bauteile mit Armierungen versehen werden.
Der in gefrorener Form erhaltene Beton weist nach dem Entformen eine geeignete Widerstandskraft auf, und ermöglicht es, daß die erforderlichen Handhabungen beim Transport und während der Bewegung im Inneren des Trockenraumes durchgeführt werden können, bis er auftaut. Mindestens kann die Handhabung während einer Stunde erfolgen. Damit die
h' geformten Bauteile ihre ursprüngliche Form beibehalten,, ist es empfehlenswert, eine Verbindung zwischen den Teilen zu vermeiden.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die Gießformen während des Abbindens und Aushärtens des Betons bzw. Mörtels nicht in fester unbeweglicher Stellung gehalten, was besonders bei langen Bauteilen, beispielsweise Formträgern, Pfosten oder dergleichen von Vorteil ist, bei denen bis jetzt die Gießformen während einer Zeitdauer von ca. 12 Stunden unbewegt gelassen werden mußten.
Der Platzgewinn auf dem Lagerplatz wird dadurch erzielt, daß die entformten Bauteile so bewegt werden können, daß sie enger nebeneinander oder übereinander gelagert werden können. Zudem können sie auch Fließbändern ohne besondere Sicherheitsvorkehrungen befördert werden.
Das Einfetten der Gießformen kann entfallen, statt dessen brauchen die Formen nur gewaschen zu werden; in bestimmten Fällen beeinträchtigt das Einfetten sogar die Förderkapazität des Bauteils, das in einer gefetteten bzw. geölten Form hergestellt wurde.
Erfindungsgemäß wird es zudem möglich, Formträger, Pfosten, Rohre, Leitungen und dergleichen kontinuierlich herzustellen, wobei die Herstellung in der gleichen Weise erfolgt wie bei Einrichtungen mit Extrudermundstück, wie sie insbesondere zur Herstellung von Ziegeln oder Rohren verwendet werden. Diese geformten und gefrorenen Bauteile können dann in gewünschter Länge abgetrennt und ausgestoßen werden.
Eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Bauteilen in dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Außenwandung aufweisen, innerhalb welcher die Temperatur auf einem eine Gefrierung des Betons bzw. Mörtels ermöglichenden Wert gehalten ist, wobei die Außenwandung ein kontinuierlich ablaufendes Endlosband umschließt, auf welches der Beton bzw. Mörtel aus einem Aufgabetrichter vergossen wird, und hinter dem Aufgabetrichter eine Rüttelleiste angeordnet ist, welche bezüglich des Endlosbandes in ihrer Höhe einstellbar ist. Das Endlosband kann ein dem gewünschten Profil des Bauteiles aus Beton bzw. Mörtel entsprechendes Profil aufweisen und am Ende des Endlosbandes kann eine Schneideinrichtung zum Abtrennen der Beton- bzw. Mörtelschicht in mehrere Platten oder Streifen angeordnet sein. Diese Schneideinrichtung kann erfindungsgemäß aus fest auf einer drehbaren Welle in entsprechenden Abständen angeordneten Scheiben bestehen.
Auf dem Endlosband können ferner erfindungsgemäß Gießformen an ihrem unteren Ende befestigt sein, welche beim Transport am Aufgabetrichter vorbei mit Beton bzw. Mörtel gefüllt werden, wobei die Gießformen mit einer Kältequelle in Verbindung stehen. Hierbei kann der Boden der Gießformen in weiterer Ausgestaltung der Erfindung beweglich sein und einen Zapfen oder dergleichen aufweisen, welcher mit einer ortsfesten Anschlagkurve auf dem Rahmen der Außenwandung zum Entformen der geformten Bauteile zusammenwirkt. Erfindungsgemäß ist es besonders zweckmäßig, wenn die Gießformen auf Endlosketten befestigt sind.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann am Ende der Formeinrichtung eine Fördereinrichtung, insbesondere ein Endlosbandförderer angeschlossen sein.
Schließlich können nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die mit Beton bzw. Mörtel füllbaren Gießformen in eine gekühlte Flüssigkeit getaucht werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachstehenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben und erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Aufriß im Schnitt eines Ausführungsbeispiels der Formeinrichtung entlang der Linie 1-1 aus Fig. 3,
Fig. 2 eine Schnittansicht der Vorrichtung entlang der Linie 11-11 aus Fig. 1,
F i g. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 111-111 aus ίο Fig. 1,
F i g. 4 einen Aufriß einer Einrichtung zum Abtrennen des Betons bzw. Mörtels,
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V aus Fig. 4,
Fig. 6 einen Aufriß im Schnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Formeinrichtung entlang der Linie Vl-Vl aus F i g. 7,
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie VlI-VII aus F i g. 6,
Fig.8 einen Ausschnitt aus Fig. 6 mit der Darstellung der Entformungseinrichtung,
Fig.9 einen Schnitt durch ein Profil aus armiertem Beton,
Fig. 10 eine Darstellung des Temperaturverlaufs an verschiedenen Punkten des Betonfertigteils während des Einfrierungsvorganges,
Fig. 11 einen Vergleich der Entwicklung der Festigkeitswerte herkömmlich hergestellter Betonfertigteile mit den erfindungsgemäß hergestellten über JO einen Zeitraum von mehr als 28 Tagen.
In den Fig. 1, 2 und 3 ist eine Formeinrichtung zum Formen von Bauteilen aus Beton oder Mörtel dargestellt, die eine Außenwandung 1 aulweist, in welcher im unteren Teil eine Kühleinrichtung 2 bekannter Bauart angeordnet ist, welche ein Absenken der Temperatur innerhalb der Außenwandung 1 ermöglicht, so daß ein Gefrieren des Betons bzw. Mörtels herbeigeführt wird.
In der Außenwandung 1 ist ein Endlosband 3 4U angeordnet, welches kontinuierlich in Richtung des Pfeiles Fangetrieben wird, und auf zwei Bandrollen 4 und 4a angebracht ist, welche auf Achsen S bzw. 5a befestigt sind, die ihrerseits am Rahmen der Außenwandung 1 drehbar gelagert sind. Dabei trägt eine der Achsen 5 eine Riemenscheibe 6, welche durch einen Antriebsmotor in Drehung versetzt wird, der in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt ist. Im oberen Teil wird das Endlosband 3 durch eine Platte 7 getragen, welche auf dem Rahmen befestigt ist.
Oberhalb des Endlosbandes 3 ist an einem seiner Enden ein Aufgabetrichter 8 zum Aufgeben des Betons bzw. Mörtels angeordnet, welcher eine öffnung 8a aufweist, durch welche der Beton bzw. Mörtel auf das Endlosband 3 fließt. Nächst dem Aufgabetrichter ist eine Rüttelleiste 9 angeordnet, welche in ihrer Höhe verstellbar ist, so daß man mit ihrer Hilfe die Dicke der Beton- bzw. Mörtelschicht 10 auf dem Endlosband 3 steuern kann.
Der Beton bzw. Mörtel, der sich im Aufgabetrichter 8
bo in zähflüssigem Zustand befindet, breitet sich auf dem kontinuierlich in Richtung des Pfeiles Fangetriebenen Band 3 aus, worauf er unter der Rüttelleiste 9 hindurchgeführt wird, welche die Schicht 10 egalisiert, wodurch man die Dicke der Schicht steuert und diese
tr> einer Rüttelwirkung aussetzt. Auf ihrem Weg auf dem Endlosband wird die Beton- bzw. Mörtelschicht 10 gekühlt, was man durch die Kühleinrichtung 2 erreicht.
Unter der Einwirkung von Kaltluft verfestigt sich der
Beton und löst sich vom F.ndlosband 3 an dessen dem Aufgabetrichter entgegengesetzten Ende ab, an welchem er von einer Fördereinrichtung bekannter Bauart, insbesondere einem Endlosförderer, aufgenommen wird.
Der Beton bzw. Mörtel, der sich nach dem Gefrieren in festem Zustand befindet, kann in Form von Vollwandplatten oder durchbrochenen Platten vorliegen. Er kann ebenso auch die Form von mehr oder weniger breiten und mehr oder weniger dicken streifenförmigen Platten aufweisen.
Aus Fig. 4 und 5 ist eine Schneideinrichtung zum Abtrennen der Beton- bzw. Mörtelschicht 10 zu entnehmen, die oberhalb des Endlosbandes 3 angeordnet ist. Diese Einrichtung umfaßt eine Welle 11, welche auf U-Profilen 12, 12a angebracht ist, die ihrerseits auf der Außenwandung 1 befestigt sind; dabei wird die Welle über den Träger 12 mittels eines Motors in Drehung versetzt, und weist Scheiben 13 auf, die über die ganze Länge der Welle 11 in vorgegebenen Abständen verteilt sind.
Diese Anordnung ermöglicht es, daß die Beton- bzw. Mörtelschicht 10 mittels der Schieben 13, die wie Schneidorgane auf den Beton zu Beginn seiner Verfestigung einwirken, in Platten 14 abgetrennt wird.
Um nun Profilbauteile mit verschiedenen Profilformen zu erhalten, beispielsweise U- oder T-Profile bzw. halbkreisförmige Profile, kann man ein Band mit dem entsprechenden Profil bzw. mit dem gewünschten Eindruck versehen. Was nun die Bewegung bzw. Handhabung anbelangt, so kann sie zu Beginn des Auftauvorgangs bereits beendet sein. Ein Betonteil, das auf — 15°C gefroren wurde, kann etwa eine Stunde lang bei einer Umgebungstemperatur von +18CC gehandhabt werden. Nach dieser Zeit und bei einer höheren Temperatur besteht die Gefahr, daß sich Verformungen bilden. Auf jeden Fall kann diese zur Handhabung zur Verfügung stehende Zeit dadurch verlängert werden, daß die Umgebungstemperatur niedriger gehalten wird.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der sich mit dem Endlosband bewegende Beton so gefördert werden, daß er zwischen Formeinrichtungen durchgeführt wird, die ihm das gewünschte Profil verleihen. Dieser Vorgang kann zu Anfang der Verfestigung des Betons bzw. Mörtels erfolgen, wobei der Beton auch gegebenenfalls armiert werden kann.
Entsprechend einem anderen erfindungsgemäßen Merkmal wurde festgestellt, daß die im Beton bzw. Mörtel eingeschlossenen Metallarmierungen die Formbeständigkeit beim Abtauen begünstigen. Beispielsweise wurde ein Bauteil 16 mit 40 cm Länge in Form eines I-Trägers (I.P.N.) mit 15 cm Höhe, dessen Flansch 4 und dessen Steg 2 cm maß, an der Luft abgetaut, und getrocknet, ohne daß — wegen einer kleinen Metallarmierung aus Drähten 15 mit 1 mm Durchmesser (F i g. 9) — eine Verformung auftrat.
Zudem wurde festgestellt, daß der Beton bzw. Mörtel beim Abtauen Wasser ausscheidet, und daß dieses Wasser frei von Zementspuren ist.
Es wurden 37 Betonfertigteile mit den Abmessungen 600 χ 2700 χ 160 mm gegossen. Die für diese Versuche vorgesehene Betonmischung unterschied sich nicht von einer für Fertigbetonteile mit anschließender Dampfaushärtung verwendeten Betonmischung.
Während der Versuche waren Thermoelemente an verschiedenen, den Querschnitt des Fcrtigteils repräsentierenden Punkten angeschlossen, so daß der F.infrierungsvcrlauf (s. Kig. 10) über den Querschnitt genau verfolgt werden konnte.
Der Verlauf der Einfrierungskurve gliedert sich in drei Teile:
1. Das Herunterkühlen des frischen Betons (Aggregat und Wasser) von der Ausgangstemperatur des Mischers auf etwa -30C,
2. Vereisung des Wassers bei gleichbleibender Temperatur von etwa -3°Cund
3. weitere Herunterkühlung des eingefrorenen Betons (Aggregat und Eis) auf eine der Ausgangsbzw. Umgebungstemperatur entsprechende Einfrierungstemperatur, die unter extrem hohen Außentemperaturen bis -400C betragen kann.
60 Minuten nach Beginn des Gießens war der eingefrorene Beton über den gesamten Querschnitt gleichmäßig gefroren. Die Betonteile wurden anschließend ausgeformt und ohne Schalung auf der kleinsten Fläche aufgestellt. Nach 4 Stunden war ein leichtes Auftauen festzustellen. Innerhalb von 24 Stunden nach dem Guß war die Hydration des Betons so weit fortgeschritten, daß die Betonteile eine ausreichende Grünstandfestigkeit aufwiesen.
Durch die extrem langsame Freisetzung des für die Hydration erforderlichen Wassers kommt es zu keinerlei Entmischungserscheinungen im Beton, wie sie bei üblichen Gießbeionen ohne Zusatzmittel auftreten.
Durch das Arbeiten ohne jegliche Zusatzmittel wird die Endfestigkeit des Betons sicher und jederzeit repräsentierbar erreicht. Wie aus Fig. 11 (die voll ausgezogene Kurve entspricht dem »Beton congele« und die unterbrochene Kurve dem konventionellen Beton) zu ersehen ist, weist »Beton congele« bis 28 Tage gleichmäßig ansteigende Festigkeitswerte auf, die nach 28 Tagen mindestens die Werte herkömmlichen Betons erreichen. Dies ergibt sich aus der für Beton sehr wichtigen, jedoch beim herkömmlichen Beton kaum erreichbaren langsamen und gleichmäßigen Hydratation. Bei der exotherm ablaufenden Hydratation wird dabei durch die freiwerdende Wärme soviel Wasser ohne zusätzliche Energie zuvor freigesetzt, wie für die hydraulische Abbindung erforderlich ist. Dies stellt einen enormen technischen Fortschritt gegenüber herkömmlichem Beton dar.
Fig.6, 7 und 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Formeinrichtung zur Formung von Betonbzw. Mörtelbauteilen, bei welcher Gießformen 17 aul dem Endlosband 3 befestigt sind, welche eine Bauart aufweisen, wie sie insbesondere für Hohlblöcke oder Ziegel verwendet wird.
Der Beton bzw. Mörtel fließt aus dem Aufgabetrichter 8 in die Gießformen 17, in welchen er anschließend durch die Leiste 9 gerüttelt wird. Auf seinem Weg mit dem Endlosband 3 wird der Beton bzw. Mörtel gefroren Die Entformung findet an dem dem Aufgabetrichter f
Yi entgegengesetzten Ende des Bandes bei dessen Umkehi über die Bandrollen statt.
Wie aus F i g. 8 ersichtlich ist, sind die Gießformen 1/ mit einem beweglichen Boden 18 versehen, welche: einen Zapfen 19 aufweist, der mit einer ortsfester
mi Anschlagkurve 20 in Form eines Halbkreises zusam menwirkt. Dabei werden die Zapfen 19 stufenlo! fortschreitend durch die Anschlagkurve 20 so aus ihrei Lage gedrängt, daß sich der Boden bezüglich dei Wandungen der Gießform verschiebt und damit zurr
ι'· Entformen des Beton- bzw. Mörtelbauteiles 21 führt.
Zwar wurde in den Fig.6 und 7 eine Vorrichtung dargestellt, bei welcher die Gießformen auf einen F.ndlosband befestigt sind, aber es ist auch möglich, die
Gießformen mittels der Ketten 22 anzutreiben, wie aus Fig.8ersichtlich ist.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel werden Gießformen, die mit Beton bzw. Mörtel gefüllt werden können, in eine gekühlte Flüssigkeit getaucht. j
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Mörtel bzw. Beton, dadurch gekennzeichnet, daß der Mörtel bzw. Beton in zähflüssigem Zustand innerhalb einer Stunde nach dem Mischen gleichzeitig geformt und gefroren wird, die geformten Bauteile danach entformt und in ihrer endgültigen Form während des Abtauens, Abbindens und Erhärtens außerhalb der Formeinrichtung in festem Zustand gelagert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton bzw. Mörtel in zähflüssigem Zustand in Gießformen vergossen und gefroren wird, worauf die vergossenen Bauteile oofort nach dem Gefrieren entformt und außerhalb der Gießform gelagert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton bzw. Mörtel in zähflüssigem Zustand in eine Gießform vergossen und auf — 150C gefroren wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Bauteile mittels ortsfester oder beweglicher Kühlformen erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vergossenen Teile bzw. Bauteile mit Armierungen versehen werden.
6. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Bauteilen aus Beton bzw. Mörtel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Außen wandung aufweist, innerhalb welcher die Temperatur auf einem eine Gefrierung des Betons bzw. Mörtels ermöglichenden Wert gehalten ist, wobei die Außenwandung (1) ein kontinuierlich ablaufendes Endlosband (3) umschließt, auf welches der Beton bzw. Mörtel aus einem Aufgabetrichter (8) vergossen wird, und hinter dem Aufgabetrichter (8) eine Rüttelleiste (9) angeordnet ist, welche bezüglich des Endlosbandes (3) in ihrer Höhe einstellbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlosband (3) ein dem gewünschten Profil des Bauteiles aus Beton bzw. Mörtel entsprechendes Profil aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Endlosbandes (3) eine Schneideinrichtung (13) zum Abtrennen der Betonbzw. Mörtelschicht (10) in mehrere Platten oder Streifen angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinrichtung aus fest auf einer drehbaren Welle (11) in entsprechenden Abständen angeordneten Scheiben (13) besteht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Endlosband (3) Gießformen (17) an ihrem unteren Ende befestigt sind, welche beim Transport am Aufgabetrichter (8) vorbei mit Beton bzw. Mörtel gefüllt werden, wobei die Gießformen mit einer Kältequelle (2) in Verbindung stehen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (18) der Gießformen (17) beweglich ist und einen Zapfen (19) oder dergleichen aufweist, welcher mit einer ortsfesten Anschlagkurve (20) auf dem Rahmen der Außenwandung (1) zum Entformen der geformten Bauteile zusammenwirkt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gießformen (17) auf Endlosketten (22) befestigt sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 6, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Formeinrichlung, insbesondere ein Endlosbandförderer, angeschlossen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Beton bzw. Mörtel füllbaren Gießformen (17) in eine gekühlte Flüssigkeit getaucht sind.
DE2337064A 1972-07-26 1973-07-20 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bauteilen aus Beton oder Mörtel Expired DE2337064C3 (de)

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