DE2514420A1 - Verfahren und vorrichtung zum foerdern breiiger massen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Fördern breiiger Massen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fördern von breiigen, zähflüssigen Massen, wie z.B. Beton, in einer von einer Pumpe zur Verarbeitungsstelle der Nassen fuhrenden Leitung sowie eine Vorrichtung bzw. eine in besonderer Weise ausgebildete Förderleitung zur Durchführung des Verfahrens.
• Bein Fördern verhältnismäßig steifer zähflüssiger Massen tritt insbesondere aufgrund des Reibungswiderstandes der geförderten Massen an der Innenwandung der Förderleitung schon nach verhältnismäßig kurzer Förderstrecke ein merklicher Druckabfall auf, der nur durch eine Vergrößerung des Querschnittes der Förderleitung, durch eine Erhöhung des Förderdrucks der Pumpen oder auch durch Zugabe von Flüssigkeit,- insbesondere Wasser, zu der geförderten Masse ausgeglichen werden kann.
• Allen diesen Möglichkeiten sind jedoch technische und auch wirtschaftliche Grenzen gesetzt.
• Die Zugabe von zusätzlichem Mischwasser würde im Falle des Betons die spätere Festigkeit des Betons in unzulässiger Weise herabsetzen oder zusätzliche Zementbeigaben erforderlich machen. Die Zugabe von speziellen Verflüssigern zu der Betonmischung wäre nicht nur verhältnismäßig teuer, sondern würde möglicherweise auch zu unerwünschten Erscheinungen in Abbindeprozess oder auch zu einer Qualitätsverminderung im Festbeton führen.
• Auch der Förderdruck der Pumpen kann nicht beliebig erhöht werden, wie auch eine Vergrößerung des Leitungsquerschnittes zu einer Erhöhung des Gewichts einer Förderleitung führen würde, die eine erhebliche Verstärkung der die Förderleitung unterstützenden Organe, beispielsweise der Ausleger von Kranen erforderlich machen würde.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Reibungswiderstand der zu fördernden Masse an der Innenwandung einer starren oder auch biegsamen Leitung zu verringern, ohne die im vorstehenden aufgeführten Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.
• Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zwischen die Innenwandung der Förderleitung und die an der Innenwandung gleitende Schicht der geförderten Masse verhältnismäßig kleine Mengen einer die Gleitreibung vermindernden Flüssigkeit eingepresst werden. Das Einpressen kann hierbei kontinuierlich oder auch intermittierend erfolgen.
• Zu diesem Zweck sind am Umfang der Förderleitung die Wandung durchdringende Bohrungen vorgesehen, die an eine oder mehrere, unter Druck stehende Zuleitungen angeschlossen sind. Die Bohrungen sind zweckmäßigerweise gleichmäßig über den Umfang der Förderleitung verteilt und münden im wesen lichen tangential zur Innenwandung in die Förderleitung ein, um eine sich mit der zu fördernden Masse bewegende Grenzschicht zu bilden. Zur Ausbildung einer solchen Grenzschicht Pn ist es vorteilhaft, wenn die Bohrung nicht in einer Radialebene angeordnet sind, sondern mit den Längsmantellinien der Förderleitung einen spitzen Winkel bilden.
• Um die eingepresste Flüssigkeit gleichmäßig auf den ganzen Umfang der zu bildenden Grenzschicht zu verteilen, sind an der Innenwandung der Förderleitung an die Bohrungen sich anschließende Nuten vorgesehen, die einen schraubenförmigen Verlauf aufweisen und sich unter gleichzeitiger Abflachung verbreitern.
• Beim Fördern einer verhältnismäßig steifen Betonmischung bildet sich in der Regel sehr bald eine Grenzschicht aus, sobald der Beton eine Förderstrecke mit konstantem Rohrquerschnitt durchlaufen hat. Diese Grenzschicht besteht vorwiegend aus Zementleim und Feinstmörtel. Bei Mischungen, die nur wenig Feinstsand oder Zement enthalten, d.h. leicht ausbluten, bildet sich sehr rasch eine fast-nur aus Wasser bestehende Grenzschicht aus. Hieraus erklärt sich auch die Erscheinung, daß feinstteilarme Betonmischungen nur einen verhältnismäßig geringen Förderdruck benötigen.
• Die in immer höherem Maße angewendeten hochwertigen Betonmischungen führen daher zu sehr hohen Betonförderdrücken.
• Dies ist insbesondere auch darauf zurückzuführen, daß der hohe Gehalt an Zement und Feinstsand das Wasser stark bindet. Aus diesem Grund kann sich am Umfang des über den gesamten Leitungsquerschnitt mit gleicher Geschwindigkeit fließenden Betons keine reibungsarme wässrige Grenzschicht ausbilden. Diese Schicht besteht vielmehr aus zähem Zementleim, der einen verhältnismäßig großen Reibungswiderstand ergibt. Dieser könnte nur durch höhere Wasserzugabe verringert werden, was jedoch aus den vorgenannten Gründen bei den hohen, an die derzeitige Betonbauweise gestellten Anforderungen nicht möglich ist.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden jedoch nur sehr kleine Wassermengen in die Grenzschicht eingeleitet, wobei praktisch die gesamte Masse des sich gleichmäßig bewegenden Betons in seiner Konsistenz nicht verändert wird. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß praktisch innerhalb des Strömungsquerschnittes keine Geschwindigkeitsunterschiede bestehen und sich daher die die Grenzschicht bildende Masse mit der Hauptmasse des Betons nicht vermischt. Bei zähem Beton wird die Strömungsgeschwindigkeit in einer Grenzschicht von ca. 2 - 3 mm zur Rohrwandung hin abgebaut.
• Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verringert sich die Stärke dieser Grenzschicht auf einen Bruchteil ihrer Dicke und wird praktisch nur durch einen Wasserfilm gebildet. Hierdurch kann der Förderdruck zur Erreichung derselben Fördergeschwindigkeit um etwa 30 bis 50 % herabgesetzt werden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren wirkt sich insbesondere bei Rohrleitung von verhältnismäßig großem Querschnitt günstig aus. Bei solchen Rohrleitungen ist die eingespritzte Menge Flüssigkeit im Verhältnis zur Gesamtmenge des geförderten Betons sehr gering und die Grenzschicht wird infolge der kleineren Strömungsgeschwindigkeit auch länger aufrechterhalten.
• Man kann jedoch die angestrebte Wirkung einer Verminderung des Gleitreibungswiderstandes dadurch erhöhen, daß dem Wasser geringe Menge eines sogenannten Betonverflüssigers beigegeben werden. Da bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht der gesamte Betonfluß mit dem Betonverflüssiger vermischt wird, sondern nur die ein geringes Volumen einnehmende Grenzschicht, genügt schon eine verhältnismäßig geringe Menge an Betonverflüssiger, die sonst praktisch wirkungslos wäre, um eine erhebliche Wirkung zu erzielen. Diese Mengen sind daher beim Einbau des Betons in die Schalung ohne Bedenken vernachlässigbar.
• Der gleichmäßigen Versorgung der einzelnen Bohrungen kommt eine besondere Bedeutung zu, so daß entsprechende Vorkehrungen bei der Dosierung und Zuführung der Druckflüssigkeit getroffen werden müssen. Hierzu können bekannte Mehrfach-Dosierpumpen Verwendung finden, die vorteilhafterweise gleichzeitig mit der Betonpumpe ein- und ausgeschaltet werden.
• Der erfindungsgemäße Weg zur Verringerung des Gleitreibungswiderstandes ist auch deshalb dem anderen Weg, den relativen Gleitreibungswiderstand durch Vergrößerung des Leitungsquerschnitts zu verringern, überlegen, weil bei großen Leitungsquerschnitten zum einen mit geringeren Fördergeschwindigkeiten gearbeitet werden muß, was die Gefahr einer vorzeitigen Abbindung des Betons mitsichbringt, und zum anderen die verhältnismäßig hohen Druckkräfte sich mit Schnellkupplungen nicht mehr zufriedenstellend beherrschen lassen. Gegenüber allen anderen Vorschlägen konnten mit den Mitteln der Erfindung bei gleicher Pumpenleistung die größten Entfernungen und die höchsten Höhenbeim Vergießen des Betons erzielt werden.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Rohrleitung in schematischer Weise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht eines Rohrelements, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Element, Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem in Fig. 1 dargestellten Rohrelement in einem Achsenlängsschnitt.
• Um das Rohrelement 1 ist an der Stelle, an der die Rohrwandung von Bohrungen 2 durchsetzt wird, ein Ringkanal 3 gelegt, der einen Stutzen 4 zum Anschluß an eine nicht dargestellte Druckleitung aufweist. Besteht der Ringkanal aus biegesteifem Material, so ist er aus zwei Teilen zusammengesetzt, deren stirnseitigen Flansche miteinander verschraubt oder auch mittels eines Schnellverschlusses miteinander verbunden sind.

Claims (7)

1. Ansprüche

   erfahren zum Fördern von breiigen zähflüssigen Massen, wie z.B. Beton in von einer Pumpe sur Verarbeitungsstelle führenden Leitungen, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß zwischen die Innenwandung der Förderleitung (1) und die an der Innenwandung gleitende Schicht verhältnismäßig kleine Mengen einer die Reibung vermindernden Flüssigkeit eingepresst werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Flüssigkeit intermittierend eingepresst wird.
3. 3. Förderleitung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß am Umfang der Förderleitung (1) Bohrungen (2) vorgesehen sind, die an eine oder mehrere Zuleitungen angeschlossen sind.
4. 4. Förderleitung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Bohrungen (2) gleichmäßig über den Umfang der Förderleitung (1) verteilt angeordnet sind.
5. 5. Förderleitung nach den Ansprüchen 3 und 4, d a -d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß die Bohrungen (2) im wesentlichen tangential zur Innenwandung in die Förderleitung (1) einmünden.
6. 6. Förderleitung nach den Ansprüchen 9 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bohrungen (2) mit den Längsmantellinien der Förderleitung (1) einen spitzen Winkel bilden.
7. 7. Förderleitung nach den Ansprüchen 3 bis 6, d a -d u r c h g e k e n n z e i 0 h n e t , daß die Bohrungen (2) an der Innenwand je in eine sich verbreiternde und verflachende Nut einmünden.