DE2918451A1 - Verfahren zum dosieren und gleichmaessigen einmischen von zusatzmitteln in eine fluessigkeit oder ein foerdermedium - Google Patents

Verfahren zum dosieren und gleichmaessigen einmischen von zusatzmitteln in eine fluessigkeit oder ein foerdermedium

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DE2918451A1 DE19792918451 DE2918451A DE2918451A1 DE 2918451 A1 DE2918451 A1 DE 2918451A1 DE 19792918451 DE19792918451 DE 19792918451 DE 2918451 A DE2918451 A DE 2918451A DE 2918451 A1 DE2918451 A1 DE 2918451A1
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Description

Anmelder: Heidelberger Zement AG, 69OO Heidelberg
Verfahren zum Dosieren und gleichmässigen Einmischen von Zusatzraitteln in eine Flüssigkeit oder ein Fördermedium
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dosieren und gleichmässigen Einmischen von Zusatzmitteln in Form von Flüssigkeiten, Lösungen, Emulsionen oder Dispersionen oder Gasen in eine Flüssigkeit oder ein Fördermedium.
Für das Dosieren von Zusatzmitteln stehen verschiedene Verfahren und Vorrichtungen oder Anlagen zur Verfügung. Häufig wird eine elektrisch betriebene Pumpe, z. B. eine Zahnradpumpe, zusammen mit einer Zeitsteuerung verwendet. Die Funktionen des Förderns und Dosierens werden hier von einem einzigen Aggregat ausgeführt. Zur Kontrolle der Dosierung werden Durchflussuhren, Kontrollampen, Sichtzylinder oder ähnliche Vorrichtungen eingesetzt. Eine Dosierpumpe ist wegen ihrer beweglichen Teile anfällig und durch Verharzen können Störungen oder gar ein Ausfall der Pumpe auftreten.
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Seltener werden technisch bessere aber auch aufwendigere und kostspieligere Anlagen verwendet, bei denen statt der Dosierzeit die Dosiermenge über eine Waage oder analog über ein Potentiometer mit Schwimmer oder über Messelektroden vorgegeben wird.
Ferner stehen Anlagen zur Verfügung, welche die Zusatzmittel über Druckluft fördern und die wegen der geringen Anzahl bewegter Teile wenig störanfällig sind.
Diese bekannten Anlagen und Verfahren arbeiten zufriedenstellend bei ausreichend grossen Dosiermengen. In vielen Fällen ist es aber erforderlich, nur geringe oder sehr geringe Mengen,möglichst genau dosiert und in einem Fördermedium, beispielsweise im Anmachwasser für Beton, Mörtel oder deren Trockenmischungen, in geringer Konzentration gleichmässig verteilt zuzumischen. Das Dosieren und Einmischen so geringer Mengen an Zusatzmittel wird dort zum Problem, wo beispielsweise grosse Betonmengen in sehr kurzer Zeit hergestellt werden müssen, wie im Autobahn- oder Flugplatzbau, auf grossen Ingenieurbaustellen bzw. in Grossanlagen der Transportbeton- oder Fertigelement- und Betonwarenindustrie. Die Mischzeiten derartiger Anlagen, die mehrere Kubikmeter Beton pro Charge mischen, liegen häufig noch deutlich unter 60 see.
Die hierbei in geringer Dosierung verwendeten Zusatzmittel,, wie beispielsweise LP-Stoffe oder Verflüssiger, sind teuer und müssen aus betontechnologischen Gründen genau dosiert und gut untergemischt werden.
Die bekannten Anlagen sind in solchen Fällen nicht oder nur bedingt brauchbar. Das Dosieren von Hand ist technisch unzulänglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem Zusatzmittel auch in geringen Mengen zielsicher dosiert und in ein Fördermedium schnell und gleichmässig eingemischt werden können, worauf dann das im Fördermedium fein verteilte Zusatzmittel
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ORiGlNAL
unmittelbar nach dem Mischen, oder später, in ein mit dem Zusatzmittel zu versetzendes Gut eingebracht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe Zusatzmittel mit oder anstatt der durch den entstehenden Unterdruck angesaugten Luft in eine Ansaug- und Mischkammer fördert, in welche die Flüssigkeit oder das Fördermedium gesondert zugeführt werden.
Das Zusatzmittel wird in der Ansaug- und Mischkammer mit der Flüssigkeit oder dem Fördermedium gemischt und zweckmässig verwirbelt. Das Zusatzmittel kann in Form einer konzentrierten Lösung oder einer Lösung mit vorgegebener Dosierung verwendet werden. Es kann unmittelbar nach dem Einmischen in ein Fördermedium zusammen mit diesem in ein mit dem Zusatzmittel zu vers etzendes Gut eingebracht werden. Die Mischung aus Zusatzmittel und Fördermedium wird vorzugsweise vor dem Einbringen in das Gut versprüht. Die Mischung aus Zusatzmittel und Fördermedium wird zweckmässig während des Mischens des Gutes in dieses eingebracht. Als Fördermedium kann Anmachwasser verwendet werden, das zur Herstellung von Beton oder Mörtel dient.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird mit einer der Wasserstrahlpumpe ähnlichen Vorrichtung gearbeitet, wobei das Zusatzmittel gefördert und dosiert und mit einer Flüssigkeit oder einem Fördermedium zusammengeführt und in vorzugsweise starker Verdünnung intensiv vermischt und verwirbelt wird. Da die Mischung aus Zusatzmittel und Fördermedium unmittelbar nach dem Mischvorgang in ein mit dem Zusatzmittel zu versetzendes Gut eingebracht werden kann, wird dieses Zusatzmittel im Gut bei geringem Streuverlust verteilt bzw. kann mit grosser Kontaktoverfläche verdüst werden.
Das Verfahren kann mit einer wirtschaftlichen und wenig störanfälligen Anlage durchgeführt werden. Durch einen von einem Druckwasseranschluss regulierten Wasserstrahl wird aus einem Zusatz-
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ORlGiMAL INSPECTED
mittelbehälter über eine Leitung Zusatzmittel in eine Ansaug- und Mischkammer gefördert, der eine zusätzliche Luftzufuhr und eine Spritzdüse nachgeschaltet sind. Falls das Zusatzmittel-Fördermedium-Gemisch weiter in ein Gut eingebracht werden soll, kann dies über ein in einen Mischer führendes Rohr erfolgen.
Auf diese Weise kann eine sehr geringe, leicht dosierbare Menge an Zusatzmittel fein verteilt in ein im Mischer befindliches Mischgut eingebracht werden, wo sie schnell und gleichmässig eingemischt wird.
Als Fördermedium kann jeweils eine Flüssigkeit verwendet werden, die für die weitere Verarbeitung des mit dem Zusatzmittel zu versetzenden Gutes benötigt wird. So kann das Fördermedium Anmachwasser für Beton oder Mörtel sein, das allein auf diese Weise, oder zum Teil, über eine Nebenleitung eingebracht und mit dem durch die Wirkung des Wasserstrahlpumpensystems geförderten Zusatzmittel intensiv verwirbelt und anschliessend verdüst wird.
Wasserstrahlpumpen haben zwar an sich einen geringen Wirkungsgrad. Aber das hier zur Verfügung stehende Potential reicht für die Dosierung geringer Zusatzmittelme.ngen aus, da dieses beispielsweise durch das das Zusatzmittel fördernde Anmachwasser sichergestellt ist. Anmachwasser ist bei allen Betonmischanlagen vorhanden.
Die Wirksamkeit des erfindungsgemässen Verfahrens wird anhand einiger Beispiele näher erläutert, die das Zumischen von Zusatzmittel in verschiedene Betonarten und Mauermörtel betreffen.
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Beispiel 1 Strassenbeton:
Konsistenz steif (Kl), Zwangsmischer BHS 2nr Betongüte B 35 nach DIN 1045 mit:
33# 0/2 mm Sand
26# 5/11 mm Splitt
415g 11/22 mm Splitt Erforderlicher LP-Gehalt 4,0# LP-Mittel auf Naturharzbasis
Die folgende Tabelle gibt an:
1.0 Nullreihe: einfaches Einmischen des Luftporenbildners in
10# Verdünnung mit Wasser, mit verkürzter Mischdauer,
1.1 Nullreihet einfaches Einmischen des Luftporenbildners in
10$ Verdünnung mit Wasser, mit normaler Mischdauer,
1.2 Reihe : mit dem erfindungsgemässen Verfahren in
2,5$ Verdünnung mit Wasser, mit verkürzter Mischdauer.
.0 LP-Mitteldos ierung
(# v. Zein.-Gew.)		 Nassmischzeit
(Sekunden)		 vorh.
(Vol.		 LP
-*)
1 .1 0,08 50 3, 2
1 .2 0,08 75 4, 1
1 0,06 50 4, 2
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Beispiel 2 Ausgleichsbeton;
Konsistenz weich (K3), Fahrmischer 5 nP Betongüte Druckfestigkeit nach 28 Tagen 3N/mm Körnung Ausschliesslich Sand 0/2 mm Erforderlicher LP-Gehalt 40 bis 45#, LP-Mittel auf
synthetischer Basis.
Die folgende Tabelle gibt an:
2.0 Nullreihe: einfaches Einmischen des LP-Mittels unverdünnt
mit verkürzter Mischdauer,
2.1 Nullreihe: einfaches Einmischen des LP-Mittels unverdünnt,
mit normaler Mischdauer,
2.2 Reihe : mit dem erfindungsgemässen Verfahren,
in 2,5# Verdünnung mit Wasser, mit verkürzter Mischdauer.
LP-Mitteldosierung
{% v. Zero.-Gew.)		 Nassmischzeit
(Sekunden)		 vorh. LP
(Vol.-Ji)
2.0
2.1
2.2		 0,30
0,30
0,14		 120
360
120		 26
43
43 .
Beispiel 3
Schutzbeton faserbewehrt:
Konsistenz fliessfähig, Fahrmischer 5 nr Betongüte Druckfestigkeit nach 28 Tagen 6 N/mm
ο Biegezugfestigkeit nach 28 Tagen 5 N/mm
Körnung: Sand 0/2 mm
Faserlänge 26 mm
Erforderlicher LP-Geh&lt 20 bis 255g, Verzögerung auf organischer Basis, LP-Mittel auf synthetischer Basis.
Für das Betonieren grossern Flächen, beispielsweise bei Flach-
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γ-
dächern, ist es notwendig, dass der Beton zum Teil erheblich verzögert wird, ohne dass der LP-Gehalt sich wesentlich reduziert. Eine zu starke Änderung im LP-Gehalt würde bedeuten, dass die Pestbetoneigenschaften, wie beispielsweise Rohdichte und Festigkeit, sich zu stark ändern wurden, Ausserdem wäre die Maßhaltigkeit des Bauteils in Frage gestellt.
Die folgende Tabelle gibt an:
3.1 Nullreihe: einfaches Einmischen des LP-Mittels unverdünnt,
3.2 Reihe : mit dem erfindungsgemässen Verfahren,
in 2,5* Verdünnung mit Wasser.
LP-Mittel
dosierung
(* v. Zem.
-Gew.)		 Nass-
raisch-
zeit
(s)		 vorh.
LP
(Vol. Ji)		 vorh. LP
nach
12 Std.
(Vol.*)		 LP-Verlust
inn. 12 Std.
(Vol.*)
3.1 0,15 360 26 21 5
5.2 0,08 120 25 23 2
Beispiel 4 Stark verzögerter Mauermörtel:
Konsistenz weich (K3), Fahrmischer 5 nr Mörtelfestigkeit nach 28 Tagen 6,5 N/mm Körnung: Sand 0/2 mm
Erforderlicher LP-Gehalt, mindestens 20* nach 36 Stunden.
Verzögerer auf organischer Basis, LP-Mittel synthetisch.
Die folgende Tabelle gibt an:
4.1 Nullreihe: einfaches Einmischen des LP-Mittels unverdünnt,
4.2 Reihe mit dem erfindungsgemässen Verfahren in
2,5* Verdünnung mit Wasser.
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LP-Mittel Nass- vorn. LP vorn. LP LP-Verlust
dosierung misch- (Vol. -*) nach 36 Std. innerhalb
(% ν Zem,- zeit (Vol. -*) 36 Std.
Ge w.) (S) (Vol.-Jg)
0,17 36O 28 17 11 0,09 120 29 23 6
Diese Beispiele 1 bis 4 betreffen das Einmischen von Luftporenbildnern. Die deutlich erhöhte Stabilität der Luftporen nach dem erfindungsgemässen Verfahren ist überraschend. Die Anwendung des an sich bereits wirtschaftlichen und gut verarbeitbaren Betons und Mörtels mit sehr hohem Luftporengehalt - bis zu 70$ - wird durch das erfindungsgemässe Verfahren erheblich sicherer.
Das folgende Beispiel zeigt das erfindungsgemässe Verfahren unter Verwendung von Verflüssiger.
Beispiel 5
Beton für die maschinelle Herstellung von Betonpflastersteinen t
Konsistenz erdfeucht-steif (Kl), Tellermischer 1 n? Betongüte Druckfestigkeit nach 28 Tagen mindestens 63 N/mm Körnung 0/16 mm
Zusatzmittel: plastif!zierender Betonverflüssiger (BV)
Die folgende Tabelle gibt an:
5.1 Nullreihe: einfaches Einmischen des BV in lO^-iger
Verdünnung mit Wasser,
5.2 Reihe mit dem erfindungsgemässen Verfahren in
2,5$ Verdünnung mit Wasser.
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BV-Dos. Nassmischzeit Druckfestigkeit Rohdichte
nach 28 Tagen nach 28
Tagen
5. 1 0, 25% 120 see 69 ,0 N/mm2 2, 27 kg/1
5. 2 0, 15* 80 see 71 ,2 N/rara2 2, 29 kg/1
Auch beim Einmischen der Verflüssiger zeigt sich deutlich die Wirksamkeit des erfindungsgemässen Verfahrens, durch das eine gleichmässige Verteilung sowie eine Aktivierung der Zusatzraittelwirkstoffe im Beton und eine erhöhte Stabilität erzielt werden. Ein weiterer wesentlicher, technischer Fortschritt des erfindungsgemässen Verfahrens ist die überraschend schnelle gleichmässige Einmischung der Zusatzmittel. Das Verfahren ist ferner durch die grosse Ausnutzung bzw. sparsame Verwendung der Zusatzmittel besonders wirtschaftlich.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann selbstverständlich auch nur zum dosierten Einmischen von Zusatzmittel in eine Flüssigkeit verwendet, das Zusatzmittel-Flüssigkeits-Gemisch gelagert und erst bei Bedarf eingesetzt werden.
In der Zeichnung ist ein Beispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens schaubildlich dargestellt.
Die Vorrichtung wird an einen Druckwasseranschluss 10 angeschlossen und die eigentliche Dosier- und Einmischeinrichtung D, befindet sich im Mittelteil der Vorrichtung. Sie weist eine Abzweigleitung 6 auf, die in einen Zwischen- oder Zusatzmittelbehälter 13 getaucht ist, aus dem der aus dem Druckwasseranschluss 10 kommende Wasserstrahl eine dosierte Menge des Zusatzmittels durch die Abzweigleitung 6 mitnimmt. Das Zusatzmittel gelangt in eine Ansaug- und Mischkammer 5, wo es mit dem Wasser gemischt und von einer Spritzdüse 3 durch ein Feinsieb 2 in ein an der Abgabeseite der Vorrichtung angeordnetes Rohr 1 eingedüst
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wird. Dieses Rohr 1 führt von der Dosiereinrichtung D in einen Sammelbehälter oder Mischer(nicht dargestellt), in dem das mit Zusatzmittel versehene Wasser gesammelt oder in ein Gut, beispielsweise Beton, eingemischt wird. Im Mantel des Rohres sind mehrere Lufteinlässe 4 vorgesehen, die der besseren Durchwirbelung und der Oberfläehenvergrösserung des Zusatzmittel-Wasser-Gemisches dienen.
An dem der Abgabeseite gegenüberliegenden Ende der Dosiereinrichtung D sind ein Wasserzähler 7 und ein Magnetventil 8 angeordnet. Zwischen dem Druckwasseranschluss 10 und dem Magnetventil 8 ist ein Handventil 9 zwischengeschaltet, mit dem die durchfliessende Wassermenge noch reguliert werden kann.
Das Magnetventil 8 wird über ein mit einem elektrischen Anschluss 12 verbundenes Relais 11 mit Zeitwahltaste elektrisch angesteuert. Dadurch kann abhängig von der Zeitwahl eine bestimmte Wassermenge durch die Dosiereinrichtung geleitet werden.
Eine solche Anordnung kann auch mehrfach hintereinandergeschaltet werden, um nicht nur ein, sondern auch mehrere Zusatzmittel einbringen zu können.
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Leerseite

Claims (7)

  1. ansprüche
    Verfahren zum Dosieren und gleichmässigen Einmischen von Zusatzmitteln in Form von Flüssigkeiten, Lösungen, Emulsionen oder Dispersionen oder Gasen in eine Flüssigkeit oder ein Fördermedium,
    dadurch gekennzeichnet, dass man nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe Zusatzm.ittel mit oder anstatt der durch den entstehenden Unterdruck angesaugten Luft in eine Ansaug- und Mischkammer fördert, in welche die Flüssigkeit oder das Fördermedium gesondert zugeführt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel in der Ansaug- und Mischkammer mit der Flüssigkeit oder dem Fördermedium gemischt und verwirbelt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel in Form einer konzentrierten Lösung oder einer Lösung mit vorgegebener Dosierung verwendet wird.
  4. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel unmittelbar nach dem Einmischen in ein Fördermedium zusammen mit diesem in ein mit dem Zusatzmittel zu versetzendes Gut eingebracht wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung aus Zusatzmittel und Fördermedium vor dem Einbringen in das Gut versprüht wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Zusatzmittel zu versetzende Gut während des Einbringens der Mischung aus Zusatzmittel und Fördermedium gemischt wird.
  7. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Fördermedium Anmachwasser für Beton oder Mörtel verwendet wird.
    030047/0085
    INSPECTED
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