DE3114027A1 - Verfahren und vorrichtung zum nassspritzen von beton - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum nassspritzen von beton

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Description

Verfahren und Vorrichtung zum Nasspritzen von Beton
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung sui'i ^assspritzen von Beton.
jieim Nasss_ ri-czverf ahren unterscheidet man prinzipiell zwei iieka.nr.ee Methoden, die aber bis heute nicht zum Durchbruch
Das Flagfördarverfahren besteht darin, dass der Fertigbeton nitne. s Flugförderur; durc:. Rohre oder Schläuche bis zur
t 'wird.
>;iese£ Verfar.r.fcr: we.i. c folgende Nachteile auf:
- Sircinischuiigsgefa.ir wäh·. end des Transportes über längere Strecker.
keine grossen Förderdistanzen möglich schlagende Förderscnläuche, Verstopfungsgefahr hoher Luftverbrauch bei hohem Druck
hoher Rückprall des Betons am Bauwerk, da der Beton teilweise entmischt aus der Düse austritt.
Das Nassspritz-Flugförderverfahren konnte sich nie durchsetzen und wird heute praktisch nicht mehr angewandt.
Die Probleme sind: Begrenzte Förderdistanz, Schichtstärke nur 2 - 3 cm pro Spritzung, zu geringe Haftung auf der Unterlage urd zwischen den einzelnen Spritzbetonschichten, grosses
Schwind] lässig.
Schwindmass, Endfestigkeit bei ca. 20 N/mm , wasserdurch-
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Beim Pumpbeton-Nassspritzverfahren wird der Beton durch Rohrund Schlauchleitungen mittels Schnecken- oder Kolben-Betonpumpe gefördert und an der Spritzdüse mittels Druckluft zerteilt und beschleunigt.
Dieses Verfahren hat folgende Nachteile:
" Die kompakte Betonsäule wird erst an der Spritzdüse durch die Druckluft zerteilt und trifft in Klumpen an der Spritzfläche auf.
- Die Auftreffgeschwindigkeit beträgt ca. 7-12 m/Sek. Sie ist viel zu klein.
Die Verdichtung auf dem Objekt ist mangelhaft und entspricht nicht den Anforderungen, die an einen Spritzbeton gestellt werden.
- Der Förderschlauch ist unhandlich, weil zu schwer; der ganze Schlauch ist bis zv.r Düse mit einer kompakten Betonsäule gefüllt.
Die Zugabe von Abbindebeschleuniger!! ist problematisch, da keine einwandfreie Durchmischung mit dem Beton stattfinden kann.
- Die Auftragsstärke ist wegen der geringen Verdichtung und Haftung auf einige Zentimeter beschränkt. Ueberkopf ist ein Spritzen ohne Schnellbinder r:cb~ möglich.
- Die Qualität des Spritzbetons entspricht nicht den geforderten Werten» insbesondere irr- T
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31H027
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Aufbringen von Qualitätsnassspritzbeton, ungeachtet der Förderstrecken.
Das erfindungsgemässe Verfahren, welches diese Bedingungen erfüllt, zeichnet sich aus durch den Wortlaut des Anspruchs 1 und die Vorrichtung durch den Wortlaut des Anspruchs 4.
Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand einer Zeichnung erläutert.
Es zeigen in rein schematischer Darstellung:
Fig. 1 bis 3 drei unterschiedliche Vorrichtungen zum Nassspritzen von Beton,
Fig. 4 eine vergrösserte Darstellung einer Abblaskammer, teilweise im Längsschnitt,
Fig. 5 eine Aufsicht auf die Abblaskammer gemäss Fig. A1
Fig. 6 einen Meridianschnitt durch eine Beschleunigungsdüse,
Fig. 7 einen Ausschnitt aus einem Fördersystem mit
einer Abblaskammer, einer nachgeschalteten Beschleunigungsdüse und einem Beton-Schneckenzuförderer, im Meridianschnitt.
Auf einem Gestell 1 ist eine Abblaskammer 3 befestigt. Diese ist unten mit einem Betonanschlussrohr 4 versehen, welchem durch eine Betonpumpleitung 5 pumpfähiger Beton von.einer Betonpumpe 20 zugeführt wird. Die Abblaskammer 3 ist im Hinterteil als Aufreiss- und Mischteil ausgebildet, welchem ein sich nach
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"■?■*■·■■.■■[ I 31H027
vorn verjüngender Beschleunigungsteil 8 folgt. Anschliessend ist ein Förderschlauch 9 eingezeichnet, der in einer Spritzdüse 11 endet. Diese hat einen seitlichen Anschluss 12 mit einem Dosierer 13, um beispielsweise spezielle Erstarrungsbeschleuniger (Schnellbinder), wie "Sika" o. dgl., aus einem Fass 21 zuzuführen. Es hat sich als äusserst wirksam erwiesen, mindestens einen Anteil des Zugabestoffes, insbesondere Schnellbinder, der Druckluft in der Leitung 19, vorzugsweise vor dem Dosierventil 18 zuzuführen, wie dies die Leitungen 22, strichpunktiert in den Fig. 1 und 2 zeigen. Es können entsprechend eine oder beide Leitungen 19 in Fig. 3 beaufschlagt werden.
Der hintere Teil der Abblaskammer 3 ist mit einem Blasdüsenkopf 15 ausgerüstet, der mit einer Anzahl Luftdüsen in den Aufreiss- und Mischteil hineinbläst. Die Druckluftversorgung erfolgt von einer Druckluftleitung 19 bzw. von einem Kompressor aus über ein Dosierventil 18.
In kontinuierlicher Folge wird durch die Betonpumpleitung 5 und das Anschlussrohr 4 Beton in die Abblaskammer 3 gepumpt, wo dieser unverzüglich durch die kraftvollen Luftstrahlen aus den Luftdüsen aufgeteilt und mit der Luft vermischt wird. Hierauf wird das Ganze im Beschleunigungsteil 8 beschleunigt «nd anschliessend durch den Förderschlauch 9 pneumatisch transportiert. Das spritzfertige Gemisch bildet sich am Ende der Abblaskammer 3 und zu Beginn des Schlauches 9. Diese Teile müssen konstruktiv so ausgebildet werden und die Menge des zugepumpten Gemisches sowie der Druck und die Menge der Förderluft müssen so aufeinander abgestimmt werden, dass im Förderschlauch 9 spätestens kurz vor dem Eintritt in die Spritzdüse 11 das Gemisch die gewünschte Geschwindigkeit aufweist, die Geschwindigkeit nämlich, die es braucht, um tatsächlich einen Qualitätsnassspritzbeton auf einem Bauwerksteil zu erstellen.
Fig. 2 zeigt eine grundsätzlich gleich aufgebaute Anlage, wobei anstelle der Abblaskammer 3 eine Beschleunigungsdüse 2 vorgesehen ist.
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•J f'-^t'O /.. 311A027
In Fig. 3 ist eine Kombination von Abblaskanuner 3 und nachgeschalteter Beschleunigungsdüse 23 ersichtlich, eine Anordnung, wie sie für ganz spezielle Betonmischungen zur Anwendung gelangen kann.
Fig. 4 stellt einen Ausschnitt aus den Anlagen im Sinne der Fig. 1 bis 3 dar, in welcher Figur eine Abblaskanuner 3 im Schnitt erscheint. Die Betonzuspeisung erfolgt durch den Betonschlauch 4 von unten bar, wobei der runde Querschnitt in einen rechteckigen EinLrittsqaerschnitt im Innern der Abblaskanuner 3 übergeht, Hie dies aus FIg<, 4 ersichtlich ist. Die Kammer verjüngt sich kegelstumpf förmig in Flussrichtung des in ihr durch die Transportluft aufgelockerten Betons.
In Fig. 6 ist ein Längsschnitt durch eine Beschleunigungsdüse 23 ersichtlich, mit exnem öüsenkörper 25 und einem Beton-Förderanschlussnippel 26 „■ in dessen Innerem ein Schlauchstück 27 angedeutet isc. Ein Flansch 29 legt eine Ringkammer 30 fest, von welcher eine oder mehrere Bohrungen 32, die zur Mittelachse des Düsenkörpers 25 geneigt sind, in eine Mischkammer 33 münden. Ihre Versorgung erfolgt durch die Druckluftleitung 19. Der Mischkammer 33, deren Inneres teilweise halbzylindrisch und teilweise kegelstumpfförmig ausgebildet ist, verjüngt sich nach vorn und geht in einen Dünnstrom-Fördernippel 34 über, dessen Fortsetzung der Dünnstrom-FÖrderschlauch 9 und anschliessend die Spritzdüse 11 bilden.
In Fig. 7 ist die Kombination einer Abblaskanuner 3 mit einer nachgeschalteten Beschleunigungsdüse 23 dargestellt, wobei die Zuspeisung des Betons durch den Beton-Förderschlauch 5 in einen Schneckenförderer 40 mit einer Schnecke 41 erfolgt. Der Schneckenförderer 40 ist mittels eines Anschlussstückes rechteckigen Querschnittes mit der Abblaskanuner 3 verbunden. Der Förderer 40 wird von einer Motor-Getriebeeinheit 44 angetrieben und fördert den gepumpten Beton in die Abblaskanuner 30, wo er durch die Luft aus dem Blasdüsenkopf 15 eine erste Fluidisierung mit pneumatischem Transport erfährt. Der Strom wird dann mittels der Düse 23 weiterhin beschleunigt.
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Γ·---: Γ 31Η027 - 3-
Die beschriebenen Einrichtungen erlauben es, die Ausgangsmaterialen, insbesondere den Beton, mit der Betonpumpe aus wesentlich grösseren Distanzen an den Spritzort zu transportieren, als dies bisher der Fall war. Diese Beweglichkeit wird durch die Kombination des Pumpvorganges und des anschliessenden pneumatischen Fördervorganges erreicht. Dieses Verfahren weist u.a. den grossen Vorteil auf, dass die pneumatische Fördervorrichtung wesentlich kürzer gestaltet wird und daher bezüglich Einstellmöglichkeit der Spritzgeschwindigkeit viel beweglicher ist als die bisher bekannten Systeme mit langen pneumatischen Transportwegen .
Die Betonzufuhr in die Abblaskammer 3 kann in diesem Sinne den örtlichen Verhältnissen und den Gegebenheiten des pneumatischen Transportes angepasst werden. Dies erlaubt es, zusammen mit der Möglichkeit der Luftregulierung mit Hilfe des Dosierventils 18, optimale Transport- und Geschwindigkeitsbedingungen für das Betongemisch zu erreichen.
Das beschriebene Verfahren und die erläuterten Vorrichtungen weisen gegenüber den bisher bekannten,- folgende Vorteile auf:
- Erreichen von praktisch unbegrenzten Förderstrecken
Hohe Verdichtung, Wasserundurchlässigkeit und Betonqualität,, ähnlich wie beim Trockenspritzbeton
Praktisch staubfreie Arbeitsweise
Handhabung der Spritzdüse wie beim Trockenspritzverfahren
Einwandfreie Schnellbindemittel-Zuführung in das Feststoff-Luftgemisch
Leichte, bewegliche Installation der Beton-Spritzeinheit.
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Die Betonförderung erfolgt sowohl beim Pumpen als auch im pneumatischen Förderteil kontinuierlich. Es hat sich ergeben, dass das Verhältnis der Querschnitte von Pumpleitung 5 und pneumatischer Leitung 9 im Bereich von 1:2, vorzugsweise um 1 : 1,7 liegen soll, d.h. die Leitungsdurchmesser z. B. 38-50 oder 50 : 65 mm.
Die Abblaskammer 3 weist vorzugsweise einen Langlochquerschnitt auf, während sie z.B. einen halbrunden Querschnitt haben kann.
Der Blasdüsenkopf 15 ist vorzugsweise mit 8-12 Luftdüsen zum Aufreissen und Beschleunigen des Betons versehen, während am Abblaskammerausgang eine Beschleunigungsdüse 23 mit drei bis acht Bohrungen 3 2 in einem Winkel von ungefähr 30° zur Mittelachse der Förderleitung 9 angeordnet sind.
Die flüssigen Zusatzmittel durch den Anschluss 12 werden mindestens einen Meter vor dem Mund der Spritzdüse 11 beigegeben, um die gewünschte Vermischung mit dem Beton sicherzustellen.
Es ist äusserst wichtig festzuhalten, dass die Flugförderung mit 50 m/Sek. und mehr, z.B. mit 60 - 80 m/Sek. zu erfolgen hat.
130065/0765

Claims (1)

  1. J[J4-/V·/. Hasse
    gä ü u c h e a 9
    ß.ßG»3S Haß» 9
    Patentansprüche
    Io Verfahren zum Nassspritzen von Beton, dadurch gekennzeichnet, dass man den pumpfähigen Beton in eine Kammer
    -pumpt und ihn während des Einpumpvorganges mittels Druckluft aufteilt und anschllessend pneumatisch beschleunigt
    und fördert, und dass man nach Erreichen der Spritzgesefot-iindigkeit des Betons diesen aus einer Düse austreten
    lässt. "■-■". . .
    2o Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses kontinuierlich
    durehgeführt wird. . -
    3o- Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man den pumpfähigen
    Betoa durch eine Beschleunigungsdüse pumpt und ihn während d©s Durchpumpvorganges mittels Druckluft in einen pneumatischen Fördervorgang überführt, und dass man nach Erreichen der Spritzgeschwindigkeit des Betons diesen aus einer Düse austreten lässt. -
    4ο Verfahren* vorzugsweise nach mindestens einem der An- i9 dadurch gekennzeichnet, dass man den pumpfähigen
    in eine Kammer pumpt und ihn während des Einpumpvors mittels Druckluft aufteilt, wobei man dieser Druckluft vor der Kammer Schnellbinder zusetzt.
    26c 3ο 1981/YB.
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    31Η027
    5. Vorrichtung zum Nassspritzen von Beton, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Pumpanlage für pumpfähigen Beton, gefolgt von einem pneumatischen Transport mit einem Mündungselement.
    6. Vorrichtung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Querschnittsverhältnis von Pumpleitung und pneumatischer Leitung mindestens 1 : 1,5 ist, vorzugsweise 1 : 1,7.
    7. Vorrichtung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansürüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abblaskammer und/ oder eine Beschleunigungsdüse vorgesehen sind, wobei z.B. die Kammer direkt über einem Steigrohr zur Pumpleitung angeordnet ist.
    8 . Vorrichtung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Steigrohr eine Zuführ- und Auflockerungsschnecke angebracht ist, welche durch einen Regelgetriebemotor angetrieben ist.
    9. Vorrichtung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abblaskammer einen halbrunden Querschnitt mit konischer Verjüngung aufweist.
    10. Vorrichtung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blasdüsenkopf mit, vorzugsweise acht bis zwölf, Beschleunigungs- und Aufreissdüsen zum pneumatischen Transport des pumpfähigen Betons vorgesehen ist.
    11. Vorrichtung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Austritt der Abblaskammer ein Beschleunigungselement mit drei bis acht Düsenrohren, die vorzugsweise in einem Winkel von 30 zur Mittelachse der Förderleitung angeordnet sind, angebracht ist.
    130065/0765
    Λ ^ 41
    ">·■"': 311A027
    12ο Vorrichtung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche ,, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auflockerungsstück von ca. 3 m Länge den 1,7-fachen Querschnitt der Pumpleitung auirweist.
    13= Vorrichtung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abblaskammer und/ oder die Beschleunigungsdüse an die Pumpleitung angeschlossen sind und jene einen Betoneinlauf mit Langlochquerschnitt aufweist.
    14ο Vorrichtung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (12) für die flüssigen Zusatzmittel, insbesondere Schnellbinder, mindestens 1 m vor dem Düsenaustritt liegt, um eine optimale Vermischung mit dem Feststoff-Luftgemisch zu sichern.
    15ο Vorrichtung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Förderleitung (22) zum Zuführen von Schnellbinder vor der Kammer (3, 23) in die Druckluftleitung (19).
    16- Vorrichtung wie gezeichnet und beschrieben.
    130065/0765
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