DE3631223A1 - Verfahren zur herstellung einer haertenden schaummasse feiner porenstruktur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer härtenden Schaummasse feiner Porenstruktur, insbesondere einer Zementschaummasse.

In der Bauindustrie geht das Bestreben dahin, einen Baustein zu erstellen, der relativ leicht im Gewicht ist, jedoch erhebliche Festigkeit besitzt. Die Verringerung des Gewichtes des Bausteines wird dadurch erreicht, daß sich in dem Baustein Hohlräume befinden. So z. B. kennt man Bausteine, die aus einer hydraulisch härtenden Masse, in die ein Schaum eingerührt ist, hergestellt worden sind. Damit aber bei der Herstellung eines derartigen Steines - auch als Schaumbeton bezeichnet - die Schaumphase erhalten bleibt, muß die hydraulisch härtende Masse einen relativ hohen Wasseranteil besitzen. Der Wasseranteil ist dabei immer größer, als er an sich zur Aushärtung des hydraulischen Bindemittels erforderlich ist. Das hat aber zur Folge, daß die Festigkeit des entstehenden Steines geringer ist als optimal möglich. Hinzu kommt, daß Steine, die mit Wasserüberschuß erstellt worden sind, auch einen entsprechend großen Schwund aufweisen, eine geringere Dichte haben usw.

Hinzu kommt insbesondere bei der Schaumbetonherstellung, daß wegen des großen Wasseranteils sich auch entsprechend große Schaumblasen bilden, die zur Folge haben, daß in dem entstehenden Stein Porenräume unterschiedlicher Größe auftreten. Besitzt der entstehende Stein aber auf diese Weise eine unterschiedliche Struktur, dann bemißt sich naturgemäß die Festigkeit des Steines nach der schwächsten Stelle dieser Struktur, die dann im Bereich der größeren Porenräume liegt.

Es ist darüber hinaus bekannt, Bausteine aus Gasbeton herzustellen, indem einem Kalksandgemisch ein Aluminium­ pulver zugegeben wird, das beim nachfolgenden Erhitzen verbrennt mit der Folge, daß entsprechend große Porenräume entstehen. Auch hierbei enthält der Stein ein grobporiges Gefüge, das zu einer entsprechend geringeren Festigkeit führt.

Es ist weiter bekannt, in eine hydraulisch härtende Masse einen Schaumbildner einzubringen, diese Masse zu rühren, um dadurch eine Porenbildung zu erzeugen. Auch dabei entsteht eine grobporige Schaumstruktur. Damit bei diesem Verfahren überhaupt eine Schaumstruktur entsteht, muß mit großen Mengen eines Schaumbildungskonzentrats gearbeitet werden. Die Verwendung einer großen Menge eines Schaumbildungskonzentrats ist aber insofern nachteilig, als die dann so verarbeitete hydraulisch härtende Masse aggressive Eigenschaften gegenüber Bewehrungselementen, wie Bewehrungseisen, zeigt. Es ist daher erforderlich, diese Eisen vorher zu präparieren, um sie gegen eine solche Aggressivität zu schützen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zur Herstellung einer härtenden Schaummasse, insbesondere einer Zementschaummasse zu schaffen, die es ermöglicht, eine Schaummasse mit feiner Porenstruktur herzustellen und mit einem solchen Wasseranteil zu arbeiten, der erforderlich ist, um eine optimale Festigkeit des Steines zu erreichen.

Nach der Erfindung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die zur Herstellung der härtenden Masse erforderlichen Bestandteile einem Rohr zugeführt, im Rohr zwangstranspor­ tiert und zwangsgemischt werden, und daß eine Schaummasse aus Wasser und Schaumbildner über den Transportweg verteilt von außen zugegeben wird.

Durch diese Verfahrensweise ist es zunächst möglich, nur so viel Wasser zuzugeben, wie für den Aushärtungseffekt unbedingt erforderlich ist, weil die Schaummasse über den Transportweg verteilt sozusagen jeweils erneut zugegeben wird und dadurch die Schaumstruktur der Gesamtmasse auch beim nachfolgenden Misch- und Transportvorgang selbst dann erhalten bleibt, wenn am Anfang des Transportweges ein Teil der Schaumblasen zerstört werden sollte. Es ist demzufolge zwecks Aufrechterhaltung der Schaumstruktur nicht mehr erforderlich, mit einem großen zu Aushärtungszwecken an sich nicht benötigten Wasseranteil zu arbeiten.

Auch entsteht eine feinporige Schaumstruktur der Gesamtmasse, weil durch das Zwangstransportieren und Zwangsmischen der Gesamtmasse - also ohne die Möglichkeit des Ausweichens - evtl. sich bildende größere Schaumblasen schon im Ansatz in kleinere umgesetzt werden, weil kleinere Schaumblasen belastbarer sind als große Schaumblasen.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dabei gekennzeichnet durch ein Rohr mit wachsendem Durchmesser und durch Transport- und Mischwerkzeuge, welche bis in die Nähe der Innenwand des Rohres reichen. Durch diese Ausführung wird zunächst der Volumenzunahme Rechnung getragen, außerdem wird eine Rückströmung des Massegutstromes und insbesondere auch tote Hohlräume vermieden, so daß dadurch auch die Ausbildung großer, nicht gewünschter Schaumblasen verhindert ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Vorrichtung gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform gekennzeichnet durch ein Rohr mit wachsendem Durchmesser und mit einer im Transportweg befindlichen Einschnürung. Im einzelnen kann die Ausbildung dabei so getroffen sein, daß ein Rohr, bestehend aus Rohrabschnitten, vorgesehen ist, deren Durchmesser stufenweise wachsen, wobei zwischen zwei Rohrabschnitten ein Rohrabschnitt mit kleinerem Durchmesser angeordnet ist.

Durch diese Einschnürung im Verlauf des Transportweges wird insbesondere erreicht, daß sich evtl. doch ausbildende größere Schaumblasen zerstört und in kleinere Schaumblasen umgesetzt werden, so daß dadurch auf jeden Fall die feinporige Struktur gewährleistet ist.

In der Zeichnung ist schematisch die Vorrichtung dargestellt.

Mit 1 ist das Rohr bezeichnet, dem an einem Ende die Grundstoffe, wie z. B. Wasser 2, Zement 3 und Sand 4, zugegeben werden. Wird außer dem Sandanteil auch noch Flugasche über die Zellenschleuse 4 a zugegeben, dann wird diese Flugasche vorher befeuchet, da Flugasche extrem trocken ist.

In diesem Falle wird die in dem Rohrteil 1 a befindliche Flugasche mit Hilfe einer Berieselungsvorrichtung 5 befeuchtet. Über ein Misch- und Transportwerkzeug 6 wird dann die befeuchtete Flugasche dem Rohrabschnitt 1 b zugeführt, in welchem die übrigen Bestandteile 2, 3, 4 sich befinden. Mit Hilfe der Misch- und Transportwerkzeuge 7 werden die Bestandteile gemischt.

Die Schaummasse wird über eine Zuleitungseinrichtung 8 über den Transportweg längs des Rohres verteilt zugegeben, und zwar wird dem Rohrabschnitt 1 b zunächst die Schaummasse über die Zuleitungen 9, 10 und 11 zugegeben. Die in dem Rohrab­ schnitt 1 b befindlichen Grundstoffe besitzen einen Wasseranteil, der relativ niedrig ist. Er ist so bemessen, daß er am Ende des Rohres durch Zugabe der wasserhaltigen Schaummasse so hoch ist, wie er zum Abbinden des Zementes unbedingt erforderlich ist. Die in dem Rohrabschnitt 1 b befindliche Mischung aus Sand, Zement, Wasser und Flugasche sowie der eingeführten Schaummasse wird dann dem Rohrab­ schnitt 1 c zugeführt, der im Durchmesser größer ist, da durch die Zuführung der Schaummasse über die Leitungen 9, 10, 11 eine entsprechende Volumenvergrößerung stattgefunden hat.

Auch dem Rohrabschnitt 1 c wird über die Leitung 12 die Schaummasse zugegeben. Dabei ist wichtig, daß das in jedem Rohrabschnitt 1 c-1 f befindliche Transport- und Mischwerkzeug - im allgemeinen eine Transportschnecke 14 - in ihren Abmessungen so bemessen ist, daß eine Rückströmung des Massegutes nicht stattfinden kann, oder sich tote Hohlräume bilden, weil dort große Schaumblasen entstehen können.

Im Anschluß an den Rohrabschnitt 1 c befindet sich der Rohrabschnitt 1 d , der im Durchmesser kleiner ist und sich so eine Einschnürung bildet. Dadurch wird erreicht, daß evtl. sich im Rohrabschnitt 1 c bildende größere Schaumblasen durch die Einschnürung des Rohres zerstört werden, mit der Folge, daß durch die Zerstörung der großen Schaumblasen eine entsprechende Vielzahl von kleinen Schaumblasen entsteht. Auch hier ist in dem Rohrabschnitt 1 d das Transportwerkzeug 14 so bemessen, daß eine Rückströmung nicht stattfinden kann. Da auch dem Rohrabschnitt 1 d über die Leitung 15 die Schaummasse zugeführt wird, ist der anschließende Rohrabschnitt 1 e im Durchmesser entsprechend größer bemessen, ebenso der sich daran anschließende Rohrabschnitt 1 f.

Der Endteil 13 des Rohres ist im Durchmesser wieder kleiner ausgebildet, damit durch den geringeren Durchmesser eine entsprechende Erhöhung der Geschwindigkeit des Massestromes stattfindet, der ausreicht, um diesen Massestrom in Formen abzufüllen.

Im Endteil 13 kann anstelle einer Transportschnecke auch ein statischer Mischer oder Teiler 16 vorgesehen sein, der den Massestrom in kleinere Masseströme zerlegt und dabei eine weitere Durchmischung bewerkstelligt. Dieser statische Mischer besteht bekanntlich aus einem in einem Rohr mittig feststehenden langgestreckten Körper, z. B. in Form eines geschlossenen Rohres.

Das Verhältnis der Rohbestandteile also Sand, Wasser, Zement zur Schaummasse beträgt 1 : 1 bis 1 : 2.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung einer härtenden Schaummasse feiner Porenstruktur, insbesondere einer Zementschaummasse, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Herstellung der härtenden Masse erforderlichen Bestandteile einem Rohr zugeführt, im Rohr zwangs­ transportiert und zwangsgemischt werden, und daß eine Schaummasse aus Wasser und Schaumbildner über den Transportweg verteilt von außen zugegeben wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Rohr mit wachsendem Durchmesser und durch Transport- und Mischwerkzeuge, welche bis in die Nähe der Innenwand des Rohres reichen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Rohr mit wachsendem Durchmesser und mit einer im Transportweg befindlichen Einschnürung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Rohr, bestehend aus Rohrabschnitten, deren Durchmesser stufenweise wächst, wobei zwischen zwei Rohrabschnitten ein Rohrabschnitt mit kleinerem Durchmesser angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß daß Rohr außen mit Zuleitungen für die Schaummasse versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Rohrabschnitt eine Zuleitung für die Schaummasse und ein Misch- bzw. Transportwerkzeug zugeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrende einen statischen Mischer aufweist.