DE4118537C1 - - Google Patents
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- B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
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Description
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Herstellung
von Zementschaum aus Luft, Wasser, Schaummitteln und Zement.
Bei der Herstellung eines derartigen Zementschaums, wie auch
bei allgemeinen Bauschäumen, bei denen anstelle des Bindemit
tels Zement ein anderes Bindemittel verwendet wird, geht man
heute üblicherweise folgenden Weg:
Zunächst wird aus Luft, Wasser und einem Schaummittel - meist
über hintereinandergeschaltete Lochscheiben - ein Schaum er
zeugt, der einer am Verarbeitungsort stehenden Mischvorrich
tung zugeführt wird, in die über eine zusätzliche Leitung die
vorgefertigte Zementschlämme eingebracht wird. Bei der Verar
beitung eines Zementschaums im oberen Stockwerk eines Hauses
stehen somit die Vorrichtung zur Herstellung der Zement
schlämme sowie des Schaummittels unten im Erdgeschoß, was es
notwendig macht, die schwere Zementschlämme mit Hilfe von
Schneckenförderern od.dgl. nach oben zu pressen. Eine weitere
Schwierigkeit des bisher angewandten Verfahrens besteht
darin, daß durch die Mischung des vorgefertigten Schaums mit
dem Zement nur sogenannter Schwerschaum mit Schaumgewichten
von 800 kg/m3 oder mehr hergestellt werden kann.
Aus der DE-Z: Tiefbau-Ingenieurbau-Straßenbau, Januar 1990,
Seiten 10 bis 13, ist darüber hinaus vorgeschlagen worden,
daß fertiggemischter Beton im Dünnstromverfahren zu einer
Einbaustelle geblasen und im Dichtstromverfahren dorthin ge
pumpt werden kann, wobei Betonzusatzmittel, wie Erstarrungs
beschleuniger, in die Mischkammer der Spritzdüse, die mit
Druckluft beaufschlagt wird, eingeblasen werden. Einen Hin
weis auf die Herstellung und Verarbeitung von Zementschaum
findet sich in dieser Veröffentlichung allerdings nicht.
Aus den DE-OS 38 07 250 und 25 45 006 sind darüber hinaus
auch bereits Verfahren zur Herstellung von Leichtbeton be
kanntgeworden, wobei bei der ersten Druckschrift bereits vor
gefertigter Schaum in einen Betonschlamm eingespritzt wird,
während in der zweiten der genannten Druckschriften vorgese
hen ist, daß dem Betonschlamm vorgefertigter Schaum beige
mischt wird. Auch diese Verfahren unter Verwendung von
Schaummitteln am Bau ermöglichen kein einfaches Herstellen
eines Leichtschaums mit geringem Schaumgewicht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrich
tung zu schaffen, welches es ermöglicht, in einfacher Weise
auch Leichtschaum herzustellen und zu verarbeiten.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß
Zementschlamm unter hohem Druck in eine Mischkammer einge
spritzt und dort mit einem Schaummittel vermischt wird, und
die Zementschlamm-Schaummittel-Mischung infolge des hohen
Drucks einer der Mischkammer unmittelbar dahinter angeordne
ten Expansionsdüse zugeleitet wird, in die dosierte Druckluft
eingeblasen wird und in der die Mischung zu einem Zement
schaum aufschäumt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt quasi in einem Ar
beitsgang die Herstellung des Zementschaums, der dann - in
folge seines geringen Raumgewichts - allein durch die hohen
Drücke der eingespritzten Zementschlämme in einem an die Ex
pansionsdüse angeschlossenen Schlauch in höhere Stockwerke
befördert werden kann, ohne daß es hierfür einer aufwendigen
Schneckenpumpe od.dgl. bedarf. Die erfindungsgemäße quasi
einstufige Herstellung des Zementschaums anstelle der Mi
schung von Zementschlämme mit einem vorher hergestellten
Schaum ermöglicht darüber hinaus die Erreichung sehr viel ge
ringerer Schaumdichte von 250 bis 400 kg/m3.
Bei umfangreichen, der vorliegenden Erfindung zugrundeliegen
den Untersuchungen hat es sich dabei gezeigt, daß hervorra
gende Arbeitsergebnisse mit niedrigen Schaumgewichten und mit
einfacher Direktförderung des Schaums auch in höhere Stock
werke erzielt werden können, wenn man die Zementschlämme un
ter einem Druck von etwa 25 bar in die Mischkammer ein
spritzt, während der Druck für die in die Expansionsdüse zu
sätzlich eingeleitete Druckluft bevorzugt bei ca. 8 bar lie
gen sollte.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht die
Erfindung einen Ventilblock mit Anschlüssen für die Zement
schlämme, des Schaummittels und die Druckluft sowie eine ab
gehende Schaumleitung vor, wobei die Austrittsachse der Ein
spritz-Misch-Düse für die Zementschlämme-Schaummittel-Mi
schung quer, im wesentlichen senkrecht zur mit der Austritt
sachse der Drucklufteinspritzdüse fluchtenden Expansionsdüse
steht.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich ein sehr klein
baubarer Ventilblock erzielen, bei dem die von außen betätig
baren Einstellräder der bevorzugt als Dosierventile ausgebil
deten Einspritzdüsen für die Zementschlämme, das Schaummittel
und die Druckluft dennoch gut bedienbar teilweise in ver
schiedene Richtungen ragen, wobei mit ganz besonderem Vorteil
die Einspritzdüsen auswechselbar in einem die Verbindungsboh
rungen zu den äußeren Anschlüssen sowie zwischen verschie
denen Einspritzdüsen aufweisenden Block angeordnet sein sol
len.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er
geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh
rungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung, die einen Schnitt
durch einen erfindungsgemäßen Ventilblock darstellt.
In einem Grundblock 1 sind dabei ein Anschluß 2 für einen
Schlauch zur Einspritzung von Zementschlämme sowie ein An
schluß 3 für einen Druckluftschlauch und schließlich ein wei
terer Anschluß 4 für das Schaummittel vorgesehen, während bei
5 ein Anschluß für die abgehende Zementschaumleitung angedeu
tet ist.
Die über eine Druckpumpe angesaugte und mit etwa 28 bar über
den Anschluß 2 eingebrachte Zementschlämme wird mit Hilfe ei
nes Einspritzventils 6 mit einem Einstellrad 16 in eine
Mischkammer 7 eingespritzt, in welche über ein zweites Ein
spritzventil 8 mit Einstellrad 9 auch das Schaummittel einge
spritzt wird. Am Ende der Mischkammer 7 ist eine quer abge
hende Expansionsdüse 10 angeordnet, deren Achse mit der Aus
trittsachse eines Druckluftventils 11 mit Stellrad 12 fluch
tet, um die über den Anschluß 3 eingeleitete Druckluft unmit
telbar nach dem Austreten in die Mischkammer 7 mit der Ze
mentschlämme-Schaummittel-Mischung innig zu vermischen, wobei
diese Mischung infolge des hohen Drucks unmittelbar in der
Expansionsdüse 10 zu einem Zementschaum mit geringem Schaum
gewicht aufschäumt, so daß zum Weitertransport dieses ferti
gen Zementschaums zur Verarbeitungsstelle überhaupt keine
weitere Pumpe od.dgl. mehr erforderlich ist. Der hohe Druck
von ca. 25 bar in der beispielsweise als 3/4′′-Leitung ausge
bildeten Schaumleitung, die an den Anschluß 5 angeschlossen
werden kann, ermöglicht ein selbsttätiges Weiterfördern die
ses Schaums auch in höhere Stockwerke, da das Gewicht des
Schaums in einer 10 oder 15 m langen Leitung immer noch so
gering ist, daß der hohe Druck in der Expansionskammer nach
wie vor zur selbsttätigen Förderung ausreicht.
Die verschiedenen Ventile und Düsen 6, 8, 11 und 10 sind be
vorzugt als auswechselbare Teile 6a, 8a, 11a und 10a in ent
sprechende Bohrungen des Grundkörpers 1 einschraubbar, so daß
ein sehr einfacher Austausch bei etwaigen Beschädigungen oder
aufgrund eines Verschleißes im Gebrauch problemlos möglich
ist.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbei
spiel beschränkt. Neben der bereits eingangs angesprochenen
Möglichkeit der Herstellung auch anderer Bauschäume, bei
denen anstelle von Zement ein anderes Bindemittel verwendet
wird, ließe sich selbstverständlich die Anordnung der Düsen
auch in anderer Weise realisieren. Wesentlich ist aber die
quasi einstufige Aufschäumung unter Vermeidung des bisherigen
zweistufigen Verfahrens, bei dem ein fertiger Schaum erst
nachträglich mit dem Bindemittel vermischt wird.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von Zementschaum, wobei Zement
schlamm unter hohem Druck in eine Mischkammer einge
spritzt und dort mit einem Schaummittel vermischt wird,
die Zementschlamm-Schaummittel-Mischung infolge des hohen
Drucks einer der Mischkammer unmittelbar dahinter ange
ordneten Expansionsdüse zugeleitet wird, in die dosierte
Druckluft eingeblasen wird und in der die Mischung zu ei
nem Zementschaum aufschäumt.
2. Verfahren zur Herstellung von Zementschaum nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zementschlämme unter ei
nem Druck von 25 bar in die Mischkammer eingespritzt
wird.
3. Verfahren zur Herstellung von Zementschaum nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft unter ca. 8
bar in die Expansionsdüse eingeblasen wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Ventil
block (1) mit Anschlüssen (2, 3, 4, 5) für die Zement
schlämme, das Schaummittel und Druckluft sowie eine abge
hende Schaumleitung, wobei die Austrittsachse der Ein
spritz-Mischdüse (6, 8) für die Zementschlämme-Schaummit
tel-Mischung quer, im wesentlichen senkrecht zur mit der
Austrittsachse der Drucklufteinspritzdüse (11) fluchten
den Expansionsdüse (10) steht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einspritzdüsen (6, 8, 11) für Zementschlämme, Schaum
mittel und Druckluft als Dosierventile mit von außen be
tätigbaren Einstellrädern (16, 9, 12) ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Einspritzdüsen auswechselbar in einem die
Verbindungsbohrungen zu den äußeren Anschlüssen sowie
zwischen verschiedenen Einspritzdüsen aufweisenden Block
angeordnet sind.
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