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Vorrichtung zum Herstellen von luftfreiem Beton, Mörtel oder ähnlichen
hydraulischen Mischungen Bekanntlich werden die Eigenschaften des Betons und des
Mörtels durch Entgasung verbessert. Man hat auch schon versucht, einen Betonbehälter
nach der Füllung luftleer zu machen, ist aber hierbei auf Schwierigkeiten gestoßen,
da der Zementstaub in die Luftpumpe eingesaugt wurde. Diese Schwierigkeit wurde
vermieden, indem man die Mischung vor dem Absaugen der Luft befeuchtete und knetete,
um die Luftemulsion erst entstehen zu lassen und dann zu zerstören. Man kann aber
auf diesem Wege keine vollkommene Entlüftung erzielen, denn die feinen Luftblasen
der Emulsion lassen sich schwer austreiben. Außerdem bleibt immer in dem Beton,
und zwar auch unter den günstigsten Umständen, Luft von demjenigen Druck zurück,
bis zu welchem die Luftleere gebracht wird. Dieser Druck ist nicht ganz unerheblich,
da man im Betrieb keine Präzisionsluftpumpe anwenden kann.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, mit der man vollkommen
luftfreie Betons unmittelbar herstellen kann, ohne daß eine Luftpumpe im gewöhnlichen
Sinn verwendet werden muß.
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Die Vorrichtung enthält in der Hauptsache einen starren Behälter,
der durch eine Tür geschlossen werden kann, die gegen den Außendruck abgedichtet
ist, und der durch eine nachgiebige und dehnbare Wand, beispielsweise aus Kautschuk,
in zwei Räume geteilt ist, nämlich in einen Außenraum, der zur Aufnahme des Kieses,
des Sandes, des Zementes und des Wassers bestimmt ist und in dem die Mischung erfolgt,
und in einen Innenraum, in den man mit Hilfe einer Pumpe Wasser einströmen oder
ausströmen läßt, um den Rauminhalt des äußeren Raumes zu ändern.
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Die ganze Vorrichtung bildet demnach eine Luftpumpe mit sehr hoher
Ausbeute. Die Tür iibernimmt dabei die Rolle eines Ventils und die durch das Wasser
bewegte biegsame Zwischenwand diejenige des Kolbens. Das Ganze kann so in Bewegung
gesetzt werden, daß die Mischung der eingeführten Mischbestandteile in dem veränderlichen
Raum erfolgt.
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An Hand der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung wird die Erfindung
beispielsweise erläutert, und zwar ist Fig. I ein Schema der Vorrichtung in senkrechtem
Schnitt, Fig. 2 ein waagerechter Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. I.
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Fig. 3 und + sind Abänderungen an der Vorrichtung.
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Der Behälter besteht aus starren Blechwänden A. Er ist um die Zapfen
T, T1 drehbar und enthält eine Tür P, die gegen äußeren Druck abgedichtet ist. Innerhalb
des Behälters befindet sich eine Scheidewand aus Kautschuk S, die einen inneren
Hohlraum C1 zwischen sich und der Wand des Behälters und einen äußeren Hohlraum
C bildet. Die Scheidewand ist in der Weise befestigt, daß ihr äußerer Rand zwischen
den beiden geflanschten und mit Bolzen dicht verbundenen Teilen Al, A2 des Behälters
eingedrückt ist.
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Einer der Zapfen T ist hohl. Man kann durch ihn Wasser in den Raum
C1 mit Hilfe einer Pumpe P, und eines Rohrstutzens 1 einströmen lassen, der unter
der Belastung des äußeren Wassers steht, um den Eintritt von Luft zu verhindern,
und die Umdrehung von A unabhängig von P, zuläßt. Die Pumpe P1 kann eine Flüssigli-eit,
beispielsweise Wasser, aus einem Behälter R in den Raum C1 führen oder umgekehrt
die Flüssigkeit aus dem Raum C1 in den Behälter R zurückführen. Dies geschiebt mit
Hilfe eines Systems von Rohren und diesen zugeordneten Hähnen R1, R2, die auf den
Ansauge- und Rückdruckleitungen der Pumpe angeordnet sind.
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In seinem oberen Teil des Behälters 24 sind mehrere Stangen Q eingebaut,
die zum Kneten bestimmt sind.
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Der Behälter wird in der folgenden Weise betrieben: Wenn A so angeordnet
ist, daß die Tür P sich oben befindet, so öffnet man diese und füllt die Höhlung
C mit Kies, Sand, Zement und Wasser wie einen gewöhnlichen Betonbehälter. Die Stoffe
besitzen ein Gesamtvolumen V und enthalten in ihren Zwischen räumen ein Luftvolumen
V,.
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Man schließt hierauf die Tür und läßt Wasser in die Höhlung C, so
einströmen, daß das Volumen der Höhlung C gleich V wird.
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Sie ist dann vollkommen von den zu mischenden Stoffen erfüllt. Soweit
Luft, abgesehen von der in den Zwischenräumen vorhandenen, enthalten ist, entweicht
sie durch die Tür.
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Man saugt nun das zwischen A und S enthaltene Wasser an, bis das
Volumen C1 etwa Null wird. Da die Tür im Sinne des Drucks dicht hält, dehnt sich
die in den Zwischenraumen eingeschlossene Luft in dem Raum aus, der oberhalb des
Betons liegt, und zwar bei einem Druck, der gleich Ps V1 + V2 ist, wo P der atmosphärische
Druck, V1 das Volumen der Zwischenräume der Stoffe, V2 die Volumenverminderung des
Hohlraumes CX ist.
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Es ist nun leicht, so zu arbeiten, daß V im Verhältnis zu V, sehr
groß wird. Man erhält dann ein hohes Vakuum. Hierauf versetzt man den Betonbehälter
in Umlauf um seine Achse. Das Durchmischen erfolgt so gleich im Anfang in einem
teilweisen Vakuum, das praktisch in der Mehrzahl der Fälle ausreicht. Wenn man nach
einigen Umdrehungen die Bewegung von X unterbricht, und zwar in einer Stellung,
in der die Tür oben liegt, und wenn man dann Wasser in C, eintreten läßt, bis der
Druck wieder dem Atmosphärendruckgleicht, soergibtsich, daß infolge der Durchmischung
das Volumen des Stoffes Vi < V geworden ist und daß die ursprünglich in den Zwischenräumen
der Mischmasse enthaltene Luft über dem in der Bildung begriffenen Beton schwimmt.
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Wenn man nun weiter Wasser in C1 einströmen läßt, so vermindert man
C, bis die Luft, die über dem Mörtel schwimmt, durch die Verbindung durchsickert.
Auf diese Weise entfernt man die gesamte Luft mit Ausnahme etwaiger Blasen, die
auch in dem Beton eingeschlossen sind. Diese bestehen nur aus einer kleinen Menge,
da das Durchmischen bei weitgehender Luftleere erfolgt ist. Außer der Luft entfernt
man gegebenenfalls den Wasserüberschuß. Wenn man den Raum C, ein zweites Mal entleert
und dann den Betonbehälter in Gang setzt, so beendet man das Durchkneten in einem
luftleeren Raum, dessen Luftleere in der Nähe der vollkommenen Luftleere liegt.
Man kann die in dem Beton noch verbliebene Luft in einem dritten, vierten usw. Arbeitsgang
entfernen. Die Luft nimmt bei jedem Arbeitsgang in geometrischer Progression ab.
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Wenn das Durchmischen und das Entlüften beendet sind, so öffnet man
die Tür in der oberen Stellung und schwenkt dann den Behälter herum. Man kann das
Ausleeren erleichtern, wenn man sich einer hydraulischen Einrichtung bedient, die
durch die Pumpe betätigt wird und abwechselnd einen der Zapfen T hebt und herabfallen
läßt. Man kann auch irgendeine andere Anordnung verwenden, um Stöße oder Erschütterungen
hervorzurufen.
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Der Apparat hat vor gewöhnlichen Betonbehältern, abgesehen von der
Entgasung, noch die folgenden Vorzüge: Er erleichtert die Reinigung, da der Kautschukbehälter
nach außen gezogen werden kann und seine Deformierung das Ablösen des Zements, der
etwa abgebunden ist, erleichtert.
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Der größte Teil der Abnutzung wird verhindert, da der Kautschuk eine
große Widerstandsfähigkeit besitzt.
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Die Pumpe und der Behälter R können auch verwendet werden, um dem
Behälter Wasser zuzuführen.
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Es ist möglich, mit der Luft durch die Fülltür von C einen Teil des
Anrührwassers, welches über dem Beton schwimmt, zu entfernen und auf diese Weise
genau die Wassermenge durch Entfernung des Überschusses zu regeln. Hierdurch kann
man gleich im Anfang den Zement mit einem Wasserüberschuß in Berührung bringen und
damit die Zwischenräume, welche der Luft dargeboten werden, vor dem Beginn des Arbeitens
vermindern und das Umrühren erleichtern.
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Die Anordnung und Bewegung des Behälters erfolgen leichter, da nur
eine einzige Drehbewegung in Zapfen von normalem Durchmesser genügt. Die Zapfen
befinden sich in der günstigsten Stellung, so daß sie vor dem Zement geschützt sind.
Man kann daher das Durchrühren, die Einstellung zum Zweck der Füllung oder das Ausleeren
anders als bei üblichen Behältern ausführen. welche entweder mit zahlreichen Bewegungen
arbeiten oder mit Kränzen auf Rollen versehen sind, die bei der Erfindung wegfallen.
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Man kann die Form der Teile der Vorrichtung in verschiedener Weise
ändern, an Stelle des Kautschuks ein anderes nachgiebiges Material verwenden oder
an Stelle der Drehung um eine Achse eine andere Bewegungsweise benutzen, ohne damit
den Rahmen der Erfindung zu verlassen; insbesondere kann man die Tür mit einer selbsttätigen
Öffnungseinrichtung ausstatten und ihre Bauart abändern. Der Boden des Behälters
kann mit einem ReinigungshahnRs versehen sein, um jede Spur von Luft aus dem Hohlraum
C zu entfernen.
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Bei der beschriebenen Ausführung wird die Tür durch mechanische Mittel,
z. B. mit Hilfe eines Schraubenrades, abgedichtet, das auf einem Verriegelungsträger
gestützt ist. Hierbei muß man natürlich während der Entlüftung gewisse Handgriffe
anwenden, um die Abdichtung aufzuheben und das Entfernen der Luft und der Gase zu
ermöglichen und diese Abdichtung für das Durchrühren wieder herzustellen.
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Man kann sich auch eine Vorrichtung vorstellen, bei der die Tür selbsttätig
wie ein Ventil wirkt, sich also hermetisch gegen einen Sitz stützt, sobald der äußere
Druck den Druck ; im Innern übertrifft, und im entgegengesetzten Falle von ihrem
Sitz abgelöst wird. Eine solche Tür kann z. B., wie in Abb. 3 dargestellt, mit Hilfe
einer Metallscheibe U ausgeführt werden, die an ihrem Umfang mit einem Isautschukring
V versehen ist.
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Um die Wirkung des Kautschuks wirksam zu gestalten, muß der Sitz
Uj der Tür auf dem Gefäß reingehalten werden. Man kann dies erzielen, indem man
den Sitz mit einer gewissen Wassermenge abwäscht, z. B. mit Hilfe des Wassers, das
für die Herstellung des Betons in den Behälter eingeführt wird.
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Eine vorteilhafte Einrichtung besteht darin, daß das Wasser durch
den zweiten Zapfen einem Rohr T2 zugeführt wird, das mit diesem verbunden ist und
zu einer ringförmigen Leitung, führt, die rings um die Oberfläche des Sitzes angebracht
ist und entweder mit Öffnungen T4 oder mit einem kreisförmigen Spalt durchsetzt
ist, der über dem Sitz mündet.
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Man kann auch, um die Tür zu bilden, eine einfache Rautschukscheibe
V1 verwenden, die mit einem Metallring V2, wie in Abb. 4 dargestellt, armiert ist.
Diese Scheibe wird unter der Einwirkung des Vakuums dicht gegen den Rand der Öffnung
des Behälters gedrückt und hebt sich, um Luft und Gase durchzulassen, wenn der Druck
in dem Behälter größer als der atmosphärische Druck wird. Das Auswaschen des Sitzes
kann auch durch ein Überfließen von Wasser, das aus der ringförmigen Leitung stammt,
herbeigeführt werden.
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Die Deformierung der Kautschukscheibe, welche unter der Einwirkung
des Vakuums die Tür bildet, kann auch nebenbei dazu dienen, um mit Hilfe eines Stabsystems
eine Einrückung in Gang zu setzen, welche die Bewegung des Behälters verhindert,
falls aus irgendeinem Grund die Luftleere im Innern des Behälters nicht ausreichen
sollte, beispielsweise infolge eines Dichtungsfehlers in der Tür.
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Dieses Einrücken erfolgt ebenfalls so, daß die Drehung des Behälters
beibehalten wird, wenn die Luftleere im Laufe der Drehung des Behälters zerstört
werden sollte.
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Die Ingangsetzung dieser Einrückvorrichtung, welche den Umlauf verhindert,
solange die Luftleere in dem Behälter keinen bestimmten Wert erreicht hat, erfolgt
natürlich vollkommen unabhängig von der Ausbildung der Tür, welche also auch in
anderer Weise ausgeführt werden kann. Das Einrücken wird beispielsweise durch den
Druck geregelt, der in der Ansaugeleitung der Pumpe P1 herrscht, die dazu dient,
das Wasser aus dem Hohlraum Cr herauszuziehen und aus C die Luft zu entfernen.