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Verfahren zum Herstellen von Beton Beim Herstellen von Beton, insbesondere
von Betonformteilen, hat das Rütteln der in die Schalung bzw. in die Form eingebrachten
Betonrnischung besondere Bedeutung erlangt und ist häufig besonders dann angewendet
worden, wenn wasserarme Mischungen verarbeitet und damit hohe Druckfestigkeiten
erzielt werden sollten.
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Bei den üblichen Rüttelverfahren wird das Gut ausschließlich in der
Form gerüttelt. Bei einem neueren Verfahren, das die Gleitverhältnisse zwischen
den Gemengeteilchen weniger mechanisch als chemisch beeinflussen will, indem durch
besonders hochfrequente Sch-, ingungen der thixotrope Zustand des Gemenges angestrebt
wird, wurde festgestellt, daß ein entsprechendes Rütteln des noch nicht eingeforrnten
wasserarmen Betongemisches oder eines Teils seiner Bestandteile die dort angestrebten
Wirkungen erhöht, wobei aber nach dein Einformen das Gut von neuem gerüttelt werden
muß. Die Erfindung hat mit dieser Zielsetzung des Rüttelns nichts zu tun. Sie erreicht
ihr Ziel auch bei Mischungen mit einem Wasser-Zement-Faktor, der oberhalb des durch
Rütteln bisher angestrebten niederen Bereichs liegt. Sie versucht, die beim Rütteln
beobachtete Tatsache, daß die dabei erzeugte Plastizität der Betonmischung bei Beendigung
des Rüttelns mehr oder weniger schnell wieder verschwindet, für die Verkürzung der
Einformungszeit auszunutzen. Die Erfindung erreicht ihr Ziel dadurch, daß die Betonmischung
in einem Zustand in die Form eingebracht wird, in dem sie ihre durch Rütteln gewonnene
Plastizität nach dem Aufhören des Rüttelns so schnell wieder verliert, daß der Beton
bzw. der Formling unmittelbar nach seiner Formung entschalt bzw. aus der Fom entfernt
werden kann.
Dadurch wird eine neuartige Verarbeitungstechnik erreicht,
die vergleichbar ist mit der Verarbeitung thermoplastischer Massen, deren physikalisch-chemisches
Verhalten, in der Hitze und/ oder bei Druck formbar zu sein und z. B. bei Raumtemperatur
fest zu werden, zur Massenherstellung von Formlingen in der Preß- und Spritztechnik
mit großer Wirtschaftlichkeit ausgenutzt wird. In Annäherung an diese :Methoden
kann nach der Erfindung auch bei Beton verfahren «-erden. Der Formling hat infolge
der erzielten Beschleunigung des Wiederfestwerdens der Masse nach dem Rütteln nach
dem Verformungsvorgang bereits eine Formfestigkeit, die es gestattet, den Formling
so schnell wieder auszustoßen wie etwa hei rohen Ziegeln oder sonstiger keramischer
Rollware.
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Für diese Beschleunigung bestehen verschiedene \lögliclikeiteti. So
kann man entweder auf den Abbindevorgang Einfluß nehmen, oder aller man kann den
Rüttelvorgang so legen und gestalten, claß eine itn Verhältnis zum Wassergehalt
übermäßige Verflüssigung eintritt, die beim Aufhören des Riittelns entsprechend
schnell wieder ztt verschwinden bestrebt ist.
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1# ür ersteren Weg empfiehlt es sich besonders, den Zement so vorzubehandeln,
daß der Abbindevorgang schon vor dem Anmachen der Betonmischung eingeleitet und
sein Ablauf in der Mischung beschleunigt wird (Aktivieren des Zements).
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lin einzelnen kann dies z. B. dadurch geschehen, @iaß der Zementanteil
der Betonmischung mindestens teilweise mit relativ hohem Wasseranteil, gegebenenfalls
unter Zugabe von Alkali und/oder Wasserglas und Benetzungsmitteln, zu einer Vorlnischung
angemacht und erst nach mehrstündigem Stehen, gegebenenfalls zusammen mit dem Rest
des Zementanteils der Betonmischung (Frischzement) zur fertigen Mischung verarbeitet
wird. Rühren vor (lern Stehen erhöht die Wirkung.
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Durch dies Abstehen ist der Abbindevorgang in (lern Zement bereits
eingeleitet, jedoch in einer Weise, die das Plastischwerden durch Rütteln nicht
behindert, wohl alter das Wiederverschwinden der Plastizität beim Aufhören des Rüttelns
der Mischung sehr beschleunigt. Außerdem wirkt das beim Abstehen anfallende Überschußwasser
als Katalisator für den Abbindervorgang im Frisch-Zement.
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Hier münden die Maßnahmen zur Beschleunigung des \\'iederfestwerdens
der durch Rütteln plastisch gewordenen Masse in den anderen ollen angedeuteten Weg:
Ausgestaltung des Rüttelvorgangs zur Erzielung übermäßiger Plastizität. Hierzu eignet
sich ein nicht zum Stand der Technik gehörendes Rüttelverfahren, bei dem als zweckmäßig
vertikal schwingendes Organ eine mit Durchlässen versehene Unterlage, z. B. ein
Siebsatz, verwendet wird, durch die das steif angemachte Schwingungsgut hindurchgerüttelt
wird. Da dies Rüttelverfahren bei normalen Frequenzen gestattet, einen steifen Zement-Wasser-Brei
von der Konsistenz eines Kitts in den tropfbaren Zustand zu bringen, ist es mit
seiner Hilfe möglich, den beim Abstehen der Zement-\\'asser-Vorinischung abgesetzten
steifen Brei der mit dem Überschußwasser angemachten Mischung aus Frischzement und
Zuschlägen zuzutropfen.
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Um die durch die Aktivierung des Zements unter Umständen bewirkte
Herabsetzung seiner Mischbarkeit aufzuheben und darüber hinaus die Plastifizierung
des Betongemisches noch weiter zu fördern, ist es zweckmäßig, der Mischung Zuschläge
beizugeben, die den Übergang in den plastischen Zustand beschleunigen; als solche
Zuschläge können hydratisierbare Stoffe, z. B. stark aktivierte Tonerde, in Frage
kommen.
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Neben der für die Formgebung besonders wichtigen Wirkung der Zementaktivierung
auf die Beschleunigung der Rückkehr des Gemisches aus dem durch Rütteln gewonnenen
plastischen Zustand in den ursprünglichen breiig festen ergab sich die weitere Wirkung
einer ganz erheblichen Steigerung der Frühdruckfestigkeit. Es ist oft nicht ratsam,
die Betonmischung allzu wasserarm zu verarbeiten, da mit aktiviertem Zement höhere
Festigkeitswerte erzielt werden können als bei geringerem Wassergehalt mit Normalzement.
Außerdem ist dann die bei geringerem Wassergehalt beobachtete Gefahr mangelnder
Dichtigkeit der besonders schnell abbindenden Betonmischung vermieden, welcher Mangel
die festigkeitserhöhende Wirkung der Aktivierung wieder aufheben könnte. Wird aber
Wert darauf gelegt, das Letzte an Festigkeit herauszuholen, so empfiehlt es sich.
zusätzlich zum Einrütteln der Betonmischung diese noch einzustampfen.
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Das Verfahren nach der Erfindung sei an einem Beispiel erläutert:
a) iooo g Normalzement werden mit Zoo bis goo ccin Wasser unter Zusatz von 5 bis
io g Wasserglas in einem Gefäß mit Quirl bei etwa 300 l'/miti ß bis 12 Stunden
behandelt (Raumternperatur i8° C). Der flüssige Brei bleibt to bis t 2 Stunden stehen.
Es entsteht ein fester Zementbrei mit überschüssigem Anniacliwasser.
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b) iooo g Normalzement «-erden mit 6 bis to kg Feinsand günstiger
Kornverteilung mit Größtkorn von 3 mm Durchmesser trocken gemischt.
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c) Darin wird die durch die -Maßnahme a)' entstandene Wasser-Zetnent-Mischung
beigemischt, in-(lern entweder das Produkt des Allstehens vorher. nochmals kurz
zu einem zähflüssigen Zementbrei aufgequirlt und der Mischung b) zugegeben wird
oder indem die Mischung b) zunächst nur mit dem Überschußwasser von a) gemischt,
evtl. unter weiterem Wasserzusatz, und dann der steife Brei von a) Tiber einen Rüttler
besonderer Art, der weiter unten beschrieben ist, in diese Feinbetonmischung eingetropft
wird.
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d) Diese Feinbetonmischung c) wird ihrerseits mit einem zweckmäßig
dein elfen er,%vähnten ähnlichen Rüttelgerät, das auch weiter unten beschrieben
ist, bis zur tropfbaren Konsistenz plastifiziert und zweckmäßig unmittelbar in die
gerüttelte Form oder Schalung eingetropft. Sofort nach beendigtem Rütteln, z. B.
beim Herunternehmen der Form
vorn Riitteltiscli, verscliwin(let
die Plastizität so rasch, (1a13 unmittelbar danach ausgeformt werden kann.
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Durch die Aktivierung erbalten Teile des verwendeten Zementanteils
eine gewisse Bindigkeit. Diese teilt sich bei der Mischung sehr rasch dem Frischzement
mit und inaclit die Gesanftbetoninischung bindig. Die Wirkung von Vibration auf
solch bindige Gennische ist besonders gut, da die erhöhte verklebende Wirkung des
"Zementleims nötig ist, um den Zusaniinenlialt des Betons während des Rüttelis zu
gewährleisten, damit die Zuschlagteile \-erscliiedener Größe bei kräftiger Einwirkung
der Vibration keine zu unterschiedlichen Bewegungen ausführen, was zu Auflockerung
und Entmischung führen würde, aber nicht zu einem zä liflüssigen. bei Aussetzen
der Vibration rasch erstarrenden Drei. 1>1e hohe Bindigkeit des fertig geformten
Teils ergibt die erhöhte Frühdruckfestigkeit, ela der Abbindevorgang schon weitgehend
eingeleitet wird.
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Bei größeren und längeren Formen empfiehlt es sich, das Rüttelgerät
über der Form oder diese unter dem Gerät verschiebbar anzubringen. Gegebenenfalls
kann aber auch (las tropfbare Rüttelgut durch gerüttelte Transportrinnen usw. in
diesem Zustand der Form zugeführt werden.
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Als nicht zum Stand der Technik gehörendes Mittelorgan sind vertikal
schwingende Siebsätze verwendet, auf die der steife Mörtel aufgebracht wird und
durch die er liindurchtropft. Für Zementnnö rtel ist ein Satz finit Loch- bzw. flaschenweiten
von i mni, o.5 nim, o.t bis 0,2 mm vorgesehen; für Feinbeton finit Koriliöchstgr<il.3e
v011 3 nim ein Satz von 2 bis 3 Sielten mit unter sich gleichem Lochdurchnnesser
v011 4 bis 3 Inn'. 1)1e Schwingung hat eine Frequenz vori z. 13. ioo 1-iertz und
eine Weite von z. 13. o.8 bis 1,2 mm.
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Für grolle Betoninisclitingen mit Ztisclilägeii finit Höchstdurchmesser
30 bis 70 nun werden senkrecht stehende Profilstäbe als schwingende Organe
ge-\=.-ählt, an denen entlang die Betonmischung nach unten auf eine schiefe Ebene
gerüttelt wird, von der die verflüssigte Mischung abtropft.