DE849072C

DE849072C - Verfahren und Geraet zur Herstellung einer duennfluessigen Zementmischung oder von Beton

Info

Publication number: DE849072C
Application number: DEC2817A
Authority: DE
Original assignee: Colcrete Ltd
Current assignee: Keller Colcrete Ltd
Priority date: 1939-09-12
Filing date: 1950-09-30
Publication date: 1952-09-11
Also published as: FR948726A; GB536444A

Description

Verfahren und Gerät zur Herstellung einer dünnflüssigen Zementmischung oder von Beton

Die l:rCn(litng 1i; zi@ltf sich auf die 7til)ereitittig

einer dünnflüssigen Zctneittniiscliung zn.r Verwendung

für die Herstellung von Beton.

In der britischen Patentschrift 328 030 ist ein Ver-

fatiren zur Bereitung einer dünnflüssigen Zement-

iniscliung ztir Herstellung von Beton durch kräftiges

Verriiliren des Zementes mit Wasser in einem Rühr-

gerät bescliriehen worden, <las vorzugsweise mit hoher

Drehzahl angetrieben wird Lind mit oder oluie Ah-

sangting der Luft aus der Masse betrieben wird.

1n der britischen

412 556 ist die Her-

stelliuig einer dünnflüssigen Zementmischung be-

sctuie@hen «Borden, h:,i welcher zuerst Zement, Wasser

und Sand oder ein anderer feinkörniger mineralischer

Ztisclilagsto>ft gemischt wird und dann das Gemisch

einer innigen Verinischting zwischen eng nebenein-

anderliegenden, jedoch miteinander nicht in iNfalilherührung stehenden Flächen, die eine rasche Relativbewegung ausführen, zugeführt wird.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer dünnflüssigen Zementmischung, das darin besteht, Zement und Wasser zuerst in einer Rolloidmülile einer innigen Vermischung zuzuführen, so daß eine dünnflüssige Zementmischung entsteht, worauf dieses Gemisch mit Sand oder einem anderen verhältnismäßig grobkörnigen Zuschlagstoff in einer weiteren Mischmaschine einer weniger innigen Vermischung unterworfen wird.
Diese weniger innige Vermischung kann in einer Mischmaschine <ltirchgeführt werden, die mit Paddeln, Schlagarmen oder Schaufelrädern ausgerüstet ist, wobei der zweite Mischer als Schleuderpumpe wirken kann, die das fertige Gemisch unter Druck durch eine Leitung der Arbeitsstelle zuführt.
Wenn ein sehr feiner mineralischer Zuschlagstoff, dessen Feinheit mit der des Zements vergleichbar ist, zugesetzt wird, so kann dieser gegebenenfalls zusammen mit dem Zement in die Mühle gegeben werden.
Die dünnflüssige Zementmischung kann beispielsweise hergestellt werden, indem man zuerst 5o kg mit 28,5 bis 36 1 Wasser innig vermischt und dann 5o bis 75 kg Sand unter weniger inniger Vermischung zuschlägt.
Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß, wenn Zement in der ersten Maschine innig mit Wasser gemischt wird, jedes Zementpartikel von dem anderen getrennt und für sich selbst in Wasser suspendiert ist. Hierdurch wird jede Niederschlagsbildung und die scheinbare Dichte der Flüssigkeit beträchtlich erhöht. Wenn nun Sand diesem dünnflüssigen Zementgemisch zugeschlagen wird, so daß jedes Sandpartikel im Gemisch verteilt wird, läßt sich feststellen, daß der Sand wenig Neigung hat, sich auszusondern, und das gesamte Gemisch als eine Masse abbindet ohne wesentliche Ausscheidung von Wasser.
Um sicherzustellen, daß jedes einzelne Teilchen Zement für sich in Wasser suspendiert wird, ist eine intensive Mischung von Zement und Wasser erforderlich. Um das gleiche Ergebnis mit Sand und Wasser zu erzielen, ist eine weniger intensive Mischung erforderlich, weil die Sandteilchen größer als die Zementteilchen sind. Daher wird nach der vorliegenden Erfindung der Zement zunächst iniensiv mit Wasser vermischt und der Sand hiernach unter weniger intensivem Mischen zugesetzt. Wenn der Sand gleichzeitig mit dem Zement mit Wasser vermischt werden würde, so würde ein unnötiger Energieverbrauch entstehen, wobei ein Teil dieser Energie wahrscheinlich zu einem unnötigen Zermahlen eines Teiles der Sandkörnchen zu größerer Feinheit verbraucht werden würde.
Es wird daher vorgeschlagen, wie folgt zu verfahren Es sind zwei gesonderte Mischer vorgesehen, die vorzugsweise von einer Welle aus angetrieben werden. In dem einen, der aus einem mit hoher Drehzahl angetriebenen Rührwerk besteht, werden Zement und Wasser allein gemischt. Das Gemisch wird dann auf den zweiten Mischer übertragen, in welchem Sand zugeschlagen wird. Für den zweiten Mischer ist keine solche innige Vermischung vorgesehen, sondern eine völlig gleichmäßige Verteilung des Sandes in der Masse, die sich auf einfache Weise erzielen läßt. Es sind infolgedessen keine eng nebeneinanderlicgenden, rasch beweglichen Flächen vorhanden.
Zur Vereinfachung der Messung wird der Sand mit Wasser bedeckt und in diesem Zustand zugeführt, wobei das Wasser in dem ersten Mischer abgelassen wird, um einen Ausgleich für das mit dem Sand zuviel zugeführte Wasser zu schaffen.
Wenn man auf diese Weise vorgeht, kann die Härte des nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Betons stark erhöht werden.
Die Härte des Betons erhöht sich nach einer Exponentialfunktion in dem Maße, wie sich das Wasser-Zement-Verhältnis vermindert. Dieses Verhältnis muß also auf einem Mindestwert gehalten werden und kann beträchtlich reduziert werden durch Mischen von Wasser und Zement allein, da durch das Vermeiden des Aufbrechens des Sandes die notwendige Verdünnung für das Dünnflüssigmachen mit einer geringeren Gesamtwassermenge erzielt werden kann.
Es ist bisher üblich gewesen, dem Beton bestimmte Zusätze beizumischen, um besondere Eigenschaften zu erzielen; so wird z. B. bei kaltem Wetter Calciumchlorid zugesetzt. Solche Zusätze können entweder im ersten Mischer gemacht werden, wobei sich eine unmittelbare Wirkung erzielen läßt, oder im zweiten Mischer, in welchem die Wirkung langsamer abläuft. Auf diese Weise läßt sich eine bisher nicht erzielbare Elastizität des Verfahrens erreichen.
Zement und Wasser können dem Mischer ununterbrochen zugeführt werden und in dem zweiten Mischer mit einer geeigneten Geschwindigkeit abgezogen werden, dem ein ununterbrochener Sandstrom zugeführt wird.
Beim Mischen eines Pulvers, beispielsweise Zement, mit Wasser nach Verfahren oder in Vorrichtungen der oben beschriebenen Art wurde in der Praxis festgestellt, daß, nachdem eine bestimmte 1Merige Pulver dem Wasser zugesetzt worden ist, die scheinbare Dichte so hoch wird, daß zusätzlich zugesetztes Pulver nur mehr auf der Oberfläche schwimmt und nicht mehr eingemischt werden kann, wenn nicht eine Vormischung vorgenommen wird.
Hierdurch wird die Anwendbarkeit des Verfahrens beschränkt; denn es ist sehr häufig notwendig, mehr Pulver zuzumischen, als durch (las direkte Verfahren vermischt werden kann. Die Erfindung beschreibt nun eine Einrichtung, mittels welcher dieses Vormischen durchgeführt werden kann.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung geschieht das Vormischen von Zement und Wasser durch eine zwangsläufige Verwirbelung, die durch zusätzliche Mittel zu der Normalwirkung der Kolloi(1-mühle bewirkt wird, beispielsweise mittels eines Paddels oder durch tangentiale Einführung der Masse in einen Behälter.
Die Beschickung wird in einem ständigen Kreislauf zwischen der Mühle und der Mischmaschine und einem Behälter bzw. einem trichterförmigen Behälter gehalten, wobei Mittel zur Erzeugung einer Wirbelbewegung in diesem Behälter vorgesehen sind.
Die Verwirbelung wird vor zugsweise durch tangentiale Zufuhr der umlaufenden Masse in dem Behälter erzeugt, sie kann jedoch auch durch ein Paddel bewirkt werden. Oberhalb der Kolloidmühle oder Mischmaschine, die vorzugsweise eine horizontale Achse hat, ist ein zylindrischer Behälter vorgesehen, der groß genug ist, um die gesamte zur Verarbeitung bestimmte Masse aufzunehmen. Der Behälter hat einen tangentialen Einlaß, der mit dem Auslaß der Mühle oder Mischmaschine verbunden ist. Außerdem sind Mittel vorgesehen, um eine Zirkulation der Masse durch die Mühle oder Mischmaschine zu bewirken.

Die Kolloidmühle kann aus mindestens zwei eng nebeneinanderliegenden Flächen bestehen, die jedoch nicht miteinander in Mahlberührung stehen, sondern

eine rasche Rc`lativbc,wegung ausführen. Die eng

nebeneiriandcrliegendc`n Flächen bestehen vorzLigs-

weisc aus einer Scheibe oclcr cineni Rotor und einer

fes'tstcllenelcn Fhich(, wobei vorzugsweise auch beide

Fläclicn (lur S; llcitic verw-@ ndet w(@iden, die von einem

Spiralgcli;itisc r.nigclic`n sind mit Einrichtungen für

die Zufuhr der Masse auf beide Seiten der Scheibe,

wobei di(@ '@lülile als ihre eigene Umlaufpumpe

arbeitet.

Die Mülilc wird mit hoher Gcschwiiidigk(it

(i5oo U,niin) in Drehung v(rsetzt, was einer Um-

faligSgescliw'ill(IigkUit von (-twa 23 m'sec ergibt. Die

ztt verwendende Flüssigkeit wird in den Behälter ein-

1111d in raschen Umlauf durch die Mühle und

den BAl:iltur versetzt, so daß eine zwangsläufige V(r-

wirl>elung stattfindet. Das trockene Pulver wird dem

lie1,lt-"ilt(@r üll(r ((in Scliritel c-itics Kegels zugeführt,

der ain oberen Ende des Behälters befestigt ist, so

(laß es wie eine Dusche oder ein Vorhang in die ver-

wirbelnde Flüssigkeit fällt. Atit diese Weise wird es

nach unten gebracht und a nf s(inein \\'eg zur Mühle

vorgeniischt.

Eine bei-()rzugte Attsführi:;7gsform einer Maschine

zur Durchführung des oben beschriebenen Ver-

fahrcns ist ini nachstchcnden unter Bezi,gnahme auf

clic Zcicliiiaiigeri nälicr beschrieben.

Fig. i zeigt eine Endansicht der Maschine,

Fig. -2 eine perspektivische Darstellung;

Fig.3 zeigt einen Seitenriß;

Fig..f zeigt eine Einzeldarstellung des Sand-

mischers;

Fig. 5 ist eine Draufsicht der Maschine;

Fig.6 zeigt eiric weitere Einzelheit des Sand-

misclit rs.

Die l?iuriclitilng besteht aus einer auf einem Fahr-

gestell 2 gelagerten Antriebsmaschine i sowie aus

eincrn Ständer 3 zum Abstützen des Fahrgestells und

den R:idcrn f. Das Schwungrad 5 der Antriebs-

maschine hat eine Doppelriemenscheibe 6, die an

dicscr gelagert ist und die Mühlen ii bzw. 12 mittels

der @icm:n 7, 1 und der Riemenscheiben (), io

antreibt.

Die Dlülil(` ri besteht aus einer losen, auf einer

Welle sifzcn@lcn Scheibe, die sich mit einem Spiel von

etwa 3 inin atif jc(ler Seite der Scheihe zwischen

Platteil drt fit. 1>i(@ Scheibe liat Selbstzentrierung.

Die Mülik, 12 Ilast(ht aus cimin l1 akenkrctIzförmigen

Roter 13, d(1- at;f ciricr Welle 1.1 gelagert ist (Fig. 4

und 6) «n< in cincin Gehätlsc 15 umläuft, das aus

zwei Hälften 1; mid i8 besteht. Die Welle 14 tritt in

(las (-@@#Il@iuse (i1irch eine Büchse 1f> ein, welche eine

Guniinial)(liclititlig 2o entli:ilt. Das spiralförmige

Gcli;ieis@ hat (ins :ltislaßlcitilrg id, während mit 2r

lind 22 dir lii,ge,llcig;r 1>"zeicliiict sind, in denen dii,

Welle gelagert ist. Die Anordnung der Mühle ii ist

ähnlich, mit der Ali@rlahnle, (laß der Rotor in diesem

Falle (`ine Sclicil>c ist.

23 ilnd 23 sind Mischbehälter. Die dünnflüssige

Masse nimmt ihren Weg (furch die Auslässe 25 und -26,

die unten besclu-icbenen Auffangbehälter 27, 28, die

Mühlen ii und r2, die Auslaßleitungen i9 aus den

Mischern iin(1 ziiriick durch die taligeritial atigc-

orefnetell 1)üs@li 2c9 in die B(`li;ilter 23, 24#

Über eine Leitung 30 wird die Masse von einem Mischer in den anderen befördert, während 31 eine Auslaßleitulig ist.

Die Leitungen 19, 30, 31 sind unterbrochen und bestehen in ihren mittleren Teilen aus einem weiten Gummischlauch, der durch Klammern 35, welche durch Hebel 36, 37 betätigt werden können, gedrosselt werden kann, wobei die Hebel 36, 37 so angeordnet sind, daß, wenn ein Schlauch zusammengedrückt wird, der andere sich selbsttätig öffnet.
Am oberen Ende des Behälters 23 befindet sich ein Kegel 38.
Bei Zement kommt es trotz Verwendung von feingemahlenem Material immer vor, daß Eisensplitter von den Mahlkugeln beigemengt sind. Verständlich(#rweise können solche Eisensplitter, wenn sie nicht entfernt werden, eine Unterbrechung des B(triebcs der Mühle verursachen. Das Entfernen der Eisensplitter kann dadurch geschehen, daß man die Masse im Winkel der Mühle zuführt, so daß sich die Eisensplitter in den Auffangbehältern 27 und 28 sammeln und durch die Tür 39 entfernt werden können.
Bevorzugt ist die Verwendung beider Seiten des Rotors, obwohl auch nur eine Seite des Rotors in den Mühlen benutzt werden kann. Die Auffangbchältcr 27, 28 sind kastenförmig und mittels cil11,#s geeignet ausgebilcleteri Halses an einer kreisförmigen Öffnung in ihrer Oberseite und die Mühlen mit einer Längsöffnung in der Seitenwand derselben befestigt. Der Rotor arbeitet in zentraler Lage zu dieser letzteren Öffnung. Die zwangsläufige Verwirbelung ist wesentlich für die beabsichtigte Wirkung des Gerätes. Zu diesem Zweck müssen die; Behälter 23, 2:4 voll zvlindrischer Form sein und sollen durch geeignet bemessene Hälse mit den Kästen oder Auffangbehältern 27, 28 verbariden sein. Wenn der tangentiale Rücklauf der Masse aus irgendeinem Grunde unterbrochen wird, so kann die Verwirbelung im Behälter durch Stehenbleiben der Flüssigkeit völlig zum Stillstand kommen, so daß keine Vermischung mehr stattfindet.

Claims

PATENTavsPr,i'CHE: i. Verfahren zur Herstellung einer dünnflüssigen Mischung von Zement und Wasser, dadurch gekennzeichnet, claß zuerst Zement und Wasser in einer Kolloidmühle zur Bildung dünnflüssigen Zements innig vermischt werden, woraut (las Gemisch init Sand oder einem anderen grobkörnigen Zuschlagstoff unter weniger inniger Vermischung in einer weiteren Mischmaschine versetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet (furch innige Vermischung von etwa 5o kg Zement mit etwa 28 bis 36 1 Wasser in einer Kolloidmühle und nachträgliche Zumischung von etwa 5o bis 75 kg Sand unter weniger inniger Vermischung in einer weiteren Mischmaschine.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, (laß Zement und Wasser in einer Kolloidmühle einer innigen Vermischung zugeführt w( ,rden, worauf (las Gemisch einer Schleuderpunipenmischinaschine zugeführt wird, in welcher es mit Sand vermischt Lind als dünnflüssige Masse unter Druck durch eine Leitung zur Arbeitsstelle befördert wird.
4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vormischung von Zement und Wasser durch zwangsläufige Verwirbelung bewirkt wird, die durch zusätzliche Mittel zur Normalwirkung der Kolloidmühle erzeugt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwangsläufige Verwirbelung durch ein Paddel erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwangsläufige Verwirbelung durch tangentiale Einspritzung der Masse in einen Behälter erzeugt wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse rasch und ununterbrochen zwischen dem Behälter, in welchem die Verwirbelung statfindet, und der Mischmaschine oder Mühle in Umlauf gehalten wird. B. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Eisensplitter, Steine u. dgl. dadurch entfernt werden, daß man die Masse der Mühle oder dem Mischer im Winkel zuführt. g. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man den Zement vorhangartig in die verwirbelte Flüssigkeit fallen läßt. io: Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Wassers in der zweiten Stufe zugeführt wird. ii. Verfahren nach Anspruch 3 und g, dadurch gekennzeichnet, daß Zusätze von chemischen Stoffen entweder in der ersten oder in der zweiten Stufe beigemischt werden. 12. Gerät zur Herstellung einer dünnflüssigen Mischung von Zement mit Wasser nach dem Verfahren des Anspruchs i, dadurch gekennzeichnet, daß einer Kolloidmühle ein Paddelmischer nachgeschaltet ist. 13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolloidmühle eine waagerechte Achse hat und unterhalb eines zylindrischen Behälters angeordnet ist, der mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer Verwirbelung und mit Einrichtungen für die Zufuhr von Zement und Wasser in dem zylindrischen Behälter versehen ist. 14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter mit einem tangentialen Einlaß versehen ist, der mit dem Auslaß der Mühle oder Mischmaschine verbunden ist, und der Bodenauslaß des Behälters mit dem Einlaß der Mühle oder Mischmaschine, wobei die Beschickung in ununterbrochenem Kreislauf zwischen dein Behälter und der Mühle oder Mischmaschine gehalten wird. 15. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Antriebswelle für den Paddelmischer und die Mühle vorgesehen ist und eine Einrichtung, mittels welcher die Masse durch die Mühle und den Mischer im Kreislauf befördert wird, wobei die Mühle und der Mischer so hintereinandergeschaltet sind, claß bei einer Unterbrechung des Umlaufs in der Kolloidmühle das Gemisch zum Paddelmischer geleitet wird. 16. Gerät nach den Ansprüchen 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolloidmühle aus mindestens zwei eng nebeneinanderliegenden Flächen besteht, die miteinander nicht in Mahlberührung stehen, jedoch eine schnelle Relativbewegung zueinander ausüben. 17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Scheibe oder ein Rotor und eine feststehende Fläche vorgesehen sind und die erwähnte Scheibe in einem Spiralgehäuse angeordnet ist, in der Weise, daß beide Flächen der Scheibe arbeiten, wobei Mittel für die Zufuhr der Masse zu beiden Seiten dtr Scheibe vorgesehen sind. 18. Gerät nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Paddelmischer aus einem Spiralgehäuse mit einem hakenkreuzförmigen Schaufelrad besteht, wobei Mittel zur Zuführung der dünnflüssigen Zementmischung auf beiden Seiten des Schaufelrades vorgesehen sind. ig. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Unterbrechung des Kreislaufes aus einem Gummischlauch oder Gummischläuchen bestehen, die durch Klammern stillgelegt werden können und in den Kreislauf eingeschaltet sind. 2o. Gerät nach Anspruch ig, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gummischläuche vorgesehen sind, von denen der eine durch Klammern abgedrosselt werden kann, während der andere offen bleibt, und umgekehrt. 21. Gerät nach Anspruch 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungseinrichtung aus einem zylindrischen Behälter besteht, der mittels eines Halses mit einem zentral am Spiralgehäuse befestigten Kasten oder Auffangbehälter verbunden ist. 22. Gerät zur Herstellung einer dünnflüssigen Mischung von Zement mit Wasser nach dem Verfahren des Anspruchs i, gekennzeichnet durch ein Gehäuse und eine Kolloidmühle, die miteinander so verbunden sind, daß ein Zement-Wasser-Gemisch zwischen dein Behälter und der Mühle in Kreislauf versetzt werden kann, Mittel zur Zuführung von Zement in den erwähnten Behälter, einen zweiten Behälter, der mit der erwähnten Kolloidmühle verbunden ist, Mittel, die, wenn die letzterwähnte Verbindung geöffnet ist, die erstgenannte Verbindung unterbrechen und umgekehrt, Mittel zur Zuführung von Sand zum zweiten Behälter, einen Paddelmischer, Mittel zur Erzeugung eines Kreislaufes der aus Zement, Sand und Wasser bestehenden Masse zwischen dem zweiten Behälter und dem Mischer, Mittel für das Abziehen der Masse aus dem Mischer und Mittel, mittels welcher die Vorrichtung zur Erzeugung des Kreislaufes geöffnet und die Abzugsvorrichtung geschlossen werden kann und umgekehrt.