DEP0000911DA - Verfahren zur Betonhärtung durch Wärmebehandlung - Google Patents

Description

jJipl,Jng. G. Junge

.Frankfurt, a. M., den 10*2„1948.

Terfahren zur Betonhärtung

durch Wärmebehandlung«

Betonsteine werden bisher in der «»eise angefertigt, dass die angenäßte Setonmischung in Formen gestampft 'wird. Uiβ !Formlinge werden zur langeamam mehrtägigen Erhärtung einzeln aufgestapelt. Hierfür werden weiträumige geschützte Eallen benötigt, in denen durch.Zwischentransporte hohe Unkosten entstehen«

Der übliche iiärteprose£ kann wesentlich abgekürzt und die Einsse 1-iiandarbe it vermieden werden, wenn die Steine gruppenweise in Stampfmaschinen hergestellt und anschließend einer Wärmebehandlung ■untersogen werden» Uiese erfolgt sweckmafiig in Tunnelöfen, wie sie _2<E, zum Porzellanbrennen oder iiolgtroelcnen benutzt werden.

Bs ist bekannt, naß die Beheizung solcher Cfen zwecks guter Wärmeausnutzung tiun Gegenstrom geschieht, wobei sich die Heisgase an den zuletzt zugeführten Transportwagen am meisten abkühlen* Bs liegt nahe, die gleiche Heizmethode auch für die Betonhärteöfen vorzusehen. Sie wurde dafür auch bereite vorgeschlagen. Jiire i/urchführung mit den gebräuchlichen Heiagasen seheitert jedoch an der Bedingung, daß die Steine während der Wärmebehandlung Ire ine Feuchtigkeit verlieren dürfen* Als Heizmittel ist aus diesem Grunde ein was s er dampf halt iges Gas erforderlich·*·

Es bestehen verschiedene Möglichkeiten der Beheizung mittels dampfhaltiger Eeizgase, Davon sind zwei bekannt, und swars

1) !Der !Dampf wird bis sur Sättigung des Gases bei Eintrittstemperatur dem ileisgas sugemischt und geht nach teilweiser Kondensation mit den Eeisgasen in den Kamin.

2) JJie mit soviel Dampf· als zur ffärmsabgabe durch Kondensation notwendig ist gemischten Heizgase werden im Kreislauf in einem Wärmeaustauscher wieder aufgeheizt,

Beide Verfahren gehen von der Annahme aus, dass die Heizgase wesentlich an der *VärajetJbertragung teilnehmen, iae wärmetechnische Untersuchung zeigt aber, daß die ,',fjrmeübertragung durch kondensierenden Ä'aeserdampf die der üeisgase erheblich übersteigt.

Jm Falle 1 wird bei einer Eintrittetemperatur von beispielsweise 70⁰G nur ein Teil des ¹A arme inhalt es der gesättigten Dampf-

Gaemischung sum Aufheizen des Steinmaterial benötigt, sodaß bei hohen Austrittstemperaturen große Abwärmeverluste eintreten.

'wird im Falle 2 nur soviel Dampf dem Gas zugemischt, daß durch die Fondensation eines größerer. Teiles des Dampfes die Austrittstemperatur absinkt, so tritt bei der Anfangstemperatur νου TO⁰O eine überhitzung des dem Gas beigemische-ten Dampfanteiles ein. Durch dieses Dampfgasgemisch würde eine starke Wasserentziehung bei den zuerst beaufschlagten bereits auf 70⁰C erwärmten Wa_e;en eintreten, bevor sich die Dampf Sättigung durch Abkühlung der Heizgase so weit erhöht, daß der Dampf an der Wärmeübertragung durch Kondensation teilnimmt. Las würde jedenfalls erst in der sweiten Hälfte des Ofens der Fall sein, sodaß sich die Aufheizung des Ofeninhaltes recht langsam über die ganze Ofenlänge erstreckt und für die eigentliche Härtereaktion bei 70⁰C wenig Zeit übrig bleibt«

Hach dem Vorschlag gemäß der Erfindung werden die beiden an sich bekannten Verfahren so mit einander vereinigt, daß die Heizluft bereits mit Wasserdampf gesättigt in den Ofen eintritt, die Wärmeabgabe durch teilweise Kondensation des Wasserdampfes erfolgt und das wenig abgekühlte ßemisch erneut durchi.Wasserdampf auf die Eintrittsteraperatur aufgeheist und gesättigt wiederum dem Härteofen zugeführt wird.

Die Heizluft nimmt praktisch kaum an der Wärmeübertragung teil, sondern dient nur als Jjampfträger. Die Wärmeübertragung durch kondensieren den Wasserdampf ist so gut, daß die Aufwartung des Heizgutes auf Reaktionstemperatur in einer kurzen Anheimelt von beispielsweise drei Stunden erfolgen kann. Die Aufwärmung kann sich im ersten Ofentritt el abspielen. "Es ist dabei gleicagültig, ob der Heizstrom im Gleichstrom odör im Gegenstrom geführt wird. Wesentlich ist nur, daß die Steine beim Verlassen der Anheizzone aussen auf 70⁰C aufgeheizt sind, sodaß das Jnnere durch die frei werdende Abbindewärme in der verbleibenden Reaktionszeit von etwa S Stunden ausreagieren kann·

Als zweckmäßige Heiztemperatur ergibt sich bei dem mit der Temperatur stark zunehmenden Dampfgehalt der Heizluft eine Temperaturlage von etwa 72 - 73⁰C aa Eintritt und 71⁰C am Austritt. Dabei ist eine Strömungsgeschwindigkeit von etwa 1 rn/sek vorgesehen, die dafür sorgt, daß das Steinmaterial über den ganzen Ofenquerschnitt gleichmäßig durchgewärmt wird. Bei wesentlicher Unter-

schreitung dieser Geschwindigkeit wird die "Erwärmung im unteren Ofenteil zurück bleiben, während bei Überschreitung der Grenzgeschwindigkeit von 1,5 m/sek mit Beschädigung des Steinmaterials zu rechnen ist.

her technische Portschritt _$ der durch die vorliegende Erfindung ersielt wird, ist zusammengefaßt darin zu erblicken, daß der Ausnutzungsgrad der Wärmebehandlung durch die wiederholte Umwälzung des gesättigten Heizmittels erheblich höher ist, als 2.B. in periodisch betriebenen Wärmeöfen mit direkter liaaspfeinstrSmung und daß die Dampf- und i?är me verteilung im Ofenraum den reaktionekinetischen Forderungen entsprechend gestaltet werden kann« Bs ist a,B. möglich, die durch die Kondensation des fleizdanipfes im Steinmaterial entsteuerde feuchtigkeitssunahme durch indirekte ITachheiaung der Steine während der llachreaktionszeit je nach der gewählten Steininisehung teiluai.se oder ganz wieder zu beseitigen« Aue diesen Gründen bietet di® neue Arbeitsweise insbesondere für die Durchführung der Betonhärtung in großtechnischem f,laßstabe große Torteile.

Jn der beigefügten Zeichnung ißt die Anordnung des zum wiederholten Umwälzen zwangsweise geführten Heizstroms veranschaulicht &

!figur 1, stellt einen senkrechten Schnitt durch die Längsachse des Ofens dar. i^ligur 2« gibt einen Querschnitt durch den Ofen am Sintrittsende wieder» Me mit Wasserdampf gesättigte vom Gebläse 1 umgswälste Luft wird dem Ofeneintritt 2 zugeführt. Der im Ofen durch Kondensation ausgeschiedene Wasserdampf¹ wird mittels einer Dampfdüse zwischen Gebläse und Ofeneintritt laufend ersetzt. Jm Ofen verteilt sich die Luft-jjampfmiechusg auf die svagerecht en 5teinlagen der Gestellwagen 3, durchströmt sie in waagerechter richtung, wobei durch geeignete Leitbleche 4 eine Umlenkung der oberen Damp:fluftsehioht zwecks Ausgleich des Öättigungszustandes nach unten erfolgen kann₅ und tritt an der Öfenstelle 5» die an der Stelle angeordnet ist j die einem etwa dreistündige® ftagenfortschrott entspricht, wieder aus dem Ofen aus. Lie aufgeheizten wagen werden im folgenden Ofenteil 6 durch den Wärmeeinfluß gehärtet und bei Bedarf durch nachheizen mit Luft 7 teilweise entfeuchtet, um am entgegengesetzten Ende des Ofens 8 versandfertig wieder auszutreten. Ijbt DampfZUBatz erfolgt durch die Düse 9 zwischen Gebläse und Ofeneintritt,

Claims (7)

1. Patentansprüche.

   if Verfahren zum Härten von Betonsteinen durch Behandlung in Wärmeöfen _s dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme in lorm einer gesättigten luft dampfmisc hung zugeführt wird, die nach erfolgtem Durchlauf durch den Härteofen mit Dampf wieder aufgeheist erneut in den Ofen J&ntritt.
2. 2) Verfahren nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Steine in Tunnelöfen durch umgewälztes Dampfluftgemiseh im Gleichstrom oder im Gegenstrom sum Materialstrom erfolgte
3. 3) Verfahren nach Anspruch 2) dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzung d©0 Heizstroms nur im ersten Teil des Tunnelofens so durchgeführt wird, daß die Irwärmung innerhalb einer bestimmten i'riat von z»B» drei Etundin erfolgt*
4. 4 ) Verfahren nach Anspruch 2-3) dadurch gekennzeichnet, daß das Aufheizen der mit Wasserdampf gesättigten luft so geregelt wird, daß ihre Temperatur nur wenig aber der vorgesehenen Anheiztemparatur von 70⁰C liegt.
5. 5) Verfahren nach Anspruch 2 - 4) dadurch gekennzeichnet, daß der Heia· strom innerhalb des Tunnelofens vermittels eines TJiawälsgebiases sine Strömungsgeschwindigkeit von 0,8 - 1,5 ia/sek erhält, um einerseits genügende ^irbelbildung zur gleiehiaäßigen Wärmeübertragung zu araeugen, andererseits aber Schaden durch zu starke Wirbelbildung zu vermeiden*
6. 6) Verfahren nach Anspruch 2-5) dadurch gekennzeichnet, daß die auf~ genommene ieuchtigkeit während der B^aktionsseit durch liachheizen teilweise wieder entfernt wird.
7. 7) Vorrichtung sur Durchführung des Verfahrene nach Anspruch 2 -dadurch gekennzeichnet, daß die ßestellwagra mit geeigneten leitblechen versehen sind, um den wagereehten Heizstrom auf der Anheizstrecke mehrmals zu durchmischen«

   Anlageϊ

   1 Zeichnung. _v

   U !Diplomingenieur.

   ÜW^M-t 3u<Us$C~.