EP0138106A1 - Verfahren zur Herstellung von Leichtbeton - Google Patents

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EP0138106A1
EP0138106A1 EP84111379A EP84111379A EP0138106A1 EP 0138106 A1 EP0138106 A1 EP 0138106A1 EP 84111379 A EP84111379 A EP 84111379A EP 84111379 A EP84111379 A EP 84111379A EP 0138106 A1 EP0138106 A1 EP 0138106A1
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EP
European Patent Office
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concrete
mixing
polystyrene
added
cement
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP84111379A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Stracke
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RASTRA AG
Original Assignee
RASTRA AG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C5/00—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
    • B28C5/003—Methods for mixing
    • B28C5/006—Methods for mixing involving mechanical aspects

Definitions

  • the invention relates to a method for producing lightweight concrete using at least water, cement and a lightweight aggregate with a bulk density of less than 1000 kg / m3, in particular polystyrene foam in a concrete mixer provided with a mixing shaft.
  • Lightweight concrete within the meaning of the invention is also to be understood, for example, as pumice concrete or any other concrete whose aggregate has the relatively low spec specified above. Has weight.
  • the procedure is usually that a cement paste of cement and water e.g. is produced in a weight ratio of 2: 1, then this cement paste is mixed with a polystyrene foam or with pumice in a reduced form; the second mixing phase takes place in a separate mixer, whereby in both cases the mixers are set in rotation at the usual speeds of concrete mixers.
  • water is first mixed with polystyrene foam in one and the same concrete mixer and then cement is added in the usual amount.
  • the polystyrene concrete obtained by both processes has lumps, so that the lump formation removes cement from the usual mix.
  • the consequence of this is an impairment of the overall strength of the set or hardened lightweight concrete or polystyrene concrete; there is also a worse possibility of machining because any machining tools under the hard lumps of cement are damaged.
  • the invention has for its object to provide a method for the production of lightweight concrete, in particular polystyrene concrete, by which clumping is effectively prevented.
  • the object is achieved in that, according to the invention, water is poured into the concrete mixer designed as a mixing trough and cement is poured in, the mixing shaft is rotated at a speed which is approximately twice as high as the usual speed of the concrete mixer, and then with the usual addition of the light aggregate Speed is worked.
  • the fresh concrete according to the invention fills the concrete mixer with approx. 3/4.
  • the finished parts can be processed relatively easily using conventional tools.
  • lightweight concrete bodies in particular polystyrene concrete bodies
  • waste products which can be used according to the invention, since in the first mixing phase these waste products from hardened polystyrene concrete bodies can be added in ground form;
  • waste products from polystyrene products are preferably added in comminuted form.
  • eluents can be added in the first mixing phase.
  • the waste products of polystyrene concrete mentioned are preferably added in a ratio of 1: 5 to the total volume of fresh concrete; the grain size of these waste products should preferably be below 7 mm, preferably between 2-6 mm.
  • the polystyrene foam is expediently added in a volume fraction of approximately 70-95%, based on the total volume of the mixed concrete.
  • a polystyrene concrete can be produced, which has a density of 0.3 - 0.35 and still has sufficient strength; cement can also be saved by using the waste products made from shredded polystyrene concrete.
  • a mixing trough 1 with a mixing volume of at least approximately 500 liters and a horizontal axis 2 has a funnel-shaped large opening 3 for feeding in the individual components of the mixture.
  • tapes 4 and 5 of the same width are attached in screw form, which are firmly connected to one another at point 6.
  • the belts 4 and 5 are designed so that sections slide longitudinally in the vicinity of the mixing trough wall and the twisting of the belts ensures intensive mixing.
  • the two bands 4 and 5 are mirror-like in relation to a central cut. As a result, the mix or fresh concrete is conveyed towards the center.
  • the underside 7 of the mixing trough 1 is provided with a slide or a flap 8 through which the fresh concrete is a funnel or a filling device is fed.
  • the flap 8 extends to about 3/4 of the mixing tub length and to a sector of 1/8 to 1/4 of the round circumference.
  • the shaft of the mixer is turned at a speed of 50 - 60 U / min. - So a normal speed for concrete mixers - operated; however, it can also be operated at double speed, i.e. so be rotated at 100 - 120 rpm; it is absolutely necessary to use these different speeds in both mixing phases in order to ensure that the fresh concrete and the end product are free of lumps.
  • 100 kg of water and 200 kg of cement are introduced into the mixing trough 1.
  • 50 kg of polystyrene concrete waste products e.g. Milling chips, each with a grain size of 2 - 6 mm added.
  • a superplasticizer with a weight of 0.012 kg can also be added during the first mixing phase.
  • the concrete mixer is operated at a high speed of 120 rpm for 2 minutes.
  • the cement paste obtained in this way is largely homogenized; then 800 liters of polystyrene foam beads with a density of 10 - 20 kg per m 3 are added .
  • the second mixing phase is rotated at a speed of 60 rpm; the mixing time is 20 seconds
  • the fresh concrete obtained is free of lumps and can be easily worked after hardening.
  • the fresh concrete obtained is free of lumps and can be removed.
  • the mixing trough is washed out after each batch by adding the water for the next batch before the cement is introduced.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung von Polystyrolbeton mindestens unter Verwendung von Wasser, Zement und Polystyrolschaum in einem mit einer Mischwelle versehenen Betonmischer wird in den als Mischtrog ausgebildeten Betonmischer Wasser eingefüllt und Zement nachgeschüttet, wobei die Mischwelle mit einer Drehzahl gedreht wird welche in etwa doppelt so hoch ist wie die übliche Drehzahl des Betonmischers; danach wird unter Beigabe des Polystyrolschaums mit üblicher Drehzahl gearbeitet.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Leichtbeton mindestens unter Verwendung von Wasser, Zement und einem Leichtzuschlagstoff mit einem Schüttgewicht von weniger als 1000 kg/m3, insbesondere Polystyrolschaum in einem mit einer Mischwelle versehenen Betonmischer.
  • Unter Leichtbeton im Sinne der Erfindung ist beispielsweise auch Bimsbeton oder jeder andere Beton zu verstehen, dessen Zuschlagstoff das eben angegebene relativ geringe spez. Gewicht aufweist.
  • Bei der Herstellung von Polystyrolbeton oder auch anderem Leichtbeton wird gewöhnlich so vorgegangen, daß in einem besonderen Gemisch ein Zementleim aus Zement und Wasser z.B. in einem Gewichtsverhältnis von 2:1 hergestellt wird;danach wird dieser Zementleim mit einem Polystyrolschaum oder auch mit Bims in verkleinerter Form vermischt; die zweite Mischphase geschieht in einem gesonderten Mischer, wobei in beiden Fällen die Mischer mit den üblichen Drehzahlen von Betonmischern in Drehung versetzt werden.
  • Nach einer anderen Herstellungsweise wird in ein und demselben Betonmischer zunächst Wasser mit Polystyrolschaum vermischt und danach Zement in der üblichen Menge beigefügt.
  • Dernach beiden Verfahren erhaltene Polystyrolbeton weist Klumpen auf, so daß durch die Klumpenbildung dem üblichen Mischgut Zement entzogen wird. Die Folge hiervon ist eine Beeinträchtigung der Gesamtfestigkeit des abgebundenen oder abgehärteten Leichtbetons bzw. Polystyrolbetons; auch ergibt sich eine schlechtere Möglichkeit der Bearbeitung weil etwaige Bearbeitungswerkzeuge unter den harten Zementsteinklumpen beschädigt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Leichtbeton insbesondere Polystyrolbeton zu schaffen, durch welches eine Klumpenbildung wirkungsvoll verhindert wird.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß im als Mischtrog ausgebildeten Betonmischer Wasser eingefüllt und Zement nachgeschüttet wird, die Mischwelle mit einer Drehzahl gedreht wird, welche in etwa doppelt so hoch wie die übliche Drehzahl des Betonmischers ist und daß danach unter Beigabe des Leichtzuschlagstoffes mit üblicher Drehzahl gearbeitet wird.
  • Um die erforderliche Homogenisierung des Zementleims zu erhalten, hat es sich als erforderlich herausgestellt, daß mit wesentlichen höheren Drehzahlen gearbeitet werden muß, um eine vollständige Homogenisierung zu erreichen.Es ist auch in jedem Fall schädlich, den Leichtzuschlagstoff z.B. Polystyrol vor erfolgter Homogenisierung des Zementleims beizufügen. Die nachfolgende Einarbeitung des Leichtzuschlagstoffes in das Mischgut kann dann relativ schnell und bei üblichen Drehzahlen des Betonmischers erfolgen. Es wird daher in der ersten Mischphase ca. 1 - 3 Min. gedreht, während in der zweiten Mischphase mindestens 15 Sek. vorzugsweise mindestens 20 Sek. ausreichend sind.
  • Im Gegensatz zur Mischung von Schwerbeton füllt der Frischbeton nach der Erfindung den Betonmischer mit ca. 3/4 aus.
  • Bei der Herstellung von Bauwerken aus Leichtbeton können die Fertigteile mit üblichen Werkzeugen relativ leicht bearbeitet werden. So können Leichtbetonkörper insbesondere Polystyrolbetonkörper mit einer Säge, einem Stemmeisen oder anderen Werkzeugen einfach und wirkungsvoll bearbeitet werden. Hierdurch entstehen Abfallprodukte, die erfindungsgemäß verwertet werden können, da in der ersten Mischphase diese Abfallprodukte von abgehärteten Polystyrolbetonkörpern in zermahlener Form beigegeben werden können; in der zweiten Mischphase werden bevorzugt Abfallprodukte von Polystyrolprodukten in zerkleinerter Form beigegeben. In üblicher Weise können in der ersten Mischphase Fließmittel beigefügt werden.
  • Die erwähnten Abfallprodukte von Polystyrolbeton werden vorzugsweise in einem Verhältnis von 1:5 zum Gesamtvolumen des Frischbetons beigegeben; die Korngröße dieser Abfallprodukte soll vorzugsweise unter 7mm vorzugsweise zwischen 2 - 6 mm betragen. Der Polystyrolschaum wird zweckmäßigerweise mit einem Volumenanteil von ca. 70 - 95 %,bezogen auf das Gesamtvolumen des Mischbetons, beigegeben.
  • Nach einem abgewandelten Verfahren können ausschließlich zerkleinerte Abfallprodukte von Polystyrolschaum Verwendung finden. Da mit dem Mischtrog, der besonders von üblichen Betonmischern abweichende Merkmale aufweist, chargenweise gearbeitet wird, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß der Mischtrog vor dem Beifügen von Zement für die nachfolgende Charge mit dem gleichen Wasser ausgewaschen wird, das für die nachfolgende Charge Verwendung findet.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann z.B. ein Polystyrolbeton hergestellt werden, der ein Raumgewicht von 0,3 - 0,35 und trotzdem eine ausreichende Festigkeit hat; durch die Verwendung der Abfallprodukte aus zerkleinertem Polystyrolbeton kann darüber hinaus Zement gespart werden.
  • Auf der Zeichnung ist in stark schematisierter Darstellung eine Vorrichtung zur Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt.
  • Ein Mischtrog 1 mit einem Mischvolumen von mindestens ca. 500 Lit. und einer horizontalen Achse 2 weist eine trichterförmige große öffnung 3 zum Aufgeben der einzelnen Bestandteile des Mischguts auf. An der nicht dargestellten Welle sind gleich breite Bänder 4 bzw. 5 in Schraubenform angebracht, die an der Stelle 6 fest miteinander verbunden sind.
  • Die Bänder 4 bzw. 5 sind so ausgebildet, daß Teilabschnitte in der Nähe der Mischtrogwandung längsgleiten und die Verdrehung der Bänder in sich für eine intensive Durchmischung sorgen. Die beiden Bänder 4 und 5 sind im Bezug auf einen Mittelschnitt spiegelgleich ausgebildet. Hierdurch wird eine Förderung des Mischguts bzw. des Frischbetons zur Mitte hin erreicht.
  • Die Unterseite 7 des Mischtroges 1 ist mit einem Schieber oder einer Klappe 8 versehen, durch welche der Frischbeton einem Trichter oder einer Abfüllvorrichtung zugeführt wird. Die Klappe 8 erstreckt sich auf etwa 3/4 der Mischtroglänge und auf einen Sektor von 1/8 bis 1/4 des runden Umfangs.
  • Die Welle des Mischers wird mit einer Drehzahl von 50 - 60 U/min. - also einer üblichen Umdrehungszahl für Betonmischer - betrieben; sie kann jedoch auch mit doppelter Drehzahl d.h. also mit 100 - 120 U/min gedreht werden; es ist unbedingt erforderlich, diese unterschiedlichen Drehzahlen in beiden Mischphasen anzuwenden, um eine Klumpenfreiheit des Frischbetons bzw. des Endprodukts zu gewährleisten.
    • Beispiel 1
  • In den Mischtrog 1 werden 100 kg Wasser und 200 kg Zement eingebracht. Zusätzlich werden 50 kg Abfallprodukte von Polystyrolbeton, z.B. Frässpäne, jeweils mit einer Körnung von 2 - 6 mm beigegeben. Es kann auch noch ein Fließmittel mit einem Gewicht von 0,012 kg während der ersten Mischphase aufgegeben werden.
  • Der Betonmischer wird bei einer Hochdrehzahl von 120 U/min 2 Minuten lang betätigt. Der hierdurch erhaltene Zementleim ist weitgehend homogenisiert; dann werden 800 Lit. Polystyrolschaumstoffkügelchen mit einem Raumgewicht von 10 - 20 kg je m3 aufgegeben.
  • Nunmehr wird in der zweiten Mischphase mit einer Umdrehungszahl von 60 U/min gedreht; die Mischzeit beträgt 20 Sek.
  • Der erhaltene Frischbeton ist klumpenfrei und läßt sich nach dem Abhärten leicht bearbeiten.
    • Beispiel 2
  • In einen Mischtrog mit doppeltem Volumen werden 200 kg Wasser und 400 kg Zement aufgegeben; die Mischwelle wird mit einer Geschwindigkeit von 90 U/min 60 Sek. lang gedreht.
  • In der zweiten Mischphase werden 2000 Lit. Polystyrolschaumstoffkügelchen beigefügt; die Umdrehungszahl der Mischwelle beträgt jetzt 45 U/min ; es wird 30 Sek. lang gemischt.
  • Der erhaltene Frischbeton ist klumpenfrei und kann abgezogen werden.
  • Der Mischtrog wird nach jeder Charge durch Beifügung des Wassers für die nächste Charge ausgewaschen, bevor der Zement eingebracht wird.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung von Leichtbeton mindestens unter Verwendung von Wasser, Zement und einem Leichtzuschlagstoff mit einem Schüttgewicht von weniger als 1000 kg/m3, insbesondere Polystyrolschaum in einem mit einer Mischwelle versehenen Betonmischer, dadurch gekennzeichnet , daß in einem als Mischtrog ausgebildeten Betonmischer Wasser eingefüllt und Zement nachgeschüttet wird, die Mischwelle mit einer Drehzahl gedreht wird, welche in etwa doppelt so hoch wie die übliche Drehzahl des Betonmischers ist und daß danach unter Beigabe des Leichtzuschlagstoffes mit üblicher Drehzahl gearbeitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Mischphase ca. 1,0 bis 3,0 Minuten gedreht wird und in der zweiten Mischphase mindestens 15 Sekunden,vorzugsweise mindestens 20 Sekunden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Frischbeton den Betonmischer mit ca. 3/4 ausfüllt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, o.f., zur Herstellung von Polystyrolbeton, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Mischphase Abfallprodukte von abgehärteten Polystyrolbetonkörpern in zermahlener Form beigegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Mischphase Abfallprodukte von Polystyrolprodukten in zerkleinerter Form beigegeben werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, o.f., dadurch gekennzeichnet , daß in der ersten Mischphase Fließmittel beigefügt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 4, o.f., dadurch gekennzeichnet , daß die Abfallprodukte von Polystyrolbeton mindestens in einem Verhältnis von 1:5 zum Gesamtvolumen des Frischbetons beigegeben werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße der Abfallprodukte unter 7 mm vorzugsweise zwischen 2 - 6 mm beträgt.
9. Verfahren nach Anspruch 4, o.f . , dadurch gekennzeichnet , daß der Polystyrolschaum mit einem Volumenanteil von ca. 70 - 95 % bezogen auf das Gesamtvolumen des Frischbetonsbeigegeben wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich zerkleinerte Abfallprodukte von Polystyrolschaum verwendet werden.
11. Verfahren nach Anspruch 1, o.f., dadurch gekennzeichnet , daß der Mischtrog vor dem Beifügen von Zement für die nachfolgende Charge mit dem gleichen Wasser ausgewaschen wird, welches für die nachfolgende Charge Verwendung findet.
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