EP0545346A1 - Filter core for dewatering during the pressing of fresh concrete - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a filter tube for drainage during the compaction of the fresh concrete or similar mixtures, in particular for the prefabrication of large concrete elements, for example for residential construction.
- the concrete element has a very dense, almost non-porous structure and thus a high durability. It is also essential that a high level of green stability is achieved.
- the concrete element can be partially detached immediately after it has been compacted. This enables a high level of mold turnover to be achieved during a shift. Thermal energy is saved.
- the fresh concrete can with a relatively high proportion of water, i. that is, well flowable even without chemical additives, can be introduced into the mold.
- the object of the invention is to provide a filter tube which can be adapted to various shaping devices with little effort and which even exceeds the previous advantages of dewatering the fresh concrete during shaping.
- control slide tube is arranged in the filter tube, which bears against the inner wall of the filter tube and is displaceable along the tube axis and can be pulled out through the formwork.
- the control slide tube When pushed in, the control slide tube closes the filter tube. This can prevent water from entering the filter tube during the filling of the fresh concrete and at the beginning of its compaction.
- the mold can be filled evenly at first. If you pull a control slide tube a bit out of its filter tube, the water penetrates through the released filter tube piece. The fresh concrete is dewatered and consolidated at this point.
- the order and degree of drainage can depend on the geometry of the section Concrete element can be set. The arrangement and insertion depth of the filter tubes, the size and number of filter openings, different cannula cross-sections or similar measures create a wide range of variation with regard to the location and speed of the drainage.
- the area furthest away from the press-in opening can also be dewatered first and fresh concrete can flow into the not yet dewatered zones.
- the filter tubes can be clamped in the formwork to give in to the lateral forces against excessive lateral forces on the tubes during filling or compression.
- the use of a hose as a control slide tube is also advantageous.
- the direction of the force acting on the fresh concrete for compaction should preferably be parallel to the longitudinal axis of the filter tubes. Then lateral forces are largely excluded.
- the fresh concrete lies without filter mat on both main formwork areas, i. that is, the surfaces visible after assembly can be designed without any restriction, as with any other shaping device. In particular, it is possible to produce smooth and almost pore-free surfaces on both sides.
- the filter tube can easily be pulled out at the end of compaction or remain in the concrete element as a disposable filter tube.
- the tubular cavities in the concrete element are in most cases static harmless. They can also be closed before or after the formwork is removed.
- the exemplary embodiment shows in more detail how the control slide tube can at the same time advantageously be used in connection with a compressed air connection for cleaning a filter tube intended for reuse.
- At least one drain element closed on both end faces can be provided.
- Sixteen drainage cannulas 2 are provided in the side formwork 1 of a shaping device for producing a wall concrete element with an opening for a door according to FIG. 1. Fourteen of them are more or less deep in shape.
- a dewatering cannula 2 protruding into the shape is shown enlarged in FIG. 2. It consists of a filter tube 3 with openings 9 and a control slide tube 4 which is longitudinally displaceable in the filter tube 3.
- the control slide tube 4 lies against the inner wall of the filter tube 3.
- the control slide tube 4 is pushed up to the inner end wall of the filter tube 3, which is closed there. It thus closes all openings 9 from the inside.
- no water can initially flow from the fresh concrete 8 into the filter tube 3.
- the water extraction of the fresh concrete 8, which is under internal pressure, does not begin until the control slide tube 4 is pulled. Then the water flows through the spool valve 4 and the water drain 10.
- control slide tubes 4 of all drainage cannulas 2 can all be pulled at once or in succession or in groups and relatively slowly or spontaneously, i.e. that is, the drainage of the concrete can be controlled in different areas.
- a compressed air connection 11 is provided at the outer end of the control slide tube 4 and a dirt trap device 5 is provided on the side formwork 1.
- the dirt trap 5 encloses the filter tube 3 over a short length.
- the control slide tube 4 is slowly pulled out (FIG. 3), so that all openings 9 of the filter tube 3 covered in the area of the dirt trapping device 5 are continuously released for cleaning.
- the compressed air can thus flow through the openings 9 located there and emerge through a filter assigned to the dirt trapping device. All other openings 9 are either inside the element through the concrete or outside the dirt trap 5 to Compressed air connection 11 closed by the control slide tube 4. Due to the short length of the dirt trap device 5, only a few openings 9 are ever released when the filter tube 3 is slowly pulled out of the concrete 8, so that the air flows out at high pressure and high speed and the openings 9 blow free.
- FIG. 2 shows a shaping device in which the side formwork 1 can be displaced between the formwork cover 6 and the formwork base 7 in the axial direction of the drainage cannula 2.
- Shaping devices of this type are used to produce concrete elements of different sizes and ensure a high degree of flexibility in production at reasonable costs. This flexibility is fully retained when using the drainage cannula 2.
- it can be inserted into the mold at different depths.
- the displaceability of the side formwork 1 can also be used to compact the concrete. The direction of force for compacting the concrete and the pipe direction then run parallel to one another, so that there is no significant lateral load on the drainage cannula 2.
- the drainage cannula is designed as a drain element 13, which remains in the concrete element.
- the control slide tube is formed by a hose 14.
- small lateral displacements of the drain element 13 caused by filling pressures can be tolerated without any problems. If, as in the first example, a control slide tube 4 or a simple rod is used, the positioning of the drain element in the shape is simpler. Since the drain element remains in the concrete, there are no cleaning problems.
- FIG. 5 shows a section of a voluminous concrete element which, in contrast to the wall element produced with the shaping device according to FIG. 1, has a great depth.
- the concrete 8 was shaped, compacted and in a correspondingly large (not shown shaping device) drained.
- the drainage cannulas protruded from above through the formwork cover approximately vertically into the concrete 8. Accordingly, the openings 15 remained in the concrete element.
- the water escapes from the drainage cannulas during compression. Residual water is either suctioned off or remains in the concrete as a water dispenser during hardening.
- the voluminous concrete element as well as a flat wall element is dewatered by the drainage cannulas projecting deep into the shaping device. It can also be partially disconnected after the compression.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Filterrohr zur Entwässerung während der Verdichtung des Frischbetons oder ähnlicher Gemische, insbesondere für die Vorfertigung von großen Betonelementen, beispielsweise für den Wohnungsbau.The invention relates to a filter tube for drainage during the compaction of the fresh concrete or similar mixtures, in particular for the prefabrication of large concrete elements, for example for residential construction.
Zur Vorfertigung großformatiger Betonelemente, wie sie z. B. für den Wohnungsbau benötigt werden, wird der Frischbeton in eine liegende oder stehende Stahlform eingefüllt, durch Vibration verdichtet, mehrere Stunden warmbehandelt und das Betonelement ausgeschalt.For prefabrication of large-format concrete elements, such as those used for. B. are needed for housing, the fresh concrete is poured into a lying or standing steel mold, compacted by vibration, heat treated for several hours and the concrete element is stripped.
Es wurde bereits vorgeschlagen (292 620), wenigstens einer der Hauptschalflächen der Formgebungseinrichtung eine Filterpackung zuzuordnen und durch sie einen Teil des im Frischbeton enthaltenen Überschußwassers während einer Druckverdichtung abzuziehen.It has already been proposed (292 620) to assign a filter pack to at least one of the main shuttering surfaces of the shaping device and to use it to remove part of the excess water contained in the fresh concrete during pressure compression.
Die besonderen Vorteile einer solchen Lösung bestehen darin, daß das Betonelement eine sehr dichte, nahezu porenfreie Struktur und damit eine hohe Dauerbeständigkeit erhält. Außerdem ist von wesentlicher Bedeutung, daß eine hohe Grünstandfestigkeit erreicht wird. Das Betonelement kann unmittelbar nach seiner Verdichtung teilentschalt werden. Ein hoher Formenumschlag während einer Schicht ist dadurch realisierbar. Wärmeenergie wird gespart. Der Frischbeton kann mit einem relativ hohen Wasseranteil, d. h., auch ohne chemische Zusätze gut fließfähig, in die Form eingebracht werden.The particular advantages of such a solution are that the concrete element has a very dense, almost non-porous structure and thus a high durability. It is also essential that a high level of green stability is achieved. The concrete element can be partially detached immediately after it has been compacted. This enables a high level of mold turnover to be achieved during a shift. Thermal energy is saved. The fresh concrete can with a relatively high proportion of water, i. that is, well flowable even without chemical additives, can be introduced into the mold.
Nachteilig sind der relativ hohe Aufwand für die Filtermatten und ihre geringe Anpassungsfähigkeit an verschiedene Schalungen. Außerdem entstehen an der Außenhaut des Betonelements durch das in die Filtermatte austretende Wasser feine kanalartige Strukturen, die nur mit erhöhtem Aufwand durch spezielle Verdichtungsverfahren vermieden werden können.Disadvantages are the relatively high expenditure for the filter mats and their low adaptability to different formwork. In addition, fine channel-like structures are created on the outer skin of the concrete element by the water exiting into the filter mat, which can only be avoided with increased effort using special compaction processes.
Aus DE-PS 686 082, DE-PS 841 720 und anderen Lösungen ist bekannt, den Frischbeton mittels Filterrohren zu entwässern und hierzu Unterdruck an die Filterrohre anzuschließen. Die Filterrohre wirken örtlich begrenzt. Sie entziehen dem Frischbeton das Wasser in ihrer Umgebung, insbesondere beginnend am Rand der Schalung. Gleichzeitig verfestigt sich der Beton hierdurch in diesen Bereichen und bildet eine Sperre gegen die noch notwendige Verdichtung der übrigen Bereiche. Der Frischbeton kann, insbesondere bei großen Betonelementen, nicht homogen verdichtet werden.From DE-PS 686 082, DE-PS 841 720 and other solutions it is known to dewater the fresh concrete by means of filter tubes and for this purpose to connect negative pressure to the filter tubes. The filter tubes act locally. They extract the water around them from the fresh concrete, especially starting at the edge of the formwork. At the same time, the concrete solidifies in these areas and forms a barrier against the compression of the remaining areas that is still necessary. The fresh concrete cannot be compacted homogeneously, especially with large concrete elements.
Der Aufwand zum Reinigen der Filterrohre, die sich während des Wasserentzugs zusetzen, ist beträchtlich. In der US-PS 3 809 513 wird um die Filterrohre ein Filterpapier gelegt. Letztlich verringert sich dadurch der Gesamtaufwand nicht, zumal das Filterpapier beim Einfüllen und Verdichten des Betons stark beansprucht wird.The effort required to clean the filter tubes that clog up during the water extraction is considerable. In US Pat. No. 3,809,513 a filter paper is placed around the filter tubes. Ultimately, this does not reduce the total effort, especially since the filter paper is heavily used when filling and compacting the concrete.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filterrohr anzugeben, das mit geringem Aufwand an verschiedene Formgebungseinrichtungen angepaßt werden kann und die bisherigen Vorteile der Entwässerung des Frischbetons während der Formgebung noch übertrifft.The object of the invention is to provide a filter tube which can be adapted to various shaping devices with little effort and which even exceeds the previous advantages of dewatering the fresh concrete during shaping.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Filterrohr ein Steuerschieberrohr angeordnet ist, das an der Innenwand des Filterrohres anliegt sowie entlang der Rohrachse verschiebbar und durch die Schalung herausziehbar ist.According to the invention the object is achieved in that a control slide tube is arranged in the filter tube, which bears against the inner wall of the filter tube and is displaceable along the tube axis and can be pulled out through the formwork.
Im eingeschobenen Zustand verschließt das Steuerschieberrohr das Filterrohr. Dadurch kann verhindert werden, daß während des Einfüllens des Frischbetons und zu Beginn seiner Verdichtung Wasser in das Filterrohr eindringt. Die Form kann zunächst gleichmäßig gefüllt werden. Zieht man ein Steuerschieberrohr um ein Stück aus seinem Filterrohr heraus, so dringt das Wasser durch das freigegebene Filterrohrstück. Der Frischbeton wird an dieser Stelle entwässert und verfestigt. Reihenfolge und Grad der Entwässerung können abschnittsweise auf die Geometrie des Betonelements eingestellt werden. Durch die Anordnung und Einstecktiefe der Filterrohre, durch die Größe und Zahl der Filteröffnungen, durch unterschiedlichen Kanülenquerschnitt oder ähnliche Maßnahmen entsteht eine große Variationsbreite hinsichtlich Ort und Geschwindigkeit der Entwässerung.When pushed in, the control slide tube closes the filter tube. This can prevent water from entering the filter tube during the filling of the fresh concrete and at the beginning of its compaction. The mold can be filled evenly at first. If you pull a control slide tube a bit out of its filter tube, the water penetrates through the released filter tube piece. The fresh concrete is dewatered and consolidated at this point. The order and degree of drainage can depend on the geometry of the section Concrete element can be set. The arrangement and insertion depth of the filter tubes, the size and number of filter openings, different cannula cross-sections or similar measures create a wide range of variation with regard to the location and speed of the drainage.
Falls der Frischbeton mittels Intrusionsdruck eingefüllt und verdichtet wird, kann damit auch der am weitesten von der Einpreßöffnung entfernte Bereich zuerst entwässert werden und Frischbeton in die noch nicht entwässerten Zonen nachfließen.If the fresh concrete is filled in and compacted by means of intrusion pressure, the area furthest away from the press-in opening can also be dewatered first and fresh concrete can flow into the not yet dewatered zones.
Gegen zu hohe Querkräfte auf die Rohre während des Einfüllens bzw. Verdichtens können die Filterrohre in der Schalung den Seitenkräften nachgebend eingespannt sein. In diesem Zusammenhang ist auch die Verwendung eines Schlauches als Steuerschieberrohr vorteilhaft.The filter tubes can be clamped in the formwork to give in to the lateral forces against excessive lateral forces on the tubes during filling or compression. In this context, the use of a hose as a control slide tube is also advantageous.
Vorzugsweise sollte die Richtung der zur Verdichtung auf den Frischbeton einwirkenden Kraft parallel zur Längsachse der Filterrohre liegen. Dann sind seitliche Krafteinwirkungen weitgehend ausgeschlossen.The direction of the force acting on the fresh concrete for compaction should preferably be parallel to the longitudinal axis of the filter tubes. Then lateral forces are largely excluded.
Der Frischbeton liegt ohne Filtermatte an beiden Hauptschalflächen an, d. h., die nach der Montage sichtbaren Oberflächen können ohne jede Einschränkung, wie bei jeder anderen Formgebungseinrichtung, gestaltet werden. Insbesondere ist es möglich, beidseitig glatte und nahezu porenfreie Flächen herzustellen.The fresh concrete lies without filter mat on both main formwork areas, i. that is, the surfaces visible after assembly can be designed without any restriction, as with any other shaping device. In particular, it is possible to produce smooth and almost pore-free surfaces on both sides.
Mit den Filterrohren ist es möglich, den Frischbeton in großer Tiefe zu entwässern, d. h., es können auch sehr voluminöse und nicht nur flache Betonelemente wie bei der Verwendung von Filtermatten hergestellt werden.With the filter pipes, it is possible to drain the fresh concrete to a great depth. that is, very voluminous and not only flat concrete elements can be produced as with the use of filter mats.
Das Filterrohr kann zum Schluß der Verdichtung problemlos herausgezogen werden oder als Einweg-Filterrohr im Betonelement verbleiben. Die im Betonelement entstehenden rohrartrigen Hohlräume sind in den meisten Fällen in statischer Hinsicht unbedenklich. Sie können aber auch vor oder nach der Entschalung geschlossen werden.The filter tube can easily be pulled out at the end of compaction or remain in the concrete element as a disposable filter tube. The tubular cavities in the concrete element are in most cases static harmless. They can also be closed before or after the formwork is removed.
Im Ausführungsbeispiel wird näher gezeigt, wie das Steuerschieberrohr zugleich vorteilhaft in Verbindung mit einem Druckluftanschluß zur Reinigung eines zur Wiederverwendung vorgesehenes Filterrohres genutzt werden kann.The exemplary embodiment shows in more detail how the control slide tube can at the same time advantageously be used in connection with a compressed air connection for cleaning a filter tube intended for reuse.
In einer vorzugsweisen Ausführung kann zusätzlich zu den Filterrohren mit Steuerschieberrohren wenigstens ein an beiden Stirnseiten geschlossenes Drainelement vorgesehen werden. In diesem Fall müßte es so groß bemessen sein, daß das im Einzugsbereich dieses Elements zu entziehende Wasser vollständig bzw. weitgehend von ihm aufgenommen wird. Das hätte den technologischen Vorzug, daß das so gesammelte Wasser beim Aushärten des Betons durch Rückdiffusion zur Hydratation zur Verfügung steht.In a preferred embodiment, in addition to the filter tubes with control slide tubes, at least one drain element closed on both end faces can be provided. In this case, it would have to be so large that the water to be extracted in the catchment area of this element is completely or largely absorbed by it. This would have the technological advantage that the water collected in this way is available for hydration when the concrete hardens by back diffusion.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen dargestellt. In den Zeichnungen zeigen
- Fig. 1
- die Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgerüstete Formgebungseinrichtung bei geöffnetem Formendeckel in schematischer Darstellung,
- Fig. 2
- den Schnitt A-A gemäß Fig. 1 mit eingebautem Filterrohr,
- Fig. 3
- den Schnitt A-A gemäß Fig. 1 mit herausgezogenem Filterrohr,
- Fig. 4
- den Schnitt A-A gemäß Fig. 1 mit einem im Betonelement verbleibenden Drainelement,
- Fig. 5
- ein Ausschnitt aus einem voluminösen Betonelement, das mit den Filterrohren hergestellt wurde.
- Fig. 1
- the plan view of a shaping device equipped according to the invention with the mold lid open in a schematic representation,
- Fig. 2
- the section AA according to FIG. 1 with built-in filter tube,
- Fig. 3
- 1 shows section AA according to FIG. 1 with the filter tube pulled out,
- Fig. 4
- 1 shows the section AA according to FIG. 1 with a drain element remaining in the concrete element,
- Fig. 5
- a section of a voluminous concrete element that was made with the filter tubes.
In den Seitenschalungen 1 einer Formgebungseinrichtung zur Herstellung eines Wandbetonelements mit Öffnung für eine Tür gemäß Fig. 1 sind sechzehn Entwässerungskanülen 2 vorgesehen. Vierzehn davon stecken mehr oder weniger tief in der Form.Sixteen
Eine in die Form ragende Entwässerungskanüle 2 ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt. Sie besteht aus einem Filterrohr 3 mit Öffnungen 9 und einem im Filterrohr 3 längsverschieblichen Steuerschieberrohr 4. Das Steuerschieberrohr 4 liegt an der Innenwand des Filterrohres 3 an. Während des Einfüllens des Frischbetons 8 ist das Steuerschieberrohr 4 bis an die innere dort verschlossene Stirnwand des Filterrohres 3 geschoben. Es verschließt somit sämtliche Öffnungen 9 von innen. Dadurch kann zunächst kein Wasser aus dem Frischbeton 8 in das Filterrohr 3 fließen. Der Wasserentzug des unter Innendruck stehenden Frischbetons 8 beginnt erst, wenn das Steuerschieberrohr 4 gezogen wird. Dann fließt das Wasser durch das Steuerschieberrohr 4 und den Wasserentzug 10 ab.A
Die Steuerschieberrohre 4 aller Entwässerungskanülen 2 können alle auf einmal oder nacheinander bzw. gruppenweise sowie relativ langsam oder spontan gezogen werden, d. h., die Entwässerung des Betons kann bereichsweise differenziert gesteuert werden.The control slide tubes 4 of all
Zur Reinigung des Filterrohres 3 ist am äußeren Ende des Steuerschieberrohres 4 ein Druckluftanschluß 11 und an der Seitenschalung 1 eine Schmutzfangeinrichtung 5 vorgesehen. Die Schmutzfangeinrichtung 5 umschließt das Filterrohr 3 auf einer kurzen Länge. Nach Abschluß der Entwässerung wird das Steuerschieberrohr 4 langsam herausgezogen (Fig. 3), so daß kontinuierlich alle im Bereich der Schmutzfangeinrichtung 5 überdeckten Öffnungen 9 des Filterrohres 3 zur Reinigung freigegeben werden. Damit kann die Druckluft durch die dort befindlichen Öffnungen 9 strömen und über einen der Schmutzfangeinrichtung zugeordneten Filter austreten. Alle anderen Öffnungen 9 sind entweder im Inneren des Elements durch den Beton oder außerhalb der Schmutzfangeinrichtung 5 bis hin zum Druckluftanschluß 11 durch das Steuerschieberrohr 4 verschlossen. Durch die kurze Länge der Schmutzfangeinrichtung 5 werden beim langsamen Herausziehen des Filterrohres 3 aus dem Beton 8 jeweils immer nur wenige Öffnungen 9 freigegeben, so daß die Luft mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit ausströmt und die Öffnungen 9 freibläst.To clean the
In Fig. 2 ist eine Formgebungseinrichtung gezeigt, bei der die Seitenschalung 1 zwischen dem Schalungsdeckel 6 und dem Schalungsboden 7 in der Achsrichtung der Entwässerungskanüle 2 verschiebbar ist. Derartige Formgebungseinrichtungen werden zur Herstellung unterschiedlich großer Betonelemente eingesetzt und sichern eine hohe Flexibilität der Fertigung bei vertretbaren Kosten. Diese Flexibilität bleibt bei Verwendung der Entwässerungskanüle 2 voll erhalten. Wie auch in Fig. 1 gezeigt, kann sie unterschiedlich tief in die Form hineingesteckt werden. Die Verschiebbarkeit der Seitenschalung 1 kann zugleich zum Verdichten des Betons genutzt werden. Die Kraftrichtung zur Verdichtung des Betons und die Rohrrichtung verlaufen dann parallel zueinander, so daß keine nennenswerte seitliche Belastung des Entwässerungskanüle 2 entsteht.FIG. 2 shows a shaping device in which the
In Fig. 4 ist die Entwässerungskanüle als Drainelement 13 ausgebildet, das im Betonelement verbleibt. Das Steuerschieberrohr wird von einem Schlauch 14 gebildet. Dadurch können geringe, durch Einfülldrücke verursachte, seitliche Versetzungen des Drainelements 13 problemlos toleriert werden. Wird wie im ersten Beispiel ein Steuerschieberrohr 4 oder ein einfacher Stab verwendet, so ist die Positionierung des Drainelements in der Form einfacher. Da das Drainelement im Beton verbleibt, entstehen keine Reinigungsprobleme.4, the drainage cannula is designed as a
In Fig. 5 ist ein Ausschnitt aus einem voluminösen Betonelement gezeigt, das im Gegensatz zu dem mit der Formgebungseinrichtung gemaß Fig. 1 gefertigten Wandelement eine große Tiefe aufweist. Der Beton 8 wurde in einer entsprechend großen (nicht dargestellten Formgebungseinrichtung) geformt, verdichtet und entwässert. Die Entwässerungskanülen ragten von oben durch den Schalungsdeckel etwa senkrecht in den Beton 8. Entsprechend sind die Öffnungen 15 im Betonelement verblieben. Das Wasser tritt während der Verdichtung aus den Entwässerungskanülen nach oben aus. Restwasser wird entweder abgesaugt oder verbleibt als Wasserspender während der Aushärtung im Beton. Durch die tief in die Formgebungseinrichtung ragenden Entwässerungskanülen wird das voluminöse Betonelement ebenso wie ein flaches Wandelement entwässert. Es kann ebenfalls im Anschluß an die Verdichtung teilentschalt werden.5 shows a section of a voluminous concrete element which, in contrast to the wall element produced with the shaping device according to FIG. 1, has a great depth. The
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