ITMI981045A1 - Ugello spruzzatore e procedimento per la spruzzatura a secco di calcestruzzo a proiezione - Google Patents

Description

“UGELLO SPRUZZATORE E PROCEDIMENTO PER LA SPRUZZATURA A SECCO DI CALCESTRUZZO A PROIEZIONE”

DESCRIZIONE

L’invenzione concerne un ugello spruzzatore, nonché un procedimento per la spruzzatura a secco di calcestruzzo a proiezione.

Per fabbricare calcestruzzo a proiezione di elevata qualità, oltre alla miscela di partenza ottimale, si deve porre una speciale attenzione ad una sufficiente umettazione dei componenti, leganti e materiali inerti. Specialmente nel procedimento di spruzzatura a secco la tecnica dell’umettazione gioca un ruolo decisivo nella zona degli ugelli. Entro pochi metri, dal punto di ingresso dell’acqua fino alla superficie di applicazione, deve essere possibile una miscelazione intensa del prodotto da applicare a spruzzo con l’acqua di adduzione. I sistemi ad ugelli costituiscono un importante componente dell’apparecchiatura di spruzzo, dal momento che essi offrono un notevole contributo alla riduzione del rimbalzo e delle polveri.

Il procedimento di spruzzatura a secco si articola, in base alla direttiva austriaca sul calcestruzzo a proiezione, in tre tecniche di procedimento:

a) FM - tecnica di procedimento tradizionale

b) TM - elaborazione di miscela a secco, miscelata nello stabilimento c) FM-S - miscelazione di additivi naturalmente umidi e leganti, appena prima della betoniera per calcestruzzo a proiezione.

Il procedimento di spruzzatura a secco è caratterizzato dal fatto che, nel tubo flessibile di mandata, davanti all’ugello (umettazione preliminare), od all’estremità del tubo flessibile di mandata nell’ugello (umettazione principale), viene aggiunta acqua per l’umettazione. L’alimentazione ha luogo, negli ugelli tradizionali, in modi diversi e con diverse forme di realizzazione (anelli d’acqua, luogo dell’adduzione, inserimento di corpi devianti, pressione dell’acqua).

Elementi dei sistemi ad ugelli tradizionali per il procedimento di spruzzatura a secco, senza umettazione preliminare del prodotto da miscelare, sono in generale:

a) tubo di irraggiamento a sezione trasversale costante, o restringentesi verso l’estremità, e di lunghezza differente;

b) alloggiamento con alimentazione dell’acqua e dispositivo di regolazione; c) anelli di ugelli con diverso numero di fori, diametri dei fori, direzione di adduzione del getto d’acqua e disposizione di fori su piani diversi;

d) anelli di ugelli con intacchi per l’adduzione di acqua;

e) corpi degli ugelli con installazione di corpi intercettatori e/o corpi deviatori nel tubo di irraggiamento.

Questi sistemi ad ugelli noti hanno l’inconveniente che il getto d’acqua finisce sul prodotto da miscelare in forma concentrata fluida, quale getto d’acqua a fascio, nettamente delimitato, e la reazione viene avviata subito.

In tal modo, con un procedimento di spruzzatura piuttosto lungo, si perviene all intasamento dei piccoli fori sull 'alloggiamento degli ugelli, nonché a depositi nel condotto di mandata. La conseguenza sono zone non umettate nel raggio di spruzzatura, con incidenza negativa sulla qualità del calcestruzzo a proiezione sulla superficie di applicazione, nonché aumento della quantità di polvere e rimbalzi. Per ridurre al minimo questa incidenza negativa sono necessari regolari lavori di pulitura dell’ugello (dopo ciascun procedimento di spruzzatura),

In connessione con i predetti tipi di ugelli vi è la possibilità di umidificare preliminarmente il prodotto da applicare a spruzzo, alcuni metri prima del punto di adduzione dell’acqua nell’ugello. Ciò è possibile però solo in modo limitato e in relazione al tipo di prodotto da miscelare. Leganti ad iniezione molto rapidi a reagire reagiscono subito con l’acqua di umettazione preliminare. Sull’ugello spruzzatore viene regolato, con la valvola di regolazione, il quantitativo di acqua residua.

Un altro sistema di umettazione viene descritto nella EP 0 698 419 Al. Il dispositivo di immissione a forma di T è parte di un sistema complessivo per la lavorazione di prodotti da miscelare essiccati al forno e miscelati nello stabilimento. Il dispositivo di immissione mostra in pratica un’incompleta umidificazione preliminare, potendosi così pervenire a depositi ed intasamenti del condotto di mandata. Ciò deve essere attribuito all’immissione della corrente d’icqua, perpendicolarmente alla corrente di aria compressa, nonché all’introduzione verticale della miscela nel dispositivo umidificatore. A causa di questa struttura, la miscela acqua/aria viene premuta contro le pareti interne del tubo ed ivi staccata sotto forma di una pellicola d’acqua e reagisce quindi più intensamente con il legante ad azione rapida. Si formano, a strati, sedimenti di cemento e, di conseguenza, ha luogo una chiusura del tratto di mandata in questa zona. Anche i rapporti di pressione (acqua/aria) non definiti possono contribuire a ciò.

Scopo dell’invenzione è un miglioramento nell’applicazione del calcestruzzo a proiezione con procedimento di spruzzatura a secco. In particolare deve essere mostrata una possibilità di ottenere un’intima miscelazione di una miscela da applicare a spruzzo, con qualità stabile del calcestruzzo a proiezione e contemporanea riduzione od eliminazione dell’usura, degli intasamenti e dei depositi nella zona dell’ugello e dì un rispettivo tubo flessibile di mandata, come pure poco rimbalzo e polvere.

La soluzione si fonda su un sistema di umidificazione di nuova concezione. Un relativo ugello spruzzatore è caratterizzato dalle caratteristiche della rivendicazione 1. Forme di realizzazione sono descritte dalle rivendicazioni da 2 a 7. Il procedimento di spruzzatura a secco è caratterizzato, nella sua forma di realizzazione più generale, dalle caratteristiche della rivendicazione 8. Vantaggiose forme di realizzazione sono oggetto delle rivendicazioni da 9 a 14.

La tecnica di umidificazione che ne risulta è concepita quale sistema autonomo ed adattabile singolarmente ad ogni tipo di prodotto per miscelazione a secco (TM, FM, FM-S), tipo di legante (SBM-T, SBM-FT, TZ) e tipo di additivo (EB-AF, EB-A), secondo la direttiva austriaca “Calcestruzzo a proiezione”.

Con questa tecnica di umettazione, il prodotto secco da miscelare può essere umettato in modo omogeneo per mezzo di una miscela aria compressa/acqua, riducendo in tal modo l’incidenza di rimbalzi e polvere.

Nella Fig. 1 è rappresentato un ugello, quale ugello di umettazione principale, nella Fig. 2 quale ugello di umettazione preliminare, di volta in volta con un diametro del tubo flessibile di 65 mm.

L’ugello spruzzatore è comunque adatto a tutti i diametri dei tubi flessibili. Un’alimentazione 1 di acqua (pressione normale dell’acqua) ed un’alimentazione 2 di aria compressa hanno luogo separatamente ed entrambe sboccano insieme appena prima di un tubo 3 di prolunga. Il tubo 3 di prolunga, nelle riunione bisettrice dei condotti di acqua ed aria compressa, deve essere conformato di breve lunghezza e piccolo diametro d’uscita.

Solo così il getto d’acqua viene squarciato in modo ottimale dalla corrente di aria compressa, la nebbia polverizzata generata riempiendo il tubo 4 di allacciamento con elevata energia d’uscita. In questa zona non vi sono gocce d’acqua, bensì un’aria satura d’acqua (effetto nebbia).

L’allargamento del tubo di prolunga verso il tubo 4 di allacciamento, preferibilmente per una lunghezza di 25 cm, ha luogo con diametro interno di 50 mm (per il diametro del tubo flessibile di mandata 65 mm) e 40 mm (per il diametro del tubo flessibile di mandata 50 mm). L’immissione della nebbia polverizzata, finissimamente distribuita, nella direzione di avanzamento in un raccordo 5 che serve al l’umettazione, ha luogo con trascinamento (< 50°, in modo ideale a 30°). In tal modo si ottiene una grande apertura 6 di penetrazione, sicché non sono più possibili un accumulo o rispettivamente depositi. Ciò viene favorito inoltre dall’angolo piatto di immissione che devia verso il basso, in questa zona, il prodotto da miscelare nella corrente di mandata. La miscela aria/acqua immessa determina inoltre, a causa dell’angolo piatto di immissione, un effetto accelerante del prodotto da miscelare fatto avanzare, in conseguenza dell’effetto di depressione- aspirazione generato. L’effetto viene favorito dall’elevata velocità, di circa 30 m/s, della miscela materiale inerte/legante. In tal modo non possono nemmeno più formarsi zone non umettate all’interno del getto d’iniezione. Una deviazione laterale dell’acqua di adduzione sulla parete del tubo di irraggiamento, come può essere il caso negli ugelli tradizionali con il noto problema della “smoccolata libera” non si verifica più.

Variando la durata dell’umettazione (punto di adduzione della miscela aria/acqua nell’ugello, fino all’estremità dell’ugello) si può ottenere, per ogni tipo di prodotto da miscelare e di legante, il risultato ottimale rispetto alla riduzione al minimo del rimbalzo, nonché alla qualità del calcestruzzo a proiezione.

La pressione dell’acqua nel condotto 1 di alimentazione (pressione normale dell’acqua) deve essere inferiore a quella dell’aria 2 compressa immessa, per generare un efficace effetto di nebbia polverizzata. Una maggiore pressione dell’ aria e quantità di aria porta, con una bassa pressione del liquido, ad una più sottile nebulizzazione. Con una maggiore pressione dell’acqua ed una bassa pressione deU’aria, o rispettivamente quantità di aria, l’immissione dell’acqua nella corrente di mandata ha luogo solo in un primo tempo a gocce.

La pressione alla quale viene immessa nella corrente di mandata la miscela di aria ed acqua deve essere superiore al quella della mandata.

La lunghezza del tubo 4 di allacciamento deve essere scelta in modo che il getto di nebbia polverizzata non sia esattamente adiacente alla parete del tubo. In tal modo si evita che la miscela aria/acqua si dissoci, si depositi sulle pareti del tubo quale pellicola d’acqua e penetri nella corrente di mandata quale acqua pura, intasandola.

AU’occorrenza si possono aggiungere, per mezzo di un tubo 7 flessibile con possibilità di regolazione in 11, alla corrente d’aria additivi, o rispettivamente materiali inerti,. quali acceleratori di solidificazione, riduttori di polvere o riduttori (solidi o liquidi) di rimbalzo. In tal modo è possibile l immissione di mezzi liquidi ed anche polverizzati. Il vantaggio consiste inoltre nella finissima distribuzione nella corrente d’aria, sicché l’additivo si mescola in modo più intenso con il prodotto da miscelare.

L’ugello può essere impiegato per l’umettazione principale, quale ugello di umettazione preliminare, od in combinazione. Non sono necessari elementi aggiuntivi e la trasformazione può aver luogo molto rapidamente, con alcune maniglie.

Se il raccordo 5 viene impiegato per l’umettazione principale, si può rinunciare ad ugelli tradizionali. Si può attaccare un tubo 8 di plastica, oppure effettuare la spinta lungo un tubo flessibile di mandata, oppure il tubo flessibile può essere impiegato quale ugello 8a flessibile. Il raccordo 5 viene sistemato fra 1 m e 3 m, preferibilmente 2 m (a seconda del tipo di legante), dietro l’apertura di scarico. La regolazione (in 9) della quantità complessiva di acqua e (in 10) della quantità di aria compressa ha luogo da parte del manovratore dell’ugello.

La pressione dell’aria immessa (in base alla valvola 9, 10 di regolazione) deve essere superiore, da 1 a 3 bar, a quella dell’acqua (microregolazione) e misurare ad esempio da 3 a 8 bar (pressione dell’aria), di contro ai 2 fino a 6 bar (pressione dell’acqua).

Se per l’umettazione preliminare viene impiegato il raccordo 5, la disposizione ha luogo immediatamente dietro un’unità 12 di caricamento del prodotto da miscelare. Allora viene immesso, all’umettazione preliminare, < 30 % del quantitativo di acqua necessaria (a seconda del tipo di legante), con aria in pressione. Il quantitativo residuo viene dosato dal manovratore dell’ugello con ugelli spruzzatori tradizionali, o con un secondo raccordo di umettazione.

Mediante il raccordo 5 conformato in modo speciale si può cambiare rapidamente, senza dispendio ed accorgimenti di trasformazione, fra umettazione preliminare e/o umettazione principale.

Il tratto di umettazione, dopo il termine della spruzzatura, può essere insufflato con aria in pressione, per essere essiccato ed eventualmente liberato. La conformazione semplice del raccordo 5 di umidificazione si distingue, oltre che per la robusta struttura, specialmente per l’elevata resistenza ad usura.

Nel procedimento di spruzzatura a secco con questo sistema di umettazione è possibile ridurre considerevolmente l’incidenza della polvere. Rispetto agli ugelli normali è possibile una riduzione di oltre due terzi. Il rimbalzo può essere parimenti ridotto, a causa dell’intima ed uniforme miscelazione.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Ugello spruzzatore per la miscelazione omogenea di acqua con prodotti secchi da miscelare, caratterizzato da un tubo (4) di allacciamento che sbocca, ad un angolo < 50° rispetto alla direzione di avanzamento, in un raccordo (5) dell’ugello che trasporta il prodotto secco da miscelare, nonché da un condotto (1) di alimentazione dell’acqua ed un condotto (2) di alimentazione dell’aria, che sono uniti, ad un angolo fra 40° e 130°, in un tubo (3) di prolunga che sbocca nel tubo (4) di allacciamento.
2. 2. Ugello spruzzatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’angolo fra tubo (4) di allacciamento e raccordo (5) misura > 20°, preferibilmente 30°.
3. 3. Ugello spruzzatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il tubo (4) di allacciamento presenta un diametro superiore al tubo (3) di prolunga.
4. 4. Ugello spruzzatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il condotto (1) di alimentazione dell’acqua e/o il condotto (2) di alimentazione deU’aria è dotato (sono dotati) di una valvola (9, 10) di regolazione
5. 5. Ugello spruzzatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il tubo (3) di prolunga corre sul prolungamento della bisettrice fra condotto (1) di alimentazione dell’acqua e condotto (2) di alimentazione dell’aria.
6. 6. Ugello spruzzatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, fra il tubo (3) di prolunga ed il tubo (4) di allacciamento, si trova una zona allargata in sezione trasversale.
7. 7. Ugello spruzzatore secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato da un tubo (7) flessibile per additivi o materiali inerti, che sbocca nel condotto (2) di alimentazione del aria.
8. 8. Procedimento per la spruzzatura a secco di calcestruzzo a proiezione, caratterizzato dal fatto che al prodotto da miscelare, trasportato attraverso un tubo flessibile di mandata, viene fatta pervenire, in una zona, aria satura di acqua sotto forma di una nebbia polverizzata.
9. 9. Procedimento secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che la nebbia polverizzata è inviata ad un angolo < 50°.
10. 10. Procedimento secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che l’acqua e l’aria vengono unite ad un angolo compreso fra 40° e 130°.
11. 1 1. Procedimento secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che la pressione dell’aria alimentata viene regolata da 1 a 3 bar al di sopra della pressione dell’acqua.
12. 12. Procedimento secondo la rivendicazione 1 1, in cui viene immessa acqua ad una pressione fra 2 e 6 bar ed aria ad una pressione fra 3 e 8 bar.
13. 13. Procedimento secondo la rivendicazione 8, in cui il quantitativo di acqua viene impiegato per impostare un parametro acqua/cemento < 0,55.
14. 14. Procedimento secondo la rivendicazione 8, in cui la pressione alla quale l’aria satura di acqua viene immessa nel prodotto da miscelare è superiore alla pressione di mandata del prodotto da miscelare.