DE102012006049A1

DE102012006049A1 - Schaumbeton sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102012006049A1
Application number: DE201210006049
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2013-10-02

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zum Mischen von zwei oder mehreren Materialien von unterschiedlichen spezifischen Gewichten und/oder unterschiedlichen Konsistenzen und/oder unterschiedlichen Kompressibilitäten mittels eines Statikmischers 1, der eingangsseitig mit einer Zumischeinrichtung 3 für mindestens eine Materialkomponente versehen ist und mindestens einen vertikalen Strang 4; 7 mit Mischelementen 5; 8 aufweist, über die das Mischgut geführt wird.

Description

Bei der Herstellung von Schaumbeton muss in einen fließfähigen kompakten, inkompressiblen Materialstrom aus Zement, Zuschlagsstoffen und Wasser mit hohem spezifischen Gewicht ein, aufgrund eines hohen Luft- oder Gasgehalts kompressibler Fertigschaum mit niedrigem spezifischem Gewicht und großem Volumenanteil eingebracht und die Komponenten müssen anschließend mit einander vermischt werden, wobei ein vorgegebenes Volumenverhältnis von Schaum zu Zementschlempe eingehalten werden muss, um eine erforderliche Rohdichte des fertigen Schaumbeton zu erreichen.
Wegen der stark unterschiedlichen spezifischen Gewichte von Schaum und Zementschlempe und darüber hinaus der stark unterschiedlichen Konsistenz der beiden Mischkomponenten ist, wie die Praxis gezeigt hat, eine zuverlässige homogene Vermischung mit herkömmlichen Mischern nur ungenügend oder gar nicht möglich, weil die Schwerkraft die Vermischung behindert.
Da Zementschlempe allein zudem zu Anhaftungen neigt, ergeben sich immer wieder Verstopfungen, wenn die Durchmischung von Schaum und Zementschlempe ungenügend ist. Das Verstopfungsproblem erhöht sich noch, wenn aus Kosten- oder Beschaffungsgründen als Zuschlagsstoffe gebrochener Sand und/oder gebrochenes Gestein zum Einsatz kommt.
Erfolgt die Mischung vom Schaum und Schlempe nicht intensiv und ausdauernd genug, können sich anschließend die Komponenten wegen der unterschiedlichen spezifischen Gewichte unter dem Einfluss der Schwerkraft wieder entmischen.
Ein intensiver und ausdauernder Mischvorgang kann jedoch zu einer Zerstörung des Schaumgefüges und als Folge davon zu einer undefinierten und ungenügenden Rohdichte des fertigen Schaumbeton führen.
Die vorliegender Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren mit zugehöriger Vorrichtung vorzuschlagen, mit deren Hilfe vorstehende Schwierigkeiten und Unzulänglichkeiten überwunden werden können.
Hierzu kommt ein Statikmischer zum Einsatz, dem eingangsseitig eine Einrichtung zum Einbringen von Schaum in die Zementschlempe vorgeschaltet ist, der in einem vertikalen Abschnitt der Zumischeinrichtung in den Materialstrom eingebracht wird, um nach Eintritt in den vertikalen Strang des Statikmischers durch die zugehörigen Mischelementen untergemischt zu werden. Bedarfsweise kann durch eine Richtungsänderung um 180° in einem weiteren Mischerstrang das Mischgut durch weitere zugehörige Mischelemente weiter homogenisiert werden.
Bei der Vermischung von Schaum und Zementschlempe in der Phase vertikaler Fließrichtung tritt die Auswirkung der Schwerkraft auf das Mischgut nicht negativ in Erscheinung, so dass sich die Vermischung leichter bewerkstelligen lässt, ohne dass die Schaumstruktur durch einen zu intensiven Mischvorgang beeinträchtigt oder zerstört wird. Gleichzeitig wird dadurch einer Verstopfung des Statikmischers vorgebeugt, weil der homogen eingemischte Schaum als Gleitmittel wirkt.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen an Hand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Von den Zeichnungen zeigt:
1 eine Ausführungsform eines Vertikal-Statikmischers nach vorliegender Erfindung,
2 eine Zumischeinrichtung für Fertigschaum eingangsseitig des Vertikal-Statikmischers im Schnitt,
3 Mischelemente im vertikalem Teil des Statikmischers und
4 eine Draufsicht auf einen Flansch eines vertikalen Strangs des Statikmischers nach 1 mit eingesetzten Mischelementen.
Statikmischer 1 weist einen Zulauf 2 zu einer Zumischeinrichtung 3 auf, der ein erster vertikaler Strang 4 mit eingeschlossenen Mischelementen 5 nachgeschaltet ist, und einen 180° Rohrbogen 6, der mit einem zweiten Strang 7 mit Mischelementen 8 verbunden ist. Der zweite vertikaler Mischerstrang 7 besitzt an seinem Ausgang einen 90° Rohrbogen 9 und mündet in einen Auslaß 10.
Die Zumischeinrichtung 3 ist mittels Flanschkupplungen 11 einmal mit dem Einlass 2 sowie dem ersten vertikalen Strang 4 verbunden, der seinerseits mit dem Rohrbogen 6 verbunden ist, der wiederum durch eine Flanschkupplung 12 mit dem zweiten vertikalen Strang 7 verbunden ist.
Der Zulauf 2 ist über einen Flansch 13 mit einem nicht dargestellten Förderschlauch einer Materialförderpumpe verbunden.
An dem Ausgang des zweiten vertikalen Strangs kann ein nicht dargestellter Schlauch an den Flansch 14 angeschlossen werden.
Über den Stutzen 15 der Zumischeinrichtung 3 wird Schaum aus einem nicht dargestellten Schaumerzeuger der Zumischeinrichtung zugeführt.
In dem vertikalen Strang 4 sind Mischelemente 5 angeordnet, mit denen die Vermischung auch von Komponenten sehr unterschiedlicher Eigenschaften wie spezifisches Gewicht, Konsistenz und unterschiedliche Kompressibilität zu vermischen sind. Der gleiche Vorteil ist bei dem zweiten vertikalen Strang 7 des Statikmischers gegeben.
Die Zumischeinrichtung nach 2 weist einen rotationssymmetrischen Verdrängungskörper 16 zwischen dem Eingangs- und Ausgangsflansch 11 auf. Durch diesen Verdrängungskörper wird die Fließgeschwindigkeit eines Materialstroms erhöht, so dass in den dadurch entstehenden Unterdruckbereich 17 über den Stutzen 15, den Ringkanal 18 und die Stichkanäle 19 Schaum in den Materialstrom eingebracht werden kann.
Der Fertigschaum wird zusammen mit dem Materialstrom über die Mischelemente 5 bzw. 8 in dem ersten vertikalen Strang 4 bzw. dem zweiten vertikalen Strang 7 geführt und in den Materialstrom eingemischt. Da sich die Wirkung der Schwerkraft auf die sehr unterschiedlichen spezifischen Gewichte der beiden Komponenten nicht negativ auf das Mischverhalten auswirkt, wird eine sehr effektive Homogenisierung der beiden Komponenten erreicht, ohne dass durch übermäßige Bearbeitung des Fertigschaums dieser in seiner Struktur verändert oder zerstört wird.
3 zeigt die Anordnung von paarweisen Mischelementen in dem vertikalen Strang 4; die Mischschaufeln 20, 21 sind zu einander gekreuzt angeordnet und hintereinander an einem mittigen Stab 24 befestigt. Der Stab 24 besitzt stromeingangsseitig einen Querträger 22, der in einer Aufnahme 23 des Flansches 11 gelagert und mittels eines nicht dargestellten Gegenflansches befestigt werden kann.
In dem zweiten, vertikalen Strang 7 sind die Mischelemente 8 in entsprechender Weise an dem Flansch 12 gelagert und befestigt.
Wie aus 1 hervorgeht, ist der Statikmischer 1 aus Segmenten 2, 3, 4, 6 und 7 zusammengesetzt, die durch leicht lösbare Flanschkupplungen miteinander verbunden sind. Der Statikmischer kann auf diese Weise einfach zerlegt und gereinigt werden. Ebenso lassen sich die Mischelemente 5, 8 leicht austauschen und durch dem jeweiligen Einsatzzweck und den jeweiligen Einsatzbedingungen angepasste Mischelemente ersetzen.
Weiterhin können zwischen die Flansche 12 ein oder mehrere Zumischeinrichtungen eingefügt werden.
Wie die Erfahrung gezeigt hat, kann es vorteilhaft sein, den Schaumeintrag in einen aufsteigenden Materialstrom vorzunehmen und die Vermischung der beiden Komponenten in den vertikalen Strang des Statikmischers bei einer zunächst nach oben gerichteten Fließbewegung des Mischgutes vorzunehmen und die weitere Homogenisierung des Mischgutes in abwärtsgerichteter Fließbewegung vorzusehen. Zu diesem Zweck kann der Statikmischer in einfacher Weise um 180° gedreht betrieben werden.
Bezugszeichenliste

1: Statikmischer
2: Zulauf bzw. Einlass
3: Zumischeinrichtung
4: Vertikaler Strang
5: Mischelement
6: 180° Rohrbogen
7: Mischerstrang
8: Mischelemente
9: 90° Rohrbogen
10: Auslaß
11: Flanschkupplung bzw. Ein-/Ausgangsflansch
12: Flanschkupplung
13: Flansch
14: Flansch
15: Stutzen
16: Verdrängungskörper
17: Unterdruckbereich
18: Ringkanal
19: Stichkanäle
20: Mischschaufel
21: Mischschaufel
22: Querträger
23: Aufnahme
24: Stab

Claims

Statikmischer mit mindestens einer eingangsseitigen Zumischeinrichtung und einer nachgeschalteten Mischvorrichtung zum Mischen von zwei oder mehreren, fließfähigen Komponenten mit unterschiedlichen spezifischen Gewichten und/oder unterschiedlichen Konsistenzen und/oder unterschiedlichen Kompressibilitäten, dadurch gekennzeichnet, dass der Statikmischer (1) mindestens einen vertikalen Strang (4; 7) aufweist, in dem Mischelemente (5; 8) angeordnet sind, die das Mischgut durchläuft.
Statikmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischgut einen zweiten Strang (7) mit Mischelementen durchläuft.
Statikmischer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Strang (7) ebenfalls vertikal ausgerichtet ist und Mischelemente (8) aufweist.
Statikmischer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strang (4) und der zweite Strang (7) durch einen 180° Rohrbogen (6) miteinander verbunden sind.
Statikmischer nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Strang (4; 7) sowie der 180° Rohrbogen (6) mittels Flanschkupplungen (12) in leicht lösbarer Weise verbunden sind.
Statikmischer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zumischeinrichtung (3) mittels einer leicht lösbaren Flanschkupplung (11) mit dem ersten Strang (4) verbunden ist.
Statikmischer nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den ersten und den zweiten Strang (4; 7) weitere Zumischeinrichtungen (3) mittel leicht lösbarer Flanschkupplungen eingefügt werden können.
Verfahren zur Herstellung von Schaumbeton aus einer Zementschlempe, Zuschlägen und Wasser sowie Fertigschaum unter Einsatz eines Statikmischers nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der fließfähige Materialstrom aus Zement, Zuschlägen und Wasser in dem Statikmischer vertikal geführt wird, dass in den Materialstrom durch eine Zumischeinrichtung (3) Fertigschaum eingetragen wird und dass das so entstandene Mischgut aus Schaum und kompaktem Materialstrom im vertikalen Strang (4) des Statikmischers (1) durch Mischelemente (5) geleitet wird, mittels derer eine homogene Durchmischung der Komponenten erfolgt.
Verfahren nach vorhergehendem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischgut, nachdem es den ersten vertikalen Strang (4) des Statikmischers (1) durchlaufen hat, einem weiteren Strang (7) mit Mischelementen (8) zu geleitet wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischgut nach Durchlaufen des ersten vertikalen Strangs (4) einem zweiten, ungefähr 180° umgelenkten vertikalen Strang (7) mit Mischelementen (8) zugeführt wird, den das Mischgut in entgegengesetzter Richtung zu der Richtung des ersten Strangs (4) durchläuft.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischgut in dem Statikmischer (1) ein- oder mehrmals um ungefähr 180° umgelenkt wird und in dem jeweiligen vertikalem Strang (4; 7) durch Mischelemente (5; 8) homogenisiert wird.