DE19931898C1 - Verfahren zur Herstellung von Porenbeton - Google Patents

Abstract

Bei diesem Verfahren zur Herstellung von Porenbeton wird aus Quarzmehl, hydraulischem Bindemittel und Wasser eine Mörtelmasse hergestellt und nach Zugabe eines gaserzeugenden Treibmittels in eine Gießform eingefüllt. Nach dem Einfüllen der Masse werden ausschließlich vertikal gerichtete Rüttelschwingungen gleichmäßig über den Formboden verteilt mit einer Frequenz von 10 bis 30 Hertz von unten her auf diesen aufgebracht. Die Schwingungen werden während Pausen von 1 bis 5 Minuten mehrmals unterbrochen. Die Schwingungsfrequenz wird zur Vermeidung von Eigenschwingungen der Masse in Abhängigkeit von ihrer Dichte jeweils schlagartig um einige Hertz verändert. Ca. 10 Minuten vor dem Ende des Treibvorganges werden die Schwingungen beendet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Porenbeton, bei dem aus Quarzmehl, hydraulischem Bindemittel und Wasser eine Mörtelmasse hergestellt und nach Zugabe eines gaserzeugenden Treibmittels in eine Gießform eingefüllt wird, und bei dem nach dem Einfüllen der Masse Schwingungen auf die Gießform von unten her aufgebracht werden, die während des Treibvorganges der Masse andauern und vor dem Ende desselben beendet werden.

Bei den üblichen Verfahren zur Herstellung von Porenbeton muß eine verhältnismäßig große Menge von Anmachwasser verwendet werden, um im fertigen Porenbeton eine homogene Verteilung der Poren zu erreichen. Der hohe Anteil an Anmachwasser verursacht jedoch u. a. lange Standzeiten, d. h. es dauert verhältnismäßig lange bis die in der Form aufgetriebene Masse eine solche Standfestigkeit erreicht hat, daß die Form entfernt und die Masse in noch nicht endgültig ausgehärtetem Zustand mittels gespannten Schneiddrähten in Baukörper wie Platten, Blöcke oder Steine zerschnitten werden kann. Diese Baukörper werden anschließend in einem Autoklaven ausgehärtet. Infolge des hohen Anteiles an Anmachwasser hat der fertige Porenbeton beim Verlassen des Autoklaven eine verhältnismäßig hohe Produktfeuchte. Wird jedoch der Anteil an Anmachwasser verringert, dann steigt die Viskosität der Mörtelmasse, was zu einer Beeinträchtigung des Treibvorganges, zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Gasporen und zu Rohdichteunterschieden zwischen dem oberen und dem unteren Bereich des in der Form befindlichen Masseblockes führen kann.

Um trotzdem den Anteil an Anmachwasser verringern zu können ist es z. B. aus der CH- PS 507879 bekannt, die in die Gießform eingefüllte Masse mechanischen Rüttel- und/oder Vibrationswirkungen zu unterwerfen, derart, daß die wesentliche Expansion der Masse durch das gaserzeugende Treibmittel erst erfolgt, nachdem die Rüttel- oder Vibrationswirkungen auf die Masse begonnen haben. Durch den geringeren Wassergehalt erreicht die Masse in der Gießform schneller eine zum Entformen und Schneiden ausreichende Festigkeit (= Grünstandsfestigkeit), die Produktfeuchte ist nach dem Autoklavieren geringer und es wird auch neben einer höheren Druckfestigkeit eine bessere Verbindung zwischen Porenbeton und einer in diesen eingebrachten Armierung erreicht. Obwohl die Anwendung von Schwingungen bei der Herstellung von Porenbeton seit langem bekannt ist und vielfache Versuche unternommen worden sind dieses Verfahren zu verbessern, ist es bisher nicht gelungen Porenbeton mit verringertem Anteil an Anmachwasser unter normalen industriellen Produktionsbedingungen mit gleichbleibend hoher Qualität, insbesondere was die Homogenität des fertigen Porenbetons anbelangt, herzustellen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu Herstellung von Porenbeton der eingangs erwähnten Art aufzuzeigen, welches die Herstellung von Porenbeton mit verringertem Anteil an Anmachwasser unter industriellen Produktionsbedingungen mit gleichbleibend hoher Qualität, insbesondere was die Homogenität anbelangt, ermöglicht.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht,

• - daß ausschließlich vertikal gerichtete Schwingungen gleichmäßig über den Formboden verteilt mit einer Frequenz von 10 bis 30 Hertz auf diesen aufgebracht werden,
• - daß die Schwingungen während des Treibvorganges, während Pausen von je 1 bis 5 Minuten mehrmals unterbrochen werden,
• - daß die Schwingungsfrequenz zur Vermeidung von Eigenschwingungen der Masse in Abhängigkeit von ihrer Treibhöhe und ihrer Dichte jeweils schlagartig um einige Hertz verändert wird und
• - daß die Schwingungen ca. 8 bis 12 Minuten vor dem Ende des Treibvorganges beendet werden.

Es wurde festgestellt, daß man unter Einhaltung dieser Bedingungen unter industriellen Produktionsbedingungen Porenbeton unter Verwendung von einem geringeren Anteil von Anmachwasser mit gleichbleibend hoher Qualität herstellen kann. So wurde trotz Reduzierung des Anmachwassergehaltes der Mörtelmischung auf etwa 60 bis 80% des üblichen Wassergehaltes eine gleichmäßigere Verteilung der Gasporen und geringere Rohdichteunterschiede zwischen den bezüglich der Treibrichtung oben bzw. unten liegenden Bereichen des Porenbetonblockes festgestellt. Außerdem ergab sich eine geringere Festigkeits - Anisotropie bezüglich der Treibrichtung. Es konnte ferner bei nicht oszillierenden Schneiddrähten eine glattere Schnittfläche und außerdem kein Verkleben der Porenbetonkörper im Bereich der Schnittspalte im Autoklaven festgestellt werden. Wegen des geringeren Anteiles an Anmachwasser ergaben sich auch weniger Härteschäden im Autoklaven und ein reduzierter Dampfverbrauch beim Härten.

Bei ausschließlich vertikal gerichteten Schwingungen (Longitudinalwellen) wird eine möglichst gleichmäßige Vibration in der auftreibenden Masse im gesamten Mischungsvolumen erreicht. Zudem ist die vertikale Richtung diejenige, die den kürzesten Weg für die durch die Masse laufenden Wellen bietet, d. h., in dieser Richtung sind die Dämpfungseffekte am geringsten. Die Schwingungspausen sollten 5 Minuten nicht überschreiten, da sonst Gefügestörungen, die bis dahin in der hochviskosen Masse entstanden sind, nicht mehr ausgeglichen werden.

Eine besonders vorteilhafte Verfahrensmaßnahme besteht darin, daß die von dem Schwingungspausen unterbrochenen Schwingungen in die gleiche Gießform nacheinander an verschiedenen, aufeinanderfolgenden Schwingungsstationen eingebracht werden und die Gießform zu diesem Zweck schrittweise von Schwingungsstation zu Schwingungsstation transportiert wird.

Bei Anwendung dieser Maßnahme läßt sich eine besonders rationelle Fertigung erreichen. Die Gießformen können nämlich trotz der Anwendung von Schwingungen in der üblichen Weise in üblichem Produktionstakt weiter bewegt werden. Während die Gießformen innerhalb der Taktzeit ruhen, werden an mehreren hintereinander liegenden Schwingungsstationen, z. B. 4-6 Schwingungsstationen die jeweils an diesen Schwingungsstationen befindlichen Gießformen in Schwingungen versetzt. Die Schwingungspausen erfolgen zweckmäßig während des schrittweisen Weitertransportes der Gießformen jeweils zur nächsten Schwingungsstation.

Die Verwendung von mehreren aufeinanderfolgenden Schwingungsstationen zur Einleitung von Schwingungen in ein und dieselbe Gießform, die unter Unterbrechung des Schwingungsvorganges jeweils nacheinander an verschiedene aufeinanderfolgende Schwingungsstationen gebracht wird, ist äußerst vorteilhaft. Erst hierdurch wird nämlich ein taktweises Arbeiten mit umlaufenden Gießformen, wie es bisher schon durchgeführt wird, unter Anwendungen von Schwingungen in wirtschaftlicher Weise möglich. Durch die auf die Gießform an verschiedenen Stationen eingebrachten Schwingungen wird nämlich die übliche Taktzeit nicht verlängert.

Das Einbringen von Schwingungen sollte spätestens 7 Minuten nach Beendigung des Einfüllens der Masse in die Gießform beginnen, damit die Schwingungen den Treibvorgang unterstützen. Ein späterer Vibrationsbeginn kann die Gefügestörungen, die bis dahin durch die Aluminiumreaktion in der hochviskosen Masse entstanden sind, nicht mehr ausgleichen. Die Steuerung der Schwingungsfrequenz erfolgt zweckmäßig durch Treibhöhenmessung der Masse und bei Erreichen vorbestimmter Treibhöhen wird die Schwingungsfrequenz schlagartig um etwa 5 Hertz verändert.

Bei bestimmten Treibhöhen entstehen nämlich in der Porenbetonmasse Eigenschwingungen, die zu starkem Spritzen und außerdem auch zu ungleichmäßig großen Poren führen können. Aus diesem Grund wird die Schwingungsfrequenz in Abhängigkeit von der Treibhöhe der Masse und ihrer Dichte schlagartig um einige Hertz verändert. Die Treibhöhen, bei welchen Eigenfrequenz auftritt hängt ab von der angestrebten Rohdichte des fertigen Porenbetons und der Füllhöhe, welche die in die Gießform eingefüllte Mörtelmasse vor Beginn des Treibvorgangs einnimmt. Die Treibhöhen, bei denen jeweils Eigenfrequenz eintritt, können berechnet oder durch Erfahrungswerte bestimmt werden. Vor Erreichen dieser kritischen Treibhöhen wird die Schwingungsfrequenz schlagartig um etwa 5 Hertz verändert, bis die Masse wieder aus dem Bereich von Eigenschwingungen heraus ist. Es kann dann wieder die vorher aufgebrachte Schwingungsfrequenz eingestellt werden.

Weiterhin ist es zweckmäßig die Schwingungsamplituden in Abhängigkeit von der jeweiligen Treibhöhe und/oder in Abhängigkeit von der angestrebten Rohdichte des fertigen Porenbetons zwischen 0 und 100% zu verändern. Es ist so eine optimale Anpassung der Gießformschwingungen an das Treibverhalten, die angestrebte Rohdichte und sonstige Rezepturänderungen der Masse möglich. Die Amplitude ist umso größer zu wählen, je größer die Masse der eingefüllten Mörtelmischung ist, sei es wegen größerer angestrebter Rohdichte oder höherer angestrebter Endtreibhöhe. Eine größere Masse erfordert eine größere Amplitude (oder Frequenz), um gleiche Vibrationswirkung zu erzielen. Bei stufenlos veränderbaren Schwingungsamplituden können die Vibrationsmotoren bei der Amplitude 0, sozusagen im Leerlauf, permanent weiterlaufen und müssen nicht ein- oder ausgeschalten werden.

Die maximalen Schwingungsamplituden sollten in der Größenordnung von 0,1 bis 1 mm sein.

Das Ende der Einleitung der Schwingungen in die Gießform sollte ca. 8 bis 12 Minuten, vorzugsweise 10 Minuten vor dem Ende des Treibvorganges liegen. Auf diese Weise wird verhindert, daß die aufgetriebene Masse wieder teilweise in sich zusammenfällt.

Nachstehend wird das Verfahren anhand der schematischen Zeichnung erläutert. Jede der Gießformen (1) ist auf einem Formentransportwagen (2) angeordnet. Auf dem Formentransportwagen (2) ist der Boden der Gießform fest montiert. Die Formentransportwagen können auf Schienen (3) in Transportrichtung (A) schrittweise verschoben werden. An der Füllstation (F) wird im Mischer (3) die Mörtelmasse gemischt, wobei kurz vor dem Einfüllen derselben in die Gießform der Mörtelmasse Aluminiumpulver als Treibmittel zugemischt wird. Die Mörtelmasse füllt die Gießform (1) nur teilweise bis zu einer Füllhöhe (h) aus, die je nach der angestrebten endgültigen Rohdichte des Porenbetons etwa 15 bis 30 cm betragen kann. Nach dem Füllvorgang wird der Formentransportwagen (2) mit der Gießform (1) in Richtung (A) zur ersten Rüttelstation (R1) verschoben. Dort ist die Form mit dem Formentransportwagen auf dem Rütteltisch (4.1) angeordnet. Durch zwei Umwuchtmotoren (5.1) wird der Rütteltisch (4.1.) in vertikale Schwingungen versetzt, welche von unten in die Form (1) eingeleitet werden. Die Rüttelschwingungen dauern je nach Taktzeit verschieden lange. Unter Taktzeit werden die Zeitabstände verstanden, in denen die Formentransportwagen (2) mit den Gießformen (1) schrittweise weiterbewegt werden. Beträgt die Taktzeit beispielsweise 3 Minuten, dann wird etwa 2 Minuten lang gerüttelt. Während der restlichen Zeit von 1 Minute werden die Formentransportwagen (2) weiter bewegt und die Formen (1) mit den jeweiligen Rütteltischen (4.1-4.4) verbunden. Die Rüttelschwingungen werden in die Formen eingeleitet, während durch die Treibwirkung des Aluminiumpulvers die Mörtelmasse an Volumen zunimmt und in der Form zu steigen beginnt. Bei bestimmten Treibhöhen, bei denen Eigenschwingungen der Porenbetonmasse zu erwarten sind, wird die Schwingungsfrequenz schlagartig um einige Hertz geändert. Da mehrere Rüttelstationen (R1 bis R4) vorgesehen sind, kann dies entsprechend der jeweiligen kritischen Treibhöhe an verschiedenen Rüttelstationen zu unterschiedlichen Zeiten erfolgen. Nach dem als Beispiel erwähnten 2 Minuten wird der Rütteltisch (4.1) stillgesetzt und der Formentransportwagen (2) mit der Gießform (1) von der Rüttelstation (R1) auf den Rütteltisch (4.2) der Rüttelstation (R2) verschoben. Dabei werden gleichzeitig alle auf den übrigen Rüttelstationen angeordneten Formentransportwagen und auch die nicht auf den Rütteltischen an verschiedenen Reifestationen angeordneten Formentransportwagen gleichzeitig weiterbewegt. Das Rütteln kann innerhalb der üblichen Taktzeit, in welcher die Formentransportwagen schrittweise weiterbewegt werden, erfolgen und verlängert daher nicht den bisher üblichen Produktionsablauf.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von Porenbeton, bei dem aus Quarzmehl, hydraulischen Bindemitteln und Wasser eine Mörtelmasse hergestellt und nach Zugabe eines gaserzeugenden Treibmittels in eine Gießform eingefüllt wird, und bei dem nach Einfüllen der Masse Rüttelschwingungen auf die Gießform von unten her aufgebracht werden, die während des Treibvorganges der Masse andauern und vor dem Ende derselben beendet werden, dadurch gekennzeichnet,

• - daß ausschließlich vertikal gerichtete Schwingungen gleichmäßig über den Form­ boden verteilt mit einer Frequenz von 10 bis 30 Hertz auf diesen aufgebracht wer­ den,
• - daß die Schwingungen während des Treibvorganges während Pausen von je 1 bis 5 Minuten mehrmals unterbrochen werden,
• - daß die Schwingungsfrequenz zur Vermeidung von Eigenschwingungen der Masse in Abhängigkeit von ihrer Treibhöhe und Ihrer Dichte jeweils schlagartig um einige Hertz verändert wird und
• - daß die Schwingungen ca. 8 bis 12 Minuten vor dem Ende des Treibvorganges beendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von Schwingungspausen unterbrochenen Schwingungen in die gleiche Gießform nacheinander an verschiedenen, aufeinanderfolgenden Schwingungsstationen eingebracht werden und daß die Gießform zu diesem Zweck schrittweise von Schwingungsstation zu Schwingungsstation transportiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungspausen während des schrittweisen Weitertransportes der Gießform stattfinden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen während 3 bis 5 Schwingungspausen unterbrochen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Einbringen von Schwingungen spätestens 7 Minuten nach Beendigung des Einfüllens der Masse in die Gießform begonnen wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Schwingungsfrequenz durch Treibhöhenmessung der Masse erfolgt und bei Erreichen vorbestimmter Treibhöhen die Schwingungsfrequenz schlagartig um etwa 5 Hertz verändert wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsamplituden in Abhängigkeit von der Treibhöhe und/oder in Abhängigkeit von der angestrebten Rohdichte des fertigen Porenbetons zwischen 0 und 100% verändert werden.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit maximalen Schwingungsamplituden von 0,1 bis 1 mm gearbeitet wird.