DE3139107A1

DE3139107A1 - Verfahren und vorrichtung zum schnellen aushaerten von beton

Info

Publication number: DE3139107A1
Application number: DE19813139107
Authority: DE
Inventors: Roman Prof. 43139 Mölndal Malinowski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-10-01
Filing date: 1981-10-01
Publication date: 1983-04-14

Description

Verfahren und Vorrichtung zum schnellen Aushärten von
Beton Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens von Beton oder ähnlichen Produkten. Die Erfindung ist eine Weiterentwicklung des Verfahrens für das schnelle Aushärten von Beton durch Karbonisierung, wie dies in der Patentanmeldung PTC/SE78/00107 beschrieben ist.
In der genannten Patentanmeldung ist ein Verfahren zum Giessen von verschiedenen Arten von Betonprodukten beschrieben. Ohne das Erfordernis einer Aushärtkammer oder eines Autoklaven wird nach einem Vermischen der Beton gegossen und dann innen und/oder aussen einer Vakuumbehandlung unterzogen, um entwässert und kompaktiert zu werden. Danach wird ein Kohlenstoffdioxidgas in die Masse eingegeben, während der Unterdruck aufrechterhalten wird, so dass das Gas als Resultat des Unterdrucks in die Kapillare diffundiert, welche in der Betonmasse ausgebildet sind, um den Beton schneller aushärten zu lassen. Bei einer Ausführungsform gemäss der Erfindung, bei der der Beton mittels einer daraufgelegten Matte oder Tafel entwässert und kompaktiert wird und durch ein Rohr einem Unterdruck unterworfen wird, wird das Kohlenstoffdioxidgas durch die Matte oder die Tafel zugeführt, während in der Masse selbst der Unterdruck erzeugt wird.
Bei einer nndoren Ausführungsform gemäss der Erfindung wird der Unterdruck von einer oder mehreren Seiten der Form in Richtung auf das Innere des zu giessenden Elementes gebracht, und zwar entweder durch besondere Einsätze, durch Löcher oder Hohlräume innerhalb des Elementes oder über eine poröse Materialschicht im Inneren desselben. Dann wird das Kohlenstoffdioxidgas auf ähnliche Weise zugeführt.
In bestimmten Fällen können diese beiden Ausführungsformen auf verschiedene Weise kombiniert werden. Weiterhin kann der Beton gleichzeitig oder nachfolgend einer anderen Art von Behandlung unterworfen werden, wie beispielsweise einer Imprägnierung durch eine geeignete Lösung.
Die erheblichsten Faktoren für die Geschwindigkeit des Karbonisierprozesses sind einerseits die Wirkung des umgebenden Äusseren und andererseits die Porenstruktur des Materials beim Austrocknungsprozess des Materials vor und während des Karbonisierens.
Folgende äussere Faktoren beeinflussen das Austrocknen des Materials: Seine Temperatur, die Luftbewegung, die Umgebungstemperatur und die relative Luftfeuchtigkeit, sowie die Bewegung jeglichen Kohlenstoffdioxids, welches vorhanden sein kann. Eine richtige Einstellung dieser Faktoren ermöglicht einen optimalen Karbonisierungsprozess.
Erstrebt sind für das Material ein niedriges Wasserbindungsverhältnis, ein adequat eingestelltes Bindemittel (vorzugsweise Zement), eine geeignete Porosität, welche im Gegengewicht zur gewünschten Festigkeit stehen sollte, usw.. Um eine schnelle und durchdringliche Karbonisierung zu erzielen, sollte das Kohlenstoffdioxid vom Material ebenso leicht absorbiert werden.
Die Erfindung bezieht sich einerseits auf ein Verfahren und andererseits auf eine Vorrichtung zum schnellen Aushärten von Beton oder ähnlichen Giessmaterialien durch Karbonisierung. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch wirksames Trocknen des Kapillarsystems des Materials in der Aushärteinrichtung vor und während des Karbonisierens mittels gesteuerter Zustände in Form einer Kombination von Luftströmung, Wärmeerzeugung und Feuchtigkeitsabsorption bei einem kontinuierlichen Z irkulationsvorgang.
Eine Vakuumabsaugung kann ebenso durch die Aushärteinrichtung mit der Vorrichtung verbunden sein, wenn immer eine Vakuumbehandlung möglich ist, beispielsweise im Falle einer geschlossenen Form oder einer geschlossenen Kammer. Eine vollständige Entfeuchtung des Giessmaterials kann erfolgen, vorausgesetzt, die Luftzirkulation, die Wärmezufuhr und die Entfeuchtung treten mit dem Giessmaterial in einem geschlossenen System auf.
Andere Verfahren und eine andere Ausrüstung zum schnellen Aushärten von Betonmaterialien sind in den US-Patentschriften 4 117 059, 4 117 060 und 3 492 385 bebeschrieben.
In der US-Patentschrift 4 117 060 ist ein Verfahren zum schnellen Aushärten von Beton beschrieben - ausgetrocknet durch ein relativ trockenes Gemisch aus einem Copolymer des Vinyl- und Dibutylacetats - welcher in einer Form einem Druck ausgesetzt wird, wonach das Kohlenstoffdioxidgas der Mischung durch die Form zugeführt wird. Die Wirkung des Verfahrens ist von der partiellen Entwässerung abhängig, die durch das Hinzusetzen des Polymers auftritt. Keine spezifische Lösung ist für den Entfeuchtungsprozess dargestellt.
Die US-PS 4 117 059 basiert auf derselben Idee wie die US-PS 4 117 060. Es wird jedoch aus Aushärteinrichtung eine offene Kammer verwendet, um eine kontinuierliche Produktion der Betonprodukte oder dergleichen zu bewirken. Das Kohlenstoffdioxidgas wird anstatt der Form entsprechend der US-PS 4 117 060 der Kammer zugeführt.
Beim verantwortlichen Prozess ist ausgeführt, dass die Höhe der Kammer im Verhältnis zur Dicke des Materials unmittelbar entscheidend für das Aushärtresultat ist. Weiterhin wird hervorgehoben, dass die festgestellten Polymere für das schnelle Aushärten entsprechend dem zuvor beschriebenen Verfahren wesentlich sind. Daher unterscheidet sich dieses Verfahren deutlich von dem der Erfindung.
In der US-PS 3 492 385 ist ein Verfahren-zum Beschleunigen des Aushärtprozesses durch Bewegen der Betonelemente in ihren Formen vertikal durch alternativ kalte und warme Zonen mit einer Kohlenstoffdioxid-angereicherten Atmosphäre beschrieben. Bei diesem Verfahren ist keine Lösung für die Probleme hinsichtlich der Entwässerung und der Entfeuchtung vorgesehen.
Somit ist es wesentlich für die vorliegende Erfindung, dass die Faktoren, die den Aushärtprozess beeinträchtigen, so gesteuert werden können, dass sie gemeinsam, individuell oder in unterschiedlichen Kombinationen gemeinsam wirksam sind oder zeitweise in Relation zueinander gesetzt und auf die Form und das Gebilde des Elementes eingestellt werden, um optimale Aushärtbedingungen zu erzielen.
Die Vorrichtung, welche so die notwendigen Konditionierausrüstungen umfasst, d.h. die Wärmequelle, ein Gebläse und ein Entfeuchter (beispielsweise Salz- oder Kondensationsvorrichtung), Steuervorrichtung für das Konditionieren und möglicherweise eine Vakuumausrüstung für die Zufuhr von Kohlenstoffdioxidgas, kann mit den folgenden alternativen Aushärteinrichtungen verbunden werden: eine geschlossene Form, eine Parzelle von geschlossenen Formen, eine geschlossene Kammer, ein offener Tunnel oder ähnliche Aushärteinrichtungen.
In einer geschlossenen Form, bestehend aus einer Einzelform oder aus einer Parzelle von Formen, die vertikal oder horizontal angeordnet sind, sit es möglich, wenn die Form(en) mit zu giessendem Material gefüllt ist (sind), zunächst die Masse durch Vakuums augen zu entwässern und Kohlonsvoffdioxid zuzugeben, gleichzeitig mit oder unmittelbar nach der Vakuumbehandlung, während ein gewisser Unterdruck in der Masse aufrechterhalten wird.
Nach dem Einführen des Kohlenstoffdioxidgases wird mit einem Gebläse Wärme zugeführt, um so eine geschlossene Luftzirkulation zu erzeugen. Somit besteht die Möglichkeit der Entfeuchtung der zirkulierenden Luft durch Salz oder Kondensation. Alternativ kann eine gewisse Menge von Kohlenstoffdioxid während der Wärmebehandlung zugeführt werden.
Im Falle einer geschlossenen Form wird entsprechend einer Alternative Kohlenstoffdioxid beim zuvor genannten Verfahren nach der Entwässerung durch Vakuumbehandlung zugeführt, und zwar zur selben Zeit, wie das Heizgebläse und die Entfeuchtung aktiviert werden.
Bei einem Aushärtsystem mit einer geschlossenen Kammer wird das gegossene Material mit oder ohne Form allgemein kompaktiert und mit einem niedrigen Wassergehalt eingeführt. Hierdurch wird entsprechend dem bevorzugten Verfahren der Erfindung zunächst das eingeführte Material mittels eines Heizgebläses und einer Entfeuchtungsausrüstung ausgetrocknet und entfeuchtet, wonach das Material vakuumbehandelt wird.
Das Kohlenstoffdioxidgas wird dann der Kammer bei dem herrschenden Unterdruck zugeführt.
Für den Fall des kontinuierlichen Herstellungsverfahrens in einer offenen Kammer oder in einem Tunnel wird das im Tunnel gegossene Material mittels eines Förderbandes bei einer spezifizierten Geschwindigkeit zugeführt.
Hierdurch wird dann zunächst das Heizgebläse zum Austrocknen verwendet, indem der Luftstrom vom Heizgebläse in entgegengesetzter Richtung zur Bewegung des Materials zirkuliert.
Bei der offenen Kammer (Tunnel) erfolgt keine Vakuumbehandlung. Eine partielle Entwässerung kann durch Additive erfolgen, die ebenso den Aushärtprozess beschleunigen. Die Aushärtzeit kann weiterhin verkürzt werden durch Inbewegungsetzen der Umgebungsluft und/ oder des gegossenen Materials, welches in Abhängigkeit von der Lufttemperatur, der relativen Luftfeuchtigkeit und der Bewegungsrichtung die Entwässerung beschleunigt.
Ebenso kann das Kohlenstoffdioxidgas in der Aushärteinrichtung zirkulieren.
Fig. 1 zeigt die Möglichkeit der Kombination der Erfindung mit verschiedenen Typen von Aushärteinrichtungen.
Versuche des Verfahrens und der Vorrichtung entsprechend der Erfindung wurden mit Betonsichtsteinen durchgeführt. Die Voraussetzungen für diese Versuche und Ihre Resultate sind die folgenden! (1) Zement 1, Sand 2,7, Wasser 0,3, Wasser-Zement-Verhältnis 0,31, Ausgangstemperatur 20 bis 23 0C, Vakuum: Unterdruck 0,5 bar, 10 Minuten, C02-Gas: Temperatur 24 bis 34OC, Druck 0,1 bar, Entfeuchtung: Zirkulation der Warmluft 24 bis 35oC, Aushärtzeit: 42 Minuten, Dichte 2,1, Festigkeit: Hauptwert 30 MPa (2) Dasselbe wie zuvor, mit Additiven (Polymeren) Festigkeit: 18,9 MPa (3) Voraussetzungen für die Materialien wie unter 1, kein Vakuum, C02-Gas: Druck 0,1 bar, Temperatur: 23 bis 320C, Entfeuchtung: Zirkulation von Warmluft 24 bis 340C, Aushärtzeit: 34 Minuten, Dichte 2,1, Festigkeit: Hauptwert 24,3 MPa (4) Dasselbe wie unter (3) mit Additiven (Polymeren), Festigkeit: 18,1 MPa

Claims

Verfahren und Vorrichtung zum schnellen Aushärten von Beton PATENTANSPRUCHE ö. Verfahren zum schnellen Aushärten von Beton oder ähnlichem Giessmaterial durch Karbonisierung, g e k e n n z e i c h n e t durch wirksames Trocknen des Kapillarsystems des Materials in der Aushärteinrichtung vor und während des Karbonisierens mittels gesteuerter Zustände in Form einer Kombination von Luftströmung, Wärmeerzeugung und Feuchtigkeitsabsorption bei einem kontinuierlichen Zirkulationsvorgang.
2. Verfahren nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t durch das Kombinieren des Konditioniervorganges mit einer Vakuumbehandlung, die vor dem Karbonisieren und in einem hermetisch abgeschlossenen System erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass bei aufrechterhaltenem Negativdruck oder bei normalem atmosphärischen Druck Kohlenstoffdioxidgas in das Kapillarsystem des Materials während eines gleichzeitigen oder nachfolgenden gesteuerten Konditionierens in einer geschlossenen Form entweder von der Aussenfläche des Materials und/oder vom inneren Teil des Materials erfolgt.
4. Vorrichtung zum Entfeuchten von Beton oder von ähnlichem Giessmaterial in einer Aushärteinrichtung durch Konditionieren, g e k e n n z e i c h -n e t , durch eine hermetisch abgeschlossene Einheit, bestehend aus einer Ausrüstung für die Luftzirkulation, die Wärmeerzeugung und die Entfeuchtung des Materials, sowie einer Steuereinrichtung für dieses Konditionieren, die mit der geschlossenen Einheit verbunden ist, wodurch die Ausrüsteinheiten individuell, in Kombination miteinander oder gemeinsam laufen können.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass diese mit einer Karbonisier-Aushärt-Einrichtung verbunden und kontinuierlich in einem geschlossenen, bevorzugt hermetisch dichten System wirksam ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Konditionierausrüstung und die Steuereinrichtung durch eine Ausrüstung für die Vakuumbehandlung ergänzt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 und 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Konditioniereinheit und die Steuereinrichtung mit dem C02-Gasbehälter verbunden sind.