DE3525633A1 - Verfahren zum flammstrahlen von beton - Google Patents
Verfahren zum flammstrahlen von betonInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Flammstrahlen von Beton mit einem Brenner mit
vorzugsweise Führungselementen, der in beliebiger
Vorschubrichtung über eine Betonoberfläche geführt
wird und aus dessen Flammaustrittsöffnungen Flammen
austreten.
Ungeschützte Betonflächen zeigen unter
Witterungseinflüssen zunehmende Korrosionsschäden.
Eine dauerhafte Konservierung oder Sanierung mit
Beschichtungsmaterialien setzt eine saubere
gereinigte Betonoberfläche der Qualität "Kernbeton"
voraus. Zur Erzielung einer solchen Oberfläche
dient Flammstrahlen. Mit Hilfe einer
hochenergetischen Brenngas-/Sauerstoffflamme wird
kurzzeitig eine hohe Wärmemenge auf den Beton
gebracht, wodurch in der obersten/äußersten etwa 1
bis 2 mm dicken Betonzone ein Sprengen (Spratzen)
infolge Umwandlung der Kristalle und ein Schmelzen
der Gesteinsteile erfolgt. Dabei wird in der Regel
eine 1 bis 2 mm dicke Betonschicht flächig gelöst
(geschält). Bei geringeren Betongüten oder bei
beschädigtem Beton auch mehr (etwa 5 mm).
Da durch das Flammstrahlen das Gefüge der
verbleibenden äußeren Betonzone teilweise in der
Festigkeit gemindert wird, wird diese Schicht durch
Klopf- oder Bürstgeräte mechanisch entfernt. Die
mechanische Nachbehandlung erfolgt bei
großen, ebenen horizontalen Flächen durch
selbstfahrende hydraulische Klopfmaschinen.
Um Schädigungen der Betonoberfläche durch den
Flammstrahlprozeß zu vermeiden, ist eine richtige
Verfahrensführung erforderlich, wobei insbesondere
die Brenngas-Sauerstoff-Flamme, das Gerät für die
thermische Behandlung und die Arbeitstechnik
entscheidend sind.
Aus dem Entwurf zur DVS-Richtlinie 0302,
Flammstrahlen von Beton, ist es bekannt, den
Flammstrahlbrenner unter einem Neigungswinkel von
etwa 45° zur Betonoberfläche anzustellen, wobei die
Flamme gleichmäßig über die ganze Breite des
Flammstrahlbrenners wirken muß. Dabei wird der
Brenner zum Flammstrahl geradlinig mit
gleichmäßigem Vorschub über die Betonoberfläche
geführt.
Beim Flammstrahlen von insbesondere längeren
Arbeitsflächen, beispielsweise Autobahnteilstücken,
wird das von dem Flammstrahlbrenner gelöste
Spratzgut vor dem Brenner angehäuft. Wird diese
Anhäufung von Spratzgut mit dem Flammstrahlbrenner
überfahren, wird die darunterliegende
Betonoberfläche thermisch nicht erfaßt. Dies führt
zu aufwendigen Nacharbeiten beginnend bei der Suche
nach diesen fehlerhaften Stellen bis hin zur
Nachbehandlung mit den Klopf- oder Bürstgeräten.
Dabei muß in Betracht gezogen werden, daß Fahrbahn-
Objekte mit Tagesleistungen von mehr als 1000 qm2
mit Flammstrahlbrennern mit einer Brennbreite von
500 bis 750 mm bearbeitet werden, so daß die
Fehlersuche zeit- und personalintensiv ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Anhäufung des Spratzgutes vor dem
Flammstrahlbrenner bei gleichbleibendem
Reinigungseffekt und gleichbleibender
Reinigungstiefe der Betonoberfläche zu vermeiden
sowie eine kontinuierliche thermische Bearbeitung
durch Flammstrahlen zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Flammen unter einer zur
Vorschubrichtung schrägen Richtung auf die
Betonoberfläche gerichtet werden.
Um beim Flammstrahlen von Beton mit Brennern mit
geradlinig zur Brennerachse austretenden Flammen
vorteilhaft einen Anhäufung des Spratzgutes vor dem
Brenner zu vermeiden, wird der Brenner schräg zur
Vorschubrichtung angestellt.
Um insbesondere während des gesamten
Bearbeitungsvorganges eine gleichmäßige Anstellung
bzw. einen gleichmäßigen Austrittswinkel der
Flammen zur Brennerachse zu erhalten und
gleichzeitig eine einfache Führung des Brenners
auch bei nicht geradlinigem Verlauf der
Vorschubrichtung zu ermöglichen, treten die Flammen
schräg zur Brennerachse aus dem Brenner aus und
der Brenner wird gerade zur Vorschubrichtung
geführt.
Eine bevorzugte Einrichtung zur Durchführung des
Verfahrens besteht aus einem Maschinenbrenner zum
Flammstrahlen, bei dem die Flammaustrittsöffnungen
und/oder der Brenner und/oder Teile des Brenners
schräg zur Vorschubrichtung angeordnet sind.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen
insbesondere darin, daß das beim Flammstrahlen
einer Betonoberfläche erzeugte Spratzgut in
einfacher Weise aus dem direkten Arbeitsbereich des
Flammstrahlbrenners entfernt wird und somit
Störungen im Arbeitsablauf entfallen.
Überraschenderweise hat sich hierbei gezeigt, daß
der Reinigungseffekt und die Reinigungstiefe durch
schräg auf die Betonoberfläche gerichtete Flammen
verbessert wird. Dabei hat sich in ersten Versuchen
gezeigt, daß bei einer Schrägstellung unter einem
Winkel von vorzugsweise 20 bis 30° zur
Vorschubrichtung gleichzeitig eine vollständige
Entfernung des Spratzgutes aus dem Arbeitsbereich
des Brenners erfolgt. Werden größere Brennerbreiten
beispeilsweise 1000 mm und mehr verwendet, so ist
es besonders vorteilhaft, wenn die Brenner
segmentweise aufgebaut sind, wobei die
Schrägstellung der einzelnen Segmente entsprechend
den Unebenheiten der Betonoberfläche angepaßt
werden können.
Durch die Entfernung des Spratzgutes aus dem
unmittelbaren Arbeitsbereich vor dem
Flammstrahlbrenner ist vorteilhaft eine
kontinuierliche Arbeitsweise möglich. Ferner wird
hierdurch eine automatische Flammstrahlbearbeitung
in besonders einfacher Weise möglich. Dabei wird
der Führungseinrichtung, insbesondere dem Fahrwagen
des Maschinenbrenners ein selbstfahrender
Fahrantrieb zugeordnet, so daß eine
gleichbleibende, vom Bedienungspersonal unabhängige
Vorschubgeschwindigkeit erreichbar ist. Durch die
kontinuierliche Entfernung des Spratzgutes aus dem
Arbeitsbereich vor dem Flammstrahlbrenner ist eine
Bearbeitung über große Strecken ohne Unterbrechung
möglich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher
beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines
Flammstrahlbrenners mit geradlinig zur
Brennerachse aus dem Brenner austretenden
Flammen und schräg zur Vorschubrichtung
angestelltem Brenner;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines
Winkelbrenners mit schräg zur
Vorschubrichtung angestelltem Brenner
kopfhalter;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines
Zweikopfbrenners
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines
Geradbrenners mit zur Vorschubrichtung
seitlich austretenden Flammen.
In der Fig. 1 ist ein Flammstrahlbrenner 10 mit
gerade zur Brennerachse 24 aus dem Brenner
austretenden Flammen 22 (Geradbrenner) dargestellt,
der im wesentlichen aus der Druckdüse 11, der
Mischkammer 12, dem Mischrohr 13, der
Brennerkopfhalterung 14 und dem Brennerkopf 15
besteht. Dem nach dem Saugprinzip arbeitenden
Flammstrahlbrenner ist eine Führungsvorrichtung 16
zugeordnet, die bei einem Handbrenner aus dem nicht
näher dargestellten Griffstück besteht und bei
einem Maschinenbrenner aus mindestens zwei
Führungselementen 17. In Fig. 1 sind die
Führungselemente als Führungsrollen ausgebildet
und an dem Brennerkopf 15 befestigt. Dabei sind die
die Führungsrollen tragenden Halteelemente 18
entsprechend der Schräglage 19 des
Flammstrahlbrenners 10 abgewinkelt, so daß die
Führungsrollen 17 parallel zur Vorschubrichtung 20
angeordnet sind.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die
Führungsrollen 17 an der Brennerkopfhalterung 14
oder an anderen Brennerteilen (strichliert
dargestellt) mittels einer Achse 21 zu befestigen.
Hierbei ist jedoch der Flammstrahlbrenner 10 so
auszubilden, daß der Schwerpunkt des Brenners in
Achsenmitte liegt.
Der Flammstrahlbrenner 10 ist über nicht näher
dargestellte Schlauchanschlüsse an nicht
dargestellte Sauerstoff- und Brenngasversorgungen
angeschlossen.
Der Flammstrahlbrenner 10 arbeitet - wie bereits
erwähnt - nach dem Saugprinzip als
Injektorbrenner. Hierbei strömt Sauerstoff aus
der Druckdüse 11 und saugt das Acetylen aus den um
die Druckdüse 11 angeordneten Kanälen an. Im
Mischraum 13 werden beide Gase miteinander gemischt
und strömen zum Flammstrahlbrenner 15. Das aus
dem Flammstrahlbrenner austretende Gasgemisch wird
gezündet und die Arbeitsflamme eingestellt. Nach
dem Einstellen der Flamme 22 wird der
Flammstrahlbrenner 10 auf die zu bearbeitende
Betonoberfläche leicht aufgesetzt; dabei gleitet
der Brennerkopf 15 des Flammstrahlbrenners 10
auf dem Beton. Durch die Führungselemente 17 wird
ein Abstand zur Betonoberfläche vorgegeben. Die
Flammstrahlbrenner werden unter einem
Neigungswinkel von etwa 45° zur Betonoberfläche
angestellt, wobei die Spitzen der Flammkegel die
Betonoberfläche gleichmäßig über die ganze Breite
des Flammstrahlbrenners berühren.
Gemäß den Fig. 1 bis 4 werden die
Flammstrahlbrenner 10 so über die Betonoberfläche
geführt, daß die Flammen 22 unter einer zur
Vorschubrichtung 20 schrägen Richtung auf die
Betonoberfläche 23 gerichtet werden. Nach einem
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 treten dabei die
Flammen geradlinig zur Brennerachse 24 aus dem
Brenner 10 aus und der Brenner 10 wird schräg zur
Vorschubrichtung 20 angestellt. Dabei können die
Flammaustrittsöffnungen 25 des Brennerkopfes 15 aus
in dem Brennerkopf angeordneten Bohrungen oder
bevorzugt als in den Brennerkopf eingeschraubte
Einzeldüsen 26 ausgebildet werden.
Wie bereits erwähnt, werden die Flammen unter einem
Neigungswinkel von ca. 45° und einer Schräge 19 mit
einem Winkel von vorzugsweise 20° bis 30° zur
Brennerachse 24 auf die alkalisierten, labilen
Oberflächenbereiche der Betonoberfläche 23
gerichtet und diese Oberflächenbereiche - oder auch
Schlämmschichten - kurzfristig bis zur Rotglut,
etwa 1500° erhitzt.
Aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit des Betons
dringt die Wärme jedoch nicht sofort in die Tiefe.
Lediglich in einer Oberflächenschicht von maximal 4
mm Dicke kommt es zu einer Rißbildung.
Oberflächenpartikel mit einem Gewicht von bis zu
mehr als 10 Gramm können dadurch weggesprengt
werden.
Daneben tritt bei kleineren mineralischen
Bestandteilen des Betons ein Schmelzprozeß auf. Der
größte Teil der eingebrachten Flammenenergie wird
für das Spratzen und Aufschmelzen in der
unmittelbaren Oberflächenschicht verbraucht. Das
sich hierbei ergebende Spratzgut wird durch sas
seitliche Anstellen unter einem Winkel 19 von
vorzugsweise 20 bis 30° entsprechend Pfeilrichtung
27 aus dem direkten Arbeitsbereich des
Flammstrahlbrenners 10 entfernt, so daß eine
kontinuierliche Bearbeitung ohne Unterbrechung
vorteilhaft möglich ist. Überraschenderweise hat
sich beim Flammstrahlen von Beton unter einer
Schräglage von 20 bis 30° zur Brennerachse 24 die
Reinigungstiefe nicht etwa verringert sondern der
Reinigungseffekt, insbesondere die Homogenität der
Betonoberfläche hat sich erhöht.
Bei den im folgenden beschriebenen
Ausführungsbeispielen werden die gleichen
Bezugsnummern für die gleichen Teile verwendet.
In Fig. 2 ist schematisch ein Winkelbrenner 30
dargestellt, bei dem die Brennerkopfhalterung 14
entsprechend einem Seitenwinkel 28 abgeknickt ist.
Die Brennerkopfhalterung 14 weist zur Befestigung
und Fixierung des Brennerkopfes 15 eine
stirnseitige Haltefläche 8 auf, die unter dem
Seitenwinkel 28 von kleiner 90° zur Brennerachse
24, vorzugsweise 70 bis 80°, zur Brennerachse 24
angeordnet ist. Selbstverständlich ist es auch
möglich, andere Brennerteile 11, 12, 13 unter dem
Seitenwinkel abzuknicken, so daß die geradlinig aus
dem Brennerkopf 15 austretenden Flammen 20 unter
einem Winkel von vorzugsweise 20 bis 30° zur
Vorschubrichtung 20 angeordnet sind.
In der Fig. 3 ist schematisch ein
Zweikopfwinkelbrenner 40 dargestellt. Der Brenner
40 weist eine gabelförmig ausgebildete
Brennerhalterung 14 auf, an der mindestens zwei
Brennerköpfe 15 keilförmig zueinander befestigt
sind. Jeder Brennerkopf ist schräg zur
Vorschubrichtung 20 bzw. zur Brennerachse 24 an
einer Haltefläche 8′, 8′′ unter einem Seitenwinkel
28 kleiner 90° angeordnet. Die beiden Brennerköpfe
15 können starr miteinander verbunden sein, oder
auch durch ein auf ein Rad abgestützes Gelenk, um
eine bessere Anpassung an Unebenheiten zu
ermöglichen. Durch die Verwendung von zwei
Brennerköpfen 15, wobei jeder Brennerkopf aus
verschiedenen Segmenten zusammensetzbar ist und
wobei der eine Brennerkopf 15′ unter einem linken
Seitenwinkel 28′ von kleiner 90° und der andere
Brennerkopf 15′′ unter einem rechten Seitenwinkel
28′′ von kleiner 90° zur Brennerachse 24 angeordnet
ist, wird eine besonders wirtschaftliche
Bearbeitung von Betonoberflächen erreicht.
In Fig. 4 ist schematisch ein Flammstrahlbrenner 10
dargestellt, bei dem die Flammen schräg aus dem
Brennerkopf 15 austreten. Hierzu sind nach einer
Ausbildung der Erfindung in dem Brennerkopf 15
schräg angebrachte Bohrungen vorgesehen. Nach einer
bevorzugten Ausführung werden in den Brennerkopf 15
verschraubbare Einzeldüsen 9 unter einem Winkel 19
von 20 bis 30° schräg zur Vorschubrichtung 20
eingesetzt. Hierzu weist der Brennerkopf 15 an
seiner Austrittsseite eine zick-zack-förmige Kontur
29 auf, deren Flächen rechtwinklig zu den Düsen 9
angeordnet sind. In diesen Flächen sind
Gewindebohrungen vorgesehen, in die die Einzeldüsen
eingeschraubt werden.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die oben
beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander zu
kombinieren, so daß beispielsweise der Brennerkopf
15 gemäß Fig. 2 unter einem Seitenwinkel 28 zur
Vorschubrichtung 20 angeordnet wird und dieser
Brennerkopf schräg eingesetzte Einzeldüsen 9
aufweist.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausbildung wird
dem Flammstrahlbrenner ein Fahrbetrieb zugeordnet,
mit dem der Brenner kontinuierlich in
Vorschubrichtung verfahrbar ist. Durch den nicht
näher dargestellten Fahrantrieb, beispielsweise
einem Antriebsmotor wird es in Verbindung mit der
seitlichen Entfernung des vollständigen Spratzgutes
vorteilhaft möglich, den Flammstrahlbrenner
unabhängig vom Bedienungspersonal mit
gleichbleibender Vorschubgeschwindigkeit über die
Betonoberfläche zu verfahren. Durch die
Schrägstellung der Flammen 22 unter einer von der
Vorschubrichtung 20 seitlich abweichenden Richtung
auf die Betonoberfläche und durch die Verwendung
eines Fahrantriebes wird eine vollmechanisierte
Bearbeitung von Betonoberflächen ermöglicht. Eine
Unterbrechung des Flammstrahlvorganges zur
Beseitigung des Spratzgutes vor dem Brenner und
somit ein diskontinuierlicher Flammstrahlvorgang
ist während der Bearbeitung nicht erforderlich.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, den Fahrantrieb
als selbstfahrender Fahrwagen auszubilden, dem der
Flammstrahlbrenner 10 vorgeschaltet und die Klopf-
oder Bürstenmaschine nachgeschaltet ist. Über diese
vollmechanische Arbeitsweise ist es möglich,
breitere Brennerköpfe 15 einzusetzen und auch mit
Brennern 10 erhöhter Flammleistung ohne
Überhitzungsgefahr zu arbeiten.
Claims (11)
1. Verfahren zum Flammstrahlen von Beton
mit einem Brenner mit vorzugsweise
Führungselementen, der in beliebiger
Vorschubrichtung über eine Betonoberfläche
geführt wird und aus dessen
Flammaustrittsöffnungen Flammen austreten,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flammen (22) unter einer zur
Vorschubrichtung (20) schrägen Richtung (28) auf
die Betonoberfläche (23) gerichtet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flammen (22) geradlinig zur Brennerachse
(24) aus dem Brenner (10) austreten und der
Brenner (10) schräg zur Vorschubrichtung (20)
angestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flammen (22) schräg zur Brennerachse
(24) aus dem Brenner (10) austreten und der
Brenner (10) gerade zur Vorschubrichtung (20)
geführt wird.
4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 bis 3,
mit einem Brenner bestehend aus mindestens einem
Brennerkopf, der Flammaustrittsöffnungen
aufweist und welchem eine Führungsvorrichtung
zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flammaustrittsöffnungen (25) und/oder
der Brenner (10) und/oder Teile des Brenners
(11, 12, 13, 14, 15) schräg zur Vorschubrichtung
(20) angeordnet sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Brenner als Winkelbrenner (30)
ausgebildet ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungsvorrichtung (16) mindestens zwei
parallel zueinander angeordnete Führungselemente
(17), vorzugsweise Führungsrollen, aufweist, die
am Brenner (10) befestigt sind und der
Brennerkopf ( 15) zu den Führungsrollen schräg,
vorzugsweise unter einem Seitenwinkel (28)
kleiner 90°, angeordnet ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Brenner zwei Brennerköpfe (15) aufweist,
die keilförmig (40) zueinander angeordnet sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Brennerköpfe (15) jeweils unter einem
Winkel (28) kleiner 90° zu der dem jeweiligen
Brennerkopf (15) zugeordneten Führungsrolle (17)
angeordnet sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Brenner als Geradbrenner (10)
ausgebildet ist, der einen Brennerkopf (15) mit
auswechselbaren Düsen (26) aufweist und die
Düsen (26) schräg in den Brennerkopf (15)
einsetzbar sind.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Flammstrahlbrenner (10, 30, 40) ein
Fahrantrieb zugeordnet ist, mit dem der Brenner
kontinuierlich in Vorschubrichtung (20) bewegbar
ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Fahrantrieb als selbstfahrender
Fahrwagen ausgebildet ist, dem der
Flammstrahlbrenner ( 10) vor- und ein Gerät zur
mechanischen Nachbehandlung der Betonoberfläche
nachgeschaltet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853525633 DE3525633A1 (de) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | Verfahren zum flammstrahlen von beton |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853525633 DE3525633A1 (de) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | Verfahren zum flammstrahlen von beton |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3525633A1 true DE3525633A1 (de) | 1987-01-22 |
Family
ID=6276074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853525633 Withdrawn DE3525633A1 (de) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | Verfahren zum flammstrahlen von beton |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3525633A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2653150A1 (fr) * | 1989-10-18 | 1991-04-19 | Marteau Raymond | Dispositif pour decaper les facades. |
CN102700002A (zh) * | 2012-06-04 | 2012-10-03 | 麻城市鑫华气体有限责任公司 | 一种花岗石表面处理机 |
-
1985
- 1985-07-18 DE DE19853525633 patent/DE3525633A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2653150A1 (fr) * | 1989-10-18 | 1991-04-19 | Marteau Raymond | Dispositif pour decaper les facades. |
CN102700002A (zh) * | 2012-06-04 | 2012-10-03 | 麻城市鑫华气体有限责任公司 | 一种花岗石表面处理机 |
CN102700002B (zh) * | 2012-06-04 | 2013-11-13 | 麻城市鑫华气体有限责任公司 | 一种花岗石表面处理机 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |