DE8110556U1 - Vorrichtung zum nassspritzen von beton - Google Patents

Vorrichtung zum nassspritzen von beton

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Description

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Vorrichtung "zum Nassspritzen von Beton
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Nassspritzen von Beton, mit einer Pumpanlage für pumpfähigen Beton, gefolgt von einem pneumatischen Transport mit einem Mündungselement.
Beim Nassspritzverfahren unterscheidet man prinzipiell zwei bekannte Methoden, die aber bis heute nicht zum Durchbruch kamen.
Das Plugförderverfahren besteht darin, dass der Fertigbeton mittels Flugförderung durch Rohre oder Schläuche bis zur Spritzdüse transportiert wird.
Dieses Verfahren weist folgende Nachteile auf;
Entmischungsgefahr während des Transportes Über längere Strecken
keine grossen Förderdistanzen möglich schlagende Förderschläuche, Verstopfungsgefahr hoher Luftverbrauch bei hohem Druck
hoher Rückprall des Betons am Bauwerk, da der Beton teilweise entmischt aus der Düse austritt.
Das Nassspritz-Flugförderverfahren konnte sich nie durchsetzen und wird heute praktisch nicht mehr angewandt.
Die Probleme sind: Begrenzte Förderdistanz, Schichtstärke nur 2 - 3 cm pro Spritzung, zu geringe Haftung auf der Unter lage und zwischen den einzelnen Spritzbetonschichten, grosses
Schwindmass, Endfestigkeit bei ca. 20 N/mm , wasserdurchlässig.
Beim Pumpbeton-Nässspritaverfahren wird der Beton durch Rohrund Schlauchleitungen mittels Schnecken- oder Kolben-Betonpumpe gefördert und an der Spritzdüse mittels Druckluft zerteilt und beschleunigt.
Dieses Verfahren hat folgende Nachteile:
Die kompakte Betonsäule wird erst an der Spritzdüse durch die Druckluft zerteilt und trifft in Klumpen an der Spritzfläche auf.
Die Auftreffgeschwindigkeit beträgt ca. 7 - 12 m/Sek. Sie ist viel zu klein.
Die Verdichtung auf dem Objekt ist mangelhaft und entspricht nicht den Anforderungen, die an einen Spritzbeton gestellt werden.
- Der Förderschlauch ist unhandlich, weil zu schwer; der ganze Schlauch ist bis zur Düse mit einer kompakten Betonsäule gefüllt.
Die Zugabe von Abbindebeschleunigern ist problematisch, da keine einwandfreie Durchmischung mit dem Beton stattfinden kann.
Die Auftragsstärke ist wegen der geringen Verdichtung und Haftung auf einige Zentimeter beschränkt. Ueberkopf ist ein Spritzen ohne Schnellbinder nicht möglich.
Die Qualität des Spritzbetons entspricht nicht den geforderten Werten, insbesondere im Tunnelbau.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung einer Vorrichtung zum Aufbringen von Qualitätsnassspritzbeton, ungeachtet der Förderstrecken.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung, welche diese Bedingungen erfüllt, zeichnet sich aus durch den Wortlaut des Anspruchs
Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand einer Zeichnung erläutert.
Es zeigen in rein schematischer Darstellung:
Fig. 1 bis 3 drei unterschiedliche Vorrichtungen zum Nassspritzen von Beton,
Pig. 4 eine vergrösserte Darstellung einer Abblaskammer, teilweise im Längsschnitt,
Fig. 5 eine Aufsicht auf die Abblaskammer gemäss Fig. 4,
Fig. 6 einen Meridianschnitt durch eine Beschleunigungsdüse»
Fig. 7 einen Ausschnitt aus einem Fördersystem mit
einer Abblaskammer, einer nachgeschalteten Beschleunigungsdüse und einem Beton-Schneckenzuförderer, im Meridianschnitt.
Auf einem Gestell 1 ist eine Abblaskammer 3 befestigt. Diese ist unten mit einem Betonanschlussrohr 4 versehen, welchem durch eine Betonpumpleitung 5 pumpfähiger Beton von.einer Betonpumpe 20 zugeführt wird. Die Abblaskammer 3 ist im Hinterteil als Aufreiss- und Mischteil ausgebildet, welchem ein sich nach
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vorn verjüngender Beschleunigungstell 8 folgt. Anschliessend 1st ein Fürderschlauch 9 eingezeichnet, der in einer Spritzdüse 11 endet. Diese hat einen seitlichen Anschluss 12 mit einem Dosierer 13, um beispielsweise spezielle Erstarrungsbeschleuniger (Schnellbinder), wie "Sika" o. dgl., aus einem Fass 21 zuzuführen. Es hat sich als äusserst wirksam erwiesen, mindestens einen Anteil des Zugabestoffes, insbesondere Schnellbinder, der Druckluft in der Leitung 19, vorzugsweise vor dem Dosierventil 18 zuzuführen, wie dies die Leitungen 22, strichpunktiert in den Fig. 1 und 2 zeigen. Es können entsprechend eine oder beide Leitungen 19 in Fig. 3 beaufschlagt werden.
Der hintere Teil der Abblaskammer 3 ist mit ei nein Blasdüsenkopf 15 ausgerüstet, der mit einer Anzahl Luftdüsen in den Aufsrelss= und Mischteil hineinbläst. Die Druckluftversorgung erfolgt von einer Druckluftleitung 19 bzw. von einem Kompressoi3 aus über ein Dosierventil 18.
In kontinuierlicher Folge wird durch die Betonpumpleitung 5 und das Anschlussrohr 4 Beton in die Abblaskammer 3 gepumpt, wo dieser unverzüglich durch die kraftvollen Luftstrahlen aus den Luftdüsen aufgeteilt und mit der Luft vermischt wird. Hierauf wird das Ganze im Beschleunigungsteil 8 beschleunigt und anschliessend durch den Förderschlauch 9 pneumatisch transportiert. Das spritzfertige Gemisch bildet sich am Ende der Abblaskammer 3 und zu Beginn de» Schlauches 3. Diese Teile müssen konstruktiv so ausgebildet werden und die Menge des zugepumpten Gemisches sowie der Druck und die Menge der Förderluft müssen so aufeinander abgestimmt werden, dass im Förderschlauch 9 spätestens kurz vor dem Eintritt in die Spritzdüse 11 das Gemisch die gewünschte Geschwindigkeit aufweist, die Geschwindigkeit nämlich, die es braucht,.um tatsächlich einen Qualitätsnassspritzbeton auf einem Bauwerksteil zu erstellen.
Fig· 2 zeigt eine grundsätzlich gleich aufgebaute Anlage, wobei anstelle der Abblaskammer 3 eine Beschleunigungsdüse vorgesehen ist.
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In Fig. 3 ist eine Kombination von Abblaskammer 3 und nachgeschalteter Beschleunigungsdüse 23 ersichtlich, eine Anordnung, wie sie für ganz spezielle Betonmischungen zur Anwendung gelangen kann, i
Fig. 4 stellt einen Ausschnitt aus den Anlagen im Sinne der Fig. 1 bis 3 dar, in welcher Figur eine Abblaskammer 3 im Schnitt erscheint. Die Betonzuspeisung erfolgt durch den Betonschlauch 4 von unten her, wobei dor runde Querschnitt in einen rechteckigen Eintrittsquerschnitt im Innern der Abblaskammer 3 übergeht, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist. Die Kammer verjüngt sich kegelstumpfförmig in Flussrichtung des in ihr durch die Transportluft aufgelockerten Betons.
In Fig. 6 ist ein Längsschnitt durch eine Beschleunigungs- § düse 23 ersichtlich, mit einem Düsenkörper 25 und einem Be- ι ton-Förderanschlussnippel 26, in dessen Innerem ein Schlauch-3tück 27 angedeutet ist. Sin Flansch 29 legt eine Ringkammer | 30 fest, von welcher eine oder mehrere Bohrungen 32, die zur | Mittelachse des Düsenkörpers 25 geneigt sind, in eine Misch- f kammer 33 münden. Ihre Versorgung erfolgt durch die Druckluftleitung 19. Der Mischkammer 33, deren Inneres teilweise : halbzylindrisch und teilweise kegelstumpfförmig ausgebil- * det ist, verjüngt sich nach vorn und geht in einen DUnnstrom-Fördernippel 34 über, dessen Fortsetzung der DUnnstrom-Förder- \ schlauch 9 und anschliessend die Spritzdüse 11 bilden. ■
j In Fig. 7 1st die Kombination einer Abblaskammer 3 mit einer |
nachgeschalteten Beschleunigungsdüse 23 dargestellt, wobei f die Zuspeisung des Betons durch den Beton-Förderschlauch 5
\ in einen Schneckenförderer 40 mit einer Schnecke 41 erfolgt.
j Der Schneckenförderer 40 ist mittels eines Anschlussstückes 42
rechteckigen Querschnittes mit der Abblaskammer 3 verbunden.
Der Förderer 40 wird von einer Motor-Getriebeeinhelt 44 an- \
getrieben und fördert den gepumpten Beton in die Abblas- -. kammer 30, wo er durch die Luft aus dem Blasdüsenkopf 15 eine erste Fluidisierung mit pneumatischem Transport erfährt. >
Der Strom wird dann mittels der Düse 23 weiterhin beschleunigt, r
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Die beschriebenen Einrichtungen erlauben es, die Ausgangsmaterialen, insbesondere den Beton, mit der Betonpumpe aus wesentlich grosseren Distanzen an den Spritzort zu transportieren, als dies bisher der Fall war. Diese Beweglichkeit wird durch die Kombination des Pumpvorganges und des anschliessenden pneumatischen Fördervorganges erreicht. Dieses Verfahren weist u.a. den grossen Vorteil auf, dass die pneumatische Fördervorrichtung wesentlich kUrzer gestaltet wird und daher bezüglich Einstellmöglichkeit der Spritzgeschwindigkeit viel beweglicher ist als die bisher bekannten Systeme mit langen pneumatischen Transportwegen,
Die Betonzufuhr in die Abblaskammer 3 kann in diesem Sinne den örtlichen Verhältnissen und den Gegebenheiten des pneumatischen Transportes angepasst werden. Dies erlaubt es, zusammen mit der Möglichkeit der Luftregulierung mit Hilfe des Dosierventils 18, optimale Transport- und Geschwindigkeitsbedingungen für das Betongemisch zu erreichen.
Das beschriebene Verfahren und die erläuterten Vorrichtungen weisen gegenüber den bisher bekannten, folgende Vorteile auf:
Erreichen von praktisch unbegrenzten Förderstrecken
Hohe Verdichtung, Wasserundurchlässigkeit und Betonqualität, ähnlich wie beim Trockenspritzbeton
Praktisch staubfreie Arbeitsweise Handhabung der Spritzdüse wie beim Trockenspritzverfahren
Einwandfreie Schnellbindemittel-ZufUhrung in das Feststoff-Luftgemisch
Leichte, bewegliche Installation der Beton-Spritzeinheit.
Die Betonförderung erfolgt sowqhl beim Pumpen als auch im pneumatischen Förderteil kontinuierlich. Es hat sich ergeben, dass das Verhältnis der Querschnitte von Pumpleitung 5 und pneumatischer Leitung 9 im Bereich von 1:2, vorzugsweise um 1 : 1,7 liegen soll, d.h. die Leitungsdurchmesser z. B. 38 - 50 oder 50 : 65 mm.
Die Abblaskammer 3 weist vorzugsweise einen Langlochquerschnitt auf, während sie z.B. einen halbrunden Querschnitt haben kann.
Der BlasdUsenkopf 15 ist vorzugsweise mit 8-12 Luftdüsen zum Aufreissen und Beschleunigen des Betons versehen, während am Abblaskammerausgang eine Beschleunigungsdüse 23 mit drei bis acht Bohrungen 32 in einem Winkel von ungefähr zur Mittelachse der Förderleitung 9 angeordnet sind.
Die flüssigen Zusatzmittel durch den Anschluss 12 werden mindestens einen Meter vor dem Mund der Spritzdüse 11 beigegeben, um die gewünschte Vermischung mit dem Beton sicherzustellen.
Ss ist äusserst wichtig festzuhalten, dass die Flugförderung mit 50 m/Sek. und mehr, z.B. mit 60 - 80 m/Sek. zu erfolgen hat.
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Zusammenfassung Es soll eine Vorrichtung zum Aufbringen
von Qualitätsnassspritzbeton, ungeachtet der Förderstrekken, geschaffen werden. Bei einer derartigen Vorrichtung ist auf einem Gestell (1) eine Abblaskammer (3) befestigt. Unten ist ein Betonanschlussrohr (4), welchem eine Betonpumpleitung (5) Beton aus einer Betonpumpe (20) zuführt, vorgesehen. Die Abblaskammer (3) im Hinterteil als Aufreiss- und Mischteil ausgebildet, hat vorn einen sich verjüngenden Beschleunigungsteil (3). Anschliessend folgt ein Förderschlauch (9), endend in einer Spritzdüse (11). Ein seitlicher Anschluss (12) mit Dosierer (13) dient der Beigabe spezieller Erstarrungsbeschleuniger (Schnellbinder) aus einem Fass (21). Ein Blasdüsenkopf (15) hat Luftdüsen zum Aufreissen und Mischen. In kontinuierlicher Folge wird durch die Betonpumpleitung (5) und das Anschlussrohr (4) Beton in die Abblaskammer (3) gepumpt, wo dieser durch die Luftstrahlen aufgeteilt und mit der Luft vermischt wird. Im Beschleunigungsteil (8) beschleunigt, wird anschliessend die Masse pneumatisch durch den Förderschlauch 9 transportiert. Das spritzfertige Gemisch bildet sich am Ende der Abblaskammer (3) und zu Beginn des Schlauches (9). Im Förderschlauch (9) weist das Gemisch spätestens kurz vor Eintritt in die Spritzdüse (11) die gewünschte Geschwindigkeit auf, die es braucht, um tatsächlich einen Qualitätsnassspritzbeton auf einem Bauwerksteil zu erstellen.
(Figur 1)

Claims (7)

M i.i η c h © u 9 8 t Ansprüche
1. Vorrichtung zum Nassspritzen von Beton, mit einer Pumpanlage für pumpfähigen Beton, gefolgt von einem pneumatischen Transport mit einem Mündungselement, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blasdüsenkopf mit, vorzugsweise
acht bis zwölf, Beschleunigungs- und Aufreissdüsen zum
pneumatischen Transport des pumpfähigen Betons vorgesehen ist.
2. Vorrichtung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Querschnittsverhältnis von Pumpleitung und pneumatischer Leitung
mindestens 1: 1,5 ist, vorzugsweise 1 : 1,7.
3. Vorrichtung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abblaskammer einen halbrunden Querschnitt mit konischer Verjüngung
aufweist.
4. Vorrichtung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Austritt der Abblaskammer ein Beschleunigungselement mit drei bis acht Düsenrohren, die vorzugsweise in einem Winkel von 30° zur Mittelachse der Förderleitung angeordnet sind, angebracht ist.
5. Vorrichtung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auflockerungsstück von ca. 3m Länge den 1,7-fachen Querschnitt der Pumpleitung aufweist.
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6. Vorrichtung, vorzugsweise nach mindestens einem der
Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Förderleitung (22)
>* z.um Zuführen von Schnellbinder vor der Kammer (3,23) in die
^ Druckluftleitung (19).
7. Vorrichtung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (12) für die flüssigen Zusatzmittel, insbesondere Schnellbinder, mindestens 1 m vor dem Düsenaustritt liegt, um eine optimale Vermischung mit dem Feststoff-Luftgemisch zu sichern.
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