DE3703761A1 - Vorrichtung zum auftragen einer spritzbetonschicht - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vorrichtung zum Auftragen einer Spritzbetonschicht auf eine Oberfläche, mit Betonför­ derleitung für eine mit Wasser angemachte, pump- und spritzfähige Spritzbetonmischung, Spritzaggregat und Treibluftzuführungsaggregat für unter einem Druck von mehreren bar stehende, aus einer Treib­ luftquelle austretende Treibluft, wobei die Betonförderleitung in das Spritzaggregat einmündet, welches einen Treiblufteinführungsstutzen aufweist, und wobei die Spritzbetonmischung mit der Treibluft ver­ spritzbar ist. Die Erfindung bezieht sich fernerhin auf ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung.

Bei der ( aus der Praxis) bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung be­ steht das Treibluftzuführungsaggregat, bis auf Armaturen, Meßein­ richtung und Ventile, hauptsächlich aus einer Rohrleitung, die an die Treibluftquelle angeschlossen ist und in das Spritzaggregat ein­ mündet. Die Treibluft steht unter einem Förderdruck von mehreren bar, z. B. von 5 bis 8 bar. Das meint den statischen Druck der Treibluftquelle. Auf diese Weise kann die Spritzbetonmischung, zu­ meist über eine Spritzlanze oder einen Spritzschlauch, wirksam auf­ gebracht werden, wobei sich die Treibluft in dem Spritzaggregat ent­ spannt und beim Austreten aus der Spritzlanze oder aus dem Spritz­ schlauch weiter entspannt. Das Spritzaggregat besteht beispielsweise aus einem geraden Führungsrohr für die Treibluft und einem darin schräg einmündenden Rohrstutzen für die Spritzbetonmischung. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen besteht wegen der sich einstellen­ den Druckverhältnisse nicht ohne weiteres die Möglichkeit, in dem Spritzaggregat die Spritzbetonmischung mit einem pulverförmigen Be­ tonzusatzstoff zu mischen. Andererseits kann, wie nicht zum Stand der Technik gehörende Untersuchungen gezeigt haben, das Aufbringen einer Spritzbetonschicht auf eine Oberfläche wesentlich verbessert wer­ den, wenn unmittelbar vor dem Aufspritzen oder beim Aufspritzen Si­ lica-Pulver in die Spritzbetonmischung in gleichmäßiger Verteilung eingebracht wird. Das Silica-Pulver nimmt das Überschußwasser der Spritzbetonmischung begierig auf und erlaubt daher das Aufbringen von wesentlich dickeren Spritzbetonschichten. Silica-Pulver bezeichnet amorphe oder kolloidale Kieselsäure, die als Fällungskieselsäure oder durch Hochtemperaturhydrolyse hergestellt wird. Silica-Pulver besitzt eine sehr große Oberfläche von z. B. 25 m²/g und wesentlich mehr. Bezogen auf den Zementanteil werden im allgemeinen etwa 1 bis 10 Gew.-% an Silica-Pulver eingebracht. Die Praxis verlangt häufig, daß auch andere pulverförmige Betonzusatzstoffe eingebracht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vor­ richtung so weiter auszubilden, daß in die Spritzbetonmischung ein pulverförmiger Betonzusatzstoff, insbesondere in Form von Silica-Pul­ ver, eingebracht werden kann, z. B. in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-% und mehr, bezogen auf den Zementanteil des Spritzbetons.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß das Treibluftzu­ führungsaggregat ein Register von mehreren Treibluftkammern auf­ weist, die in den Treiblufteinführungsstutzen einmünden, und daß die einzelnen Treibluftkammern mit Hilfe von Steuerventilen in abwech­ selnder Folge an ein Pulversilo für Silica-Pulver und/oder andere pulverförmige Betonzusatzstoffe anschließbar sowie mit einem pulver­ förmigen Betonzusatzstoff beladbar oder von einem Treibluftteilstrom durchblasbar sind. Der Rhythmus der Umschaltung wird so gewählt, daß eine vorgegebene Menge des pulverförmigen Betonzusatzstoffes in die Spritzbetonmischung eingeführt wird. Eine bevorzugte Ausfüh­ rungsform der Erfindung, die eine sehr genaue Dosierung zuläßt, ist dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Treibluftkammern einström­ seitig sowie ausströmseitig jeweils ein Steuerventil aufweisen und au­ ßerdem in dem Bereich zwischen den beiden Steuerventilen über einen Verbindungskanal mit der Pumpe, z. B. in Form eines Gebläses oder in Form einer Membranpumpe, und über eine Rückführleitung an den Pulversilo angeschlossen sind. Wenn der Betonzusatzstoff zur Flocken­ bildung oder Verklumpung neigt, empfiehlt es sich, die Treibluftkam­ mern als rohrförmige Kanäle auszuführen, die eine zur homogenen Durchmischung der Treibluft mit dem Betonzusatzstoff ausreichende Länge aufweisen. Aus gleichem Grunde empfiehlt es sich, das Pulver­ silo als Fluidisierungseinrichtung für den pulverförmigen Betonzusatz­ stoff auszubilden.

Arbeitet man mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, so kann die Umschaltung der Steuerventile ohne Schwierigkeiten so erfolgen, daß störende Treibluftimpulse den Spritzvorgang nicht beeinträchtigen. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung werden dazu die durch die verschiedenen Treibluftkammern fließenden Treibluftteilströ­ me durch entsprechende Steuerung der Steuerventile in den Umschalt­ phasen impulsglättend überlagert.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß mit der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung eine Spritzbetonmischung beim Aufspritzen auf eine zu betonierende Oberfläche mit einem Betonzusatzstoff versehen werden kann, und zwar unmittelbar vor dem Aufspritzen, so daß der Betonzusatzstoff erst beim Aufspritzen oder unmittelbar nach dem Auf­ spritzen wirksam wird. lnsbesondere kann auf diese Weise Silica-Pul­ ver in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-% oder mehr, bezogen auf den Zementanteil der Spritzbetonmischung, beigegeben werden. Dadurch verwandelt sich die durch Überschußwasser pump- und spritzfähige Spritzbetonmischung mehr oder weniger augenblicklich in einen erd­ feuchten Zustand, weil das Silica-Pulver das überschüssige Wasser begierig und spontan aufnimmt. Der Spritzbeton kann bei Zugabe von Silica-Pulver in der angegebenen Menge über Kopf in einer Schicht­ dicke von 15 cm und mehr, an vertikalen Wänden in einer Schicht­ dicke von etwa 25 cm aufgetragen werden. Die Vorrichtung selbst zeichnet sich durch Einfachheit und Funktionssicherheit aus.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh­ rungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zei­ gen in schematischer Darstellung

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Auftragen einer Spritzbetonschicht auf eine Oberfläche,

Fig. 2 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach der Fig. 1 und

Fig. 3 ein Zeitschema für das Verfahren zum Betrieb der Vorrich­ tung nach Fig. 1.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung dient zum Auftragen einer Spritzbetonschicht auf eine Oberfläche 1. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören eine Betonförderleitung 2 für eine mit Wasser angemachte, pump- und spritzfähige Spritzbetonmischung, ein Spritzaggregat 3 und ein Treibluftzuführungsaggregat 4 für unter einem Druck von mehreren bar stehende Treibluft, die aus einer Treib­ luftquelle 5 austritt.

Die Betonförderleitung 2 ist an eine Betonpumpe 6 angeschlossen. Sie mündet in das Spritzaggregat 3 ein, welches einen Treibluftzufüh­ rungsstutzen 7 aufweist. Die angemachte Spritzbetonmischung ist auf diese Weise mit der Treibluft verspritzbar, wozu an das Spritzaggre­ gat 3 eine Spritzlanze 8 oder ein Spritzschlauch angeschlossen werden können.

Das Treibluftzuführungsaggregat 4 besteht im Ausführungsbeispiel aus einem Register von zwei Treibluftkammern 9, 10, die in den Treib­ lufteinführungsstutzen 7 einmünden. Die einzelnen Treibluftkammern 9, 10 sind mit Hilfe von Steuerventilen 11, 12 in abwechselnder Folge an ein Pulversilo 13 für Silica-Pulver und/oder andere pulverförmige Be­ tonzusatzstoffe anschließbar, und zwar so, daß sie in abwechselnder Folge mit dem pulverförmigen Betonzusatzstoff beladbar oder von ei­ nem Treibluftteilstrom durchblasbar sind. Die Treibluftkammern 9, 10 sind so dimensioniert und der Rhythmus der Umschaltung ist so ein­ gestellt, daß einem vorgegebenen Mengenstrom der Spritzbetonmischung eine vorgegebene Menge an pulverförmigen Betonzusatzstoffen beige­ mischt werden kann.

Die einzelnen Treibluftkammern 9, 10 sind einströmseitig sowie aus­ strömseitig jeweils mit einem Steuerventil 14, 15 bzw. 16, 17 über einen Verbindungskanal 18 mit Pumpe 19, in Form eines Gebläses oder einer Membranpumpe, und einer Rückführleitung 20 an den Pulversilo 13 angeschlossen. Es versteht sich, daß auch in den Verbindungska­ nälen 21, 22 Steuerventile 23, 24 angeordnet sind. lm übrigen können die ausströmseitigen Steuerventile 15, 17 als Rückschlagklappen aus­ geführt sein, die von den Treibluftströmen selbst gesteuert werden. lm Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Treibluftkammern 9, 10 als rohrförmige Kanäle ausgeführt, die eine zur Durchmischung der Treibluft mit dem pulver­ förmigen Betonzusatzstoff ausreichende Länge aufweisen. Das Pulver­ silo 13 ist zweckmäßigerweise als Fluidisierungseinrichtung für den pulverförmigen Betonzusatzstoff ausgebildet. ln der Fig. 3 erkennt man eine graphische Darstellung aus zwei Teilen, die den beiden un­ terschiedlichen Treibluftkammern 9, 10 zugeordnet sind. Auf der Ordi­ natenachse ist der Druck P aufgetragen, auf der Abszissenachse die Zeit t. Der Druck mag 5 bis 7 bar betragen und wird beim Umschal­ ten ab- und aufgebaut. Man erkennt im Bereich 25, daß die durch die verschiedenen Treibluftkammern 9, 10 fließenden Treibluftteilströ­ me 26, 27 durch entsprechende Steuerung der Steuerventile 14, 16 in den Umschaltphasen impulsglättend überlagert werden, und zwar für einen Bereich von beispielsweise 0,3 bis 0,5 sec.. Es versteht sich, daß beim Einführen des pulverförmigen Betonzusatzstoffes in der ent­ sprechenden Treibluftkammer 9, 10 ein reduzierter Druck von bei­ spielsweise 1 bis 2 bar, je nach Leistung des vorgeschalteten Geblä­ ses bzw. der vorgeschalteten Membranpumpe 19, herrscht, und daß diese Treibluftkammer 9 bzw. 10 sich mit dem pulverförmigen Zusatz­ stoff unschwer füllen läßt, weil die beschriebene Rückführung über die Rückführleitung 20 verwirklicht ist.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Auftragen einer Spritzbetonschicht auf eine Ober­ fläche, - mit Betonförderleitung für eine mit Wasser angemachte, pump- und spritzfähige Spritzbetonmischung, Spritzaggregat und Treibluftzuführungsaggregat für unter einem Druck von mehreren bar stehende, aus einer Treibluftquelle austre­ tende Treibluft, wobei die Betonförderleitung in das Spritzaggregat einmündet, welches einen Treiblufteinführungsstutzen aufweist, und wobei die Spritzbeton­ mischung mit der Treibluft verspritzbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Treibluftzuführungsaggregat (4) ein Register von mehreren Treibluftkammern (9, 10) aufweist, die in den Treibluftzuführungsstutzen (7) einmünden, und daß die einzelnen Treibluftkammern (9, 10) mit Hilfe von Steuerventilen (11, 12) in ab­ wechselnder Folge an ein Pulversilo (13) für Silica-Pulver und/oder andere pulverförmige Betonzusatzstoffe anschließbar sowie mit einem pulverförmigen Betonzusatzstoff beladbar oder von einem Treibluftteil­ strom durchblasbar sind.

2. Vorrichtung nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Treibluftkammern (9, 10) einströmseitig sowie ausströmseitig jeweils ein Steuerventil (14, 15, 16, 17) aufweisen und außerdem in dem Bereich zwischen den beiden Steuerventilen (14, 15 bzw. 16, 17) über einen Verbindungskanal (18) mit der Pumpe (19) und über eine Rückführleitung (20) an den Pulversilo (13) angeschlossen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibluftkammern (9, 10) als rohrförmige Kanäle ausgeführt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Pulversilo (13) als Fluidisierungseinrichtung für den pulverförmigen Betonzusatzstoff ausgebildet ist.

5. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die verschiedenen Treibluftkammern fließenden Treibluftteilströ­ me durch entsprechende Steuerung der Steuerventile in den Umschalt­ phasen impulsglättend überlagert werden.