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DE69720199T2 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von zementblöcken - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen von zementblöcken

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DE69720199T2
DE69720199T2 DE69720199T DE69720199T DE69720199T2 DE 69720199 T2 DE69720199 T2 DE 69720199T2 DE 69720199 T DE69720199 T DE 69720199T DE 69720199 T DE69720199 T DE 69720199T DE 69720199 T2 DE69720199 T2 DE 69720199T2
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mix
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die
mold
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Michael Lazar
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eine Zementblocks, insbesondere, aber nicht ausschließlich eines Verbundblocks mit einem Basisbereich und einem reflektierenden Oberseitenbereich.
  • In der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen ist die Verwendung des Wortes "Block" derart zu verstehen, dass sie beispielsweise einen Randstein, einen Straßenteiler oder einen Pflasterstein, die insgesamt oder teilweise aus Zement oder einer ähnlichen Substanz hergestellt sind, umfasst.
  • Eine Form eines Verbundblocks ist in der GB2159556A dargelegt. Solch ein Block umfasst einen Basisbereich und einen reflektierenden Oberseitenbereich und wird hergestellt, indem eine Basismischung und eine Oberseitenmischung in einer Pressform angeordnet und zusammengepresst werden, um überschüssiges Wasser zu entfernen.
  • Ein weiterer Zementblock in Form eines Randsteins ist in der GB2200936 dargelegt. Der Randstein umfasst reflektierendes Material und wird durch beliebiges Vermischen des reflektierenden Materials mit flüssigem Zement oder durch Pressen des Materials in den Zement, wenn der Randstein teilweise getrocknet ist, hergestellt.
  • Beide der oben bekannten Formen eines Zementblocks werden mit der Nassgießtechnik hergestellt und das Aushärten der Blöcke kann eine erhebliche Zeit, im Bereich von drei Tagen, in Anspruch nehmen. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundblocks sind in der EP0097213A dargelegt.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Blocks bereitzustellen, welche eine Trockengießtechnik einsetzen. Es ist den Anmeldern bekannt, dass Trockengießen zum Herstellen von Randsteinen aus dem Grund nie eingesetzt wurde, dass nach allgemeiner Meinung das Trockengießen zu einem Block mit geringerer Festigkeit und Lebensdauer führt, und dass das Nassgießverfahren vorgeschrieben war, um den Anforderungen an Randsteine zu genügen, wie sie in dem British Standard BS 7263: Teil 1: 1990, veröffentlicht von British Standards Institution, London, definiert sind. Dennoch setzt die vorliegende Erfindung das Trockengießen in Kombination mit einem Verdichtungsschritt ein, wodurch der gebildete Block in der Lage ist, den Anforderungen des BS 6717: Teil 1: 1993 gerecht zu werden.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Zementblocks bereitgestellt, welches das Herstellen einer Basismischung mit einem Wasser/Zement-Verhältnis von weniger als oder im wesentlichen gleich 0,35, das Einfüllen der Basismischung in eine Pressform und eine Unter-Druck-Setzung der Mischung durch Anwendung einer Vibrationsverdichtungskraft umfasst, wobei eine Oberseitenmischung vor der Ausübung der Verdichtungskraft in die Pressform gefüllt wird, wodurch sowohl die Basismischung als auch die Oberseitenmischung unter Druck gesetzt werden, und wobei die Basismischung vor der Ausübung der Verdichtungskraft derart zusammengepresst wird, dass eine von der Basismischung und der Pressform definierte Vertiefung geschaffen wird, in welche die Oberseitenmischung gegossen wird.
  • Vorzugsweise weist die Oberseitenmischung reflektierendes Material auf, Alternativ wird die Oberseitenmischung vor der Verdichtung auf ihrer Oberfläche mit reflektierendem Material versehen.
  • Vorzugsweise wird ein Bindemittel zwischen der Basismischung und der Oberseitenmischung vor der Verdichtung angeordnet.
  • Vorzugsweise wird die Basismischung vor der Ausübung der Verdichtungskraft einer Vibration unterzogen, um das Füllen der Pressform und die nachfolgende Verdichtung zu verbessern.
  • Vorzugsweise umfasst das Herstellen der Basismischung das Mischen von Zement mit Granitsplittern, deren Durchmesser 9 mm nicht übersteigt, und Sandpartikeln, deren Durchmesser 5 mm nicht übersteigt, um die Bindeeigenschaften des Blocks zu verbessern.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung zur Durchführung des oben erwähnten Verfahrens bereitgestellt, welche aufweist:
  • Mischvorrichtungen zum Mischen einer Basismischung und einer Oberseitenmischung;
  • eine Pressformanordnung, welche eine Pressform und eine Zufuhreinrichtung zur Aufnahme der Basismischung und der Oberseitenmischung und zum Transportieren der Basismischung und der Oberseitenmischung in die Pressform umfasst; und
  • eine Stößelvorrichtung zum Ausüben einer Verdichtungskraft auf das in der Pressform gelagerte Gemisch.
  • Vorzugsweise umfasst die Pressformanordnung eine Vibrationsvorrichtung zum Rütteln der Pressform, um das Füllen der Form und die nachfolgende Verdichtung zu verbessern.
  • Vorzugsweise ist die Stößelvorrichtung dafür eingerichtet, eine Vibrationsverdichtungskraft auszuüben.
  • Vorzugsweise umfasst die Zufuhreinrichtung zwei Bereiche zum jeweiligen Lagern der Basismischung und der Oberseitenmischung, wobei die Zufuhreinrichtung derart angeordnet ist, dass die Bereiche dafür eingerichtet sind, abwechselnd über die Pressform bewegt zu werden, um die Basismischung und die Oberseitenmischung innerhalb der Pressform getrennt zu verteilen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Zementblock bereitgestellt, der in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt ist.
  • Die Erfindung wird vollständiger mittels eines nicht begrenzenden Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
  • Abb. 1 eine Perspektivansicht einer Mischanordnung ist;
  • Abb. 2 eine Perspektivansicht einer Pressformanordnung ist;
  • Abb. 3a eine isometrische Ansicht eines Verbundblocks ist;
  • Abb. 3b eine Seitenansicht des Blocks der Abb. 3a ist;
  • Abb. 3c eine Draufsicht auf den Block aus Abb. 3a und 3b ist; und
  • Abb. 4 eine Perspektivansicht ist, welche einen Teil der Vorrichtung zeigt, die zum Befördern von in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellten Blöcken eingesetzt wird.
  • In Abb. 1 ist eine Mischanordnung 1 zusammen mit einer Beschickungsanordnung 2 gezeigt, die dafür angeordnet ist, der Mischanordnung Bestandteilsmaterial zuzuführen.
  • Die Beschickungsanordnung 2 umfasst eine Anzahl von Trichtern 3 bis 7, die dafür angeordnet sind, Bestandteilsmaterialien auf ein Hauptförderband 8 zu verteilen, welches die Materialien zu einem Fördergefäß 9 transportiert. Das Fördergefäß 9 ist selbst dafür angeordnet, entlang einer Bahn 10 zu laufen, welche dafür sorgt, dass sich das Fördergefäß an ihrem oberen Ende 11 umdreht, um die Materialien in einen Einfülltrichter 12 der Mischanordnung 1 auszuleeren. Die Materialien in dem Trichter werden entweder in eine erste Mischvorrichtung 13 für eine Basismischung oder eine zweite Mischvorrichtung 14 für eine Oberseitenmischung transportiert.
  • Bei einer Herstellungsart enthalten die Trichter 2, 3 und 5 jeweils Granitsplitter, groben und feinen Sand. Trichter 6 enthält Quarzsand und Trichter 7 kann Glasperlen enthalten. Das Bestandteilsmaterial für eine Basismischung könnte dann durch Ausgeben vorbestimmter Mengen an Splittern und Sand aus den Trichtern 3 bis 5 und Transport dieser Materialien in die Mischvorrichtung 13 für die Basismischung über das Förderband 8 und das Fördergefäß 9 erhalten werden. Das Bestandteilsmaterial für die Oberseitenmischung kann in ähnlicher Weise durch Ausladen vorbestimmter Materialmengen aus den Trichtern 5 bis 7 und Transport derselben in die Mischvorrichtung 14 für die Oberseitenmischung erhalten werden.
  • Die Basismischung enthält vorzugsweise die folgenden Bestandteile:
  • Beschreibung der Rohmaterialien / Menge
  • Gewöhnlicher Portlandzement 20% des Gewichts an Sand und Zuschlägen
  • Feiner Sand 0,1 bis 3 mm 08%
  • Sand 0,4 bis 0,5 mm 60%
  • 5-9 mm Granitsplitter 32%
  • Zusatzstoff 2 bis 3% des Zementgewichts
  • Wasser/Zement-Verhältnis 30 kg (0,28 bis 0,35)
  • Die Oberseitenmischung enthält vorzugsweise die folgenden Bestandteile, einschließlich reflektierender Elemente, die eingesetzt werden, um eine Schicht auf den Blöcken herzustellen, die nicht weniger als 8 mm dick ist:
  • Beschreibung der Rohmaterialien / Menge
  • Quarzsand 50%
  • Feiner Sand 0,1 bis 3 mm 10%
  • Weiße Späne 9 0%
  • Weißer Zement 30%
  • Weißer Farbstoff (Titandioxid) 5 bis 7% des Zementgewichts
  • oder gelber Farbstoff 7 bis 9% des Zementgewichts
  • oder roter Farbstoff 5 bis 7% des Zementgewichts
  • Glasperlen 250-800 Mikrometer 20% bis 35% der Gesamtmischung
  • Zusatzstoff oder Bindemittel 5% des Zementgewichts
  • Wasser/Zement-Verhältnis 30 kg (0,28 bis 0,35)
  • Der Zement, Wasser und weitere Bestandteilsmaterialien, die nicht über die Trichter 3 bis 7 zugeführt werden, können auch direkt entweder automatisch oder manuell der Mischanordnung zugegeben werden.
  • Die Beschickungsanordnung und die Mischanordnung werden vorzugsweise derart betrieben, dass sie abwechselnd eine Basismischung und eine Oberseitenmischung herstellen. Wenn das Mischen entweder der Basismischung oder der Oberseitenmischung abgeschlossen ist, wird die hergestellte Mischung in ein Becherwerk 15 ausgekippt, welches dafür eingerichtet ist, sich zwischen Ausgängen (nicht gezeigt) der Mischvorrichtungen und der in Abb. 2 gezeigten Pressformanordnung 20 zu bewegen. Als Alternative zu dem Becherwerk kann stattdessen ein Förderband verwendet werden, oder die Mischanordnung kann derart angeordnet sein, dass sie die Mischung direkt in die Pressformanordnung entlädt.
  • Die Pressformanordnung 20 umfasst einen Zufuhrmechanismus 21, eine Stößelvorrichtung 22 und eine Pressform 23. Der Zufuhrmechanismus 21 umfasst zwei Zufuhrtrichter 24, 25, die auf jeder Seite eines hydraulisch betriebenen Stößelkopfes 26 der Stößelvorrichtung 22 angeordnet sind, welche wiederum oberhalb der Pressform 23 angeordnet ist. Die Zufuhreinrichtung umfasst auch einen Fangkorbbereich 27, 28, der unterhalb eines jeweiligen Trichters 24, 25 angeordnet ist. Die Fangkorbbereiche sind mit einem Rahmen 29 der Pressformanordnung durch gelenkig angebrachte Arme 30, 31 verbunden, welche ermöglichen, dass die Bereiche 27, 28 aus einer Ausladeposition über die Pressform in eine seitlich versetzte Position unterhalb eines jeweiligen Trichters 24, 25 gleiten.
  • In Betrieb bewegt sich das Becherwerk 15 von der Mischanordnung 1 zu der Pressformanordnung 20 und wird entweder über Zufuhrtrichter 24 oder 25 angeordnet, abhängig von der Mischung, die das Becherwerk befördert. Ein Klappenmechanismus 26 wird in dem Boden des Becherwerks betätigt, um die Mischung in den jeweiligen Trichter auszuladen. Die Mischung wird dann auf dem zugehörigen Fangkorbbereich 27, 28 verteilt, der anschließend über die Pressform gleitet, woraufhin die Mischung in die Pressform entladen wird.
  • Die Pressformanordnung ist auch mit einer Vibrationsvorrichtung (nicht gezeigt) versehen, die dann betätigt wird, um die Pressform einer Rüttelbewegung zu unterziehen, um das Füllen der Pressform zu erleichtern und die Verdichtung zu verbessern. Der Stößelkopf wird dann in die Pressform abgesenkt, um die Basismischung am Rand zu verdichten, so dass ein Hohlraum von ungefähr 15 mm zwischen der Oberkante der Pressform und der Basismischung geschaffen wird. Es dauert ungefähr 10 Sekunden, den Füllprozess, das Rütteln und die Anfangsverdichtung abzuschließen. Dann wird der Stößelkopf angehoben und die Oberseitenmischung, die zuvor in den Fangkorbbereich 28 ausgeladen worden ist, wird auf der Basismischung, zusammen mit dem reflektierenden Material, angeordnet. Falls erforderlich, können Zusatzstoffe und zusätzliche Bindemittel in dem Hohlraum vor der Zugabe der Oberseitenmischung angeordnet werden. Der Stößelkopf wird wieder abgesenkt und eine Vibrationsverdichtungskraft ausgeübt, um die Basis- und Oberseitenmischung zu verdichten. Die Hydraulik des Stößelkopfes ist vorzugsweise derart zu betreiben, dass einfache, harmonische Rüttelbewegungen von bis zu 3.600 U/Min. mit einem maximalen, auf die Blockmischung ausgeübten Verdichtungsdruck von 120 bar erzeugt werden. Das Füllen der Pressform mit der Oberseitenmischung benötigt ungefähr 4 Sekunden und die nachfolgende Verdichtung dauert ungefähr 4 bis 6 Sekunden. Die Pressformanordnung ist daher in der Lage, ungefähr 5 Arbeitszyklen pro Minute auszuführen.
  • Die hergestellten Blöcke werden in der in Abb. 3 gezeigten Form aus der Pressform ausgeladen, wobei sie eine verdichtete Basiskomponente 32 mit einer Dicke 'T' in der Größenordnung von beispielsweise 80 mm und eine Oberseitenkomponente 33 in der Größenordnung von beispielsweise nicht weniger als 10 mm Dicke 't' aufweisen. Die Länge des Blocks 'L' kann in der Größenordnung von 200 mm und die Breite 'W' in der Größenordnung von 100 mm liegen, obwohl die bestimmte Konfiguration und die Blockabmessungen nach Wunsch variiert werden können.
  • Die Blöcke können aus der Form direkt auf eine Palette 37 ausgeladen werden, wie in Abb. 4 illustriert, welche über eine Förderanlage zu einem Gestell transportiert wird, um mit einem Gabelstapler von dort abgenommen und in einer Aushärtkammer angeordnet zu werden. Das Aushärten kann 8 bis 12 Stunden dauern, wonach die Blöcke fest genug für eine Handhabung und Verpackung sind. Das Verpacken kann vereinfacht werden, indem die Palette unter eine Klemmvorrichtung 38 geschoben wird, welche die Blöcke von vier einander gegenüberliegenden Seiten aus festklemmt, so dass die Blöcke, wie an Stelle 39, nahe beieinander angeordnet sind, zum Binden und anschließenden Verpacken.
  • Wie festzustellen ist, wurde die oben dargelegte Betriebsweise mittels eines automatischen Verfahrens beschrieben. Allerdings kann jeder der Herstellungsschritte stattdessen auch manuell ausgeführt werden. Ferner können die Pressform und der Stößel derart ausgebildet sein, dass sie einen einzigen Block oder eine Vielzahl von Blöcken in einem einzigen Arbeitszyklus herstellen. Die Form und Konfiguration der Blöcke kann Benutzerspezifisch sein, so dass die Vorrichtung Blöcke für zahlreiche verschiedene Zwecke herstellen kann. Beispielsweise kann ein in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellter reflektierender Block entweder für Richtungspfeile in einer Straße, Teilungslinien, doppelte gelbe oder weiße Linien, Straßenhöcker, Benummerung oder Benennung, Randsteine oder Pflastersteine eingesetzt und in irgendeiner gewünschten Farbe, wie weiß, gelb oder rot hergestellt werden. Falls erforderlich, können die Blöcke auch ohne reflektierendes Material hergestellt werden.
  • Dennoch besteht der wichtigste Vorteil darin, dass die Blöcke unter Einsatz einer Trockengießtechnik verbunden mit einer Verdichtung hergestellt werden, da dies eine wesentlich kürzere Aushärtzeit im Vergleich zu derjenigen, die mit dem Nassgießen verbunden ist, ermöglicht, wobei die Anforderungen an die Druckfestigkeit, die in BS 6717: Teill: 1993 dargelegt sind, erfüllt werden, so dass dadurch die Herstellungsgeschwindigkeit und Leistung verbessert werden.
  • Schließlich ist festzustellen, dass das Erfindungskonzept in jedem seiner Gedanken in vielen verschiedenen Konstruktionen ausgeführt werden kann, so dass die Allgemeinheit der vorausgehenden Beschreibung nicht durch die Besonderheiten der anhängenden Zeichnungen aufgehoben wird. Verschiedene Veränderungen, Modifizierungen und/oder Hinzufügungen können an den verschiedenen Ausführungen und Anordnungen von Teilen vorgenommen werden, ohne den Gegenstand der anhängenden Ansprüche zu verlassen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen eines Zementblocks, welches das Herstellen einer Basismischung mit einem Wasser/Zement-Verhältnis von weniger als oder im wesentlichen gleich 0,35, das Einfüllen der Basismischung in eine Pressform und eine Unter-Druck-Setzung der Mischung durch Anwendung einer Vibrationsverdichtungskraft umfasst, wobei eine Oberseitenmischung vor der Ausübung der Verdichtungskraft in die Pressform gefüllt wird, wodurch sowohl die Basismischung als auch die Oberseitenmischung unter Druck gesetzt werden, und wobei die Basismischung vor der Ausübung der Verdichtungskraft derart zusammengepresst wird, dass eine von der Basismischung und der Pressform definierte Vertiefung geschaffen wird, in welche die Oberseitenmischung gegossen wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei ein Bindemittel zwischen der Basismischung und der Oberseitenmischung vor der Verdichtung vorgesehen wird.
3. Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Oberseitenmischung reflektierendes Material umfasst.
4. Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Oberseitenmischung vor der Verdichtung auf ihrer Oberfläche mit reflektierendem Material versehen wird.
5. Verfahren gemäß irgendeinem der vorherigen Ansprüche, wobei die Basismischung vor der Ausübung der Verdichtungskraft einer Vibration unterzogen wird, um das Füllen der Pressform und die nachfolgende Verdichtung zu verbessern.
6. Verfahren gemäß irgendeinem der vorherigen Ansprüche, wobei das Herstellen der Basismischung das Mischen von Zement mit Granitsplittern, deren Durchmesser 9 mm nicht übersteigt, und Sandpartikeln, deren Durchmesser 5 mm nicht übersteigt, umfasst, um die Bindeeigenschaften des Blocks zu verbessern.
7. Vorrichtung zur Durchführung des in irgendeinem der vorherigen Ansprüche beschriebenen Verfahrens, mit:
Mischvorrichtungen (1, 13, 14) zum Mischen einer Basismischung und einer Oberseitenmischung;
einer Pressformanordnung (20), welche eine Pressform (23) und eine Zufuhreinrichtung (21, 24, 25) zur Aufnahme der Basismischung und der Oberseitenmischung und zum Transportieren der Basismischung und der Oberseitenmischung in die Pressform umfasst; und
einer Stößelvorrichtung (22) zum Ausüben einer Verdichtungskraft auf das in der Pressform (23) gelagerte Gemisch.
8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Pressformanordnung eine Vibrationsvorrichtung zum Rütteln der Pressform umfasst, um das Füllen der Form und die nachfolgende Verdichtung zu verbessern.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die Stößelvorrichtung dafür eingerichtet ist, eine Vibrationsverdichtungskraft auszuüben.
10. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Zufuhreinrichtung zwei Bereiche zum jeweiligen Lagern der Basismischung und der Oberseitenmischung umfasst, wobei die Zufuhreinrichtung derart angeordnet ist, dass die Bereiche auf gegenüberliegenden Seiten der Pressform liegen und dafür eingerichtet sind, abwechselnd über die Pressform bewegt zu werden, um die Basismischung und die Oberseitenmischung innerhalb der Pressform getrennt zu verteilen.
DE69720199T 1996-11-20 1997-11-20 Verfahren und vorrichtung zum herstellen von zementblöcken Expired - Lifetime DE69720199T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SG1996011324A SG49988A1 (en) 1996-11-20 1996-11-20 Method & apparatus for forming a concrete block
PCT/SG1997/000059 WO1998022269A1 (en) 1996-11-20 1997-11-20 Method and apparatus for forming a concrete block

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