DE102017122400A1

DE102017122400A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung von Bodenmörtel

Info

Publication number: DE102017122400A1
Application number: DE102017122400.9A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Hans Schenk; Rüdiger Lang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2019-03-28

Abstract

Das vorgestellte Verfahren zur Herstellung von Bodenmörtel gestattet die Verwendung von Waschschlämmen, die bei der Aufbereitung mineralischer Zuschlagstoffe anfallen. Die Waschschlämme werden zunächst mit Wasser und Zement zu einer fließfähigen Suspension verarbeitet, die dann in einem Mischfahrzeug mit Zusatzstoff zu fertigen Bodenmörtel weiter verarbeitet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von Bodenmörtel sowie eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer Suspension aus Wasser, Zement und einem Schlamm, die zur Erzeugung von Bodenmörtel geeignet ist.
Unter „Bodenmörtel“ werden zeitweise fließfähige, selbstverdichtende Verfüllbaustoffe bezeichnet. Es kann sich dabei um zementgebundene Stoffgemische, insbesondere mit mineralischen Bestandteilen, handeln, die zum Einbau in den Boden, zum Beispiel beim Verfüllen von Gräben, Gruben, Kellern, Stollen, Tunneln, Kanälen oder dergleichen geeignet sind und eingesetzt werden.
Zur Bereitstellung von Beton, wie er insbesondere im Hochbau verwendet wird, ist es bekannt, entsprechende zementgebundene mineralische Stoffgemische in einer gesonderten Mischanlage zu erzeugen und diese dann mit einem Transportfahrzeug unter ständiger Bewegung an dem Einbauort zu transportieren.
Dazu beschreibt die EP 1 806 215 B1 ein Verfahren zur Herstellung von Beton, bei dem Wasser, Zement und Zuschlagstoffe in einem Mischtank miteinander vermischt und dann gegebenenfalls unter Zugabe von pulverförmigem Bindemittel an einen Ladepunkt geliefert wird, an dem die Mischung dann von einem Transportfahrzeug übernommen wird.
Außerdem ist aus der DE 199 14 573 A1 eine zentrale Mischplatzanlage und ein Verfahren zur Herstellung von Bodenmörtel bekannt. Zu der Anlage gehört wenigstens ein Mischbehälter, ein Frischwassertank und ein Kondensattank, die untereinander mit einem Rohrsystem einschließlich integrierter Schieber verbunden sind. Über eine Mischdüse kann Bentonit aus einem Vorratsbehälter mittels einer Pumpanlage beim Pumpen des Wassers abgesaugt werden. Der so hergestellte Plastifikator kann über ein Abgangsrohr zu einer weiteren Mischanlage gepumpt werden. Hier wird ebenfalls über ein Rohrsystem mit einer Pumpanlage und einer Mischdüse der Stabilisator aus einem Vorratsbehälter abgesaugt. In einer Übergabeeinheit erfolgt die Befüllung eines Fahrmischers mit dem Plastifikator und Stabilisatorgemisch und parallel dazu die Zugabe von Feststoff mittels einer Feststoffzuführung.
Der erzeugte Bodenmörtel ist ein Stoffgemisch, bestehend aus einem Grundmaterial, wie zum Beispiel, Sand, Lehm, Ton oder Kies oder Gemischen aus diesen oder auch geeigneten Recyclingbaustoffen sowie einem Plastifikator, wie zum Beispiel Bentonit, sowie Wasser, quellfähiger Ton sowie anorganische Zusätze, wie Zement oder Kalk. Nach Einbau in den Boden ist er tragfähig und kann als Unterbau z.B. für Straßen dienen.
Bei der Erzeugung von Bodenmörtel kann somit auf Aushubmaterialien zurückgegriffen werden, die an einer Baustelle anfallen. Dies senkt den Deponieaufwand und den Verbrauch von Zuschlagstoffen, wie sie zur Betonherstellung erforderlich sind. Dennoch müssen im Baubereich für Hoch- und Tiefbau Kiese und Sande sowie sonstige Zuschlagstoffe bereitgestellt werden. Diese zur Betonherstellung erforderlichen Zuschlagstoffe wie Kiese, Sande und dergleichen, unterliegen typischerweise einem Waschvorgang, der erforderlich ist, um die Zuschlagstoffe in der gewünschten Qualität bereitzustellen. Bei dem Waschvorgang fallen aber Schlämme an, die typischerweise Absetzanlagen zugeführt, jedoch nicht verwendet werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Konzept anzugeben, mit dem sich die Umweltbilanz im Baubereich verbessern lässt.
Das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1 ermöglicht dies:
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Bodenmörtel unter Verwendung von organischem oder mineralischem Schlamm erzeugt, der zum Beispiel als Waschschlamm von Sand, Kies, kieshaltigen Boden, Recyclingbeton, Recyclingschotter, Splitt, Schlacke, Abrissmaterial oder ähnlichem stammt. Insbesondere kann der Schlamm aus der Wäsche von Zuschlagstoffen stammen, wie sie zur Betonherstellung Anwendung finden. Es können auch Schlämme aus der Papierindustrie oder Spülschlämme aus Bohrungen, insbesondere durch den Untergrund getriebene Horizontalbohrungen genutzt werden. Vorzugsweise ist der Schlamm unbehandelt, insbesondere nicht maschinell vorentwässert. Bei Verwendung von Schlamm aus der Papierindustrie kann die enthaltene Zellulose mechanisch stabilisierend und feuchtigkeitsregulierend wirken.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet auf Basis einer Rezeptur, die für eine Quantum Bodenmörtel die Gewichtsanteile seiner Bestandteile festlegt. Die Bestandteile werden parallel oder seriell einer Mischung zugeführt, wozu z.B. zunächst mit Zement und Wasser oder auch mit Schlamm und Wasser eine Suspension erzeugt wird. Letzteres eignet sich insbesondere für trockene Schlämme. Typischerweise legt die Rezeptur den Zementanteil, gegebenenfalls einen Bentonitanteil sowie eine Wassermenge für den Zement und das Bentonit (falls vorhanden) und im Weiteren ein Trockengewichtsanteil für eine Mineral-Trockensubstanz und einen Trockengewichtsanteil für Schlamm-Trockensubstanz fest.
Zur Herstellung der gewünschten Mischung wird zunächst eine wässrige Suspension Zement und Schlamm und optional auch eine wässrige Bentonit-Suspension erzeugt. Bei der Zuwaage von Schlamm wird zunächst ein angenommener Schlamm-Wassergehalt zugrunde gelegt, der von dem tatsächlichen Wassergehalt des Schlamms abweichen kann. Vorzugsweise liegt er oberhalb des realen Wassergehalts. Bei der Zuführung des Schlamms zu dem Mischgefäß zur Herstellung der Suspension wird der tatsächliche Wassergehalt des Schlamms bestimmt, der z.B. geringer ist, als der vorerst angenommene. Daraus ermittelt sich eine Wasserreserve, die zunächst registriert und abgespeichert wird.
Diese erzeugte Zement-Schlamm-Suspension und eine rezepturabhängig gegebenenfalls vorgesehene Bentonit-Suspension werden nun in einen Mischer gegeben, dem zugleich oder danach mineralische Trockensubstanz zugeführt wird. Das Rezept gibt die Einwaage mineralischer Trockensubstanz typischerweise auf Basis einer festgelegten niedrigen Feuchte vor, die vorzugsweise niedriger ist, als die dann tatsächlich vorhandene Feuchte. Bei der Zuführung der mineralischen Trockensubstanz zu dem Mischer (oder davor oder danach) wir die tatsächliche Feuchte der mineralischen Trockensubstanz gemessen und die Einwaage derselben entsprechend nach oben korrigiert. Damit sind rezeptgemäß alle Feststoffe (Zement, Bentonit, Schlammtrockensubstanz, mineralischer Zuschlagstoff) und mit diesen Wasser in den Mischer eingetragen. Die Menge des eingetragenen Wassers ist erfasst, die Differenz zu der rezeptgemäßen Wassermenge wird als Spülwasser für die Anlage genutzt und dann in den Mischer geleitet. Der Mischer kann ein stationärer Mischer oder ein Fahrmischer sein.
Der mineralische Zuschlagstoff kann Bodenaushub, Kies oder irgendein anderer mineralischer (z.B. ungewaschener) Zuschlagstoff sein, wie insbesondere wiederum Sand, kieshaltiger Boden, Recyclingbeton, Recyclingschotter, Split, Schlacke, Abrissmaterial oder dergleichen. Die Vermischung der Suspension mit dem Zuschlagstoff erfolgt vorzugsweise in dem Mischfahrzeug oder einem sonstigen Mischer. Optional können die Suspension und der Zuschlagstoff jedoch auch vor Einleitung in das Mischfahrzeug vorgemischt werden.
Bei der Mischung von Schlamm und Wasser wird vorzugsweise der Wassergehalt des Schlamms berücksichtigt und die Wasserzugabe zu dem Schlamm so abgestimmt, dass insgesamt in der Suspension die gewünschte Wassermenge vorhanden ist. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird auch der Feuchtgehalt des später hinzuzufügenden Zuschlagstoffs berücksichtigt. Die in der Suspension vorhandene Wassermenge entspricht dann der insgesamt für den Bodenmörtel erforderlichen Wassermenge abzüglich der bereits in dem Zuschlagstoff infolge von dessen Feuchte enthaltenen Wassermenge.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist ein Weg aufgezeigt, die bei der Wäsche von mineralischen Zuschlagstoffen anfallenden Schlämme nutzbringend und prozesssicher zu verarbeiten.
Die vorzugsweise pumpfähige Suspension aus Wasser, Zement und Schlamm kann mit weiteren Zuschlagstoffen, insbesondere flüssigen Zuschlagstoffen, versehen sein, die zur Einstellung bestimmter Eigenschaften des Bodenmörtels erforderlich sind. Solche Zuschlagstoffe können zum Beispiel Abbindungsbeschleuniger oder Abbindungsverlangsamer sein.
Außerdem ist es weiter möglich, eine Bentonit-Suspension bereitzustellen, die vorzugsweise relativ dickflüssig eingestellt ist. Beispielsweise kann Wasser zu Bentonit in einem Verhältnis von 8:1 oder auch 10:1 bereitgestellt werden. Die Bentonit-Suspension und die aus Zement, Schlamm und Wasser bestehende Suspension können gleichzeitig oder nacheinander in ein Mischfahrzeug gegeben werden. Gleichzeitig oder vorzugsweise danach wird der mineralische Zuschlagstoff, beispielsweise Bodenaushub und dergleichen, in das Mischfahrzeug geladen und von diesem unter ständiger Bewegung und somit Vermischung an den Einbauort verbracht.
Zur Bereitstellung der Suspension aus Wasser, Zement und Schlamm zur Erzeugung von Bodenmörtel ist eine Anlage nach Anspruch 10 vorgesehen. Diese weist als zentrales Element mindestens einen Behälter auf, der mit einem Rührwerk versehen ist und zur Erzeugung der Suspension aus Wasser, Zement und Schlamm dient. Unter dem Behälter ist eine Ablaufeinrichtung zur Einleitung der Suspension in ein Mischfahrzeug vorgesehen.
Vorzugsweise ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die darauf eingerichtet ist, die dem Behälter zuzuführende Wassermenge auf den Wassergehalt des Schlamms und/oder des Zuschlagstoffs abzustimmen. Dadurch kann der Schlammgehalt des Bodenmörtels maximiert werden.
Zur Erzeugung der Suspension ist in dem Behälter vorzugsweise ein Rührmischer vorgesehen, der eine sich von oben nach unten in den Behälter erstreckende Welle mit an diese befestigten Rührflügeln aufweist. Die Rührflügel sind vorzugsweise so ausgebildet, dass diese bei Drehung des Rührwerks einen Abwärtsstrom erzeugen. Vorzugsweise ist die an dem Behälterboden vorgesehene Ablauföffnung im Bereich der von dem Rührwerk angetriebenen nach unten gerichteten Strömung angeordnet. Durch diese Maßnahme wird eine gute Abgabe von Suspension an die Ablaufeinrichtung bewirkt. Auf gesonderte Pumpen kann verzichtet werden. Das Rührwerk bildet somit eine Entleerungspumpe für den Behälter.
Vorzugsweise weist die Anlage mindestens einen Behälter für eine Schlamm/Wasser/Zement-Emulsion und mindestens einen weiteren Behälter zur Bereitstellung einer Bentonit-Suspension auf. Vorzugsweise weist der Behälter der Bentonit-Suspension ein Volumen auf, das im Verhältnis zu dem Volumen des Behälters der Schlamm/Wasser/Zement-Emulsion größer, vorzugsweise mehr als doppelt so groß ist, wie das rezeptgemäße Verhältnis des Volumens der Bentonit-Aufschlämmung zu der Schlamm/Wasser/Zement-Emulsion. Dadurch kann erreicht werden, dass in dem Behälter der Schlamm/Wasser/Zement-Emulsion immer nur ein Vorrat für eine Mischung bereitgehalten wird, während in dem Behälter der Bentonit-Suspension ein Vorrat für zwei oder mehrere Mischungen bereitgehalten wird. Dadurch ist die Verweilzeit der Schlamm/Wasser/Zement-Emulsion in dem Behälter auf die Zeit eines Mischzyklusses begrenzt. Hingegen kann die Verweilzeit der Bentonit-Suspension in ihrem Behälter so lang wie zwei oder mehrere Mischzyklen sein. Dadurch kann der Bentonit-Suspension Zeit zum Quellen, d.h. Zeit zum Reifen gegeben werden. Der Bentonit-Verbrauch kann minimiert werden, d.h. in Abstimmung auf dese Anlage kann die Rezeptur auf einen niedrigen Bentonit-Gehalt eingestellt werden.
Weitere Einzelheiten vorteilhafter Details der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung oder Ansprüchen. Es zeigen:

1 die Anlage zur Erzeugung von Bodenmörtel, in schematischer Prinzipdarstellung und
2 einen Mischbehälter zur Bereitstellung einer Suspension aus Wasser, Zement und Schlamm, in einer Prinzipdarstellung.

In 1 ist eine Anlage 10 zur Bereitstellung von Bodenmörtel veranschaulicht. Zu der Anlage 10 gehört als zentrales Element ein als Mischer dienender Behälter 11, in dem eine Suspension aus Wasser, Zement und Schlamm erzeugt wird. Dazu ist in der Nähe des Behälters 11 eine Schlammzuführeinrichtung 12 vorgesehen, zu der beispielsweise ein Schlammbehälter 13 und eine Fördereinrichtung 14 gehören können, über die Schlamm in den Behälter 11 geführt werden kann. Der Schlamm kann aber auch aus anderer Quelle, z.B. einem Fahrzeug, einem Schlammteich oder dergleichen stammen. Es sind nicht weiter veranschaulichte Mittel vorhanden, die dazu eingerichtet sind, den Wassergehalt des in den Behälter eingeführten Schlamms zu bestimmen. Dazu können stationäre Messeinrichtungen an dem Behälter 13 und/oder an der Fördereinrichtung 14 vorgesehen sein. Alternativ oder ergänzend können eine oder mehrere Handmesseinrichtungen zur Feuchtemessung vorgesehen sein.
Weiter weist die Anlage eine Zementzuführeinrichtung 15 auf, zu der ein Zementbehälter 16 und eine Fördereinrichtung 17 gehören können, über die Zement in den Behälter 11 gefördert werden kann. Weiter ist eine Wasserzuführungseinrichtung 18 vorgesehen, zu der ein Wassertank 19 gehören kann, der über eine Leitung 20 mit dem Behälter 11 verbunden ist.
Optional können ein oder mehrere Behälter 21 zur Bereitstellung einer weiteren Aufschlämmung, beispielsweise eine Bentonit-Suspension vorgesehen sein, der über eine Leitung 20' mit dem Wassertank 19 verbunden ist. Der oder die Behälter 21 weist vorzugsweise ein Volumen auf, das zur Aufnahme einer für mehrere Chargen des Behälters 11 ausreichenden Menge geeignet ist. Dadurch kann die Verweilzeit der Bentonit-Aufschlämmung in dem Behälter 21 so groß bemessen werden, dass das Bentonit „reifen“, d.h. quellen kann. Dadurch kann Bentonit eingespart werden.
Die Behälter 11 und 21 sind an eine Ablaufeinrichtung 22 angeschlossen, mit der die erzeugte Suspension zu einem Mischer 23, z.B. in Gestalt eines Transportfahrzeugs geführt werden kann. Dieses weist eine Mischtrommel 24 auf, die um ihre Mittelachse drehbar gelagert ist, um den aufgenommenen Inhalt in ständiger Bewegung zu halten und zu mischen. Alternativ kann der Mischer 23 auch als stationärer Mischer ausgebildet sein.
Weiter gehört zu der Anlage eine Zuschlagstoff-Zuführvorrichtung 25, mit der dem Mischer, z.B. in Gestalt eines Transportfahrzeugs 23, mineralischer Zuschlagstoff, beispielsweise Kies, Recyclingkies, Bodenaushub oder dergleichen, zuzuführen ist. Beispielsweise kann die Zuschlagstoff-Zufuhrvorrichtung einen Zusatzbehälter 26 und eine Einrichtung 27 zum Einführen des Materials aus dem Vorratsbehälter in das Transportfahrzeug 23 aufweisen. Es sind nicht weiter veranschaulichte Mittel vorhanden, die dazu eingerichtet sind, die Feuchte des mineralischen Zuschlagstoffs zu bestimmen. Außerdem umfasst die Einrichtung 27 eine Dosiereinrichtung, mittels derer dem Mischer 23 ein bestimmtes gewichtsmäßig bestimmtes Quantum, d.h. eine Einwaage Zuschlagstoff zugeführt werden kann. Anstelle eines in 1 skizzenhaft dargestellten Behälters 26 kann entsprechender Zuschlagstoff von einem Lagerplatz über geeignete andere Mittel, wie Förderbänder, Transportschnecken, Radlader oder dergleichen in das Transportfahrzeug 23 gefördert werden. Alternativ kann die Einwaage des Zuschlagstoffs durch eine Wägevorrichtung zur Bestimmung des Gewichts des Mischers 23 bestimmt werden.
Zu der Anlage 10 gehört außerdem eine Steuereinrichtung 28, die den Betrieb und die Fördermengen der Fördereinrichtungen 14, 17 sowie den Wasserdurchlass an den Leitungen 20, 20' wie auch den Materialaustrag an den Behältern 11, 21 steuert. Außerdem kann die Steuereinrichtung 28, zumindest optional, auch den Materialtransport aus dem Behälter 26 oder einem sonstigen Vorrat in das Transportfahrzeug bzw. den Mischer 23 sowie die Wägung des Mischers oder die Dosiereinrichtung 27 steuern.
2 veranschaulicht den Behälter 11 und ein an diesem vorgesehenes Rührwerk 29, das zur Vermischung der Bestandteile der Suspension 30 in dem Behälter 11 dient. Wie ersichtlich, gehört zu dem Rührwerk 29 ein Antrieb, beispielsweise in Gestalt eines Getriebemotors 31. Von dem Antrieb erstreckt sich eine Welle 32 von oben nach unten, vorzugsweise vertikal oder auch leicht gegen die Vertikale geneigt, in den Innenraum des Behälters 11, der einen Boden 33 und eine Wandung 34 aufweist. Die Welle 32 endet kurz über dem Boden 33 oder ist an diesem gelagert. Oberhalb des Bodens 33 sind an der Welle 32 ein oder mehrere Rührflügel 35, 36 befestigt, die vorzugsweise gegen die Drehrichtung etwas angestellt sind oder geneigte Abschnitte aufweisen, um einen abwärts gerichteten Stoffstrom zu erzeugen, wie Pfeile 37 andeuten, wenn die Welle 32 um ihre Drehachse 38 dreht. Zum Beispiel können die Rührflügel 35, 36 nach Art einer Schiffsschraube ausgebildet sein oder wenigstens einzelne Abschnitte aufweisen, die eine Stoffbewegung in Richtung der Drehachse 38 bewirken.
An den Boden 33 ist eine Entnahmeöffnung 39 ausgebildet, die zu der Ablaufeinrichtung 22 führt. Die Ablaufeinrichtung 22 ist beispielsweise eine offene Rinne oder ein Rohr mit einem ausreichenden Gefälle, um die in dem Behälter befindliche Suspension 30 in der gewünschten Menge ablaufen zu lassen. Zur Steuerung des Abstroms kann ein Schieber 40 vorgesehen sein, der von der Steuereinrichtung 28 gesteuert wird. Außerdem kann die Steuereinrichtung 28 das Rührwerk 29 steuern.
Ebenso kann der Behälter 21 mit einem Rührwerk 29' versehen sein, wobei die Beschreibung des Behälters 11 und seiner Details und Funktion ebenso auf den Behälter 21 anzuwenden ist.
Die Entnahmeöffnung 39 und das Rührwerk 29 sind in Bezug aufeinander vorzugsweise so angeordnet, dass die Rührflügel 35, 36 die Entnahmeöffnung 39 wenigstens teilweise überstreichen. Die Drehachse 38 kann im Bereich der Entnahmeöffnung 39 oder außerhalb derselben liegen. Jedenfalls aber fördert die Anordnung der Entnahmeöffnung 39 unterhalb des Rührwerks den Abfluss der Suspension aus dem Behälter 11 in die Ablaufeinrichtung 22.
Die insoweit beschriebene Anlage 10 arbeitet wie folgt:

In oder von der Steuereinrichtung 28 wird zunächst eine gewünschte Rezeptur für einen Bodenmörtel aufgerufen. Eine solche Rezeptur legt die Gewichtsbestandteile der in dem Bodenmörtel enthaltenen Bestandteile fest. Lediglich beispielshalber sei nachfolgende Rezeptur für eine gegebene Menge G, z.B. 1000 kg Bodenmörtel genannt:

M kg	Mineral-Trockensubstanz des mineralischen Zuschlagstoffs
B kg	Bentonit-Pulver
Z kg	Zement-Pulver
S kg	Schlamm-Trockensubstanz
b kg	Anmachwasser für Bentonit
z kg	Anmachwasser für Zement
r Kg	Wasser nach Rezept

Zusätzlich müssen für die reale Erstellung der Mischung berücksichtigt werden:

m kg	Wasseranteil des mineralischen Zuschlagstoffs
s kg	Schlamm-Wasser anteil

Während Bentonit und Zement jeweils als trockenes Pulver bereitstehen, hat die mineralische Trockensubstanz einen Wassergehalt. Der Schlamm liegt in wässriger Aufschlämmung vor.
Zur Durchführung des Verfahrens werden zunächst eine oder mehrere wässrige Suspensionen aus Zement und Schlamm sowie, falls rezeptgemäß vorgesehen, zusätzlich Bentonit oder auch eine gesonderte Bentonitaufschlämmung bereitgestellt. Diese Aufschlämmung(en) werden danach in dem Mischer 23 mit mineralischem Zuschlagstoff gemischt.
Auf Basis der gemäß Rezeptur erforderlichen Zementmenge Z und Zement-Wassermenge z gibt die Steuereinrichtung 28 die erforderliche Wassermenge z aus dem Wassertank 19 über die Leitung 20 in den Behälter 11. Vorzugsweise wird nun aus dem Zementbehälter 16 nach Vorgabe durch die Steuereinrichtung 28 die entsprechende Zementmenge Z in den Behälter 11 gefördert. Vorher, gleichzeitig oder danach wird die für die Rezeptur erforderliche Schlammmenge S+s aus dem Schlammbehälter 13 in den Behälter 11 gefördert. Die Schlammeinwaage wird auf Basis des Gewichts der rezeptgemäßen Schlamm-Trockensubstanz S bestimmt. Dazu wird z.B. der tatsächliche, vorab ermittelte Schlamm-Wassergehalt s zugrunde gelegt. Ist dieser nicht bekannt, wird ein Schlamm-Wassergehalt s' angenommen, der z.B. über dem tatsächlichen Wassergehalt s des Schlamms liegt. Beim Zuführen des Schlamms in den Behälter 11 wird dessen Wassergehalt s jedoch bestimmt. Daraus ermittelt die Steuereinrichtung die insgesamt noch in den Mischer 23 einzuführende Rest-Wassermenge rw und speichert diese zur weiteren Verwendung ab.
Mittels des Rührwerks 29 wird nun eine möglichst homogene Suspension erzeugt, die nach Fertigstellung durch Öffnen der Klappe 30 in die Mischtrommel 24 des Transportfahrzeugs 23 oder in einen sonstigen Mischer übergeleitet wird. Zuvor, zugleich oder danach kann eine in dem Behälter 21 bereitgestellte Bentonit-Suspension in die Mischtrommel 24 gegeben werden.
Im Weiteren wird der mineralische Zuschlagstoff auf Basis der rezeptgemäß vorgegebenen Menge M beispielsweise aus dem Behälter 26 in die Mischtrommel 24 gegeben und dort durch Drehung derselben mit der zuvor hergestellten Suspension vermischt. Dies kann in der Anlage 10 oder während der Fahrt des Transportfahrzeugs 23 zu dem Einbauort erfolgen. Nachdem das Rezept die Masse M der Mineral-Trockensubstanz vorgibt, realer mineralischer Zuschlagstoff, wie z.B. Kies aber nahezu immer eine Restfeuchte und somit Wassermenge m aufweist, errechnet die Steuereinrichtung 28 die nötige Zuschlagstoffmenge M auf Basis einer angenommenen Feuchte, die z.B. unter der tatsächlichen Feuchte liegt. Damit ist die von der Steuereinrichtung zunächst vorgegebene Zuschlagstoff-Einwaage M+m zunächst zu klein. Bei der Zuführung derselben zu dem Mischer 23 wird jedoch die reale Feuchte des Zuschlagstoffs bestimmt und darauf basierend die Einwaage entsprechend erhöht.
Während oder nachdem die Steuereinrichtung 28 das Quantum des zuzuführenden mineralischen Zuschlagstoffs (d.h. die Einwaage desselben) bestimmt und die Überführung desselben in den Mischer 23 veranlasst hat, sind die mit den verschiedenen Stoffen in den Mischer 23 überführten Wassermengen m, s bekannt. Die Steuereinrichtung erfasst diese und ermittelt die Differenz zu der rezeptgemäßen Rest-Wassermenge r. Von der rezeptgemäßen Restwassermenge r zieht die Steuereinrichtung 28 die mit dem Schlamm eingetragene Wassermenge s und dem mineralischen Zuschlagstoff eingetragene Wassermenge m sowie das Anmachwasser z und b ab. Die verbleibende Wassermenge kann als Spülwasser für die Anlage genutzt werden. Die Berechnung geht im Einzelnen folgt:
Es wird zunächst die Summe der Trockensubstanzen M+Z+B+S bestimmt und von der Gesamtmenge G abgezogen. Dies ergibt die rezeptgemäße gesamte Wassermenge: gw=G-(M+Z+B+S). Die Einwaagen für Schlamm und mineralischen Zuschlagstoff werden nun unter Zugrundelegung der realen Wassergehalte bestimmt. Damit sind auch die zusammen mit dem Schlamm und zusammen mit dem mineralischen Zuschlagstoff eingetragenen Wassermengen s und m bekannt. Die Wassermengen z für den Zement, für das Bentonit b, das in dem Schlamm enthaltene Wasser s und das über den mineralischen Zuschlagstoff noch hinzu kommende Wasser sind nun bekannt. Die Summe z+b+s+m wird von der rezeptgemäßen Wassermenge gw abgezogen und ergibt das zur Spülung zur Verfügung stehende Restwasser rw=gw-(z+b+s+m). Wesentlich ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, dass die Summe aus Anmachwasser z und Anmachwasser b sowie aus Schlammwasser s und Zuschlagstoffwasser m kleiner ist, als die Menge r des Wassers nach Rezept.
Die Steuereinrichtung 28 hat nun die positive Restwassermenge rw bestimmt. Diese Wassermenge rw wird anteilig direkt oder als Spülwasser dem Mischer 23 zugeführt. Mit dem Restwasser oder einem Teil desselben kann insbesondere die Ablaufrinne 22, sowie gegebenenfalls der Behälter 11 und/oder 21 sowie gegebenenfalls weitere Behälter gespült werden.
Das vorgestellte Verfahren zur Herstellung von Bodenmörtel gestattet die Verwendung von organischen Schlämmen und/oder mineralischen Schlämmen, z.B. Waschschlämmen, die bei der Aufbereitung mineralischer Zuschlagstoffe anfallen. Die Waschschlämme werden zunächst mit Wasser und Zement zu einer fließfähigen Suspension verarbeitet, die dann in einem Mischer und/oder Mischfahrzeug mit Zusatzstoff zu einem zeitweise fließfähigen, selbstverdichtenden Verfüllbaustoff weiter verarbeitet werden.
Bezugszeichenliste

10: Anlage zur Bereitstellung von Bodenmörtel
11: Behälter
12: Schlammzuführeinrichtung
13: Schlammbehälter
14: Fördereinrichtung
15: Zementzuführeinrichtung
16: Zementbehälter
17: Fördereinrichtung
18: Wasserzuführungseinrichtung
19: Wassertank
20, 20': Leitung
21: Behälter
22: Ablaufeinrichtung
23: Transportfahrzeug
24: Mischtrommel
25: Zuschlagstoff-Zufuhrvorrichtung
26: Vorratsbehälter
27: Einrichtung zum Transport von Zuschlagstoff in das Transportfahrzeug 23
28: Steuereinrichtung
29, 29': Rührwerk
30: Suspension
31: Getriebemotor
32: Welle
33: Boden
34: Wandung
35, 36: Rührflügel
37: Pfeile
38: Drehachse
39: Entnahmeöffnung
40: Schieber

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1806215 B1 [0004]
DE 19914573 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Bereitstellung von Bodenmörtel mit folgenden Schritten: Erzeugung einer Suspension (30) aus Wasser, Zement und einem Schlamm, Einleiten der Suspension in einen Mischer (23), Einleiten von mineralischer Trockensubstanz in den Mischer (23), Mischen der Suspension mit dem Zuschlagstoff in dem Mischer (23).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erzeugung der Suspension (30) zunächst eine wässrige Zement-Suspension aus einer rezeptgemäßen Zementeinwaage und zugehöriger Wassermenge erzeugt und dieser dann ein Quantum Schlamm zugemischt wird, das unter Annahme eines hypothetischen Wassergehalts bemessen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erzeugung der Suspension (30) zunächst eine Mischung aus Schlamm und Wasser, dessen Menge z.B. unter Annahme eines hypothetischen Wassergehalts bemessen ist, erzeugt und dieser Mischung dann eine rezeptgemäße Zementeinwaage und zugemischt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Schlamm um Restschlamm aus der Papierherstellung, Spülbohrungen oder einer Mineralienwäsche handelt, wobei der Schlamm aus der Wäsche von Sand, Kies, kieshaltigem Boden, Recyclingbeton, Recyclingschotter, Splitt, Schlacke, Abrissmaterial o.ä. stammt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassergehalt des zugeführten Schlamms gemessen und aus der Differenz aus hypothetischem Wassergehalt und tatsächlichem Wassergehalt die Menge zusätzlich erforderlichen Wassers bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der in den Mischer (23) eingebrachten mineralischen Trockensubstanz rezeptgemäß unter Zugrundelegung einer hypothetischen Feuchte erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchte der Trockensubstanz bei der Einbringung derselben in den Mischer (23) gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der in den Mischer (23) eizubringenden Trockensubstanz auf Basis der gemessenen Feuchte korrigiert wird, um das rezeptgemäße Trockengewicht der Trockensubstanz einzuhalten.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Suspension aus Wasser, Zement und Schlamm zusätzlich eine Bentonit-Suspension zugemischt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension in den Mischer (23) eingeleitet wird, bevor die Trockensubstanz eingeleitet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Differenz des durch die Suspension (30) und die Trockensubstanz in den Mischer (23) eingebrachten Wassers und der von der Rezeptur vorgesehenen Wassermenge eine Restwassermenge bestimmt wird, die zur Anlagenspülung verwendet und in den Mischer eingebracht wird.
Anlage (10) zur Bereitstellung einer Suspension aus Wasser, Zement und einem Schlamm zur Erzeugung von Bodenmörtel, mit einem ersten, einen Behälterboden (33) und eine Wandung (34) aufweisenden Behälter (11), der mit einem Rührwerk (29) versehen ist, mit einer Zuführungseinrichtung (12, 15) für Wasser, Zement und Schlamm, die an den ersten Behälter (11) angeschlossen ist, mit einer unter dem Behälter (11) angeordneten Ablaufeinrichtung (22) zur Einleitung der Suspension in ein Mischfahrzeug oder einen sonstigen Mischer (23).
Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührwerk (29) eine von oben nach unten in den Behälter (11) ragende antreibbare Welle (32) aufweist, die unten mit Rührflügeln (35, 36) versehen ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührflügel (35, 36) einen Abwärtsstrom erzeugend ausgebildet sind und dass das Rührwerk (29) über einer in dem Behälterboden (33) angeordneten Ablauföffnung (39) angeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens ein weiterer Behälter (21) zur Bereitstellung einer Bentonit-Suspension vorgesehen ist, wobei der Behälter (21) ein Volumen aufweist, dessen Verhältnis zu dem Volumen des Behälters (21) größer, vorzugsweise mehr als doppelt so groß ist, wie das rezeptgemäße Verhältnis des Volumens der Bentonit-Aufschlämmung zu der Schlamm/Wasser/Zement-Emulsion.