DE3233744C2

DE3233744C2 - Verfahren zum Mischen eines kunststoffhaltigen Spritzbetons und Düsenmischkörper zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE3233744C2
Application number: DE3233744A
Authority: DE
Inventors: Heinrich 4300 Essen Freienstein; Hermann-Dieter 4000 Düsseldorf Koehne; Rainer Dr. 4330 Mülheim Koehne
Original assignee: Pressbau GmbH, 4300 Essen
Priority date: 1982-06-03
Filing date: 1982-11-11
Publication date: 1987-01-22
Also published as: WO1983004213A1; EP0110941A1; ATE32576T1; EP0110941B1; DE3233744A1

Abstract

Bei dem Verfahren zum Mischen von Trockengemisch und Wasser für das Trockenspritzen, insbesondere Beton-Trockenspritzen durchströmt axial Trockengemisch ein Mischrohr, dem quer über Injektionskanäle Wasser und Druckluft zugeführt werden. Neben ersten Injektionskanälen für Wasser und gegebenenfalls einem Gemisch von Wasser und Druckluft sind zweite Injektionskanäle für Druckluft vorgesehen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Mischen eines kunststoffhaltigen Spritzbetons entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf einen Düsenmischkörper nach dem Patentanspruch 5.
Bei den aus der DE-OS 31 36 737 vorbekannten Verfahren zum Mischen eines kunststoffhaltigen Spritzbetons wird eine unzureichende Vermischung der Trockensubstanz mit dem seitlich zugeführten Wasser und der ebenfalls seitlich zugeführten Kunstharzemulsion erreicht. Beim Trockenspritzen von Kunststoffbetonen muß der Kunstharzanteil und der Wasseranteil in wechselseitiger Abhängigkeit geregelt werden, um beispielsweise bei Sanierungsarbeiten zunächst einen kunstharzreichen Beton aufspritzen zu können, der eine höhere Klebfähigkeit und eventuell ein Wassersperrvermögen hat, und um anschließend, jedoch frisch auf frisch, hierauf einen kunstharzärmeren Trockenspritzbeton aufzutragen. Dabei ist man stets bemüht, die Menge an zugegebenem Harz möglichst gering zu halten, da das Harz relativ teuer ist. Aufgrund der unterschiedlichen Viskositäten von Wasser und Kunstharzemulsion hat es sich als schwierig erwiesen, bei einem kunstharzarmen Gemisch aus Kunstharz und Wasser die gleiche Durchmischungsqualität des seitlich zugeführten Gemisches zu erreichen wie bei einem relativ kunstharzreichen Gemisch. Für letzteres müßten die Injektionskanäle einen größeren Innenquerschnitt haben als für das kunstharzarme Gemisch, damit ein vergleichbarer Austrittsdruck aus den Injektionskanälen erreicht wird und somit die Durchmischung qualitativ gleichwertig ist wie bei einem relativ kunstharzarmen Gemisch.
Aus der genannten DE-OS 31 36 737 ist weiterhin ein Düsenmischkörper für das Betontrockenspritzen vorbekannt, der zwei im axialen Abstand angeordnete Sätze von Injektionskanälen aufweist, die jeweils von einem Ringraum ausgehen und jeweils an der Innenwand der Spritzdüse eine Austrittsöffnung haben. Die beiden Sätze von Injektionskanälen sind in einem axialen Abstand voneinander angeordnet, der größer ist als die halbe axiale Gesamtlänge des Mischkörpers, wobei der erste, in Förderrichtung vorn liegende Satz Injektionskanäle für die Zuleitung von Kunststoffemulsion bestimmt, während der zweite Satz Injektionskanäle für die Zuführung einer anderen Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, vorgesehen ist.
Aufgrund der vorgegebenen Innenquerschnitte der Injektionskanäle wird ein ausreichend tiefes Injizieren in den Trockengemischstrom und damit eine homogene Durchmischung dann nicht mehr erzielt, wenn die durch die Injektionskanäle pro Zeiteinheit zugegebene Flüssigkeitsmenge unterhalb eines gewissen Schwellwertes liegt.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung verfahrensmäßig die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren zum Mischen eines kunststoffhaltigen Spritzbetons und den bekannten Düsenmischkörper so zu verbessern, daß eine gleichmäßige Durchmischung von Trockengemisch und Kunstharzemulsion sowie Wasser unabhängig von den jeweiligen Zugabemengen erreicht wird.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die im kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Düsenmischkörpers durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 5 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei Zugabe von Armierungszusätzen, z. B. Stahlnadeln, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine sehr gute Anfeuchtung der Stahlfasern erreicht und deren Rückprall deutlich vermindert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen. Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele für den Düsenmischkörper anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Düsenmischkörper mit ersten Injektionskanälen für Wasser und zweiten Injektionskanälen für Druckluft und
Fig. 2 einen Axialschnitt durch einen Düsenmischkörper mit Vormischung von Luft und Wasser vor den ersten Injektionskanälen und mit zweiten Injektionskanälen für Druckluft.
Die beiden in der Zeichnung dargestellten Düsenmischkörper für das Beton-Trockenspritzen bestehen im wesentlichen aus einem rohrartigen Teil, im folgenden Hauptstück 20 genannt. Dieses hat einen Endbereich 22 für den Anschluß an eine Förderleitung 24. Diesem Anschluß gegenüber und ebenfalls auf der Achse 26 des Mischkörpers liegt ein Austrittsende 28, das auf einen Gegenstand gerichtet wird, auf den Spritzbeton aufgetragen werden soll. Der lichte Querschnitt für das aus der Förderleitung 24 kommende und in den Strom geförderte Trockengemisch 30 ändert sich beim Übergang von der Förderleitung 24 in das Hauptstück 20 praktisch nicht. Das Hauptstück 20 konvergiert lediglich im Bereich des Austrittsendes 28 geringfügig (vgl. Fig. 1).
In das Hauptstück 20 ist ein Verteilerring 32 dicht eingesetzt, dessen Innenmantel den Innenmantel der Förderleitung 24 und des Hauptstücks 20 bündig ineinander übergehen läßt. Der Verteilerring 32 hat erste Injektionskanäle 34 und zweite Injektionskanäle 35, die gemäß Fig. 1 V-förmig zueinander verlaufen und im Innenraum 36 des rohrförmigen Düsenmischkörpers mit einem gemeinsamen Austrittsloch 37 münden. Die Austrittslöcher 37 sind in gleicher Axialposition angeordnet und über den Umfang des Verteilerrings 32 gleichabständig so verteilt, daß jeder Satz Injektionskanäle 34, 35 zwanzig einzelne Kanäle aufweist. Jedem einzelnen Injektionskanal 34 des ersten Satzes ist also ein Injektionskanal 35 des zweiten Satzes zugeordnet. Anstelle eines gemeinsamen Austrittslochs 37 kann auch ein gewisser Abstand zwischen den Austrittsöffnungen der paarweise angeordneten Injektionskanäle 34, 35 vorhanden sein, wie das in Fig. 2 dargestellt ist. Der Abstand soll etwa ein Millimeter, höchstens zwei Millimeter sein.
Im Verteilerring 32 sind zwei ringförmig auslaufende, im wesentlichen im Querschnitt quadratische Ausnehmungen vorgesehen, die zusammen mit der zurückspringenden Innenwandung des Hauptstücks 20 zwei Ringräume, nämlich einen Wasser-Ringraum 42 und einen Luft-Ringraum 46 bilden. Der Wasser-Ringraum 42 ist über eine Bohrung 48 mit einem Wasseranschluß 50 verbunden, ein regelbares Ventil 52 ist zwischengeschaltet. Der Luft-Ringraum 46 ist über eine Bohrung 54 und ein regelbares Ventil 56 an eine Luftzuleitung 58 für Druckluft angeschlossen.
Die Ringräume 42, 46 dienen der gleichmäßigen Versorgung der einzelnen Injektionskanäle 34, 35 mit Wasser bzw. Druckluft und ermöglichen es, daß lediglich ein Wasseranschluß 50 und eine Luftzuleitung 58 notwendig sind.
Beim Betrieb strömt das unter einem Druck von beispielsweise sechs bar im Wasser-Ringraum 42 stehende Wasser durch die vielen ersten Injektionskanäle 34 in den Innenraum 36 des Düsenmischkörpers. Gleichzeitig strömt aus dem Luft-Ringraum 46 Druckluft, die unter einem vergleichbaren Druck steht, über die zweiten Injektionskanäle 35 in den Innenraum 36. Aufgrund der eng benachbarten Austrittsöffnung (in Fig. 1 in Form eines gemeinsamen Austrittslochs 37) wirkt der im spitzen Winkel zum Wasserstrahl ausströmende Druckluftstrahl auf den Wasserstrahl ein und bewirkt einen Sog im Bereich der ersten Injektionskanäle 34, wodurch das Wasser zusätzlich gefördert wird. Insbesondere schaffen die Durckluftstrahlen aus den zweiten Injektionskanälen 35 eine Wirbelzone, durch die von rechts einströmende Trockengemisch 30 stark verwirbelt wird.
Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 münden die Injektionskanäle 34, 35 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 im Abstand voneinander. Der Aufbau ist jedoch grundsätzlich ähnlich dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, lediglich ist der Verteilerring axial länger und hat insgesamt drei ringförmig umlaufende Ausnehmungen, die hier, wiederum zusammen mit der Innenwandung des Hauptstücks 20, von links nach rechts gesehen einen Luft-Ringraum 46, einen der Mischung von Luft und Wasser dienenden Ringraum 38 und einen Wasser-Ringraum 42 bilden. Dieser Wasser-Ringraum 42 ist wiederum über eine Bohrung 48 mit einem Wasseranschluß 50 verbunden, wobei ein Ventil 52 zur Regelung der Wassermenge dient. Der Wasser-Ringraum 42 ist jedoch nicht Ausgangspunkt der ersten Injektionskanäle 34 wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, sondern das Wasser strömt zunächst über Wasserkanäle 40, die als in die Außenwand des Verteilerrings 32 eingeschnittene, axiale Nuten ausgebildet sind, in den Ringraum 38.
Der Luft-Ringraum ist über eine Bohrung 54 und ein regelbares Ventil 56 ebenfalls an eine Luftleitung 58 angeschlossen. Von ihm aus kann Druckluft über die zweiten Injektionskanäle 35 direkt in den Innenraum 36 strömen. Zusätzlich sind Luftkanäle 35 direkt in den Innenraum 36 strömen. Zusätzlich sind Luftkanäle 44 vorgesehen, die ebenfalls als axiale Nuten ausgeführt sind und durch die Druckluft in den Ringraum 38 gelangt. Dadurch mischen sich im Ringraum 38 Druckluft und Wasser, das Gemisch strömt über die ersten Injektionskanäle 34 in den Innenraum 36. Aufgrund der engen Nachbarschaft zwischen den Austrittsöffnungen der paarweise zugeordneten Injektionskanäle 34, 35 tritt die oben beschriebene Wechselwirkung auf.

Claims

1. Verfahren zum Mischen eines kunststoffhaltigen Spritzbetons, bei dem das einen Düsenmischkörper axial durchströmende Beton-Trockengemisch vor dem Austritt aus dem Düsenmischkörper mit einer Kunstharzemulsion sowie mit Wasser versetzt und durchmischt wird, wobei die Kunstharzemulsion und das Wasser durch eine Vielzahl von quer zur Axialrichtung des Düsenmischkörpers angeordneten Injektionskanälen strömen und das Mengenverhältnis von Kunstharzemulsion und Wasser regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzemulsion und das Wasser gemischt werden, daß dieses Gemisch durch erste Injektionskanäle (34) strömt, daß über in unmittelbarer Nähe jedes dieser Injektionskanäle (34) oder in einem gemeinsamen Austrittsloch (37) mündende, zusätzliche zweite Injektionskanäle (35) Druckluft in den Trockengemischstrom eingeleitet wird und daß der Druckluftstrom und das Gemisch aus der Kunstharzemulsion und Wasser unabhängig voneinander regelbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch aus Kunstharzemulsion und Wasser vor dessen Austritt aus den ersten Injektionskanälen (34) Druckluft zugemischt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trockengemisch Armierungsteile, zum Beispiel Stahlnadeln, beigemischt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den ersten Injektionskanälen (34) strömenden Strahlen des Gemisches aus Kunstharzemulsion und Wasser im spitzen Winkel auf die aus den zweiten Injektionskanälen (35) strömenden Druckluftstrahlen im Innenraum der Spritzdüse treffen.

5. Düsenmischkörper, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dessen einer Endbereich einen Anschluß für eine Förderleitung von im Dünnstrom geförderten Betontrockengemisch hat, dessen anderer, dem ersten axial gegenüberliegender Endbereich das Austrittsende bildet, der einen ersten, an eine Quelle für eine Wasser enthaltende Flüssigkeit anschließbaren Ringraum aufweist, von dem aus erste Injektionskanäle quer zur Axialrichtung verlaufend ausgehen und in den Innenraum der Spritzdüse münden, und der einen im axialen Abstand vom ersten Ringraum befindlichen zweiten Ringraum aufweist, von dem aus zweite Injektionskanäle quer zur Axialrichtung verlaufend ausgehen und in den Innenraum der Spritzdüse münden, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ringraum (46) an eine Druckluftquelle anschließbar ist, daß sich die an der Innenwand der Spritzdüse befindlichen Austrittsöffnungen der zweiten Injektionskanäle (35) in unmittelbarer Nähe der Austrittsöffnungen der ersten Injektionskanäle (34) oder in einem gemeinsamen Austrittsloch (37) mit den ersten Injektionskanälen (34) befinden, wobei die zweiten Injektionskanäle (35) mit den ersten Injektionskanälen (34) in einem spitzen Winkel aufeinander zulaufen und jedem einzelnen einer Vielzahl von zweiten Injektionskanälen (35) ein erster Injektionskanal ( 34) zugeordnet ist.

6. Düsenmischkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen der in unmittelbarer Nähe mündenden Injektionskanäle (34 und 35) im Abstand von maximal 2 mm angeordnet sind.