DE1278916B - Process for the production of slack reinforced and prestressed concrete bodies by centrifugation - Google Patents
Process for the production of slack reinforced and prestressed concrete bodies by centrifugationInfo
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Description
Verfahren zum Herstellen von schlaffbewehrten und vorgespannten Betonkörpern durch Schleudern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von schlaffbewehrten und vorgespannten Betonhohlkörpern, insbesondere von Hohlzylindern, wie z. B. Rohren und Masten, in um ihre Längsachse rotierenden, luftdicht abgeschlossenen Hohlformen, die stirnseitig an eine Evakuierungseinrichtung angeschlossen werden können.Process for the production of slack reinforced and prestressed concrete bodies by centrifugation The invention relates to a method for producing slack reinforced and prestressed hollow concrete bodies, in particular hollow cylinders, such as. B. pipes and masts, in hermetically sealed hollow molds rotating around their longitudinal axis, which can be connected to an evacuation device at the front.
Zum Herstellen von derartigen Betonhohlkörpern bedient man sich vielfach des sogenannten Schleuderverfahrens, bei dem die Betonmasse in eine rotierende Form eingebracht und in dieser geschleudert wird. Unter der Fliehkraftwirkung legt sich die Betonmasse derart an die Wand der Form an, daß um die Drehachse ein zylindrischer Hohlraum verbleibt. Hierbei wirkt die Fliehkraft auf die verschiedenen Bestandteile des Frischbetons unterschiedlich, derart, daß die schwereren Bestandteile die leichteren, wie z. B. Wasser, gegen das Innere des Hohlraums verdrängen; diese wirken beim weiteren Schleudern wiederum pressend, d. h. verdichtend auf ' die äußere Betonschicht ein.To produce hollow concrete bodies of this type, one uses a lot the so-called centrifugal process, in which the concrete mass is in a rotating form is introduced and thrown in this. Under the effect of centrifugal force it subsides the concrete mass to the wall of the mold in such a way that around the axis of rotation a cylindrical Cavity remains. Here the centrifugal force acts on the various components of fresh concrete differently, in such a way that the heavier components take on the lighter, such as B. water, displace towards the interior of the cavity; these work in the further Spin again pressing, d. H. compacting on 'the outer concrete layer.
Dieses Verfahren setzt voraus, daß die Betonmasse in relativ flüssiger Konsistenz, also mit hohem Wasseranteil, in die zunächst mit niedrigerer Drehzahl drehende Form mittels eines Förderbandes oder einer sonstigen geeigneten Beschickungseinrichtung eingebracht wird. Die Drehzahl wird hierbei nur so hoch gewählt, daß die Fliehkraft nur wenig größer ist als das Gewicht der Betonmasse, so daß diese sich auf die Innenwand der Form verteilt und an ihr haftenbleibt. Eine nennenswerte verdichtende Wirkung tritt hierbei noch nicht ein. Vor allen Dingen werden in dieser Phase die leichteren Bestandteile, wie Feinstsand und Wasser, noch nicht in das Innere des Hohlraums verdrängt. Erst bei anschließend erfolgender Steigerung der Drehzahl werden mit zunehmender Verdichtung die hierbei nach innen verdrängten leichteren Bestandteile, Feinsand, Wasser und Zementteilchen nach innen verdrängt, im Inneren des Betonhohlkörpers abgelagert und bilden sowohl eine sehr rauhe Innenfläche als auch eine abriebanfällige Schicht.This method assumes that the concrete mass is relatively liquid Consistency, i.e. with a high water content, initially at a lower speed rotating mold by means of a conveyor belt or other suitable loading device is introduced. The speed is selected here only so high that the centrifugal force is only slightly greater than the weight of the concrete mass, so that it is on the inner wall distributed around the shape and stuck to it. A notable thickening effect does not yet occur here. Above all, the easier ones will be in this phase Components such as fine sand and water are not yet in the interior of the cavity repressed. Only when the speed is subsequently increased are with increasing compression, the lighter components displaced inwards, Fine sand, water and cement particles displaced inwards, inside the hollow concrete body deposited and form both a very rough inner surface and one that is prone to wear Layer.
Durch das teilweise Austreiben von Zementleim wird das Mischungsverhältnis im Betongefüge ungünstig verändert, so daß sich hieraus durch das Schwinden und Schrumpfen des Betons erhebliche technologische Nachteile ergeben. Die rauhe Innenfläche und die abriebanfällige Schicht mindern ferner den hydraulischen Wirkungsgrad des Rohres und die Beständigkeit gegen aggressive Medien.By partially driving out cement paste, the mixing ratio becomes changed unfavorably in the concrete structure, so that from this shrinkage and Concrete shrinkage results in significant technological disadvantages. The rough inner surface and the abrasion-prone layer also reduce the hydraulic efficiency of the Pipe and the resistance to aggressive media.
Bei einem bekannten Verfahren wird in eine stehende Schleudertrommel eine vorbestimmte Menge Beton eingefüllt und anschließend die Trommel in rasche Drehung versetzt, so daß sich die Betonmasse in einer Schicht an der Trommelinnenwand ablagert. Die Trommel ist dabei während ihres gesamten Umlaufs an eine Absaugeinrichtung angeschlossen, mit deren Hilfe die in der Betonschicht enthaltenen Luftblasen abgesaugt werden sollen. Dies erfordert naturgemäß zur Überwindung der Luftblasenströmung in der Betonmasse ein beträchtlich hohes Vakuum, so daß nicht nur Luft, sondern gleichzeitig auch Wasser und die leichteren Zuschlagstoffe, die sich an der Innenfläche des Formlings ansammeln, abgesaugt werden. Damit geht naturgemäß eine noch stärkere Verarmung des Formlings an Zementleim und füllenden, feinkörnigen Zuschlagstoffen einher. Es ist des weiteren ein Verfahren bekannt, bei dem an eine liegende Schleuderform eine Absaugeinrichtung angebracht ist, um die an der Innenfläche des Formlings sich bildende schlammartige Schicht, die aus feinkörnigen Zuschlagstoffen, Zement und Wasser besteht, während und nach Abschluß des Formvorgangs mittels eines Luftstroms abgesaugt werden soll. Damit wird zwar die Entstehung der abriebanfälligen Schicht, welche den hydraulischen Wirkungsgrad des Rohres mindert, vermieden, doch müssen damit die bezüglich der Eigenschaften des Betongefüges bereits angedeuteten Nachteile in Kauf genommen werden. So leidet durch die Entmischung die Dichtheit und Festigkeit des Betonrohres, weil die für diese Eigenschaften unter anderem verantwortlichen Bestandteile der Betonmasse, nämlich die feinkörnigen Zuschlagstoffe, der Zement und das Bindewasser unter Bil- Jung der schlammartigen Schicht nach außen gewandert sind.In a known method, a vertical centrifugal drum is used A predetermined amount of concrete is poured in and then the drum in rapid Rotation offset, so that the concrete mass is in a layer on the inner wall of the drum deposits. The drum is attached to a suction device during its entire rotation connected, with the help of which the air bubbles contained in the concrete layer are sucked out should be. This naturally requires to overcome the air bubble flow in the concrete mass a considerably high vacuum, so that not only air, but at the same time also water and the lighter aggregates, which are on the inner surface of the molding to collect, be vacuumed. Naturally, this means an even stronger one Impoverishment of the molding in cement paste and filling, fine-grained aggregates hand in hand. Furthermore, a method is known in which a horizontal centrifugal mold a suction device is attached to which on the inner surface of the molding forming sludge-like layer made up of fine-grained aggregates, cement and Water is present during and after the molding process has been completed by means of a stream of air should be sucked off. Although this prevents the formation of the abrasion-prone layer, which reduces the hydraulic efficiency of the pipe, avoided, but must thus the disadvantages already indicated with regard to the properties of the concrete structure be accepted. As a result of the segregation, the tightness and strength suffer of the concrete pipe, because those responsible for these properties, among other things Components of the concrete mass, namely the fine-grained aggregates, the cement and the binding water under Jung after the muddy layer hiked outside.
Bei einem weiteren bekannten Verfahren zum Herstellen von Betonhohlkörpern wird dem Frischbeton nach seiner Verdichtung ein Teil des überschußwassers gleichfalls durch Unterdruckbehandlung wieder entzogen. Bei diesem Verfahren werden die Formlinge in einer stehenden, aus Außen- und Innenform bestehenden Hohlkörperform .mittels an der Außen- und der Innenfort angebrachter Vibratoren stehend verdichtet. Die Außenform und die Innenform sind doppelwandig, wobei die dem Beton zugekehrte Wand perforiert ist. Die perforierte Wand wird zum Beton mittels eines Filtertuches abgedeckt, wodurch vermieden wird, daß Feinstbestandteile des Betons durch die verhältnismäßig großen Löcher der perforierten Wand in das Innere der beiden Formteile eintreten können.In a further known method for producing hollow concrete bodies the fresh concrete becomes part of the excess water after its compaction withdrawn again by negative pressure treatment. In this process, the briquettes in a standing hollow body form consisting of an outer and an inner shape .mittel on the outer and inner fort attached vibrators standing compacted. the The outer shape and the inner shape are double-walled, with the wall facing the concrete is perforated. The perforated wall is covered to the concrete by means of a filter cloth, whereby it is avoided that the finest constituents of the concrete by the relatively large holes in the perforated wall enter the interior of the two molded parts can.
Das beschriebene Verfahren hat den Nachteil, daß zum Herstellen eines Hohlkörpers außer der Außenform auch immer eine entsprechende Innenform benötigt wird, und daß das Anbringen von Filtertüchern auf den perforierten Wänden und deren ständige Reinigung einen beträchtlichen Arbeitsaufwand erfordert, der die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens mindert. Die Perforierung der Innenwand der Außen- und Innenform verursacht an der Außen-und Innenfläche des Formlings Unebenheiten infolge des Einziehens des Filtertuches in die Löcher der perforierten Wände unter der Einwirkung des Vakuums. Bei Betonrohren für Flüssigkeitsförderung wirken namentlich im Innern des Rohres diese Unebenheiten sehr störend, weil sie den Reibungswert erhöhen und damit den hydraulischen Wirkungsgrad verringern. Ein Nachteil der beschriebenen Fertigungsweise in stehender Form ist ferner die Schwierigkeit des tinbringens der Betonmasse in die Form bei eingebrachter Bewehrung. Die Bewehrung verengt den Ringspalt zwischen Außen- und Innenform und. setzt dem einzubringenden Beton erheblichen Widerstand entgegen. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit muß die Betonmasse in verhältnismäßig plastischer Konsistenz unter gleichzeitiger Rüttlung eingebracht werden, wobei jedoch die Gefahr besteht, daß gröbere Bestandteile der Betonmischung durch die Bewehrung zurückgehalten werden und somit nur Zuschlagstoffe kleiner Körnung in den unteren Bereich der stehenden Rohrform gelangen, also schon während des Einbringens der Betonmasse eine Entmischung in Richtung der Rohrachse stattfindet. Bei dem Schleuderverfahren tritt hingegen die Entmischung des Materials, wie eingangs beschrieben, erst bei der Verdichtung bei hoher Drehzahl und in radialer Richtung ein.The method described has the disadvantage that to produce a Hollow body in addition to the outer shape also always requires a corresponding inner shape is, and that the application of filter cloths on the perforated walls and their constant cleaning requires a considerable amount of work, which the economy of the procedure. The perforation of the inner wall of the outer and inner shape causes unevenness on the outer and inner surface of the molding as a result of the pulling-in of the filter cloth into the holes of the perforated walls under the action of the vacuum. In the case of concrete pipes for pumping liquids, they work specifically inside the pipe these bumps are very annoying because they increase the coefficient of friction and thus the reduce hydraulic efficiency. A disadvantage of the production method described in standing form is also the difficulty of tinbringens the concrete mass in the shape of the reinforcement. The reinforcement narrows the annular gap between External and internal shape and. creates considerable resistance to the concrete to be poured opposite. To overcome this difficulty, the concrete mass must be in proportion plastic consistency can be introduced with simultaneous vibration, however there is a risk that coarser components of the concrete mix through the reinforcement are retained and thus only aggregates of small grain size in the lower Reach the area of the standing pipe shape, so already during the introduction of the Concrete mass segregation takes place in the direction of the pipe axis. In the centrifugal process on the other hand, the segregation of the material, as described at the beginning, only occurs compression at high speed and in the radial direction.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, das gestattet, bewehrte Betonhohlkörper, insbesondere Hohlzylinder, z. B. Rohre oder Maste, mit glatter innerer Oberfläche und einwandfreier gleichbleibender Homogenität der Betonzusammensetzung über den Querschnitt in um ihre Längsachse rotierenden Kohlformen zu erzeugen.The invention is based on the object of finding a method that allows reinforced concrete hollow bodies, in particular hollow cylinders, z. B. Pipes or masts, with a smooth inner surface and impeccable constant homogeneity the concrete composition over the cross-section in rotating around its longitudinal axis To produce cabbage shapes.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Hohlform mit der zur Verteilung der Betonmasse an den Formwänden erforderlichen Drehzahl in Drehung versetzt, sodann nach erfolgter Verteilung der Betonmasse an den Formwänden unter weiterem Umlauf evakuiert, und daß schließlich die Rotation der Hohlform bis zum Erreichen des- gewünschten Verdichtungsgrades im Vakuum fortgesetzt wird.This object is achieved according to the invention in that the hollow shape with the speed required to distribute the concrete mass on the mold walls set in rotation, then after the concrete mass has been distributed on the mold walls evacuated with further circulation, and that finally the rotation of the hollow mold up to achieve the desired degree of compression is continued in a vacuum.
Für stark zu verdichtende Hohlkörper empfiehlt es sich dabei, die Form nach vorgenommener Evakuierung während der Verdichtungsphase mit höherer Drehzahl rotieren zu lassen.For hollow bodies that are to be strongly compressed, it is advisable to use the Shape after evacuation has been carried out during the compression phase at a higher speed to rotate.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Mängel der zuvor beschriebenen Arbeitsweisen behoben. Der - wie auch sonst beim Schleuderverfahren - zum Zwecke der besseren Verteilung an der Forminnenfläche sehr plastisch angemachten Betonmasse wird bereits in der Verteilungsphase, also bei niedrigerer Drehzahl, das überschüssige Anma chwasser entzogen, so daß bei der nachfolgenden Verdichtung bei hoher Drehzahl nur noch das zum Abbinden des Betons erforderliche Wasser vorhanden ist. Das aus der Betonmasse austretende Wasser erleichtert während des Abfließens die Bewegung der einzelnen Bestandteile der Betonmasse gegeneinander und fördert somit die Wirkung der Fliehkraft. Da während der Verteilungsphase noch keine nennenswerte verdichtende Wirkung eintritt, durch welche das Wasser nach innen ausgetrieben wird, findet auch keine Ablagerung der Kornbestandteile der Mischung und des Zements statt, so daß der Betonmasse die ursprünglich beigegebene Zementmenge erhalten bleibt. In der nach Beendigung der l-vakuierungsphase nun wesentlich trockeneren Betonmischung haftet der Zementleim fester an den Zuschlagstoffen und wird daher bei der erhöhten Drehzahl der Vorrichtung auch nicht nach innen verdrängt, so daß das Verhältnis Zement zu Zuschlagstoffen und das Korngefüge im Wandquerschnitt gleichmäßig bleiben. Diese Wirkung wird noch unterstützt durch teilweise Verdampfung des Anmachwassers, da bei dem anzulegenden Vakuum die Verdampfung des Wassers bereits bei normaler Raumtemperatur beginnt, und durch die Hydratationswärme begünstigt wird. Als Folge der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine beträchtliche Steigerung der Druckfestigkeit und der Biegezugfestigkeit des Betons zu verzeichnen, woraus sich eine Ersparnis an Zement bei erhöhter Qualität der fertigen Hohlkörper ergibt.With the method according to the invention, the shortcomings of those described above become obsolete Fixed working methods. The - as in other cases with the centrifugal process - for the purpose the better distribution on the inner surface of the mold very plastically made concrete is already in the distribution phase, i.e. at a lower speed, the excess Anma chwasser withdrawn, so that in the subsequent compression at high speed only the water required to set the concrete is left. The end The water escaping from the concrete mass facilitates movement as it drains off of the individual components of the concrete mass against each other and thus promotes the effect the centrifugal force. Since there was no significant condensing during the distribution phase There is also an effect by which the water is expelled inwards no deposition of the grain components of the mixture and of the cement take place, so that the originally added amount of cement is retained in the concrete mass. In the after the end of the vacuum phase, the concrete mix is now much drier the cement paste adheres more firmly to the aggregate and is therefore increased with the Speed of the device is also not displaced inwards, so that the ratio Cement to aggregate and the grain structure in the wall cross-section remain uniform. This effect is supported by partial evaporation of the mixing water, because with the vacuum to be applied the evaporation of the water already at normal Room temperature begins, and is favored by the heat of hydration. As a result the use of the method according to the invention is a considerable increase to record the compressive strength and the flexural strength of the concrete, from which there is a saving in cement with increased quality of the finished hollow body.
Hiermit gehen weitere Vorteile einher, die bisher nur unter Auftreten der geschilderten, Nachteile erreicht werden konnten. Da während der Evakuierungsphase nur klares Anmachwasser abgesaugt wird, bildet sich keine von dem bisher üblichen Schleuderverfahren her bekannte, durch Feinststoffe und Zement stark angereicherte Feinstschicht, sondern es entsteht eine harte und glatte Innenschicht gleicher Struktur wie in den äußeren Querschnitts= beteichen. Gegenüber dem bekannten Verfahren der Herstellung von Betonhohlkörpern in stehenden, perforierten, mit Filtertüchern ausgekleideten Formen zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren vor allem durch beträchtlich höhere Arbeitsgeschwindigkeit, teilweisen Wegfall somit erforderlicher Inainteller Verrichtungen und Wegfall der Filtertücher, sowie - beim fertigen Erzeugnis -4- durch die Homogenität des Gefüges in Längsrichtung aus.This is accompanied by other advantages that have only occurred so far of the disadvantages described could be achieved. As during the evacuation phase If only clear mixing water is sucked off, none of the previously usual forms is formed Centrifugal process known, heavily enriched with fines and cement Finest layer, but a hard and smooth inner layer of the same structure is created as in the outer cross-section. Compared to the known method of Manufacture of hollow concrete bodies in standing, perforated, lined with filter cloths The method according to the invention is characterized above all by considerable shapes higher working speed, partial elimination of the necessary inain plate Operations and elimination of the filter cloths, as well as - for the finished product -4- by the homogeneity of the structure in the longitudinal direction.
In, der Zeichnung ist eine bekannte Ausführungsform einer Vorrichtung schematisch dargestellt, an Hand derer das Verfahren gemäß der Erfindung detailliert geschildret wird.In, the drawing is a known embodiment of an apparatus shown schematically, on the basis of which the method according to the invention in detail is portrayed.
Mit 1 ist die von dem Elektromotor 2 angetriebene Betonrohrschleudermaschine bekannter Bauart mit aufgelegter Hohlform 3 bezeichnet. Diese Hohlform ist an beiden Stirnseiten durch je eine Dichtungsplatte 4 bzw. 5 luftdicht abgeschlossen. Die eine dieser Dichtungsplatten, 5, ist bei 6 mit einer - nicht gezeichneten - konzentrisch zur Rotationsachse angeordneten Öffnung versehen, an die ein Saugkopf 7 koaxial zur Hohlform 3 angesetzt ist, welcher über eine Leitung 8 mit einer Vakuumpumpe 9 verbunden ist. In die Unterdruckleitung 8 ist ein Vakuumfilter 10 und eiri Drehgelenk 11 eingebaut, welch letzteres die Drehung des Saugkopfes 7 und des zwischen diesem und dem Drehgelenk befindlichen Leitungsstückes mit der Schleuderrohrform um deren Rotationsachse ermöglicht. Die Unterdruckleitung 8 ist durch einen verstellbaren Halter 12 abgestützt.1 is the concrete pipe centrifugal machine driven by the electric motor 2 known design with the hollow form 3 placed on top. This hollow shape is hermetically sealed at both ends by a sealing plate 4 and 5, respectively. One of these sealing plates, 5, is at 6 with a - not shown - provided concentrically to the axis of rotation arranged opening to which a suction head 7 is attached coaxially to the hollow mold 3, which via a line 8 with a vacuum pump 9 is connected. In the vacuum line 8 is a vacuum filter 10 and a swivel joint 11 installed, the latter being the rotation of the suction head 7 and the between this and the swivel joint located line piece with the sling tube shape around their Rotation axis allows. The vacuum line 8 is adjustable by a Holder 12 supported.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der bekannten Vorrichtung wird die Hohlform 3 nach dem Einbringen der Bewehrung in die Schleudermaschine 1 eingelegt und der Frischbeton eingebracht. Die Hohlform wird sodann an beiden Stirnseiten mittels der Dichtungsplatten 4 und 5 abgeschlossen und durch Einschalten des Elektromotors 2 in Rotation versetzt. Hierbei wird zunächst die in der Hohlform befindliche Betonmasse in einer ersten Verteilungsphase bei geringer Drehzahl über die Wand der Form gleichmäßig verteilt. Nach erfolgter Verteilung des Betons an der Innenwand der Hohlform 3 wird, ohne Unterbrechung der Rotation und Änderung der Drehzahl, der Saugkopf 7 bei in Betrieb befindlicher Vakuumpumpe 9 koaxial zur Hohlform an die Dichtungsplatte 5 angesetzt, wobei in der nun folgenden Evakuierungsphase das Wasser aus dem Beton und der Hohlform abgesaugt wird, worauf nach Erhöhung der Drehzahl in der eigentlichen Verdichtungsphase die Verdichtung des Betons erfolgt, so daß der fertige Betonkörper schon nach kurzer Zeit und ohne Anwendung von künstlichen Erhärtungsmitteln, wie z. B. von Dampf, ausgeschalt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren führt nicht nur zu einer höheren Betongüte, sondern ermöglicht auch rascheres Ausschalen der Betonhohlkörper durch den Fortfall einer Schnellhärtung (z. B. Dampfbehandlung), woraus sich auch eine Einsparung von teuren Stahlformen ergibt. Es bringt somit eine nicht unerhebliche Einsparung an Zeit und Material, läßt sich sehr einfach durchführen und auch bei bereits bestehenden Anlagen ohne wesentliche zusätzliche Installationen anwenden.To carry out the method according to the invention in the known Device is the hollow form 3 after the reinforcement has been introduced into the centrifugal machine 1 inserted and the fresh concrete poured in. The mold is then attached to both End faces closed by means of the sealing plates 4 and 5 and switched on of the electric motor 2 set in rotation. In this case, the first in the hollow form concrete mass located in a first distribution phase at low speed over evenly distributed along the wall of the mold. After the concrete has been distributed the inner wall of the hollow mold 3 becomes without stopping the rotation and change the speed, the suction head 7 when the vacuum pump 9 is in operation coaxial with Hollow form attached to the sealing plate 5, with in the now following evacuation phase the water is sucked out of the concrete and the hollow form, whereupon after increasing the Speed in the actual compaction phase the concrete is compacted, so that the finished concrete body after a short time and without the use of artificial Hardening agents such. B. of steam, can be switched off. The inventive Process not only leads to a higher concrete quality, but also enables faster Stripping the concrete hollow bodies by eliminating rapid hardening (e.g. steam treatment), This also results in a saving of expensive steel molds. So it brings a not inconsiderable saving in time and material can be done very easily carry out and even with existing systems without significant additional Apply installations.
Das beschriebene Verfahren eignet sich nicht nur zur Verarbeitung von Beton, sondern auch von allen hydraulisch erhärtenden Mörteln.The method described is not only suitable for processing of concrete, but also of all hydraulically setting mortars.
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