DE4231238A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Betonbereitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betonbereitung unter Verwendung von Zementschlammwasser aus einem Re­ cyclingbecken, bei dem nach Rezeptur bestimmte Mengen an Zement- und Zuschlagstoffen sowie Zementschlammwasser enthaltendes Anmachwasser in einen Mischbehälter einge­ geben werden und das Zementschlammwasser nach dem Abwie­ gen mittels einer Druckwasserpumpe über Düsen in den Misch­ behälter eingesprüht wird.

Ein derartiges Verfahren ist bekannt. Das Einsprühen des Anmachwassers in den Mischbe­ hälter dient der Feinverteilung des Wassers im Mischgut und führt zu einer besseren Homogenität des Betons als wenn das Wasser einfach durch eine Falleitung aus dem Wie­ gebehälter in den Mischbehälter abgelassen wird. Bei Ver­ wendung von Zementschlammwasser anstelle von Reinwasser treten nun aber Probleme insofern auf, als die Druckwasser­ pumpe und die Düsen im Mischbehälter nur feinkornhaltiges Schlammwasser vertragen, also Körnungen bis etwa 3 mm.

Da im Recyclingbecken jedoch auch Grobkornmaterial bis etwa 32 mm vorhanden ist, behilft man sich bisher mit einem Saugrüssel, der dicht unter der Wasseroberfläche des Recyclingbeckens eingestellt wird, um Grobkornmate­ rial fernzuhalten. Außerdem verwendet man ein Schutzgit­ ter am Saugrüssel. Allerdings hat dieses Verfahren den Nachteil zur Folge, daß sich das Grobkornmaterial im Re­ cyclingbecken an sammelt und in kürzeren Zeitabständen aus­ gebaggert werden muß. Dazu wiederum ist es erforderlich, das Recyclingbecken zu entleeren.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine dafür geeignete Vorrichtung zu schaffen, um auch das Grobkorn­ material zusammen mit dem Feinstoffschlammwasser abzusau­ gen und für die Betonbereitung zu nutzen, ohne daß Funk­ tionsstörungen oder Beschädigungen an der Druckwasserpumpe und den Düsen im Mischbehälter auftreten.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht prinzipiell darin, daß grobkornhaltiges Zementschlammwasser - so, wie es im Re­ cyclingbecken vorhanden ist - zur Wägestation geleitet wird, wo eine Trennung der Grobkorncharge von der Feinkornschlamm­ wassercharge erfolgt und beide Chargen auf verschiedenen We­ gen dem Mischbehälter zugeführt werden, wobei nur die Feinkornschlammwassercharge das Düsensystem im Mischbe­ hälter beaufschlagt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeich­ net, daß die Grobkorncharge in einem lokal vorgegebenen Bereich einer Zementschlammwassercharge gesammelt wird, daß nach dem gemeinsamen Verwiegen der Grobkorncharge und der Feinkornschlammwassercharge letztere durch einen Filter oder Sieb über die Druckwasserpumpe in den Misch­ behälter geleitet wird und nachdem wenigstens ein Teil der Feinkornschlammwassercharge den Mischbehälter er­ reicht hat, die Grobkorncharge durch eine das Sieb bzw. Filter und die Druckwasserpumpe umgehenden Bypaßleitung ebenfalls in den Mischbehälter eingeleitet wird.

Es liegt zwar im Rahmen der Erfindung, mit der Grobkorn­ entleerung schon kurz nach Auslaßbeginn der Feinkorn­ schlammwassercharge zu beginnen oder sogar beide Ent­ leerungsvorgänge gleichzeitig beginnen zu lassen, jedoch müßte dann dafür gesorgt werden, daß mit der Grobkornent­ leerung möglichst wenig Schlammwasser den Wiegebehälter verläßt, um den mit dem Düsensystem erreichten Sprüheffekt im Mischer nicht zu schmälern.

Dies ließe sich beispielsweise erreichen, indem die Bodenauslaßöffnung des Wiegebehälters für das Grobkorn­ material querschnittsmäßig klein gehalten wird. Auch wäre denkbar, im Wiegebehälter ein Luftpolster auf zu­ bauen, das die Schlammwassersäule auf einem erhöhten Niveau hält, jedoch hat es sich als einfacher erwiesen, die beiden Chargen mit allenfalls geringfügiger zeitli­ cher Überlappung nacheinander zu entleeren, so daß also der größte Teil des Feinkornschlammwassers von der Druck­ wasserpumpe abgesaugt wird bevor der Grobkornauslaß ge­ öffnet wird.

Die Grobkorncharge gelangt gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Falleitung allein durch Schwerkraft aus dem Wiegebehälter in den tiefer an­ geordneten Mischbehälter.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß die Zementschlammwasser­ charge aus dem Wiegebehälter auf höherem Niveau abgesaugt wird als die Grobkorncharge diesen Wiegebehälter verläßt. Dann läßt sich nämlich erreichen, daß der Auslaßbeginn der Grobkorncharge mit dem Zeitpunkt zusammenfällt, zu dem das Wasserniveau die Absaugzone der Feinkornschlammwassercharge erreicht hat.

Um das Ansaugen eines Wasser-Luftgemisches durch die Druckwasserpumpe zu vermeiden, wird diese etwa gleich­ zeitig mit der Öffnung des Bodenauslasses des Wiegebe­ hälters für die Grobkorncharge abgeschaltet.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Beton­ bereitung mit einem Wiegebehälter, in den eine Rohrlei­ tung zur Zufuhr und zum Abwiegen einer Zementschlamm­ wassercharge mündet und mit einem Mischbehälter, in den Zuleitungen für Zement, Zuschlagstoffe und die Zement­ schlammwassercharge aus dem Wiegebehälter münden, wobei letztere über eine Druckwasserpumpe einem Düsensystem im Mischbehälter zugeführt wird. Das Neue der Erfindung be­ steht darin, daß der sich unten im Querschnitt verjüngende Wiegebehälter eine zentrale Bodenauslaßöffnung mit Absperr­ organ sowie eine auf höherem Niveau liegende Seitenwand­ auslaßöffnung mit eigenem Absperrorgan aufweist, daß letzte­ rer ein Sieb oder Filter zugeordnet ist und sich an dieses Absperrorgan eine zum Düsensystem führende, die Druckwasser­ pumpe enthaltende erste Leitung anschließt und daß sich an die Bodenauslaßöffnung eine Bypaßleitung anschließt, die un­ ter Umgehung der Druckwasserpumpe und des Düsensystems di­ rekt in den Mischbehälter mündet. Die Grobkorncharge sammelt sich also unten im steilkegelförmig ausgebildeten Unterteil des Behälters unmittelbar über der zentralen Boden­ auslaßöffnung, während die Seitenwandauslaßöffnung auf höherem Niveau am kegelstumpfförmigen Mantel des Be­ hälters und zwar im Abstand von der Bodenauslaßöffnung angeordnet ist. Das Sieb oder Filter ist innenseitig des Wiegebehälters vor der Seitenwandauslaßöffnung angeord­ net, so daß der Abstand zwischen beiden Auslaßöffnungen gering sein kann. In der Praxis hat sich ein Abstand in der Größenordnung des Durchmessers der Bodenauslaßöff­ nung als ausreichend erwiesen, um nur wenig Restwasser durch die Bypaßleitung in den Mischbehälter gelangen zu lassen.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Bypaßlei­ tung möglichst kurz ausgebildet und in jedem Fall kürzer als die die Druckwasserpumpe enthaltende Leitung zwischen Wiegebehälter und Mischbehälter. Die Bypaßleitung mündet vorzugsweise im Bereich der obersten Mantellinie des Deckels des Mischbehälters und diese Mündungsstelle liegt vorzugs­ weise nahe einer Stirnwand des Mischbehälters und zwar in einem Bereich, wo keine oder weniger Düsen für das Fein­ kornschlammwasser vorhanden sind.

Die beiden sind vorzugsweise gleich aus ge­ bildet und sind vom Schwenkklappentyp.

Die Gesamtentleerungszeit des Wiegebehälters ist nicht größer, eher sogar kleiner, trotz des zweischrittigen Verfahrens, weil die Entleerung der Grobkorncharge zu­ sammen mit dem Restwasser im Wiegebehälter beinahe schlag­ artig erfolgt.

Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung darstellt, wird diese näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine thematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ein Wiegebehälter 10 weist ein zylindrisches Oberteil 12 und ein kegelstumpfförmiges Unterteil 14 in Form eines Steilkegels auf. Koaxial mit der vertikalen Achse 16 des Wiegebehälters 10 mündet das Unterteil 14 in einer Bodenauslaßöffnung 18, an die sich über ein kurzes Rohrstück ein Absperrorgan 20 in Form einer Absperrklappe anschließt. Dieses Absperrorgan 20 ist eben­ falls koaxial zur Wiegebehälterachse 16 angeordnet. Im Ab­ stand oberhalb der Bodenauslaßöffnung 18 weist der kegel­ stumpfförmige Mantel des Unterteils 14 eine Seitenwandaus­ laßöffnung 22 auf, vor der sich ein Sieb 24 befindet, das nur bis zu einer Korngröße von etwa 3 mm durchlässig ist. An die Seitenwandauslaßöffnung 22 ist ein weiteres Absperr­ organ 26 angeschlossen. Die Unterkante der Auslaßöffnung 22 hat vom benachbarten Rand der Bodenauslaßöffnung 18 einen möglichst geringen Abstand, der im Bereich des ein­ fachen bis dreifachen Durchmessers der Bodenauslaß­ öffnung 18 liegt. Vorzugsweise haben die beiden Aus­ laßöffnungen 18, 22 den gleichen Querschnitt. Die bei­ den Absperrorgane 20, 26 sind dann ebenfalls gleich aus­ gebildet.

An das Absperrorgan 26 schließt sich eine erste Leitung 28 an, die eine Druckwasserpumpe 30 enthält und zu einem System von Sprühdüsen 32 im Deckel 34 eines Mischbehäl­ ters 36 führt. Zwischen dem Absperrorgan 26 und der Druck­ wasserpumpe 30 ist ein Schlauchstück 38 angeordnet. In den Mischbehälter 36 münden weiterhin die Zuleitungen 40, 42 für Zement- und Zuschlagstoffe.

An das der Bodenauslaßöffnung 18 nachgeschaltete Absperr­ organ 20 schließt sich eine Bypaßleitung 44 an, die haupt­ sächlich aus einem flexiblen Schlauch 46 besteht und eben­ falls im Mischbehälter 36 mündet. Die Bypaßleitung 44 ist eine Falleitung, die möglichst steil verlegt wird. Sie mün­ det in Deckel 34 des Mischbehälters 36 im Bereich der obe­ ren Deckelmantellinie und zwar unmittelbar benachbart der­ jenigen Stirnseite des Mischbehälters 36, die dem Wiegebe­ hälter 10 zugewandt liegt.

Das System an Sprühdüsen 32 ist überwiegend in der gegenüberliegenden Hälfte des Mischbehälters 36 ange­ ordnet.

Der Wiegebehälter 10 weist ein zentrales, zur Behälter­ achse 16 koaxiales Überlaufrohr 48 auf, das sich bis in den Behälterunterteil 14 hineinerstreckt und oberhalb der Bodenauslaßöffnung 18 in ein abgewinkeltes Rohrstück 50 übergeht, welches den kegelstumpfförmigen Mantel des Be­ hälterunterteils 14 durchsetzt und zwar an einer Stelle, die der Seitenwandauslaßöffnung 22 etwa diametral gegen­ überliegt. Das Überlaufrohr 48 ist mit nicht dargestellten Streben mit dem Umfang des Behälteroberteils 12 verbunden und hat somit eine Stützfunktion, um den Wiegebehälter 10 am Gestell 52 einer Wägevorrichtung 54 auf zuhängen. In den Wiegebehälter 10 mündet eine Schlammwasserleitung 56, die eine Schlammwasserpumpe enthält, welche aus einem Zement­ schlammwasser-Recyclingbecken ansaugt.

Über die Leitung 56 wird grobkornhaltiges Zementschlamm­ wasser in den Wiegebehälter 10 gepumpt. Die Grobkornbe­ standteile haben eine Korngröße bis etwa 32 mm. Das Grob­ kornmaterial sammelt sich im unteren Teil des steilkegel­ förmigen Behälterunterteils 14 unmittelbar über der Boden­ auslaßöffnung 18. Bei hohem Grobkornanteil steigt das Niveau des Grobkornmaterials bis über das Sieb 24, kann dieses aber nicht durchdringen, weil dessen Öffnungen nur Feinkorn bis etwa 3 mm Korngröße durchlassen. Oberhalb der Grobkornansammlung befindet sich feinkornhaltiges Zementschlammwasser. Gleichzeitig mit der Zementschlamm­ wasserzufuhr in den Wiegebehälter 10 oder anschließend an diese Zufuhr kann - falls die Rezeptur dies verlangt - noch Reinwasser aus dem Netz oder aufbereitetes Reinwas­ ser zugefügt werden. Sobald die Wägevorrichtung 54 die rezepturmäßige Gesamtwassermenge für die Mischercharge feststellt, wird die Schlammwasserzufuhr durch Schließen des in der Zufuhrleitung 56 befindlichen Absperrorgans 58 gestoppt. Gleichzeitig öffnet das Absperrorgan 26 und die Druckwasserpumpe 30 saugt feinkornhaltiges Schlammwasser aus dem Wiegebehälter 10 ab, das durch die Düsen 32 in das Mischgut im Mischbehälter 36 gesprüht wird. Das Sieb 24 sorgt dafür, daß nur Feinkornbestandteile und Wasser zu den Sprühdüsen 32 gelangen, so daß diese nicht verstopfen. Sobald das Wasserniveau den Bereich zwischen Oberkante und Unterkante der Auslaßöffnung 22 erreicht hat, was vor­ zugsweise über den elektrischen Ausgang der Wägeeinrichtung 54 festgestellt wird, aber auch über einen Niveauregler be­ kannter Bauart ermittelt werden kann, schließt das Absperr­ organ 26 und die Pumpe 30 wird stillgesetzt. Gleichzeitig öffnet das Absperrorgan 20 und die Grobkörner fallen zusammen mit dem Restwasser durch die Bypaßleitung 44 in den Mischbehälter 36.

Claims (15)

1. Verfahren zur Betonbereitung unter Verwendung von Zementschlammwasser auf einem Recyclingbecken, bei dem nach Rezeptur bestimmte engen an Zement- und Zuschlagstoffen sowie Zementschlammwasser enthalten­ des Anmachwasser in einen Mischbehälter eingegeben werden und das Zementschlammwasser nach dem Abwiegen mittels einer Druckwasserpumpe über Düsen in den Mischbehälter eingesprüht wird, dadurch gekennzeich­ net, daß das Zementschlammwasser Grobkorn bis zu etwa 32 mm Korngröße enthält, die Grobkorncharge in einem lokal vorgegebenen Bereich des Zementschlammwassers im Wiegebehälter gesammelt wird, daß nach dem gemein­ samen Verwiegen der Grobkorncharge und der Feinkorn­ schlammwassercharge letztere durch ein Filter oder Sieb über die Druckwasserpumpe in den Mischbehälter geleitet wird und nachdem wenigstens ein Teil der Fein­ kornschlammwassercharge den Mischbehälter erreicht hat, die Grobkorncharge durch eine das Sieb bzw. Filter und, die Durckwasserpumpe umgehende Bypaßleitung ebenfalls in den Mischbehälter eingeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grobkorncharge in einer Falleitung allein durch Schwerkraft aus einem Wiegebehälter in den tiefer ange­ ordneten Mischbehälter gelangt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zementschlammwassercharge aus dem bzw. einen Wiegebehälter auf höherem Niveau abge­ saugt wird als die Grobkorncharge diesen Wiegebe­ hälter verläßt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßbeginn der Grobkorncharge mit dem Zeit­ punkt zusammenfällt, zu dem das Wasserniveau im Wie­ gebehälter die Absaugezone der Feinkornschlammwasser­ charge aus dem Wiegebehälter erreicht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwasserpumpe etwa gleich­ zeitig mit der Öffnung des Bodenauslasses des Wiege­ behälters für die Grobkorncharge abgeschaltet wird.

6. Vorrichtung zur Betonbereitung mit einem Wiegebehälter, in den eine Rohrleitung zur Zufuhr und zum Abwiegen einer Zementschlammwassercharge mündet und mit einem Mischbehälter, in den Zuleitungen für Zement, Zuschlag­ stoffe und die Zementschlammwassercharge aus dem Wiege­ behälter münden, wobei letztere über eine Druckwasser­ pumpe einem Düsensystem im Mischbehälter zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der sich unten im Querschnitt verjüngende Wiegebehälter (10) eine zen­ trale Bodenauslaßöffnung (18) mit Absperrorgan (20) sowie eine auf höherem Niveau liegende Seitenwandaus­ laßöffnung (22) mit eigenem Absperrorgan (26) aufweist, daß letzterer ein Sieb oder Filter (24) zugeordnet ist und sich an dieses Absperrorgan (26) eine zum Düsen­ system (32) führende, die Druckwasserpumpe (30) ent­ haltende erste Leitung (28) anschließt und daß sich an die Bodenauslaßöffnung (18) des Wiegebehälters (10) eine Bypaßleitung (44) anschließt, die unter Umgehung der Druckwasserpumpe (30) und des Düsensystems (32) direkt im Mischbehälter (36) mündet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wiegebehälter (10) ein kegelstumpfförmiges Un­ terteil (14) aufweist, das in der horizontalen, kreis­ förmigen Bodenauslaßöffnung (18) endet, die koaxial zur Achse (16) des Wiegebehalters (10) liegt und daß die Unterkante der Seitenwandauslaßöffnung (22) vom Rand der Bodenauslaßöffnung (18) im Abstand angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Unterkante der Seitenwandauslaß­ öffnung (22) vom Rand der Bodenauslaßöffnung (18) ei­ ne Größe hat, die mindestens gleich dem Durchmesser und höchstens gleich dem fünffachen Durchmesser der Bodenauslaßöffnung (18) ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Wiegebehälter (10) ein im obe­ ren Teil koaxiales Überlaufrohr (48) angeordnet ist und mit dem Mantel des Wiegebehälters (10) verstrebt ist und daß sich an das koaxiale Überlaufrohr (48) unten ein winklig oder bogenförmig anschließendes Rohr­ stück (50) anschließt, das den kegelstumpfförmigen Mantel des Unterteils (14) des Wiegebehälters (10) durchsetzt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelle, an der das Rohrstück (50) des Überlauf­ rohres (48) den Mantel des Wiegebehälters (10) durch­ setzt, der Seitenwandauslaßöffnung (22) diametral ge­ genüberliegt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypaßleitung (44) im Bereich der obersten Mantellinie des Deckels (34) des Mischbehälters (36) mündet.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypaßleitung (44) kürzer als die, die Druckwasserpumpe (30) enthal­ tende Leitung (28) zwischen Wiegebehälter (10) und Mischbehälter (36) ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypaßleitung (44) an oder nahe an einer Stirnseite des Mischbehälters (36) mündet.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß beide Absperrorgane (20, 26) gleich ausgebildete Schwenkklappen aufweisen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das, die Seitenwandaus­ laßöffnung (22) schließende Absperrorgan (26) geschlos­ sen wird, während das die Bodenauslaßöffnung (18) schließende Absperrorgan (20) geöffnet wird.