CN110603125A

CN110603125A - 用于制造混凝土建筑材料的方法

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Publication number: CN110603125A
Application number: CN201880012144.5A
Authority: CN
Inventors: 弗朗茨·戈特施尔; 卢茨·斯帕罗维茨
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-02-15
Filing date: 2018-02-15
Publication date: 2019-12-20
Also published as: EP3208061A1; EP3582940A1; WO2018149899A1; EP3582940B1; AT518345A1; AT518345B1

Abstract

用于为建筑工地制造混凝土建筑材料、尤其纤维混凝土、特别优选超高性能纤维混凝土的方法，所述方法具有以下步骤：将粗粒散状物料混合物填充到粗粒散状物料容器(6)中；将细粒散状物料混合物填充到细粒散状物料容器(7)中，其中，细粒散状物料混合物具有粘合剂；在加入水的情况下将粗粒散状物料混合物和细粒散状物料混合物加工成混凝土建筑材料。

Description

用于制造混凝土建筑材料的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造混凝土建筑材料、尤其用于建筑工地的纤维混凝土、特别优选超高性能纤维混凝土的方法。

背景技术

在建筑业中根据应用目的使用不同的混凝土。

在所谓的提供或运输混凝土中整个制造过程在提供混凝土机中完成。新鲜混凝土在行驶混合机中的混合过程之后通常在相对远的路途上输送给建筑工地。因为随着混合就开始化学水合过程，对于运输和建造仅有有限的时间可用。

另一方面也加工建筑工地混凝土，其直接在建筑工地制造。可在固定的混凝土厂的行驶路途过长时使用建筑工地混凝土。在大型建筑工地中同时使用建筑工地混凝土。

在早年间发展新型的混凝土技术，对于该混凝土技术现有的制造工艺看作不太有利。对此尤其涉及纤维混凝土，其以超高性能纤维混凝土(英语“Ultra High PerformanceFibre Reinforced Concrete”，简称UHPC)的形式呈现为当前混凝土技术的高端产品。UHPC是面向未来的材料，其尤其具有以下的特性：

UHPC可自密封并且可流动地制成。由此UPHC可以非常紧密的形状铸造。

UHPC对于侵入的液体和气体基本密封。

UHPC具有非常高的化学抵抗能力，尤其在抗压性能、结合强度和抗裂性能方面。

UHPC尤其抵抗化学作用，如氯化物(呈路盐、海水等形式)。

UHPC的持久性非常高，类似于花岗岩。

UHPC的结构可实现的使用寿命明显长于由普通混凝土或钢构成的相同结构。

如果将UHPC施加到现有的混凝土结构上，可实现与地基的力锁合连接。得到的混凝土体与在铸造制造过程中一样稳固。

但是与UPHC的优秀机械性能相反的是，其相对复杂的操作，利用现有的制造工艺不足以进行该复杂的操作。一方面使用UHPC作为提供或运输混凝土不是值得期望的，因为期望的UHPC的性能在供应路途上不是在所有情况下都可可靠确保。

另一方面需要干燥混合物，干燥混合物在建筑工地上直接加入水可加工成纤维混凝土。但是不利的是，这种成品混合物的高成本，成品混合物使得UHPC至今仅使用在很小的领域中。

JP 2006249855 A公开了一种用于保存混凝土成分的容器袋。在容器袋的下部区域中设有混凝土骨料。在容器袋的上部区域中布置填充水泥的袋子。借助容器下侧的打开和关闭装置可排空袋子。因此在现有技术中仅使一方面混凝土骨料和另一方面水泥彼此分开，但是在共同的袋子中运输。

JP 2008302958 A描述了一种用于存放制造混凝土的成分的袋子。袋子构造成大袋的类型。袋子在下侧具有可折叠的排空缸，在打开状态下通过排空缸可将散状物料从容器中排出。经由罩盖封闭排空缸或大袋，罩盖基本由四个矩形部件构成。借助一绳索可打开排空缸，借助另一绳索可关闭排空缸。

DE 27 29 597 A1示出另一种提供混凝土的方法。在供应站将散状物料填充到容器中，容器具有两个腔。散状物料的量和类型通过所需的混凝土组分或品质预先给定。填充的容器借助货车被运输给建筑工地以及进一步加工，在建筑工地借助起重机经由混凝土混合机运输容器，然后排空容器。在从水箱中加入水之后制造混凝土。混凝土混合机和水箱可位于另一货车上。额外地设有用于供能的发电机和货车上有液压起重机。此外可设置混凝土泵，借助混凝土泵可将混凝土经由相应管路泵送到期望的位置。

发明内容

本发明的目的在于，减少或消除现有技术的缺点。因此本发明的目的是给出一种方法，借助该方法使得在受控的条件下能够经济地制造混凝土建筑材料。

本公开涉及用于为建筑工地制造混凝土建筑材料、尤其纤维混凝土、特别优选超高性能纤维混凝土的方法，该方法至少具有以下步骤：

-将粗粒散状物料混合物填充到粗粒散状物料容器中；

-将细粒散状物料混合物填充到细粒散状物料容器中，其中，细粒散状物料混合物具有粘合剂；

-在加入水的情况下将粗粒散状物料混合物和细粒散状物料混合物加工成混凝土建筑材料，其中，粗粒散状物料混合物具有大于60质量百分比的粒度基本大于0.04mm的混凝土骨料的部分，其中，细粒散状物料混合物具有大于60质量百分比的粒度基本小于0.2mm的细粒混合物的部分，其中，细粒混合物具有石粉。

因此，根据本发明的方法至少具有以下步骤：

-将粗粒散状物料混合物填充到粗粒散状物料容器中；

-将细粒散状物料混合物填充到细粒散状物料容器中；

-在加入水的情况下将粗粒散状物料混合物和细粒散状物料混合物加工成混凝土建筑材料。

本发明基于以下令人惊奇的认知，将用于混凝土建筑材料的干燥原材料分成粗粒散状物料混合物和细粒散状物料混合物尤其有利地减少了干燥工作。粗粒散状物料混合物被装入粗粒散状物料容器中，细粒散状物料混合物被装入与其分开的细粒散状物料容器中。因此粗粒散状物料混合物和细粒散状物料混合物以彼此分开的状态被运输。粗粒散状物料混合物具有比细粒散状物料混合物更大的平均粒度。该实施方式的优点尤其在于，对细粒散状物料混合物的干燥度提出较高的要求。这尤其是因为细粒散状物料混合物具有粘合剂，粘合剂在加工干燥组分时在加入液态组分、尤其水的情况下凝固成混凝土建筑材料并且增加所需强度。为了在存放和运输期间防止粘合剂部分凝固重要的是，细粒散状物料混合物以及粘合剂在高度干燥的(“不粘尘的”)状态下灌装到细粒散状物料容器中。因此粗粒散状物料混合物具有比细粒散状物料混合物更低的干燥度。尤其粗粒散状物料混合物可没有粘合剂，尤其没有水泥。因此结果可明显降低用于混凝土建筑材料的原材料的干燥的成本。粗粒散状物料混合物和细粒散状物料混合物可在计划应用之前不久被加工成混凝土建筑材料，这通过加入液态组分、尤其水来完成。

根据优选的实施方式在加入水的情况下将粗粒散状物料混合物和细粒散状物料混合物在三个分别时间依次连续的阶段中加工成混凝土建筑材料：

-首先将水与至少另一液态附加物、尤其与液态的溶剂和/或纳米二氧化硅和/或促凝剂和/或缓凝剂一起加工成液态混合物；

-然后将细粒散状物料混合物从细粒散状物料容器中引入液态混合物中并且分散成悬浮体；

-然后将粗粒散状物料混合物从粗粒散状物料容器中加入到悬浮体中。

在该过程中可令人惊奇地实现特别好的粘稠度、尤其在UHPC的情况下。

根据特别优选的实施方式，将细粒散状物料混合物从细粒散状物料容器输出到尤其以液态混合物形式存在的水的表面上，其中，水在此期间发生运动。细粒散状物料混合物优选被加入到混合机中，混合机在先前被填充水或液态混合物。混合机具有至少一个混合器，以在容纳细粒散状物料混合物期间保持水或液态混合物运动。优选地，细粒散状物料混合物(关于混合机的运行位置)从上方分散到水或液体混合物的表面上。

此外特别优选地，在将粗粒散状物料混合物从粗粒散状物料容器输出到由水(必要时与其他的液态附加物)和细粒散状物料混合物构成的悬浮体的表面上，其中，悬浮体在此期间处于运动中。优选也经由混合机的混合器确保悬浮体运动，而粗粒散状物料混合物(优选关于混合机的运行位置从上方)输出到悬浮体的表面上。

由此在混合时有利地仅有非常少的空气引入到混合物料中。此外，尤其在UHPC的情况下用于均匀混合。

在优选的实施方式中混合机的混合器具有包括可旋转的轴的搅拌器，在搅拌器上安装混合元件(“桨翼”)。优选搅拌器的可旋转的轴与偏心轮装置连接，从而轴可以混合元件一方面围绕自身轴线转动并且另一方面围绕搅拌器的固定轴线、尤其其中轴线进行圆形运动。搅拌器的混合元件可如此倾斜，使得可在搅拌器中设置混合物料的向前运动(即关于混合机的运行状态为水平运动)。

此外，混合机的混合器优选具有分散器，分散器与搅拌器连接。由此细料散状物料混合物应分解为胶状，以避免在混合物中结块。

在优选的实施方式中，分散器具有其他的混合元件(“桨翼”)，桨翼可转动地支承在轴元件上。优选地，其他的混合元件分别构造有通孔，由此在分散器中可产生带有凹腔现象的湍流。

根据特别优选的实施方式，在输出细粒散状物料混合物时水的表面和/或在输出粗粒散状物料混合物时悬浮体的表面受到超声波辐射和/或借助振动器引起振动。由此将细粒或粗粒轻松渗入到混合物料中，这通过克服液体或悬浮体的表面应力来实现。

根据优选的实施方式，粗粒散状物料混合物和细粒散状物料混合物在建筑工地上被加工成混凝土建筑材料。在该实施方式中提供建筑工地混凝土或现浇混凝土。因此粗粒散状物料混合物和细粒散状物料混合物在使用地邻近空间周围进行加工，在使用地应使用混凝土建筑材料来构建或翻新建筑物。为此在加入液态组分、尤其水的情况下使粗粒散状物料混合物和细粒散状物料混合物彼此混合。通过在建筑工地上进行加工，可精确保持混凝土建筑材料的期望性能。能可靠避免在运输期间由于化学过程损害混凝土性能(关键词：形成大象皮肤)。

根据另一优选实施方式，将粗粒散状物料混合物灌装到粗粒散状物料容器中和/或将细粒散状物料混合物灌装到细粒散状物料容器中在工厂中进行。该实施方式尤其具有的优点是，混凝土建筑材料的干燥组分的混合在可精确控制的条件下在工厂中进行。粗粒散状物料混合物和细粒散状物料混合物彼此分开地被运输给建筑工地并且在此加工成混凝土建筑材料。尤其在UHPC中需要专业人员来产生期望的散状物料混合物。有利地，在该实施方式中仅在工厂中需要专业人员，而在建筑工地无需特殊知识就可加工干燥散状物料混合物。

根据另一优选的实施方式，粗粒散状物料混合物具有大于60质量百分比、优选大于75质量百分比、特别优选大于90质量百分比、尤其大于99质量百分比部分的粒度基本大于0.05mm、特别优选基本大于0.06mm的混凝土骨料。因此大于60质量百分比、但是优选明显更高部分的粗粒散状物料混合物由粒度全部基本大于0.06mm、尤其大于0.125mm的混凝土骨料构成。但是粗粒散状物料混合物可具有相对小部分的粒度低于所述阈值的组分。

对于本公开，粒度理解为等效直径、即，完美球体的相应直径。等效直径尤其确定为筛网直径。

特别优选地，粗粒散状物料混合物的混凝土骨料的粒度基本小于10mm、特别优选小于9mm、尤其基本小于8mm。此外有利的是，混凝土骨料具有粒度分布，即沿着筛分线混合。由此可尤其确保最佳地压实混凝土建筑材料。

根据本发明的方法可在制造纤维混凝土、尤其UHPC时以特别有利的方式被利用。在该变型中，粗粒散状物料混合物包含纤维、尤其钢纤维。在现有技术中纤维在混合过程结束时才被输送给混合机中的新鲜混凝土。然后还必须混合如此长时间，直至纤维在混凝土中均匀分布。在前述变型方案中可在优选在中央工厂中进行混合粗粒散状物料混合物期间使纤维与混凝土骨料良好混合或均质化。由此取消在建筑工地上的困难的混合过程。

作为纤维优选设置钢纤维。钢纤维的优点尤其在于，钢在拉伸破坏之前显示出优秀的流动性能。由此钢纤维可倾斜地越过裂缝传递拉力，这通过发生塑性变形来实现。

根据另一优选实施方式，细粒散状物料混合物具有大于60质量百分比、优选大于75质量百分比、特别优选大于90质量百分比、尤其大于99质量百分比部分的粒度基本小于0.15mm、特别基本小于0.125mm的细粒混合物。因此大于60质量百分比、但是优选明显更高部分的细粒散状物料混合物由粒度全部基本小于0.15mm、但是优选基本小于0.125mm的细粒混合物构成。但是细粒散状物料混合物可具有相对小部分的粒度高于所述阈值的组分。

细粒混合物优选具有石粉。此外有利的是，细粒混合物具有粒度分布，即沿着筛分线混合，由此可最佳地利用尤其UHPC的有利性能。

根据本发明的方法的优点可尤其在于，粘合剂具有水泥、尤其还有硅微粉和/或纳米二氧化硅。因此混凝土建筑材料的细粒组分组合在细粒散状物料混合物中，细粒散状物料混合物被灌装到自身的、即与粗粒散状物料容器完全分离的细粒散状物料容器中。通过使混凝土建筑材料的固态内容材料根据粒度分开可明显降低在制造混凝土建筑材料时的能量消耗，因为仅细粒散状物料混合物的组分以及粘合剂经受紧密干燥，而粗粒散状物料混合物可带有一定余湿地被灌装到粗粒散状物料容器中。余湿可在相应的储备容器中被测量并且在建筑工地上计量水时被参考。

此外有利的是，细粒混合物包含干燥状态下的溶剂和/或包含干燥状态下的缓凝剂和/或干燥状态下的消泡剂。在UHPC的情况下水成分应尽可能限制在化学所需的最小量。因此需要在现有技术中已知的高性能溶剂(英语：Superplasticizer)，以便可加工新鲜混凝土，即使其具有足够的流动性。通过同样已知的延缓凝结剂延长了应用混凝土所需的时间段。在混凝土在使用地附近制成时，通常无需缓凝剂。在这种情况下可有利的是，使用促凝剂，例如在新的混凝土需要提前被装载时。借助已知的消泡剂可降低混凝土表面上的泡沫形成。

在上述方法中可使用粗粒散状物料容器、尤其大袋，大袋被填充粗粒散状物料混合物，粗粒散状物料混合物具有大于60质量百分比、优选大于75质量百分比、特别优选大于90质量百分比、尤其大于99质量百分比部分的粒度基本大于0.04mm、优选基本大于0.05mm、特别优选基本大于0.06mm的混凝土骨料。

此外在根据本发明的方法中可使用细粒散状物料容器、尤其大袋，大袋被填充细粒散状物料混合物，细粒散状物料混合物具有大于60质量百分比、优选大于75质量百分比、特别优选大于90质量百分比、尤其大于99质量百分比部分的粒度基本小于0.2mm、优选基本小于0.15mm、特别优选基本小于0.125mm的细粒混合物。

根据特别优选的实施方式，根据前述方法制造的混凝土建筑材料作为新鲜混凝土、即在硬化之前具有以下成分。

粗粒散状物料混合物：

成分	粒度[微米]	质量份额[千克/立方米的新鲜混凝土]
			石英砂	60至250	0至400
石英砂	200至1000	300至1000
			玄武岩碎石/绿辉石	1500至4500	0至1000
纤维		0至200

细粒散状物料混合物

成分	粒度[微米]	质量份额[千克/立方米的新鲜混凝土]
			石英粉	0.3至100	120至320
微硅粉，灰尘状	0.03至2	60至160
			水泥	0.2至125	600至800

液态组分

优选在运输和混合车辆中将粗粒散状物料混合物和细粒散状物料混合物加工成混凝土建筑材料，该运输和混合车辆具有用于细粒散状物料容器和用于粗粒散状物料容器的储备装置，具有用于将粗粒散状物料混合物和细粒散状物料混合物加工成混凝土建筑材料的混合装置。

在设有用于将粗粒散状物料容器和/或细粒散状物料容器从储备装置输送至混合装置的输送装置、尤其起重机小车单元时，可明显简化在运输和混合车辆中对粗粒散状物料混合物和细粒散状物料混合物的加工。优选起重机小车单元具有尤其基本在运输和混合车辆的纵向方向上延伸的导轨，起重机小车可与粗粒散状物料容器和/或细粒散状物料容器一起沿着导轨运动。优选两个起重机小车单元各设有用于纵向运输粗粒散状物料混合物的起重机小车单元和用于纵向运输细粒散状物料混合物的起重机小车单元。

根据另一优选的实施方式，混合装置具有行星混合机。这种行星混合机在现有技术(例如参见DE 10 2012/210558 A1)中早就已知，从而可省略对此的详细阐述。在行星混合机中优选混合元件以中心旋转的方式围绕中央的旋转轴线并且以行星旋转的方式围绕行星旋转轴线环绕。限定混合元件的摆线、确切地说外摆线的轨道的两个部分旋转角速度对此为恒定的，从而混合元件的轨道速度也是恒定的。

根据另一优选的实施方式，混合装置具有胶体混合机。这种胶体混合机例如在DE20 2010 003100 U1中描述。胶体混合机优选具有混合槽，在混合槽中形成预混合区和位于其下的分散区。在该实施方式中在预混合区中设有用于混入固体材料的预混合装置，并且在分散区中设有用于胶体分解的分散装置。

根据特别优选的实施方式，首先在胶体混合机中加入液态组分、尤其水并且随后加入细粒散状物料混合物并且均质化为悬浮体。细粒散状物料混合物可包含干燥状态下的溶剂，由此进一步简化了在使用地的加工。但是溶剂可选地作为液态组分加入，为此在现场必须有计量装置，由此虽然加工复杂，但是在配料方面实现了更高的灵活性。然后将悬浮体导入第二混合单元、尤其行星混合机中并且在此与粗粒散状物料混合物混合。有利地可使胶体混合机和行星混合机时间并行地工作。

在备选的实施方式中取消了胶体混合机，其中，首先将水和细粒散状物料混合物、然后将粗粒散状物料混合物引入到行星混合机中。

为了使原料产品自主地加工成混凝土建筑材料有利的是，运输和混合车辆具有水箱以及必要时具有用于至少一种液态添加物、尤其溶剂的至少一个容器。

还优选地，设有用于计量从水箱中引入到混合装置中的水以及必要时从容器中引入混合装置中的液态添加物的至少一个计量单元。

在优选的实施方式中，细粒UHPC制成为混凝土材料。组成细粒UHPC的配料的不同成分可分成以下三组。

1.液态添加物(简称：液态物质)

液态物质包含所有的液态组分，如水、(高性能)溶剂以及可能的其他液体，具有纳米二氧化硅、促凝剂、缓凝剂等。

2.细粒的添加物(简称：细料)

对此包括所有的干燥粉粒成分，例如(磨成细粉的)水泥、反应性添加物质(硅粉，偏高岭土，粉煤灰等)和惰性的添加物质(如石英粉、石灰石粉等)，其粒度小于或等于0.125mm。

3.粗粒的添加物和纤维(简称：粗料)

在0.125mm和4mm(或8mm)之间的混凝土骨料称为粗料。对此尤其涉及石英砂和玄武岩碎石。粗料还包括纤维。塑料纤维改进UHPC的阻燃性能。钢纤维有稳固作用。粗料的承载能力与传统的最小加固物相当。在UHPC之内钢纤维能可靠地且持久地抗腐蚀，因此没有损害承载能力和持久性。但是在混凝土表面上通常产生不好看的小锈渍。钢纤维的优点尤其在于其优秀的塑形变形能力。这是需要的，因为纤维通常倾斜于裂缝开口。如碳纤维或矿物纤维这样的备选纤维出于成本原因至今在实际中很少使用，但是在本发明中也可使用。

在优选的实施方式中，在制造UPHC混凝土建筑材料时混合过程在三个依次进行的阶段中完成。

阶段1(液态阶段)

首先将液体(水、液态附加物)计量到空的混合机中并且在此彼此混合。

阶段2(细料阶段)

然后将细料从细料大袋中逐步地分散到液体中。固体材料的输入速度和量与混合物料的流动速度和量相协调一致，使得没有出现固体材料的聚集。同时借助混合机实现粘合剂(水泥)的胶体分解和混合物料的所有液态和粉状组分的无聚集的分散。在阶段2结束时，混合物料被分散成自流动的且均匀的悬浮体。

阶段3(粗料阶段)

此时将粗料逐渐加入悬浮体中，再次根据混合机中的流动混合物料来调节量。因为已经在阶段2中完成分散，在阶段3中此时使粗料最好地混合到悬浮体中。为此混合机具有搅拌器，搅拌器尽可能少地将空气引入混合物料中。随着阶段3结束，完成当前的混合装料。混合滚筒的长度优选根据制造悬浮体所需的混合时长来调节。以这种方式制造的UHPC以很高程度分解并且尽可能均匀。可能的纤维均匀地分配在混合物料中并且气孔含量最小。上述过程在相对短的混合时间之后以及以相对小的能量消耗提供了品质程度不变的UHPC。

附图说明

下面根据优选的实施例进一步阐述本发明，本发明不应限于该实施例。在附图中示出：

图1示出了用于将粗粒散状物料混合物灌装到粗粒散状物料容器中以及将细粒散状物料混合物灌装到细粒散状物料容器中的机构的功能图；

图2和图3示出了根据本发明的运输和混合车辆的示意图，借助运输和混合车辆将粗粒或细粒散状物料容器运输至建筑工地并且在此制造混凝土材料；

图4、5示出了从纯粹的运输车辆到根据本发明的根据图2、3的运输和混合车辆中的转载过程的示意图；

图6示意性地示出了应用混凝土建筑材料的建筑工地；

图7a、7b示出了用于制造混凝土材料的移动式混合设备的实施方式；

图8a、8b示出了现有技术中已知的用于制造混凝土材料的混合器的实施方式(图8a：横截面；图8b：纵剖面)；

图9a、9b示出了根据图8的混合器的功能图(图9a：横截面；图9b：纵剖面)；

图10a、10b示出了根据本发明的用于混凝土材料的混合器，其作为根据图8、9的已知实施方式的改进方案(图10a：横截面；图10b：纵剖面)；

图11a、图11b示出了混合器的详细视图；

图12示出了混合器的搅拌器的视图；

图13示出了具有根据图12所示的搅拌器的混合器在混凝土制造的不同阶段中的视图；

图14示出了根据本发明的混合器的分散器的视图；

图15a示出了0.75立方米混合器在填充的三个阶段中的示意图；

图15b示出了1.5立方米混合器在填充的三个阶段中的示意图；

图16示出了用于排空和清洁根据本发明的混合器的装置的视图。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了固定的配料和混合设备，下面简称预混料设备或机构1，借助该配料和混合设备将用于制造纤维混凝土的两种不同的散状物料混合物灌装到各自的散状物料容器中。

如由图1所示，机构1具有用于散状物料混合物的不同部分的(仅示意性示出的)储备容器2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h。储备容器2a、2b、2c包含混凝土骨料，其中，在储备容器2a中储存粒度为60至250微米的石英砂，在储备容器2b中储存粒度为200至1000微米的石英砂，在储备容器2c中储存粒度为1500至4500微米的玄武岩碎石/辉绿岩。在储备容器2d中包含粒度为0.3至100微米的石英粉。在储备容器2e中包含尘状的硅微粉。在储备容器2f中容纳粉末状的粘合剂、尤其水泥。可选地设有多个储备容器2g，其包含化学干燥剂，如增塑剂、缓凝剂和消泡剂。另外设有用于钢纤维的储备容器2h。最后可设置用于水的储备容器2i，用于液态增塑剂的储备容器2j，用于液态消泡剂的储备容器2k，用于液态速凝剂的储备容器2l。

在示出的机构1中制造两种不同的散状物料混合物并且灌装到散状物料容器6、7中。散状物料容器6、7可依次地、但是优选时间并行地填充不同内容物。

一方面生成包含粒度尤其在0.06mm和4.5mm之间的混凝土骨料和短纤维钢筋、优选钢纤维的粗粒散状物料混合物。不同的混凝土骨料根据筛分曲线进行配料并且干燥地与钢纤维预混合。

为此，机构1具有包括秤的计量装置3a，借助计量装置由储备容器2a、2b、2c以期望的量提供原材料。计量装置3a设置成，使得由储备容器2a、2b、2c根据预先给定的筛分曲线配比原材料，以便在粗粒散状物料混合物中获得期望的粒度分布。此外，示意性地示出了混合装置4a，借助混合装置对粗粒散状物料混合物进行预混合。混合装置4a还优选经由纤维计量和振捣机4b从储备容器2h输送钢纤维。散状物料混合物从混合装置4a到达灌装装置5a，借助灌装装置将粗粒散状物料混合物灌装到粗粒散状物料容器6中。作为粗粒散状物料容器使用尤其所谓的大袋(英语“Flexible Intermediate Bulk Container可调式联运散货集装箱”，简称FIBC)。

另一方面生成包含由不沾尘的粒度尤其＜0.125mm的细颗粒构成的洗礼混合物的细粒散状物料混合物。细粒混合物包含水泥、石粉和其他的添加材料，如尘状的硅微粉。细粒混合物如粗粒散状物料混合物一样根据筛分曲线进行配比并且均质化。

为此，机构1具有另一计量装置3b，借助该另一计量装置以期望的量提供原材料。将石英粉从储备容器2d可选地经由火干燥设备3c和暂存器3d输送给另一计量装置3b。因此将储备容器2f的内容物可选地经由水泥冷却设备3e和暂存器3f输送给另一计量装置3b。此外，另一计量装置3b与包含硅微粉的储备容器2e连接。另一计量装置3b设置成，从储备容器2d、2e、2f中根据预先给定的筛分曲线配比原材料，以便在细粒散状物料混合物中获得期望的粒度分布。在图1中示意性地示出了另一混合装置4b，借助另一混合装置将细粒散状物料混合物进行预混合。另一混合装置4b一方面与另一计量装置3b连接。另一方面，另一混合装置4b尤其可经由用于尘状的化学添加剂的精确计量装置4c与储备容器2g连接。细粒散状物料混合物从混合装置4b进入到另一灌装装置5b中，借助另一灌装装置将细粒散状物料混合物灌装到细粒散状物料容器7中。作为细粒散状物料容器7尤其使用大袋。

在图1中用箭头1a表示用于制造粗粒散状物料混合物的设备部件，用箭头1b表示用于制造细粒散状物料混合物的设备部件，用箭头1c表示用于液态混凝土添加物的储备容器2i、2j、2k、2l。灌装的粗粒散状物料容器6储备在第一储备部9中，灌装的细粒散状物料容器储备在第二储备部10中。

填充的散状物料容器6、7储备在机构1中并且借助特殊的运输和混合车辆11(参见图2至图4)运输至建筑工地。同样在运输和混合车辆11中加工成混凝土建筑材料、尤其UHPC。

在粗粒散状物料容器6中的粗粒散状物料混合物体积和在细粒散状物料容器7中的细粒散状物料混合物体积优选为，粗粒散状物料混合物和细粒散状物料混合物与液态添加物一起充满建筑工地上的传统混合器的内部。在每次进行混合装料时，由两个大袋构成的整个内容物和相应的液态添加物，例如水、在所有情况下都为流体介质等彼此混合。

机构1可在需要时可全天候地生产大袋并且为多个运输和混合车辆11提供填充的散状物料容器6、7。

在制造较大量的新混凝土时，填充的散状物料容器6、7可借助装有空调的货车30运输至建筑工地，在此处在使用叉车31的情况下将散状物料容器转装到运输和混合车辆11中并且在其中用于制造UHPC(参见图4、5)。例如小于10立方米的较小容积可与运输和混合车辆11本身一起行驶。

因此，为了在建筑工地制造混凝土建筑材料、尤其纤维混凝土、特别优选超高性能纤维混凝土可执行至少具有以下步骤的方法：

在预混合设备1中

-提供粗粒散状物料混合物；

-混合粗粒散状物料混合物；

-将粗粒散状物料混合物灌装到粗粒散状物料容器6中；

-储备粗粒散状物料容器6；

-提供细粒散状物料混合物；

-混合细粒散状物料混合物；

-将细粒散状物料混合物灌装到细粒散状物料容器7中；

-储备细粒散状物料容器7；

-可选地将液态的混凝土添加物(如水、溶剂等)储备到容器中。

沿着在预混合设备1和建筑工地之间的运输路段

-将粗粒散状物料容器6和细粒散状物料容器7运输至建筑工地；

在建筑工地上：

-在加入水、必要时加入其他的液态组分的情况下将粗粒散状物料混合物和细粒散状物料混合物加工成混凝土建筑材料。

在图2至图4中示意性地示出了运输和混合车辆11，借助运输和混合车辆将粗粒散状物料混合物和细粒散状物料混合物加工成混凝土建筑材料。

如从图2、图3中可见，运输和混合车辆11具有用于细粒散状物料容器7和粗粒散状物料容器6的储备装置15。还设有用于将粗粒散状物料混合物和细粒散状物料混合物加工成混凝土建筑材料的混合装置16。在示出的实施方式中，混合装置16具有星形混合器17和胶体混合器18。此外设有起重机小车单元19a、19b的形式的输送装置19以用于将粗粒散状物料容器6或细粒散状物料容器7以分开的状态从储备装置15输送至混合装置16。运输和混合车辆11还具有用于加入混合装置16中的液态添加物、如溶剂的容器20。还设有用于将水和/或液态添加物从容器20计量到混合装置16中的计量单元21。在输出装置22处提供新鲜混凝土。运输和混合车辆11还具有水箱23和发电机24，从而必要时实现运输和混合车辆11的自主运行。

如从图2、图3中进一步看出，还设有包括封装壳27的调度台26，调度台简化了散状物料容器6、7的装载和卸下。尤其叉车31可从运输车辆30经由调度台26到达运输和混合车辆11，参见图4、图5。还可看出控制台28，借助控制台、尤其借助远程无线控制操作混合设备和输送装置19。

在图6中作为示例示意性地示出了用于铺设道路路面的建筑工地32，在建筑工地处使用UHPC。当场立即在运输和混合车辆11处提供UHPC。在建筑工地32上以传统方式加工UHPC。示出了已经建造的道路路面区段的加固区域33。在建筑工地32的区域中设有增强毡34，该区域作为下一个被构建UHPC。在加工UHPC时使用轮式挖掘机35、横向分布螺杆36、耙平辊37以及牵拉和振动梁38。此外示意性地示出了移动式顶棚。

图7a、图7b提供了移动式UHPC混合设备的主要部件的概览。如已经所述，固体材料干燥地预混合并且以细料或粗料大袋提供给移动式混合设备。在此各有两个漏斗形的排空设备用于细料大袋以及用于粗料大袋。而从两个排空漏斗中的其中一个将固体材料计量到混合器中、在此GIM混合器(“逆流密集型混合机”)，下一大袋被填充到第二排空漏斗中。如果大袋精确地包含混合装料所需的固体材料量，相应地简化了计量。借助优选电驱动的在图7a、7b中示意性示出的门式起重机在混合设备之内运输大袋。出于空间原因借助管链式输送机将固体材料从缓冲器容器输送至GIM混合器。为此优选使用两个分离的管链式输送机。一个输送细料并且另一个输送粗料。

图8a、图8b示出了逆流密集型混合机(GIM)的原理结构。逆流密集型混合机具有混合器，混合器具有分散器和搅拌器。下面详细描述GIM混合机的功能性和结构。

图9a、图9b示意性地示出了混合物料如何运动通过混合机，图9b示出了在两个管或盆状的混合器的纵向方向的逆流运动(箭头40)并且图9a示出了在两个管或盆状的混合器的横向方向的圆形旋转运动(箭头41)。

图10a、图10b示意性地示出了对于该应用而改型的GIM混合机的构造。为此实现了，在混合期间尽可能少的空气进入混合物料中，其中还加速了混合过程和排空并且可借助高压水束尽可能自动化地清洁混合机。

将附加料引入混合机中的方式对混合结果有显著影响。也包括粘合剂的细料(阶段2)以及具有纤维的粗料(阶段3)尽可能均匀地分散到运动的混合物料的表面上。固体材料应渗入混合物料中，但是对此没有携带空气。

图11a、图11b示出了混合机的优选实施方式。优选经由螺杆或管链式输送机加入固体材料。可为细料和粗料设置的分开的输送机。由此简化计量过程。预混合的固体材料添加物优选分级式地经由可振荡的板流动并且同时溶解成其各个颗粒，以便最终在混合物料的表面上分散。优选设有外振动器，外振动器的转速对于细料和粗料可设置成不同的。

自然在该过程中不可避免形成大量灰尘。因此优选以尘封的形式封闭计量装置和混合机。

为了可将各个颗粒渗入混合物料中，抑制液体或粘性的悬浮体的表面应力。这优选一方面可通过借助超声波辐射混合物料的表面实现并且另一方面可通过借助外部振捣器使输入区振动来实现。借助超声波可分散水滴。由此之后可使水滴包括多个粉粒本身。

如从附图中可见，优选在搅拌器的入口处加入固体材料。在搅拌器中此时添加物以三维流动的方式与混合物料混合。搅拌器(参见图12、图13)优选具有尤其缓慢旋转的轴y-y，在优选的实施方式中该轴优选整面地(即无缝隙地)装载有桨翼。轴y-y优选还可圆形地围绕搅拌器的中央轴线x-x运动。圆半径R(即轴y-y的偏心轮)在几何结构上如此设计，使得旋转的桨翼邻近搅拌器的壁部地滑过，但是优选没有接触壁部。

在阶段2开始时，混合物料还相对为液态并且由此自动排出空气，在示出的实施方式中桨翼还撞击混合物料表面(图13)。在阶段2后期以及在悬浮体逐渐“增厚”为新鲜混凝土的整个阶段3中，搅拌器此时仅在混合物料的自由表面之下工作。为了在此控制桨翼轴，传感机构实时运行地测量当前的混合物料液面。以这种方式可避免混合工具将空气搅入混合物料中。

搅拌器桨翼优选如此倾斜，使得根据转速设置混合物料的相应前进运动。在搅拌器的末端，混合物料优选流入其下方的分散器。

图13示出了混合机在不同填充度的情况下的横截面。在连续(逐渐)引入细料之后，此后可立即开始逐渐加入粗料。

分散器(参见图14)具有以下功能，在混合过程的阶段2中细料分解为胶体并且由此防止在混合物中结块。由此使得后续的化学分解过程更紧密地且更有效地完成。为此改善了混凝土品质或可在混凝土品质相同的情况下可节省水泥。分散器借助具有开口的分散桨翼工作，分散桨翼优选以高转速围绕中央轴线旋转。在分散区中优选在桨翼的尖锐棱边和孔处产生有凹腔现象的湍流。

为了特别紧密地进行该过程，分散区优选被分成四个区段，在四个区段中桨翼分别以相反的转动方向旋转。在相反翼部之间的区域中出现尤其高的湍流并由此在悬浮体之内非常快速地出现力求达到的胶体分解。

在分散管的两个端部或仅在起始部优选布置翼部，翼部如泵那样起作用。桨翼通过其小的倾斜布置引起混合物料的相应前进运动。由此混合物料在分散器的末端处通过开口通过高压压入位于其上的搅拌器中。

在所有细料一次性全部经过整个混合过程(搅拌和分散)并进而使混合物料转移到均匀的悬浮体中之后结束阶段2。

接下来在阶段3中以相同的方式加入粗料，如先前在阶段2中掺入细料那样。因为混合物料已经在阶段2中分解成胶体，分散器在阶段3中承担额外搅拌器的功能。因此优选在阶段3中如搅拌器一样以相应较低的转速运动。

在结束加入粗料之后，开始排空混合机。在通过在分散管端部处下方通过开口排空(图16)期间，搅拌器还可将最后引入的固体材料完全混入。

示例

此时再次在混合功率为每次装料为0.75立方米(m³)的混合机的示例(图15a)中综合地描述混合过程。图15b示出了混合功率为每次装料为1.5立方米(m³)的较大混合机的示例。

首先在填充阶段1中将液态添加物引入混合机中并且以相对低的转速在分散器中彼此混合。混合机如此配置，使得分散管的体积小于所有液态添加物的整个体积。因此，在填充阶段1结束时液体液面位于搅拌器的区域中。

在填充阶段2中，通过加入固体材料逐渐填充搅拌器并且搅拌工具最终完全浸入混合物料中。此时刚好在混合物料的表面之下缓慢旋转的搅拌器翼部可在该阶段中用于对悬浮体排风。

随着在填充阶段3中逐渐加入粗料，混合物料液面继续升高。粘稠度更加粘稠并且降低了混合物料自动排出空气的能力。但是因为在该阶段中整个混合工具都在混合物料表面之下工作，混合工具不再引入空气。

为了使混合时间保持得很低有利的是，也可尽可能快速地排空混合机。为此优选在分散器的下侧上设置阀门，阀门例如可以液压方式打开和闭合。

例如通过高压水射束清洁混合机，而混合工具缓慢转动。首先经由固定安装的喷嘴清洁搅拌器(图16左上)，喷嘴布置在槽的上边缘。在该实施例中在分散器处侧面有矩形的窗口，窗口在混合运行中通过阀门封闭。阀门例如可以液压方式打开。同时设有喷嘴的水管向上翻转到开口之前。此时借助高压水射束清洁分散器的内部空间(图16左下)。在清洁混合机时产生的废水在该实施例中流过排空口并且在此填充在容器中并且被处理。

Claims

1.一种用于为建筑工地制造混凝土建筑材料、尤其纤维混凝土、特别优选超高性能纤维混凝土的方法，所述方法具有以下步骤：

-将粗粒散状物料混合物填充到粗粒散状物料容器(6)中；

-将细粒散状物料混合物填充到细粒散状物料容器(7)中，其中，所述细粒散状物料混合物具有粘合剂；

-在加入水的情况下将所述粗粒散状物料混合物和所述细粒散状物料混合物加工成混凝土建筑材料，其中，所述粗粒散状物料混合物具有大于60质量百分比部分的粒度基本大于0.04mm的混凝土骨料，其中，细粒散状物料混合物具有大于60质量百分比部分的粒度基本小于0.2mm的细粒混合物，其中，细粒混合物具有石粉，其中，所述粗粒散状物料混合物和所述细粒散状物料混合物在加入水的情况下在三个分别在时间上依次连续的阶段中被加工成混凝土建筑材料：

-然后将所述细粒散状物料混合物从所述细粒散状物料容器中引入液态混合物中并且分散成悬浮体；

-然后将所述粗粒散状物料混合物从所述粗粒散状物料容器中加入到所述悬浮体中，其中，

-将所述细粒散状物料混合物从所述细粒散状物料容器输出到水、尤其液态混合物的表面上，其中，水在此期间发生运动和/或将所述粗粒散状物料混合物从所述粗粒散状物料容器输出到由水和细粒散状物料混合物构成的悬浮体的表面上，其中，所述悬浮体在此期间发生运动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在输出所述细粒散状物料混合物时水的表面和/或在输出所述粗粒散状物料混合物时所述悬浮体的表面受到超声波辐射和/或借助振动器引起振动。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述粗粒散状物料混合物和所述细粒散状物料混合物在建筑工地(32)上被加工成混凝土建筑材料和/或将所述粗粒散状物料混合物灌装到粗粒散状物料容器(6)中和/或将所述细粒散状物料混合物灌装到细粒散状物料容器(7)中在工厂(7)中进行。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述粗粒散状物料混合物具有大于60质量百分比、优选大于75质量百分比、特别优选大于90质量百分比、尤其大于99质量百分比部分的粒度基本大于0.05mm、特别优选基本大于0.06mm、特别基本大于0.125mm的混凝土骨料，其中，所述粗粒散状物料混合物的混凝土骨料的粒度基本小于10mm、特别优选小于9mm、尤其基本小于8mm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述粗粒散状物料混合物具有纤维、尤其钢纤维部分。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述细粒散状物料混合物具有大于60质量百分比、优选大于75质量百分比、特别优选大于90质量百分比、尤其大于99质量百分比部分的粒度基本小于0.15mm、特别基本小于0.125mm的细粒混合物。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述粘合剂具有水泥、尤其还有硅微粉和/或纳米二氧化硅。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述细粒混合物包含干燥状态下的溶剂和/或包含干燥状态下的缓凝剂和/或干燥状态下的消泡剂。