DE3941152A1 - Verfahren und vorrichtung zum spritzen von moertel, insbesondere mikro-silica enthaltendem moertel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzen von Mör­ tel, Beton und dergleichen hydraulisch aushärtbaren Massen, insbesondere zum Spritzen von Mikro-Silica enthaltendem Mör­ tel, der mit Treibluft durch einen zur Spritzdüse führenden Schlauch gefördert wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des Verfahrens.

Für das Auftragen von Mörtel, Beton oder dergleichen hy­ draulisch aushärtbaren Massen auf damit zu beschichtende Unter­ gründe sind Spritzverfahren geeignet. Bekannt ist das Trocken- Spritzverfahren, bei dem einer Spritzdüse die Mörtelmischung in Trockenform zugeführt wird. Der Spritzdüse wird ebenfalls, getrennt von der trockenen Mörtelmischung, Wasser zugeführt. In der Spritzdüse, d. h. unmittelbar vor oder während des Sprit­ zens vermischt sich die Mörtelmischung mit dem Wasser, so daß letztlich eine feuchte Mörtelmischung auf die im Spritzverfah­ ren zu beschichtenden Untergründe auftrifft, dort haften bleibt und aushärtet.

Dieses Trocken-Spritzverfahren ist nicht geeignet, um da­ mit Mikro-Silica enthaltende trockene Mischungen zu versprit­ zen. Es hat sich herausgestellt, daß die trocken zugeführten, Mikro-Silica enthaltenden Mischungen beim Aufprallen auf zu be­ schichtende Oberflächen nicht ausreichend vermischt sind.

Weiterhin ist es bekannt, Mörtel im sogenannten Naß-Spritz­ verfahren aufzutragen. Dabei wird eine Wasser bereits enthal­ tende, und somit feuchte Mörtelmischung, so dünnflüssig einge­ stellt, daß sie im Dichtstrom gepumpt werden kann. Dieser weichplastische Mörtel oder Beton wird in herkömmlicher Pump­ technik im Dichtstrom durch einen Schlauch bis zur Spritzdüse gefördert. An der Spritzdüse wird Druckluft und Erstarrungsbe­ schleuniger injiziert und dadurch der Mörtel auf die zu be­ schichtende Oberfläche geschleudert.

Mörtel, die Mikro-Silica enthalten, zeichnen sich durch eine überdurchschnittliche innere Bindung aus, da Mikro-Silica ein feinpulveriger Zuschlag ist, der die Mörtelbestandteile innig miteinander verbindet. Mikro-Silica enthaltender Mörtel hat dadurch im feuchten Zustand kleberähnliche Eigenschaften.

Es hat sich gezeigt, daß mit herkömmlichen Naß-Spritztech­ niken ein derartiger Mikro-Silica enthaltender Mörtel nicht verarbeitet werden kann, da seine kleberähnlichen Eigenschaf­ ten bereits den Transport durch den zur Spritzdüse führenden Schlauch weitgehend verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, mit welchem sich insbesondere Mikro-Silica enthaltende Mörtel mit einer Spritztechnik verarbeiten lassen.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß eine gebrauchsfer­ tige Mörtelmischung hergestellt wird, daß die Mörtelmischung in einen Kessel mit einem Kesselauslaß gefüllt wird, daß der gefüllte Kessel verschlossen wird und daß einem am Kessel­ auslaß befindlichen Injektor nach dem Verschließen des Kessels zwangsweise die Mörtelmischung sowie die Treibluft zugeführt wird, durch die die im Kessel befindliche Mörtelmischung bis zur Entleerung des Kessels in den Schlauch geblasen wird, worauf die Treibluftzufuhr gestoppt, der Kessel entlüftet und geöffnet und erneut eine Portion gebrauchsfertiger Mörtel­ mischung eingefüllt wird.

Durch die dem Injektor zugeführte Treibluft baut sich im Injektor ein Arbeitsdruck auf, der dann sowohl im Kessel als auch im Schlauch bis zur Spritzdüse ansteht. Der im Kessel an­ stehende Innendruck begünstigt das Austreten der gebrauchsfer­ tigen Mörtelmischung vorzugsweise mit einem Wasser-Bindemittel­ wert < 0,35 aus dem Kesselauslaß. Da der Injektor in den Kes­ selauslaß praktisch integriert ist, ist der Förderweg für die Mörtelmischung aus dem Kessel heraus bis zum Injektor relativ kurz, so daß sich die Klebwirkung der gebrauchsfertigen Mörtel­ mischung kaum auswirken kann. Im Injektor wird die aus dem Kes­ sel herangeführte Mörtelmischung zerteilt und mit der Treib­ luft gemischt. Dieser Vorgang ist in etwa vergleichbar mit ei­ ner Zerstäubung. Die mit dem Mörtel befrachtete Treibluft kann problemlos durch den Schlauch bis zur Spritzdüse gefördert wer­ den.

Der Kessel ist für die Durchführung von Spritzverfahren einsatzbereit, sobald sich im Kesselinneren der Arbeitsdruck aufgebaut hat. Um die Herstellung der Einsatzbereitschaft zu beschleunigen, kann der Kessel auch über eine separate Druck­ luftquelle mit Druckluft beaufschlagt werden, sobald die zu verarbeitende Mörtelmischung eingefüllt und der Kessel ver­ schlossen ist. Eine separate Druckluftzufuhr zum Kessel hat auch den Vorteil, daß ein jeweils gewünschter Innendruck im Kessel einstellbar ist. Beispielsweise kann ein Innendruck ein­ gestellt werden, der höher als der Arbeitsdruck im Injektor ist. Arbeitsdrücke im Behälter und im Injektor zwischen 6 und 10 bar sind besonders geeignet.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann selbstverständlich auch ohne Unterbrechungen durchgeführt werden, indem an die Einfüllöffnung z. B. eine Druckschleuse angeschlossen wird, die eine Kesselfüllung mit gebrauchsfertiger Mörtelmischung ohne Unterbrechung des Spritzverfahrens ermöglicht.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Spritzverfahrens zeichnet sich aus durch einen Kessel, der eine mittels Deckel verschließbare Einfüllöffnung aufweist und einen Kesselauslaß hat, dem ein im Bodenbereich des Kessels befindliches Förder­ element zufördert, welcher Kesselauslaß in einem außerhalb des Kessels befindlichen, in einen zur Spritzdüse führenden Schlauch blasenden Injektor mit einem Treibluftanschluß endet.

Der geschlossene Kessel, der mittels einer zugeordneten Druckluftzuführung unter Innendruck setzbar ist, ist mit be­ sonderem Vorteil mit dem im Bodenbereich befindlichen Förder­ element ausgerüstet, welches eine gleichmäßige Zuführung von zu verspritzendem Mörtel zum Injektor besorgt. Der Innendruck im Kessel, der etwa gleich dem im Injektor herrschenden Ar­ beitsdruck ist, erlaubt dabei ebenfalls das problemlose Austra­ gen der Mörtelmischung durch das Förderelement zum Injektor. Ohne den Kessel würde der im Injektor herrschende Arbeitsdruck die im Bereich des Kesselauslasses befindliche Mörtelmischung aus dem Förderelement herausdrücken. Der Arbeitsdruck würde also in einen entsprechenden Speicherbehälter für die Mörtelmi­ schung zurückschlagen, wenn nicht besondere Maßnahmen zur Ab­ dichtung des Überganges vom Behälter zum Injektor getroffen würden. Aufwendige Konstruktionsmaßnahmen zur Gewährleistung solcher Abdichtungen sind jedoch bei der erfindungsgemäßen Vor­ richtung aufgrund des vorhandenen Kessels nicht notwendig.

Mit besonderem Vorteil ist das Förderelement eine angetrie­ bene Schnecke, die in einem im Boden des Kessels eingelassenen Trog angeordnet ist, der zumindest in einem Abschnitt zum Kes­ selinneren hin offen ist. Die Schnecke kann jedoch auch durch gleichwertige Förderelemente, beispielsweise Kratzer, Schablei­ sten oder dergleichen antreibbare Förderelemente ersetzt wer­ den. Der in den Boden des Kessels eingelassene Trog für eine Förderschnecke gewährleistet eine nahezu vollständige Entlee­ rung des Kessels. Das Kesselvolumen ist zweckmäßigerweise der­ art bemessen, daß mit einer Kesselfüllung ausreichend lange ge­ spritzt werden kann. Beispielsweise kann ein Kessel ein Nutz­ volumen bis zu 500 l aufweisen. Auch größere Kessel sind denk­ bar.

Nach einer Weiterbildung zeichnet sich die Vorrichtung zur Durchführung des Spritzverfahrens dadurch aus, daß in den Kes­ sel ein Rührwerk eingebaut ist. Das Rührwerk ist zweckmäßiger­ weise ebenfalls mechanisch angetrieben, beispielsweise durch einen außerhalb des Kessels befindlichen Motor. Das Rührwerk kann aus einer sich durch den Kessel erstreckenden Welle be­ stehen, die mit etwa radial abstehenden Rührpaddeln besetzt ist. Bei einem zylinderischen Kessel können die Rührpaddel mit Vorteil auch an den Innenwänden des Kessels entlangstreichen, um anhaftende Mörtelmischung abzustreifen. Die Rührpaddel kön­ nen auch mit einem vorbestimmten Anstellwinkel angebracht sein, durch den gewährleistet ist, daß Mörtelmischung zum Be­ reich, in dem sich das Förderelement befindet, gefördert wird, damit eine gleichmäßige Austragung mittels des Förderelements, z. B. der genannten Schnecke, zum Injektor gewährleistet ist.

Selbstverständlich kann das Rührwerk auch durch Rüttelstä­ be, Vibrationsorgane und dergleichen ersetzt werden.

In die zum Treibluftanschluß des Injektors und zum Druck­ luftanschluß des Kessels führenden Luftleitungen sind Druckre­ gelorgane eingesetzt, die eine Nachregelung, auch eine automa­ tische Nachregelung bzw. Steuerung, der Druckverhältnisse im Injektor und somit des eigentlichen Spritzdruckes sowie des Innendruckes im Kessel erlauben. Treibluft und Druckluft kön­ nen auf Baustellen mit einem üblichen Kompressor erzeugt wer­ den, der die benötigte Druckluft in eine Leitung drückt, von der dann entsprechende Luftleitungen zum Treibluftanschluß und zum Druckluftanschluß abgezweigt sind.

Der Injektor selbst kann in einem Gehäuse angebracht wer­ den, das lösbar an den Kesselauslaß anflanschbar ist. Dadurch können Injektoren unterschiedlicher Leistungen problemlos un­ tereinander ausgetauscht werden, um eine optimale Anpassung an die jeweils zu verarbeitenden Mörtelmischungen oder Spritzlei­ stungen zu erreichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich wei­ tere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dar­ gestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des Spritzverfahrens im Längs­ schnitt und

Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung im Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung im Schnitt. Die Vorrichtung besteht aus dem Kessel 1, der zylinde­ rische Wände 2 sowie gewölbte Endkappen 3 bzw. 3′ aufweist. Eine Einfüllöffnung 4 ist mittels eines klappbaren Deckels 5 dicht verschließbar. Durch den Innenraum des Kessels erstreckt sich eine Welle 6 eines Rührwerks. Die Welle ist mit radial ab­ stehenden Rührwerkpaddeln 7 versehen. Die Welle ist in den End­ kappen 3, 3′ des Kessels 1 gelagert und durch die Endkappe 3 hindurchgeführt, so daß mit dem herausgeführten Ende 8 der Wel­ le 6 ein nicht weiter dargestellter Antrieb für das Rührwerk koppelbar ist. Der Kessel wird, wie hier dargestellt, liegend aufgestellt, so daß der untere Bereich der zylinderischen Wand 2 des Kessels den Boden bildet. In den Boden ist, wie hier sichtbar, der Trog 9 für eine Förderschnecke 10 eingelassen, der zum Kesselinneren hin offen ist. Das Rührpaddel 7′ des Rührwerks streicht im Betrieb somit fortlaufend im Kessel be­ findliche Mörtelmischung in den Trog 9, so daß von der Förder­ schnecke ständig Mörtel aus dem Kessel abgeführt werden kann; denn der Kessel ist mit dem hier durch gestrichelte Linien an­ gedeuteten Kesselauslaß 11 versehen, der so angeordnet ist, daß die Förderschnecke 10 diesem Kesselauslaß 11 zufördert.

Mit 12 ist eine von einem nicht weiter dargestellten Kom­ pressor herangeführte Rohr- oder Schlauchleitung bezeichnet, die sich in Luftleitungen 13 bzw. 14 verzweigt, wobei die Luft­ leitung 13 zu einem in den Kessel ausmündenden Druckluftan­ schluß 15 führt und die Luftleitung 14 zu einem dem Kesselaus­ laß 11 zugeordneten Injektor 16 (Fig. 2).

In die Luftleitungen 13 und 14 können an sich bekannte Druckregelorgane eingesetzt sein. Desweiteren ist jede Luftlei­ tung 13 und 14 mit Manometern 17 bzw. 17′ versehen und die Luftleitung 13 auch mit einem Absperrorgan 18 ausgerüstet, das z. B. ein Druckregelventil üblicher Bauart sein kann.

Die Rührpaddel 7 bzw. 7′ des aus Rührwelle 6 und den Rühr­ paddeln bestehenden Rührwerks sind mit vorbestimmten Anstell­ winkeln angeordnet, um zu erreichen, daß die in den Kessel ein­ gefüllte Mörtelmischung dem mit der Förderschnecke 10 ausgerü­ steten Kesselauslaß 11 zugefördert wird.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Fig. 2 läßt erken­ nen, wie die Förderschnecke 10 im Trog 9 verläuft und wie dem am Ende des Trogs 9 befindlichen Kesselauslaß 11 aus dem Kes­ sel 1 abgezogene Mörtelmischung zugefördert wird, wenn die Schnecke über den aus dem Trog herausgeführten Schneckenwellen­ zapfen 18 mit einem hier nicht weiter dargestellten Antrieb, z.B. einem Motor, gekoppelt wird. Der Kesselauslaß 11 ist mit einem Flansch versehen, vor den ein mit einem gleichartigen Flansch ausgerüstetes Gehäuse 19 eines Injektors 16 flanschbar ist. Der Injektor weist den Treibluftanschluß 20 auf, dem Treibluft über die Luftleitung 14 zugeführt wird. An den Injek­ tor ist ein Schlauch 21 anschließbar, der zu einer hier nicht weiter dargestellten Spritzdüse führt, mit der aus dem Kessel 1 abgezogene Mörtelmischung verspritzt werden kann.

Mit 22 ist ein Entlüftungsventil bezeichnet, mit welchem der Kessel 1 vor einer Neubefüllung entlüftet werden kann.

Claims (9)

1. Verfahren zum Spritzen von Mörtel, Beton und derglei­ chen hydraulisch aushärtbaren Massen, insbesondere zum Sprit­ zen von Mikro-Silica enthaltendem Mörtel, der mit Treibluft durch einen zur Spritzdüse führenden Schlauch gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine gebrauchsfertige Mörtelmischung hergestellt wird, daß die Mörtelmischung in einen Kessel (1) mit einem Kesselauslaß (11) gefüllt wird, daß der gefüllte Kessel (1) verschlossen wird und daß einem am Kesselauslaß (11) befindlichen Injektor (16) nach dem Verschließen des Kessels (1) zwangsweise die Mör­ telmischung sowie die Treibluft zugeführt wird, durch die die im Kessel (1) befindliche Mörtelmischung bis zur Entleerung des Kessels (1) in den Schlauch (21) geblasen wird, worauf die Treibluftzufuhr gestoppt, der Kessel (1) entlüftet und geöff­ net und erneut eine Portion gebrauchsfertiger Mörtelmischung eingefüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des geschlossenen Kessels unter einen bestimmten Arbeitsdruck, vorzugsweise 6 bis 10 bar, gesetzt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Spritzverfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Kessel (1), der eine mittels Deckel (5) verschließbare Einfüllöffnung (4) aufweist und der einen Kesselauslaß (11) hat, dem ein im Boden­ bereich des Kessels (1) befindliches Förderelement (Schnecke 10) zufördert, welcher Kesselauslaß (11) in einen außerhalb des Kessels (1) befindlichen, in einen zur Spritzdüse führen­ den Schlauch (21) blasenden Injektor (16) mit einem Treibluft­ anschluß endet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderelement eine angetriebene Schnecke (10) ist, die in einem im Boden des Kessels (1) eingelassenen Trog (9) ange­ ordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeich­ net, daß in den Kessel (1) ein Rührwerk eingebaut ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk eine sich durch den Kessel (1) erstreckende Welle (6) mit etwa radial abstehenden Rührpaddeln (7, 7′) um­ faßt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kessel (1) einen in den Kesselinnen­ raum mündenden Druckluftanschluß (15) hat.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die zum Treibluftanschluß (20) und zum Druckluftanschluß (15) führenden Luftleitungen (13, 14) Druckre­ gelorgane eingesetzt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (19) des Injektors (16) an den Kesselauslaß (11) anflanschbar ist.