Vergussmörtel
Verarbeitung
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| Grundlagen
Die zementgebundenen und quellfähigen PAGEL - VERGUSSMATERIALIEN werden bevorzugt im Kombinationsbereich des konstruktivern Ingenieurbaus zum Stahl-, Gleis- und Maschinenbau eingesetzt, um hohe im statische und dynamische Lasten sicher aufzunehmen und ableiten zu können. Um die maximale Gebrauchtauglichkeit für
den jeweiligen Anwendungsfall sicher erreichen zu können, sind einige
grundlegende Anwendungskenntnisse und |
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PAGEL-Verguss Zusammensetzung
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| Prüf- und Zulassungsgrundlagen
Grundlage für die Prüfung, Überwachung und Fremdüberwachung der Vergussmaterialien bildet das Merkblatt für die Anwendung von werksgemischtem Vergussmörtel (Fassung September 1990, redaktionell überarbeitet 1996). Herausgegeben vom Arbeitskreis - Hauptausschuss, Betontechnologie des Deutschen Betonvereins e.V. Bonn bzw. vom Deutschen Beton und Bautechnikverein, Berlin. Für der Anwendungsbereich Trinkwasser stehen für einige Produkte Zulassungsprüfzeugnisse nach den Empfehlungen der Arbeitsgruppe "Trinkwasserbelange" der Kunststoff - Kommission des Bundesgesundheitsamtes - DVGW, Technische Regeln, Arbeitsblatt
W270 auf Anfrage zur Verfügung |
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| Anwendungsbereiche
- Untergießen von Maschinen Für den Anwendungsbereich der Herstellung nachträglicher Zugverankerungen können die Berechnungsverfahren der DIN 1045, insbesondere die Vergleichsspannungen der Tabelle 19 angewandt und zu Grunde gelegt werden, da Übereinstimmung zu den Forderungen der DIN 1045 besteht und spezielle Ankerzug - Eignungsprüfungen für die PAGEL - VERGUSSMATERIALIEN auf Anfrage vorgelegt werden können. Der Berechnungsnachweis muss vom zuständigen Statiker anhand der Messergebnisse des jeweiligen Produktes nachgewiesen werden. |
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| Maschinenverguss
Bei einem Maschinenverguss werden die
Maschinenelemente entweder auf Nivellierspindeln, auf Fixatoren bzw. auf
Futterblechen ausgerichtet. In jedem Fall sind die Maschinenelemente über
Anker mit der Betonunterlage fixiert. Der |
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Beispiel eines Untergusses mit Basisplatte und Zugankern | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Zugverankerungen
Zugverankerungen müssen auf der Baustelle häufig dann hergestellt werden, wenn sich die Nutzung eines Bauwerkes neuen Erfordernissen anzupassen hat, oder in einem Produktionsbetrieb Produktionsumstellungen mit dem Aufbau neuer Produktionsanlagen verbunden ist. Zur Verankerung neuer Maschinenanlagen hat sich das Herstellen von Kernbohrungen bewährt, da es sich hierbei um ein schonendes Herstellungsverfahren handelt, bei dem das Betongefüge im Umgebungsbereich der Kernbohrungen praktisch nicht gestört wird. Mit nassbohrenden Diamantbohrkronen kann in ausreichender Bohrgeschwindigkeit der erforderliche Durchmesser und die notwendige Tiefe hergestellt werden. Auch das Durchbohren vorhandener Bewehrung ist mit entsprechenden Bohrgeräten möglich. |
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Schema einer Zugstabverankerung
Bei Überschreitung der Beton - Verbundspannung bricht - als Vorankündigung des Bruchs - ein kreisförmiger Krater im oberen Bereich des Betons aus. |
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| Da der Bohrkern in der Regel durch Verkanten abgebrochen wird und dadurch der Abbruch des Kerns nicht an der tiefsten Stelle erfolgt, sind beim Bohren einige zusätzliche cm zur Verankerungslänge zu bohren. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Der obere Verankerungsbereich muss rechnerisch von der wirkenden Verankerungslänge abgezogen werden | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Im oberen Bereich der Bohrung müssen - in Abhängigkeit zum Durchmesser
der Kernbohrung - jedoch mindestens 5 cm der Einstecktiefe von der
Verankerungslänge abgezogen werden, weil im oberen Betonbereich die
Spaltzugfestigkeit des umgebenden Betons im Vergleich zu größeren
Einstecktiefen geringer ist.
Zur Berechnung der Verbundspannungen zwischen dem Vergussmaterial und dem Beton werden die Grundwerte der zulässigen Verbundspannung - entsprechend der vorhandenen vergleichenden Betondruckfestigkeit - der DIN 1045 entnommen |
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| Tabelle 1:DIN 1045, Tabelle 19 Zulässige Grundwerte der Verbundspannung zul. t1 in N/mm2 |
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| Instandsetzungs - Vergussmaßnahmen
Im Bereich der Betoninstandsetzung werden in fast allen westeuropäischen Staaten, mit Ausnahme der Bundesrepublik Deutschland, Instandsetzungen mit Vergussmörteln durchgeführt.
In Deutschland ist dieser Bereich nach wie vor den PCC und SPCC - Mörteln
vorbehalten. Der Ursprung der ZTV SIB liegt 20 Jahre zurück. Damals gab es keine Standardbaustoffe, die den Ansprüchen der ZTV - SIB entsprechen konnten. Die wesentlichen Forderungen der ZTV - SIB können heute auch mit Vergussmaterialien erfüllt werden, da die modernen Vergussmaterialen mit ihren materialspezifischen Eigenschaften deutlich verbessert wurden.
Das Schwindverhalten wurde deutlich reduziert.
V1/50 PAGEL - VERGUSS
und werden Schwindmaße unter 1,0 o/oo erreicht, ist der Grenzwert der ZTV - SIB unterschritten. Durch Zusatzstoffe und Additive werden die E - Module in den Bereich der ZTV - SIB - gesenkt, bei den v. g. PAGEL - Produkten zwischen B35 und B45, sodass auch aus der Betrachtung dieser Prüfwerten eine Betoninstandsetzung möglich ist. |
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| Tabelle 2: Elastizitätsmodule für die verschiedenen Betonfestigkeitsklassen nach DIN 1045 (1988) Tabelle 11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Für die Betoninstandsetzung gelten die folgenden Voraussetzungen:
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Typischer Instandsetzungsverguss an einem Balkongesimse mit V160 (B45). Grundsätzlich werden diese Arbeiten nur mit einer Anschlussbewehrung zur Balkonplatte sowie einem Bügelkorb für das Gesimse durchgeführt. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Vorbereitung
der Betonunterlagen
Praktisch jeder Standard - Rezepturbeton setzt infolge seiner Zusammensetzung und Wasserzementwerte durch das Einbringverfahren an der Oberfläche Zementschlämme ab. Da das Zugabewasser in der Betonrezeptur die geringste Dichte besitzt, steigt es an die Oberfläche und reichert sich dort mit den Zementanteilen des Betons an. Dieser mit hohen Wasseranteilen angereicherte Zement besitzt nur geringe Druckfestigkeiten, geringe Zug- und Druckfestigkeiten. Unvorbereitete Betonoberflächen besitzen i.d.R. eine Oberflächenzugfestigkeit unter 0,5 N/mm² und sind zur Aufnahme von hochfesten Mörtel (Vergussmörteln) nicht geeignet. Alle minder haftfähigen Oberflächenbestandteile sowie alle Verunreinigungen sind bis auf den "zugfesten" Kernbeton durch geeignete Maßnahmen zu entfernen. Neben den herkömmlichen Verfahren wie
können für definierte und kleine Oberflächenbereiche auch Handfräsgeräte eingesetzt werden. Maßgebend ist, dass im Vergussbereich die minder haftfähigen Oberflächenschichten zu entfernen sind. Die Zuschlagskörnung muss freigelegt werden, damit eine Oberflächenzugfestigkeit erreicht wird, die der Zugfestigkeit des vorhandenen Betons entspricht (= 1,5 N/mm²) und der Vergussmörtel (Vorwässerung und Nachbehandlung beachten) sich kraftschlüssig mit der Betonunterlage verbinden kann. |
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| Mindestanforderungen
an die
Betonunterlage
Mindestqualität: Vergleichende Betondruckfestigkeit = B25 |
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| Produktauswahl |
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Produktauswahl anhand der Vergusshöhe
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Produktauswahl anhand der Fließstrecke
Die PAGEL - VERGUSSMATERIALIEN können unter ständiger Materialzufuhr sehr weit fließen. Wenn jedoch - durch händisches Anmischen bedingt - immer wieder Arbeitsunterbrechungen erfolgen, dass das Produkt immer wieder stockt, kann es ab einer bestimmten Masse vom nachgegossenen Produkt nicht mehr "angeschoben" werden. Problematischer ist dann, dass sich durch ein Überfließen des nachgegossenen Produktes Schichten bilden (Schollen) was tunlichst vermieden werden sollte. Die Fließfähigkeit des Produktes steht in direkter Abhängigkeit mit der Bereitstellung des gemischten Materials. Beim Einsatz von Monopumpen (Schneckenpumpen) und kontinuierlicher Materialnachführung wird das Vergussprodukt in ständiger Bewegung gehalten und kann darum sehr weit getrieben werden. Als bestmögliche Maschine gilt die PABEC I und PABEC II Misch- und Förderpumpe, die mittlerweile mit einem Variogetriebe und kontinuierlicher Wassernachführung ausgestattet werden kann und vom Zementleim (E1F PAGEL - ANKER- UND INJEKTIONSLEIM) bis zum VERGUSSBETON (V1/160 PAGEL - VERGUSS) ein gleichmäßig gemischtes Ausgangsprodukt über einen längeren Zeitraum zur Verfügung stellen kann. |
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| Produktauswahl für Zugverankerungen
Für die Herstellung nachträglicher Zugverankerungen werden für vertikale Verankerungen bevorzugt die PAGEL - VERGUSSMATERIALIEN eingesetzt, weil diese den Berechungsvorgaben der DIN 1045, Tab. 19 entsprechen. Zur Auswahl des Produktes ist der Ringspalt um den Anker herum den in den technischen Unterlagen angegebenen Schichtdicken gleichzusetzen.
Für die Dimensionierung der Verankerung(en) können dem Kunden auf Anfrage Ankerzug - Eignungsprüfzeugnisse zur Verfügung gestellt werden, aus denen die für die Berechnung erforderlichen Verbundspannungs - Vergleichswerte entnommen werden können. |
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| Produktauswahl entsprechend der
Festigkeitsentwicklung
Je nach Anforderung des Bauvorhabens kann eine Inanspruchnahme des Vergusses nach geringer bzw. sehr geringer Aushärtezeit erforderlich sein. Für eine 24 Stunden Aushärtezeit reichen die Druckfestigkeiten der Produkte der V1/.. PAGEL - VERGUSS Serie in der Regel aus (in Abhängigkeit zur Baustellenanforderung). Bei der Anforderung einer Belastung nach wenigen Stunden sollten die Produkte der V2/ . .PAGEL SCHNELLVERGUSS - Serie eingesetzt werden, die zudem auf niedrige Anwendungstemperaturen relativ unempfindlich reagieren. |
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| Festigkeitsentwicklung bei den PAGEL
Standardprodukten
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| Festigkeitsentwicklung bei den PAGEL
Schnellvergussmörteln
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| Festigkeitsentwicklung bei niedrigen
Anwendungstemperaturen
Bei niedrigen Anwendungstemperaturen wird bei zementgebunden Baustoffen die Hydratationsgeschwindigkeit deutlich verlangsamt.
Am Beispiel des V1/50 PAGEL VERGUSS sind die verschiedenen
Hydrarationsgeschwindigkeiten für verschiedene Anwendungstemperaturen
dargestellt.
Die Produkte der V2/.. PAGEL - SCHNELLVERGUSSMÖRTEL - SERIE sind gegen geringe Anwendungstemperaturen deutlich unempfindlicher und zeigen eine sehr positive Festigkeitsentwicklung (Ausgangsstoffe nicht vortemperiert).
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| Grundlagen
der Festigkeitsentwicklung
bei niedrigen Anwendungstemperaturen
Nach DIN 1045 dürfen zementgebundene Baustoffe nicht bei Witterungs- bzw. Bauteiltemperaturen unter + 5 °C eingesetzt werden, da die Hydratation bei geringeren Anwendungstemperaturen verzögert wird und beim Absinken der Temperaturen in den Frostbereich Frostschäden zu befürchten sind. Frostschäden können allerdings nur entstehen, wenn die Druckfestigkeiten unter 5 N/mm² liegen. Also ist bei der Verarbeitung von zementgebundenen Baustoffe dafür zu sorgen, dass die Bauteil- bzw. Materialtemperatur so lange bei +5°C gehalten wird, bis eine Druckfestigkeit von 5 N/mm² erreicht ist. Beim V1/50 PAGEL - VERGUSS muss ein Zeitraum von mindestens 36 Stunden bei mindestens +5°C eingeplant werden, damit die "Frostsicherheits- Druckfestigkeit" von 5 N/mm² erreicht ist. Ist diese Druckfestigkeit vorhanden, erfolgt der weitere Anstieg der Druckfestigkeit relativ schnell. V2 PAGEL SCHNELLVERGUSS Auch bei Schnellvergussmörteln besteht die Gefahr von Frostschäden, wenn bei Druckfestigkeiten unter 5 N/mm² Frost einwirkt. Die V2 PAGEL - SCHNELLVERGUSSMÖRTEL besitzen allerdings den großen Vorteil, dass selbst bei geringen Anwendungstemperaturen die Druckfestigkeitsentwicklung nur unwesentlich verzögert wird. Somit können beim Einsatz der V2 PAGEL -SCHNELLVERGUSSMÖRTEL umständliche Wärmebehandlungsmaßnahmen entfallen, wenn zum Zeitpunkt der Verarbeitung + 5°C (Witterungs- und Bauteiltemperaturen) vorhanden sind. |
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| Herstellung
der Mischungen
Die Benetzung der Zementpartikel mit Wasser bei geringen Produkttemperaturen geschieht wesentlich langsamer, als z. B. bei 20°C. Dazu kommt, dass die zur Verflüssigung eingesetzte Chemie (Hochleistungsverflüssiger) bei geringen Temperaturen auch langsamer aufgeschlossen wird. Ausweg:
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| Grundsätzliche Betrachtungen
Bei den schrumpfungsfreien PAGEL - Vergussmaterialien wird das Fließverhalten nicht über Wasser, sondern über die trocken vorgemischten Hochleistungsverflüssiger bewirkt. Die Ausgangsmischung wird dazu üblicherweise mit ca. 2/3 der gesamten Wassermenge in einen Zwangsmischer eingegeben und ca. 3 Minuten vorgemischt. In dieser trockenen Form werden die chemischen Fließmittel sehr gut aufgeschlossen. Danach wird die erforderliche Restwassermenge nachgelegt und bis zur erforderlichen Mörtelkonsistenz nachgemischt. Allgemein reicht zum Nachmischen eine weitere Mischzeit von 2 Minuten aus. |
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| Freifallmischer
Freifallmischer können lediglich "schroffe" Mörtel bzw. Massenbaustoffe mit geringen Zementanteilen ausreichend aufmischen und sind für das Anmischen von Vergussmörteln nicht geeignet! Insbesondere bei feinen Mörteln mit geringer Körnung backt das Mörtelpulver an den Mischerwandungen an. Von einem ausreichenden Mischeffekt kann bei der Verwendung von Freifallmischern zur Anmischung von Vergussmörteln nicht die Rede sein. |
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| Zwangsmischer
Bei Zwangsmischern drehen sich Mischerarme in einem feststehenden Rührbehälter. Diese Mischer zwingen (Zwangsmischer) das Mischgut über massive Scherkraft zur Durchmischung und erzeugen eine gute und gleichmäßige Mischqualität. Diese
Mischertypen werden häufig mit Mörtelpumpen kombiniert. |
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| Handmischgeräte
Bei Handmischgeräten muss auch auf den Zwangsmischeffekt des Mischens geachtet werden. Bohrmaschinen mit eingesetztem Mischquirl sind zum Anmischen von Vergussmörteln völlig ungeeignet, weil ein Aufscheren des Mischgutes nicht möglich ist.
Das Aufscheren des Mischgutes ist nur möglich, wenn ein
Doppelquirlmischer mit geringer Umdrehungsgeschwindigkeit verwendet wird. |
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BEBA - Doppelquirlmischer | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Das Anmischen der Vergussmörtel
ist, wie bei einem Zwangsmischer, bei Verwendung eines
Doppelquirlmischers, entsprechend durchzuführen.
Nach Vorlage von ca. 2/3 der gesamten Wassermenge in ein Mischgefäß wird der Trockenmörtel zugegeben und ca. 3 Minuten vorgemischt. Danach wird die Restwassermenge zugegeben und bis zur erforderlichen Mörtelkonsistenz nachgemischt. Für das Nachmischen sind weitere 2 Minuten Mischzeit erforderlich. Die Gesamt - Mischzeit beträgt mindestens 10 Minuten. Sollte der angemischte Verguss vor der Verarbeitung längere Zeit im Mischgefäß stehen bleiben, sollte vor der Verarbeitung noch einmal kurz durchgemischt werden. |
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| Fördern
Zum Fördern der angemischten Vergussmörtel eignen sich Schnecken und Kolbenpumpen. Schneckenpumpen sollten bevorzugt eingesetzt werden, da hiermit ein sehr gleichmäßiger Mörtelstrom durch das Fördern gewährleistet werden kann. Durch die dichte und homogene Mörtelkonsistenz sind bei sehr geringen Förderdrücken Förderweiten über 100 m möglich. Der Förderschlauchdurchmesser ist dazu lediglich vom verwendeten Größtkorn des Produktes sowie von der benötigen Fördermenge abhängig. |
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| Fördertechnik
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PFT N2 Vario Schneckenpumpe Diese Scheckenpumpe ist für eine Förderung von Mörteln bis zu einem Größtkorn von 4 mm bzw. 5 mm einsetzbar. Die Fördergeschwindigkeit kann über das Variogetriebe von 0 - 14 l /Minute eingestellt werden. Der Mörtel selbst muss mit einem separaten Mischer angemischt werden. |
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S5 Putzmeister - Schneckenpumpe mit aufgesetztem Zwangsmischer Mit dieser Maschinenausrüstung kann gleichzeitig gemischt und gefördert werden. Bei entsprechender Fördergeschwindigkeit kann immer ausreichend gemischtes Produkt zur Förderung bereitgestellt werden, sodass die Förderung nicht unterbrochen werden muss. |
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| Misch- und Fördertechnik
Bei der Misch- und Fördertechnik wird das Mörtelpulver in einen Vorratsbehälter eingefüllt. Von hier aus wird es in eine Mischeinheit gefördert und über die Umdrehungsgeschwindigkeit der Förderwelle in einem bestimmten Volumen der Mischeineinheit zugeführt. Unter dieser Voraussetzung ist es möglich, das Mischwasser unter konstant gleichmäßigem Druck einzuspritzen, wobei die Wasserzugabemenge als Skalenwert in der Dosierung l / h vorgenommen wird. Die Vergussmörtelkonsistenz wird über das vorgegebene Ausbreit- bzw. Fliessmaß am Schneckenausgang überprüft, bevor der Förderschlauch angesetzt wird. Vor dem Anschluss des Förderschlauches ist, zur Reduzierung der Mantelreibung im Schlauch, dieser mit Wasser durchzuspülen (gilt für alle Förderpumpen und -systeme). Zusätzlich wird vor dem Schlauchanschluss Zementschlämme in einer Menge von ca. 5 l in den Schlauch eingefüllt, um für das "Anfahren" die Mantelreibung deutlich zu reduzieren.
Sollte weder vorgenässt, noch
"vorgeschlämmt" werden, können Materialstopper im trockenen
Schlauch auftreten.
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Mai Misch- und Förderpumpe Bei der Mai Misch- und Förderpumpe befindet sich die Misch- und Fördereinheit unter dem Vorratsbehälter, sodass eine sehr gleichmäßige Pulverdosierung in die Mischeinheit gewährleistet wird. |
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PABEC II Vario Misch- und Förderpumpe
Bei der PABEC II Vario Misch- und Förderpumpe steht das Mischrohr senkrecht und das Trockenpulver wird durch eine Stahlwendel in das Mischrohr gefördert. Die Umdrehungs- und Fördergeschwindigkeiten können in Abhängigkeit zur Wasserzugabemenge (automatisch) nachgeführt werden |
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| Vergießen
Die PAGEL - VERGUSSMATERIALIEN sind in der Konsistenz so eingestellt, dass ein "honigartiges" Fließverhalten vorhanden ist. Das Produkt fließt langsam, dafür aber viel gleichmäßiger und homogener, als dies bei den meisten anderen Vergussprodukten der Fall ist. Das hat den Vorteil, dass ein gleichmäßiges Fließen über sehr lange Strecken erzeugt wird, ohne dass Entmischungserscheinungen auftreten. Gleichgültig, ob manuelle oder maschinelle Verarbeitung durchgeführt wird, es muss so viel Ausgangsmischung für das Vergussobjekt zur Verfügung gestellt werden, dass die Vergussarbeit nicht unterbrochen werden muss. Die Ausgangsmischung wird dazu üblicherweise mit ca. 2/3 der gesamt Wassermenge in einen Zwangsmischer eingegeben und ca. 3 Minuten vorgemischt. In dieser trockenen Form werden die chemischen Fließmittel sehr gut aufgeschlossen. Danach wird die erforderliche Restwassermenge nachgelegt und bis zur erforderlichen Mörtelkonsistenz nachgemischt. Allgemein reicht zum Nachmischen eine weitere Mischzeit von 2 Minuten aus. |
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| Kontinuierliches
Vergießen
Für den Verguss von kleinen Einzelauflagern oder einzelnen Maschinenauflagern wird die erforderliche Vergussmenge separat hergestellt und dann ohne Unterbrechungen (aus Mischpausen bedingt) eingegossen. Der Verguss wird bestmöglich von der Ecke der nichtsaugenden Schalung - ohne Umsetzen - eingegossen, bis er an der Gegenüberliegenden Seite ohne Lufteinschlüsse austritt. Ein Unterstochern ist zu vermeiden, da hierdurch ausschließlich Luft unter die Auflagerplatte eingebracht wird, die nicht mehr ausgetrieben werden kann. |
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| Verguss
großflächiger
Maschinenauflager
Bei großflächigen oder großvolumigen Vergussmaßnahmen kann mit separater und händischer Anmischung des Vergussmörtels ein kontinuierliches Anmischen nicht mehr sichergestellt werden. Der Einsatz von Misch- und Förderpumpen ist an dieser Stelle sehr sinnvoll. Wenn an der Eingussseite ein Einfülltrichter angesetzt wurde, kann der Verguss mit einer Misch- und Förderpumpe eingebracht werden. Misch- und Förderpumpen fördern allerdings nicht nur Mörtelgemisch, sondern auch eingemischte Luft. Beim Verfüllen von Vergussmörteln über Schlauchanschlüsse an der Schalung sollte ausschließlich mit Monopumpen verfüllt werden, um Lufteinschlüsse unter der Auflagerplatte zu vermeiden. Eine Kombination von Misch- und Förderpumpen mit Monopumpen ist durchaus sinnvoll. |
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| Nachbehandlung
Die Nachbehandlung eines zementgebundenen Baustoffes beinhaltet folgenden technischen Hintergrund:
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