Kornzertrümmerung beim Mischen von Leichtbetonen
Die Verwendung von Leichtbetonen für die Herstellung von Mauersteinen und Fertigteilen liegt im Trend. Die Zuschlagstoffe werden in verschiedenen Korngrößen angeboten, die Einsatzmengen in den Rezepturen folgen vorgegebenen Sieblinien. Die Sieblinie bestimmt die Eigenschaften des ausgehärteten Festbetons. Beim Mischen des Betons können Leichtzuschläge durch Reibung zerkleinert werden, Einklemmen zwischen Mischwerkzeug und Wandung führt zu Kornbruch, die Sieblinie verschiebt sich, die Eigenschaften des Betons ändern sich. Bei herkömmlichen Zwangsmischern sind die Vorgänge zudem deutlich abhängig von Mischergröße und Mischzeit. Untersuchungen belegen, dass der Eirichmischer weniger Kornzertrümmerung bewirkt und eine gleichmäßigere Produktion ermöglicht.
Bei Leichtbetonen wird die im Vergleich zu Normalbeton geringere Rohdichte durch den Einsatz leichter Zuschlagstoffe erreicht, die einen hohen Anteil an Luftporen aufweisen und damit die Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffes erniedrigen. Die Leichtzuschläge können natürlich vorkommende Mineralien oder auch künstlich hergestellte mineralische Stoffe sein. Zu den natürlich vorkommenden Zuschlägen zählen Naturbims (aus dem in Deutschland im Neuwieder Becken schon seit Mitte des 19. Jahrhunderts Mauersteine hergestellt werden) und Lavaschlacken / Schaumlava. Heute werden verstärkt künstlich hergestellte Leichtzuschläge eingesetzt; Beispiele sind Blähton oder Blähschiefer. Natürliche Gesteine werden industriell aufbereitet, um die gewünschte Porigkeit zu erhalten. Die Rohstoffe werden fein aufgemahlen, granuliert und in Drehrohröfen aufgeschäumt. Das Endprodukt sind runde Gesteinskügelchen, die zum einen viele Luftporen enthalten, und zum anderen über eine weitgehend geschlossene Oberfläche verfügen, weshalb sie nur wenig Wasser aufnehmen. In ähnlicher Weise wird heute Altglas aufgemahlen und daraus Blähglas hergestellt, welches eine besonders dichte Sinterhaut aufweist.
Die Normen unterscheiden gefügedichten und haufwerksporigen Leichtbeton. Beim gefügedichten Beton kann die Sieblinie der eines Normalbetons entsprechen; der einzige Unterschied ist, dass anstelle dichter Zuschlagstoffe Leichtzuschläge verwendet werden. Beim haufswerksporigen Leichtbeton, der deutlich geringere Rohdichten ermöglicht, werden die Gesteinskörnungen so ausgewählt, dass zwischen den Körnern möglichst viel Hohlräume bleiben. Die Körner werden beim Mischen mit Bindemittelleim umhüllt und kleben beim Abformen an den Berührungspunkten zusammen.
Beim Mischen des Betons wird zunächst die leichte Gesteinskörnung mit Wasser benetzt, erst danach werden Zement und andere pulverförmige Stoffe zugegeben. Flüssige Zusatzmittel werden dem restlichen Anmachwasser zugegeben. Empfehlungen für die Mindestmischdauer von gefügedichtem Leichtbeton sind 90 Sekunden, nach Zugabe aller Bestandteile, gegenüber 30 - 60 s für Normalbeton. Es ist literaturbekannt, dass dem Mischprozess stets ein Entmischungsprozess überlagert ist, weshalb man in herkömmlichen Mischern nicht beliebig lange mischen darf. Die jeweils beste erreichbare Mischgüte stellt sich nach einer bestimmten Zeit ein. Mischt man länger, verschlechtert sich die Mischgüte.
Beim Mischen von Leichtbetonen ist nicht nur die Mischgüte ein Kriterium, sondern auch die beim Mischen auftretende Kornzertrümmerung. In herkömmlichen Mischern laufen die Mischwerkzeuge boden- und wandnah, um das gesamte Mischgut zu bewegen und dabei zu mischen. Zwischen Werkzeuge und Mischergehäuse klemmt sich Körnung ein und wird gebrochen, die Sieblinie verschiebt sich, die Wasseraufnahme wird erhöht. Der Effekt ist zudem abhängig von der Mischergröße (größere Mischer brauchen mehr Mischwerkzeuge) und von der Mischzeit. Abhilfe durch Vergrößerung der Abstände zwischen Mischwerkzeugen und Mischergehäuse ist nur bedingt möglich, soll doch nichts auf dem Boden ungemischt liegen bleiben.
Auch für Leichtbetone bewährt sich eine andere Mischtechnik – das Mischsystem Eirich. Beim Eirichmischer (als Weiterentwicklung des 1906 von Eirich erfundenen Planetenmischers) wird das Mischgut durch einen drehenden, schräg stehenden Behälter transportiert. Das Mischen übernimmt ein schnell drehendes Mischwerkzeug, Wirbler
genannt, das im Mischbehälter praktisch keinen Bodenkontakt hat. In Verbindung mit einem stationären Wand- und Bodenabstreifer und zwei kleinen Bodenabreinigungsmessern am Wirbler ergeben sich zum einen deutlich weniger Reibung und Verschleiß und zum anderen weniger Kornzertrümmerung. Und weil das Mischgut innerhalb einer Umdrehung des Behälters durch Wirbler und Boden-Wandabstreifer vollständig umgewälzt wird, mischen diese Mischer ohne Entmischen. Auch die Abhängigkeit der Kornzerstörung von der Mischergröße ist stark reduziert. Eirichmischer der Baureihe R haben in Baugrößen zwischen 1 und 3000 Liter nur ein einziges bewegtes Mischwerkzeug. Weniger Werkzeuge bedeutet: Es klemmt sich weniger Mischgut ein, es erfolgt weniger Kornzertrümmerung. Basierend auf dem Umstand „weniger Werkzeuge“ zeigt sich das Upscaling als wesentlich einfacher.
Für Interessierte stehen an allen Eirich-Standorten Technikumseinrichtungen zur Verfügung, in denen die Vorteile einer besseren Mischtechnik aufgezeigt werden können.
Weitere Informationen:
Ansprechpartner: Stefan Berberich, E-Mail: stefan.berberich@eirich.de