DD267797A1

DD267797A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des frischbetonporengehaltes von kleinformatigen betonelementen

Info

Publication number: DD267797A1
Application number: DD31001487A
Authority: DD
Inventors: Eckhard Bohlmann; Frank Schwerin; Ewald Suchy; Rolf Hinneburg; Ute Triebe
Original assignee: Inst Bau & Grobkeramik
Priority date: 1987-12-07
Filing date: 1987-12-07
Publication date: 1989-05-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung des Frischbetonporengehaltes von kleinformatigen Betonelementen. In einem Behaelter von entsprechenden Abmassen, der mit einer definierten Fluessigkeit gefuellt ist, wird auf einer Unterlagsplatte ein Frischbetondachstein eingelegt und zerstoert. Die zur Berechnung notwendigen Messungen werden vor (A) und nach (B) dem Einlegen sowie nach der Zerstoerung (C) des frischen Dachsteins durchgefuehrt. Der Frischbetonporenraum (P) ergibt sich dann aus: P(BC) (BA)100%Die Messgroessen koennen Hoehen, Volumina oder Massensein. Durch die Bestimmung des Frischbetonporenraumes an Betondachsteinen wird die Vorhersage der spaeteren Festigkeit, Regensicherheit und Frostbestaendigkeit des ausgehaerteten Dachsteins moeglich. Vorrichtung und Verfahren sind daher ein Hilfsmittel fuer die Pruefling kleinformatiger Betonelemente bei der Produktionsueberwachung und -steuerung. Figur

Description

ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sofort anschließend an die Messung des Frisphbetonporenraumes des ersten Prüfkörpers ein zweiter Prüfkörper im gleichen Verfahren geprüft wird.

3. Vorrichtung zur Messung des Frischbetonporengehaltes an kleinformatigen Betonelementen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Behälter (1), welcher in seinen Abmessungen dem zu prüfenden Betonelement (7) entspricht, zwei Meßfühler (2) in definierten Höhen angebracht sind, welche über eine elektrische Schaltung mit einem an einem skalierten Zulaufbehälter (3) angebrachten Ventil (9) verbunden sind und das zum Zulaufbehälter (3) gehörende Zulaufrohr (8) unterhalb des niedrigsten Flüssigkeitsniveaus mündet, und unter dem Zulaufbehälter (3) eine Wägeeinrichtung (10) angeordnet ist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als 2 Meßfühler angeordnet sind.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren 'ind eine Vorrichtung zur direkten Messung des Frischbbtonporenraumes von , Betondachsteinen und andeien kleinformatigen Betonerzeugnissen. Die Bestimmung des Frischbetonporenraumgehaltes von Betondachsteinen ermöglicht Vorhersagen bezüglich der späteren Festigkeit, der Regensicherheit und der Frostbeständigkeit der Erzeugnisse und ist daher ein Hilfsmittel von entscheidender Bedeutung für die Produktionsüberwachung und -steuerung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Aus dem Stand der Technik sind mehrere Lösungen zur Bestimmung des Porenraumes bekannt. Alle bekannten technischen Lösungen sind jedoch nicht für die Frischbetonporenraummessung bei kleinformatigen Betonfertigerzeugnissen anwendbar.

Einige Lösungen beruhen auf dem Druckausgleich bzw. der Messung des Gasdruckausgleichs beim Eindringen des verwendeten Gases in den Porenraum. Die Nachteile dieser Verfahren bestehen in dem hohen apparatetechnis -.hen Aufwand und in den gesondert hergestellten und damit nicht mehr repräsentativen Prüfkörpern bzw. Bautoilausschnitt'in, die den Gesamtporenraum des ganzen Elementes nur ungenügend wiedergeben.

Ein weiterer Nachteil besteht in der notwendigen langen Prüfzeit.

Eine weitere Lösung ist in der Patentschrift DD 71636 dargestellt. Hier werden an Frischbetonproben, die einem Bauwerk oder einem Betonfertigteil entnommen werden müssen und durch Aufsprühen einer Klebelösung oder anderer geeigneter Umhüllungsmaterialien abgedichtet wordon sind, in einem mit gesättigter Zementlauge gefüllten, kalibrierton Topf mittels Schrauben-Mikrometer durch die Messung von Höhenunterschieden vor und nach der Zerstörung des Körpers die Frischbetonporenräume ermittelt, indem über eine vorgegebene Gleichung die gemessenen Höhenunterschiede bei bekanntem Topfdurchmesser in Volumen umgerechnet werden.

Nachtoil dieses Verfahrens ist, daß nur kleine speziell hergestellte Prüfkörper oder Bauteilausschnitte verwendet werden können.

Die bei der Entnahme von Bauteilausschnitten auftretenden Gefügezerstörungen in den Randzonen verfälschen das Meßergebnis.

Das vollständige Einsprühen cisonders von Proben aus relativ steifen Gemengen ist zeitaufwendig und birgt die Gefahr weiterer Gefügezerstörungen in sich, da die Probe mehrfach auf einer Gabel bewegt werden muß. Diese Prüfung ist für Elemente, wie

Betondachsteine, nicht anwendbar, da durch die notwendige Vergrößurung der Oberfläche des kalibrierten Topfes der mögliche Meßfehler die Größe des zu messenden Porenraumes erreichen kann. Hinzu kommt die Gefahr subjektiver Meßfehler bei der Handhabung der Mikrometerschraubo.

Weiterhin sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen der Beton im Unterteil eines zweigeteilten .'.ylindrischon Behälters extra verdichtet werden muß. Danach wird der obere Teil des Behälters, der ein graduiertes Röhrchen besitzt, aufgesetzt und bis zu einor Eichmarke mit Wasser gefüllt. Nach dem Zerstören des Betons wird die abgesunkene Flüssigkeit mit Alkohol wiederum bis zur Eichmarke aufgefüllt.

Der Hauptnachteil dieses Verfahrens ist die Notwendigkeit der Herstellung von speziellen, für das Bauteil, insbesondere für den Betondachstein, nicht repräsentativen Prüfkörpern. Weitere Nachteile sind die relativ hohen Ungenauigkeiten der M'jßergebnisse, da die Luft aus dem im Gefäß verdichteten Beton nicht restlos verdrängt werden kann bzw. da bereits beim Auffüllen des Wassers Luftproben im Beton gefüllt werden, sowie die unberücksichtigt bleibende Volumenkontraktion des Wasser-Zement-Systems.

Die Möglichkeit der Bestimmung des Frischbetonporenraumgehaltes über die Stoffraumrechnung ist für eine Produktionssteuerung und -ül erwachung ohne Bedeutung, da die für die Berechnung zugrunde gelegten theoretischen Werte dit tatsächlichen Abweichungen vom Sollmischungsverhältnis, die Wägeungenauigkeiten, Entmischungserscheinungon und Formgobungstoleranzen nicht berücksichtigen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Frischbetonporenraumes, die eine sofortige und dem wahren Porenraum entsprechende Untersuchung des Betondachsteins nach der Formgebung ermöglichen und damit im Voraus Aussagen zur Qualität des ausgehärteten Dachsteins bezüglich soiner Regensicherheit, seiner Festigkeit, Frostbeständigkeit und Maßhaltigkeit zulassen. Darüber hinaus soll der Hersteller in die Lage versetzt werden, bei schlechter Qualität in den Produktionsprozeß einzugreifen und Fehler auszuschalten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine genaue Bestimmung des Frischbetonporenraumes von Betondachsteinen bzw. kleinformatigen Bauelementen entsprechend der im Ziel der Erfindung genannten Kriterien ermöglichen. Hierbei sollen die bei den bereits bekannten technischen Lösungen festgestellten Mängel, die deren Anwendbarkeit für die Frischbetonporenraummessung bei Betondachsteinen nicht zulassen, beseitigt werden. Erfindungsgemäß wird das unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch erreicht, daß in einem Behälter, der in seinen Abmessungen dem zu prüfenden Element, vorzugsweise Betondachstein, entspricht mindestens zwei oder mehr Meßfühler in definierter Höhe angebracht sind, diese Meßfühler wahlweise einstellbare Anschlüsse zur Registrierung des Kontaktes zwischen Meßfühler und Flüssigkel'.soberfläche besitzen und bei Kontakt mittels einer herkömmlichen elektrischen Schaltung den über dem Behälter montierten regelbaren Zulauf schließt oder bei Unterbrechung des Kontaktes öffnet. Dieser Zulauf, dessen Auslauf unterhalb des geringsten Flüssigkeitsstandes liegt, ist mit einem skalierten und/oder mit einer Wägeeinrichtung gekoppelten Flüssigkeitsvorratsbehälter verbunden. Das frisch ausgeformte kleinformatige Betonelement, vorzugsweise Betondachstein, wird mit geeichter Prüfpalette, deren Unterseite so ausgebildet sein muß, daß keine Lufteinschlüsse möglich sind, wie bekannt, mit einem geeigneten UmhUllungsmaterial beschichtet und in einen zum Teil mit Zementlauge gefüllten Behälter getaucht, wobei jedoch der Behälter den genannten Bedingungen entsprechen muß. Die Menge der Zementlauge ist durch den Kontakt der Flüssigkeitsoberfläche mit dem unteren Meßfühler bestimmt. Das Volumen der Elemente ergibt sich als Differenz zwischen dem bekannten Behältervolumen zwischen den Ebenen des unteren Meßfühlers und des darüberliegenden Meßfühlers und dem nach dem Umschalten auf den oberen Meßfühler und damit dem Lösen des Kontaktes mit der Flüssigkeit bis zum Kontakt mit dem oberen Meßfühler zulaufender Ftüssigkeitsmcnge, deren Volumen über die Skalierung bzw. über die Wägeeinrichtung am Vorratsbehälter bestimmt wird. Nach dem bereits bekannten Zerstören der Probe sinkt der Flüssigkeitsspiegel ab, da die Porenluft entweicht. Der fehlende Kontakt mit dem zweiten Meßfühler bewirkt eine Öffnung des Zulaufes bis zum erneuten Kontakt. Das zugelaufene Flüssigkeitsvolumen entspricht direkt dem Porenvolumen

Der Frischbetonporenraum wird über folgende Formel errechnet:

A-100

B-C-D'

A = die Flüssigkeitsmenge ist, die notwendig ist, um nach Zerstörung des Frischbetonformlings wieder auf das Niveau des

zweiten Meßfühlers zu kommen; B = die Flüssigkeitsmenge ist, die dem definierten Gesamtvolumen zwischen dem ersten und dem zweiten Meßfühler

entspricht; C = die Flüssigkeitsmenge ist, die benötigt wird, um nach Einbringen der Prüfpalette mit dem Formling das Niveau des zweiten Meßfühlers zu erreichen;

D - die Flursigkeitsmenge ist, die dem Volumen der geeichten Prüfpalotte entspricht. Darüber hinaus können aus den erhaltenen Meßergebnissen weitere Schlußfolgerungen gezogen werden. Der Wert A entspricht der absolut im Frischbeton enthaltenen Luftmenge und ermöglicht Rückschlüsse auf die Verdichtungsintensität bzw. auf die Einhaltung der Mischungsrezoptur.

Der Term B-C-D repräsentiert das Volumen dos voll ausgeformten Steines und ermöglicht Rückschlüsse auf die Maßhaltigkeit des Erzeugnisses und auf den Verschleißgrad der Formgebungseinrichtung. Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazu gehörige Zeichnung zeigt eine Ansicht dor Vorrichtung. Eine geeichte UnterLgspalette, deren Unterseite durch Kunstharz so ausgeglichen wurden, daß keine Lufteinschlüsse möglich

sind, wird vor dem Botondachsteinfertiger auf das Transportband gelegt. Nach der Formgebung wird die Palette mit dem frischausgeformten Stein dem Fertigungsprozeß entnommen. Nach dem Versiegeln der Frischbetonoberfläche mit Paraffin wird der

Stein mit der Prüfpalette in den bis zum erstun Meßfühler mit gesättigter Zementlauge gefüllten Behälter eingesetzt. Das Umschalten des Meßkontaktes vom ersten zum zweiten Meßfühler bewirkt die Öffnung des Zulaufs bis zum Kontakt der Flüssigkeitsoberfläche mit dem zweiten Meßfühler. Die eingeleitete Flüssigkeitsmenge wird registriert. Irr Anschluß daran wird der Frischbotondachstein mittels einer Harke vollständig zerstört. Die eingeschlossene Luft entweicht,

u'id das Flüssigkeitsniveau sinkt ab. Da der Kontakt des Meßfühlers mit der Wasseroberfläche nun nicht mehr gegeben ist, läuft

Wasser bis zum erneuten Kontakt zu. Die verwendete Harke muß während des gesamten Meßvorganges Im Wasserbecken verbleiben. Der Frischbetonporenraum wird nach der Formel

A-100

B-C-D

errechnet.

Versuchsmessungen in einer Betondachsteinanlage haben ergeben, daß Frischbetonporenräume bei Doppelrömern bis 8% und Firststeinen bis 4% einen dichten Dachstein garantieren. Bei höheren Porenräumen war die Regensicherheit nicht mehr

gegeben.

Damit ist die Möglichkeit gegeben, auf Fehler im Herstellungsprozeß noch auf der Naßseite zu reagieren und somit die Ausschußquote zu senken. Die oben angegebenen Grenzwerte sind natürlich rohstoff- und anlagenspezifisch und müssen für

jeden Standort neu ermittelt werden.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind, daß man zum einen das gesamte Bauelement, vorzugsweise den Betondachstein,

prüfen kann und damit den tatsächlichen Porenraum erfaßt und zum anderen, daß man während des Produktionsprozesses kurznach der Formgebung chargenbezogene Daten erhält, die eine sofortige Fehlerfeststellung und -beseitigung ermöglichen. Derdafür notwendige meßtechnische Aufwand ist gering. Subjektive Beeinflussung bei der Datenerfassung ist ausgeschlossen.

Durch diese Prüfmethode kann auf weitere Simulationsverfahren verzichtet werden. Die Prüfdichte kann je nach Erfordernis variabel gestaltet werden. Des weiteren kann die Meßeinrichtung für einfache Volumenmessungen und damit auch zur Dichtebestimmung genutzt werden.

Claims

1. Verfahren zur Messung des Frischbetonporengehaltes an kleinformatigen Betonelementen, wobei der Prüfkörper durch Aufsprühen von geeignetem Abdichtmaterial umhüllt wird, in eine gesättigte Zementlauge getaucht und dort zerstört wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem dem frisch ausgeformten kleinformatigen Betonelement angepaßten Behälter über einen Zulauf ein durch einen Meßfühler 1 bestimmtes Flüssigkeitsniveau eingestellt wird, der Prüfkörper mit Prüfpalette auf den Behälterboden abgesenkt wird, die Meßeinrichtung auf den Meßfühler 2 umgeschaltet und damit das Zuflußventil solange geöffnet wird, bis das Niveau des Meßfühlers 2 erreicht wird, der Prüfkörper zerstört wird, damit der Kontakt zum Meßfühler 2 abreißt, das Zuflußventil solange geöffnet wird, bis das Niveau des Meßfühlers 2 wieder erreicht ist, wobei die beschriebenen Volumenänderungen an einem skalierten Zulaufbehälter oder einer Wägeeinrichtung abgelesen werden, und der spezifische Porenraum des Frischbetonelementes nach der Formol

A-100

B-C-C