Die Bedeutung des Rotationsverdi by wulinqing

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									     BETONTECHNIK


                Controls S.R.L., 20063 Cernusco s/N. (Mi), Italien


     Die Bedeutung des Rotationsverdichters
     für die Produktion von sehr steifem Beton
     Frischer Beton wird gewöhnlich als sehr steif an-                              verdichtet wird. Diese Arbeitsgänge beinhalten
     gesehen, wenn der “Slump“-Wert unter 2 cm                                      eine Scherverdichtung, die eine optimale Verdich-
     liegt, beziehungsweise wenn die Setzungszeit “Ve                               tung der Komponenten erzeugt. Mit dem Rota-
     – Be” mehr als etwa 5 Sekunden beträgt. Daher                                  tionsverdichter kann die Verdichtung des frischen,
     ist er eine konsistente Masse, die bei der Verar-                              sehr steifen Betons anschaulich im Labor reprodu-
     beitung durch Druck, kombiniert mit Vibration,                                 ziert werden, indem senkrechter Druck mit einer
     beziehungsweise durch Walzen oder Extrusion                                    Drehbewegung kombiniert wird.

             Pietro Ferrari, Controls S.R.L., Italien       Geringfügige Änderungen der Kompo-             wobei:
                                                            nenten verursachen erhebliche Unter-           • Pi den Prozentsatz an Gewicht der in
     Anwendungsbereich                                      schiede der Leistungsfähigkeit der Rezep-        der Mischung verwendeten Materia-
     der Prüfmaschine                                       turen. Daher sind eine sorgfältige Planung       lien darstellt.
                                                            der Rezepturen mit genauer Justierung          • RDi die relative Dichte jeder Kompo-
     Der Anwendungsbereich des Rotations-                   der Dosierung der Komponenten und eine           nente, ausgedrückt in kg/cm3 darstellt
     verdichters reicht von Betonwarenproduk-               häufige Kontrolle der Qualität von wesent-       und “i” ersetzt wird durch die Symbo-
     ten über den Straßenbau bis hin zum Bau                licher Bedeutung.                                le “c”, “f”, “ca”, ”fa” and “w” , die je-
     von Dammkonstruktionen.                                Der Rotationsverdichter ist für diesen Zweck     weils Zement, Flugasche, grobe Zu-
     Im Wesentlichen gehört es zu den beson-                besonders nützlich, da er über die volu-         schläge, feine Zuschläge und Wasser
     deren Eigenschaften des verdichteten,                  metrischen Eigenschaften von frischem,           darstellen.
     sehr steifen Betons, der zur Herstellung               sehr steifen Beton schon während der Ver-      • Der Porenanteil wird durch das pro-
     von Betonwaren verwendet wird, wie z.B.                dichtung Aussagen zu den späteren                zentuale Verhältnis zwischen dem
     Pflastersteine, Mauersteine, Hohlsteine,               Eigenschaften ermöglicht.                        Unterschied zwischen der theoreti-
     Platten, Dachsteine und Straßenbefesti-                Um die optimale Rezeptur zu bestimmen            schen Dichte („TMCD“) und der ge-
     gungen, dass er frei von Schrumpfeffekten              und die Produktion prüfen zu können,             messenen Dichte selbst berechnet:
     mit dementsprechender Bildung von Ris-                 muss man Bezug nehmen auf die volume-
     sen und Volumenänderungen ist, seine                   trischen Eigenschaften des frischen Betons
     Form nach dem Entschalen unverändert                   und dabei seine sämtlichen Komponenten                      TMCD – d
     beibehält und ein ästhetisches Aussehen                berücksichtigen:                                 VA% =                    x 100
     des Produkts sicher stellt.                            • Zuschläge (Sand, Gesteinskörnungen,                         TMCD
     Was den Beton für Deiche und den                           eventuell auch besondere Zusatzstoffe
     Straßenunterbau anbetrifft, bestehen                       wie Flugasche etc.)
     hauptsächlich Anforderungen hinsichtlich               • Zement
     der Konsistenz und der mechanischen                    • Wasser und verflüssigende Zusätze
     Eigenschaften, wie Druckfestigkeit und                 und zwar, um die Entwicklung der Dichte
     Zugfestigkeit, zu verschiedenen Zeitpunk-              der Mischung während der Verdichtung
     ten.                                                   zu kontrollieren (Verdichtungsgrad und
                                                            Luftporenanteil) und in Bezug zu stellen zu
                                                            der aufgebrachten Verdichtungsenergie.
                                                            Die volumetrischen Parameter beziehen
                                                            sich auf die maximale theoretische Dichte
                                                            der Mischung; während der Verdichtung
                                                            neigen ihre Werte dazu, sich denjenigen
                                                            Werten zu nähern, die für diese maxima-
                                                            le theoretische Dichte berechnet wurden,
                                                            die auch „TMCD“ (Theoretical Constitu-
                                                            ent Maximum Density) genannt wird.

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     Rotationsverdichter von Controls S.R.L.                                                               Funktionsweise des Rotationsverdichters

68   BWI – BetonWerk International – Nr. 5 – Oktober 2006                                                                                  www.cpi-worldwide.com
                                                         BETONTECHNIK


Das Prinzip dieser Methode                                                                                                Einfache Reinigung bedeutet
                                                                                                                        größere Effektivität. Das ist der
                                                                                                                         Grund dafür, dass Haarup ein
Die aus frischem Beton bestehende Probe wird mit Hilfe einer kon-
                                                                                                                    eigenes Spülsystem entwickelt hat,
tinuierlichen Knetwirkung durch Scherkräfte und Druck verdichtet.
                                                                                                                   das einen besseren und schnelleren
Wie bereits erwähnt, besteht diese Verdichtung im Wesentlichen
                                                                                                                              Mischprozess absichert.
aus der Kombination von senkrechtem Druck und einer drehen-
den, waagerechten Scherbewegung.

• die waagerechte Scherbewegung bei konstantem senkrech-
  tem Druck verursacht eine gegenseitige Annäherung der
  Zuschläge bei dementsprechender Zunahme der Dichte.

• Der konstante senkrechte Druck, der in der Maschine aufge-
  bracht wird, wird durch die von den oberen und unteren
  Druckplatten ausgeübte Kompression der Materialprobe im
  Prüfzylinder erzielt. Während des Versuchs erzeugt die Dreh-
  bewegung des Zylinders jeweils die gewünschte Scherwir-
  kung in der Probe. Diese Verdichtung kann dabei wie folgt
  dargestellt werden:
  • Die Geometrie des Probestücks besteht aus einem Zylin-
     der mit leicht geneigten Enden. Während des Versuchs
     dreht sich diese Neigung ( ) um die Mittelachse des
     Zylinders (Abb. 2). Eine vollständige Drehung stellt einen
     Rotationszyklus dar (n).
  • Nach Einstellung des Drehwinkels “ ”, wird bei jedem
     Versuchszyklus eine Scherbewegung im Innern des Mus-
     ters erzeugt. Die Scherwirkung wird erklärt, indem das
     Probestück in finite Elemente unterteilt wird, wobei die
     Scherspannung durch die gegenseitige Verschiebung der
     nebeneinander liegenden Elemente entsteht. Die entspre-
     chende Verformungskraft kann durch Messung des Dreh-
     moments quantifiziert werden, das auf die Kompressions-
     platte der zylindrischen Form ausgeübt wird.



                                                                                                                       Effektiv und präzise
Modelle der Prüfmaschine

Zwei Ausführungen des von Controls S.R.L. hergestellten Rota-
tionsverdichters werden vorgestellt:
                                                                                                                       Wenn man heute Geld verdienen will, braucht man effektive Aus-
• Das Modell in der Standardausführung 54 – C0252/C                                                                    rüstung, und Haarups Mischer ist wahrscheinlich der effektivste
• Das Modell in der Forschungs-Ausführung 54 – C0251/A                                                                 Mischer auf dem Markt. Das liegt an seiner robusten, präzisen
                                                                                                                       Konstruktion, die alle 11 verschiedenen Größen von 300 l bis 4500 l
Beide Modelle wurden speziell für Versuche an frischem, sehr                                                           kennzeichnet.
steifen Beton entwickelt und werden voll den spezifischen Eigen-
                                                                                                                       Haarup stellt die Mischer in eigener Fabrik her, und das ist auch einer
schaften der Nordtest Method NT BILD 427 gerecht.
                                                                                                                       der Gründe dafür, dass Haarups ausreichend bemessener Getriebe-
                                                                                                                       kasten mit 5 Jahren Garantie geliefert wird.
Die spezifischen Eigenschaften der beiden Modelle werden in
der nachstehenden Tabelle aufgezeigt, um die Unterschiede zwi-
schen dem Standardmodell und dem Forschungsmodell hervor-
zuheben:


                        Pietro Ferrari (1934), Product Manager der Firma CONTROLS SRL –
                        Mailand – Italien, eines weltweit führenden Unternehmens für die
                        Herstellung von Versuchsmaschinen und –geräten für Baumaterial.                                                                Haarup Maskinfabrik a/s
                        Diplom in Chemie an der Universität von Pavia im Jahr 1959.                                                                    Haarupvej 20
                        Mitglied des Ausschusses UNI für Versuche an Bitumenkonglomeraten                                                              DK-8600 Silkeborg
                        und Beauftragter UNI bei der Arbeitsgemeinschaft European                                                                      Fax:    +45 86 84 53 77
                        Standards CEN/TC227/WG1 für Versuche an bitumenhaltigen                                                                        Tel.:   +45 86 84 62 55
                        Materialien.                                     pferrari@controls.it                                                          E-mail: haarup@haarup.dk
                                                                                                                                                       Web: www.haarup.dk
www.cpi-worldwide.com                                       BWI – BetonWerk International – Nr. 5 – Oktober 2006
     BETONTECHNIK


        Modell                                                      54-C0252/C                           54-C0251/A
        Größe des Probestücks                                           100 mm Durchmesser x 90 ÷ 130 mm Höhe
        Neigungswinkel (geeicht mit ILS)*                   40 mrad (2° 17”) fix                  Einstellbar von 0-50 mrad (2° 86”)
        Anzahl der Zyklen                                                           einstellbar von 2-512
        Drehgeschwindigkeit                                                     30-120 Zyklen/min, einstellbar
        Senkrechter Druck                                                          60-320 kPa, einstellbar
        Pneumatikzylinder                                   einer, 63 mm Durchmesser              zwei; je 50 mm Durchmesser
        Max. Luftdruck                                                                       8 bar
        Anschluss an gefilterte Luft 5 µ                                                 max 10 bar
        Messung des senkrechten Drucks                      Ein Manometer; Skala 0-10 bar         Zwei Manometer; 0-10 und 0-4 bar
        Scherkraftmessung                                   Nein                                  Ja, durch integrierte Lastzelle
        Gewicht des Geräts                                  Etwa 55 kg                            Etwa 95 kg                               * Internal Load
        Abmessungen                                         35 x 48 x 93 cm                       50 x 60 x 110 cm                         Simulator

     Beide Modelle werden von normalen                             Aus der Verdichtungskurve, die in Echtzeit             gewöhnlich mit einer erheblichen
     Desktop- oder Laptop-Computern mit zwei                       vom Programm ICT WINDOWS gezeich-                      räumlichen Stabilität im Zustand des
     installierten Softwareprogrammen gesteu-                      net wird, (vgl. Diagramm “Dichte/Anzahl                frischen, verdichteten Betons einher.
     ert:                                                          der Zyklen” in Abb. 3, grüne Linie) kön-
                                                                   nen folgende Schlüsse gezogen werden:               Im Gegensatz dazu besitzen Mischun-
     1. Programm ICT (“Intensive Compaction                        • Die Verdichtungskurve beschreibt das              gen, die nur eine leicht geneigte Verdich-
        Testing”) WINDOWS® (Abb. 3), mit                              Verhalten der Rezeptur in Bezug auf              tungskurve aufweisen, eine ungünstigere
        Hilfe dessen in Echtzeit die                                  den maximal erzielbaren Verdich-                 Verdichtbarkeit und gewöhnlich auch eine
        Verdichtung und die Dichte in Bezug                           tungsgrad, die maximale Dichte bei               geringere räumliche Stabilität im frischen,
        auf die Höhe des Probestücks und die                          Zunahme der Verdichtungsenergie.                 verdichteten Zustand.
        Anzahl der Umdrehungen aufgezeich-                         • Eine hohe Verarbeitbarkeit wird durch             Dank der hohen Sensibilität des Rotations-
        net werden. Bei dem Modell 54 –                               eine frühe Zunahme der Dichte bei                verdichters kann auf diese Weise die Zu-
        C0251/A. in der Forschungsversion                             einer bestimmten Anzahl von Dreh-                sammensetzung und die Kornform des Zu-
        werden in Echtzeit mit der Zyklenzahl                         zyklen angezeigt.                                schlags, die Dosierung des Zements, des
        auch die Werte der Scherkraft, ausge-                      • Im Gegensatz dazu verlangt eine                   Wassers und eventueller Zusatzstoffe und
        drückt in KN/m2, gemessen und auf-                            niedrige Verarbeitbarkeit eine höhere            Zusatzmittel optimiert werden.
        gezeichnet.                                                   Verdichtungsenergie, mehr Drehzyklen
     2. EXCEL® Macro, mit dem mit der                                 und/oder größeren senkrechten                    Durch entsprechendes Abwägen dieser
        Zyklenzahl folgende Parameter in                              Druck, um eine bestimmte Dichte zu               konträren Verhaltensweisen, die durch die
        Zusammenhang gebracht werden:                                 erzielen.                                        installierten Programme deutlich ange-
        • Höhe des Probestücks (mm),                               • Mischungen, die eine steile Verdich-              zeigt werden, hat der Betontechnologe
        • Dichte (kg/m3),                                             tungskurve aufweisen, zeigen eine                damit die Möglichkeit, die für den jeweili-
        • Porenanteil in % der frischen, ver-                         hohe Verdichtbarkeit an. Ihre Struktur,          gen Anwendungsfall und dessen spezifi-
           dichteten Mischung (AV)                                    die sich durch eine besondere Dosie-             sche Erfordernisse am besten geeignete
        • Porenanteil in % der Zuschläge                              rung von Zement, Wasser, Zusätzen                Mischung zu wählen und die Verarbeit-
           (VMA)                                                      und Zuschlägen mit hoher Splittrigkeit           barkeitseigenschaften entsprechend zu
        • Porenanteil in %, die mit Zement                            auszeichnet, erfordert viel Verdich-             optimieren.
           gefüllt sind (VFC).                                        tungsenergie. Diese Eigenschaft geht             Sinnvolle Beispiele für die Beurteilung der
                                                                                                                       Verarbeitbarkeit von sehr steifem Beton:

                                                                                                                       • Die Produktion von Dachsteinen, die
                                                                                                                         eine bessere Verarbeitbarkeit im Ver-
                                                                                                                         gleich zu der Produktion von Rohren,
                                                                                                                         Platten und Pflastersteinen erfordern.
                                                                                                                       • Die Herstellung von Spannbetonfertig-
                                                                                                                         decken mittels Extrudern bedarf einer
                                                                                                                         Verarbeitbarkeit, die zu der hohen
                                                                                                                         Verdichtungssenergie mit der ent-
                                                                                                                         sprechenden Scherwirkung passt.
                                                                                                                       • Der Beton für den Straßenbau und für
                                                                                               Musterausdruck            Deiche muss so angepasst werden,
                                                                                               des „Intensiv-            dass bei dem Walzbeton eine hochst-
                                                                                               Verdichtungspro-          mögliche Verdichtungsenergie einge-
         3
                                                                                               gramms“ (ICT)             bracht werden kann.

70   BWI – BetonWerk International – Nr. 5 – Oktober 2006                                                                                              www.cpi-worldwide.com
     BETONTECHNIK


     Gewöhnlich geht eine hohe Verdichtbar-                     Bei dieser Ausführung der Maschine lie-       • Da die Zementslurry aus einer Was-
     keit mit einem hohen Formänderungs-                        fert das Versuchsprotokoll eine Tabelle mit     sersuspension von hydrierten Zement-
     widerstand des frischen, verdichteten                      den Werten der Scherkraft [kN/m2] zu-           komponenten, feinen Zuschlägen und
     Betons einher.                                             sammen mit den übrigen volumetrischen           eventuellen Zusatzmitteln besteht, be-
                                                                Parametern. Gewöhnlich nimmt die Scher-         stimmt das Absetzen von Slurry den
     Scherkraftmessung                                          kraft am Anfang des Versuchs bis zu             Grenzwert, über den hinaus eine wei-
                                                                einem Höchstwert zu, und danach wieder          tere Verdichtung, gewöhnlich in der
     Die Messung der Scherkraft, die konti-                     ab – entweder bis zum Ende des Tests,           Nähe von 100%, nicht mehr möglich
     nuierlich bei jedem Drehzyklus der Ma-                     oder schon vorher, was von den plasti-          ist, ohne die Homogenität und Quali-
     schine Modell 54 – C0251/A in der For-                     schen Eigenschaften des Betons abhängt.         tät der Mischung zu verändern.
     schungsausführung durchgeführt wird, er-
     möglicht für Experten noch detailliertere                  Vorhandene Rechtsvor-                         • Der durch eine voreingestellte Zyklen-
     Betrachtungen der Rezepturen, insbeson-                    schriften und Literatur                         zahl vorgegebene Grenzwert, über
     dere in Bezug auf die Qualitätskontrolle                                                                   den hinaus die Rotationsmaschine
     und bei der Rezepturoptimierung.                           Die “Nordtest Scandinavian Institution”         automatisch stoppt, ergibt sich wegen
     Wie bereits erwähnt wird die Material-                     hat das Versuchsverfahren entwickelt und        des Konzepts des „ICT Index“ (Inten-
     probe von den senkrechten Wänden der                       die Kriterien bestimmt, mit denen die Ver-      sive Compaction Test Index). Der „ICT
     zylindrischen Form und den oberen und                      dichtungsenergie, die durch einen Rota-         Index“ wird definiert als Druck (bei-
     unteren Druckplatten der Form selbst ein-                  tionsverdichter erzeugt wird, mit einem         spielsweise der senkrechte Druck auf
     geschlossen. Die oberen und unteren Plat-                  sehr steifen Beton assoziiert werden kann       die Druckplatten der Testmaschine),
     ten werden mit konstantem Druck beauf-                     („Nordtest Method NT BUILD 427“ –               multipliziert mit der Anzahl der Rota-
     schlagt, und die Formänderungskraft er-                    Abb. 4).                                        tionsbewegungen, bei denen sich die
     gibt sich aus dem Drehmoment des Zylin-                                                                    oben erwähnte Slurry absetzt. Bei-
     ders, das wiederum von der Reibung der                     Das Schriftstück legt folgende Versuchs-        spielsweise beträgt bei einem bei 80
     Bestandteile des Betons abhängig ist. Die                  spezifikationen fest:                           Zyklen gemessenen „slurry limit“ und
     Richtung des Momentenvektors, senkrecht                                                                    einem senkrechten Druck von 1,6 bar,
     zur Rotationsachse des Zylinders, dreht sich               • Durchmesser der zylindrischen Form:           der „ICT Index“ 1,6 bar* 80 Zyklen =
     horizontal gemeinsam mit der Rotationsbe-                    100 mm                                        128. Der „ICT Index“ kann als eine
     wegung, während die Relativkraft gegen                     • Volumen des Probestücks: 0.78-0.86            Variable angesehen werden, die sich
     die Druckplatten des Zylinders wirkt, wo                     dm3 bei einer Höhe der Probe von 100          zur Bestimmung der Verdichtungsener-
     sie mittels Lastzellen gemessen wird.                        -110 mm                                       gie eignet.
                                                                • Auf den senkrechten Druckzylinder auf-
                                                                  gebrachter Pneumatikdruck: 4 bar            • Der Abbruch des Versuches bei einer
                                                                  (160 kPa Senkrechtdruck am Probe-             vorgegebenen Dichte der Probe kann
                                                                  stück)                                        sinnvoll sein, wenn mit anderen Test-
                                                                • Drehgeschwindigkeit eingestellt auf 60        methoden, beispielsweise Druckfestig-
                                                                  Zyklen/Min.                                   keitsuntersuchungen an erhärteten Pro-
                                                                • Neigungswinkel: 40 mrad (2° 17”)              bekörpern, verglichen werden soll, um
                                                                • Größtkorn des Zuschlags: 20 mm                die mechanischen Eigenschaften und
                                                                                                                die Dauerhaftigkeit individueller Pro-
                                                                Bei Mischungen mit besonderen Erforder-         dukte und Produktionseinrichtungen zu
                                                                nissen können andere Versuchsbedingun-          kalibrieren.
                                                                gen angewendet werden.
                                                                                                              Neuerdings hat in den Vereinigten
                                                                Nach der “Nordtest Method” werden             Staaten das Interesse an dem Rotations-
                                                                drei Kriterien festgelegt, mit denen die      verdichter für Versuche an frischem, sehr
                                                                Grenzwerte der Dauer des Rotationsver-        steifen Beton zugenommen. In dem Be-
                                                                dichtungsversuchs bestimmt werden kann:       richt “Improved Management of RCC
                                                                1. Auftreten von reiner Wasser-Zement-        Pavement Technology”, der von der Uni-
                                                                   Schlämme („slurry limit“)                  versität von Alabama veröffentlicht wurde,
                                                                2. Erreichen einer vorgegebenen Zyklen-       wird eine umfangreiche Diskussion über
                                                                   zahl des Rotationsverdichters              die Herstellung und die Eigenschaften von
                                                                3. Erreichen einer vorgegebenen Dichte        gewalztem Beton für Deiche (RCC,
                                                                   der Werkstoffprobe                         “Rolled Compacted Concrete”) präsen-
                                                                                                              tiert. In diesem Bericht werden einige
                                                                Darüber hinaus:                               Methoden zur Vorbereitung von Proben
                                                            4   • Als “slurry limit” wird der Zustand be-     von frischem Beton untersucht, um denjeni-
                                                                  zeichnet, bei dem sich die Slurry vom       gen festzustellen, der die Eigenschaften
     Titelseite von NT Build 427                                  Zuschlag absetzt.                           des im Labor hergestellten Prüflings mit

72   BWI – BetonWerk International – Nr. 5 – Oktober 2006                                                                                    www.cpi-worldwide.com
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den vor Ort festgestellten Eigenschaften in Zusammenhang
bringt. Diese Untersuchung hat gezeigt, dass die Resultate in Be-
zug auf die Dichte und die mechanische Festigkeit an den im
Labor mit dem Rotationsverdichter hergestellten Prüflingen jeweils
denen entsprachen, die an Proben von gewalztem Beton erzielt
worden waren.

Auch in der Abhandlung Research Report 105.1, “Summary of
Concrete Workability Test Methods” von Eric P. Kohler und David
W. Fowler, veröffentlicht von der Universität von Austin, Texas,
werden Versuchsmethoden genannt, die für frischen, sehr steifen
Beton geeignet sind. Unter den dort aufgeführten Methoden hat
sich der „Intensive Compaction Test“ (standardisiert gemäß
“Nordtest – Build 427, ISSN 0823 – 7153”), als sehr zuver-
lässig erwiesen, und zwar sowohl hinsichtlich der Verarbeit-
barkeit von sehr steifem Beton als auch bezüglich der Sensibilität
des Testverfahrens bei kleinen Veränderungen der Eingangs-
größen.

Schlussfolgerungen

Der Zweck des Studiums von sehr steifen Betonmischungen ist in
verschiedene Ziele unterteilt, die die unterschiedliche Bedeutung
der Eigenschaften der Mischung im Zusammenhang mit der
Verarbeitungsart hervorheben, und zwar beispielsweise:

• gute Stabilität vor der Erhärtung,
• Optimierung der industriellen Produktionskosten von
  Betonwaren
• Hohe Widerstandsfähigkeit und entsprechende Dichte für
  Walzbeton

In den skandinavischen Ländern und auch in der Europäischen
Industrie wurden seit Jahren erfolgreich die Rezepturen von sehr
steifem Beton und deren Qualitätskontrollen mittels volumetrischer
Messungen erfolgreich durchgeführt. Folgende Aussagen lassen
sich mit diesen Testmethoden treffen:

• Optimierung der Verdichtungsenergie im Zusammenhang mit
  den individuellen Anforderungen an die Betonwaren, wie
  z.B. Dauerhaftigkeit und Festigkeit
• Eichung der Verdichtungssenergie der Produktionsanlage auf
  Basis der Dichtedaten (volumetrische Eigenschaften).
• Möglichkeit der sofortigen Überprüfung der
  Verdichtungsleistung der Produktionsanlage.
• Einfache Reproduzierbarkeit von optimalen Rezepturen
  bei der Produktion
• Optimierung der Zementdosierung, des Wasser-/
  Zementverhältnisses, des Einsatzes von Zusatzmitteln und
  Zusatzstoffen
• Optimierung der Produktionskosten. Ein optimaler Einsatz
  der Verdichtungsenergie kann zu einer Verringerung des
  Zements und zu einer optimierten Dosierung der Zusatzstoffe
  führen.
• Möglichkeit einer kontinuierlichen Qualitätskontrolle in
  der Produktion, mit präziser Überwachung jeglicher
  Veränderungen der Rezepturen.



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     Erste Versuchsreihe ohne Fließmittel



     Überprüfung der Sensibilität                                     Erste Versuchsreihe ohne Fließmittel
     des Rotationsverdichters auf
     geringfügige Änderungen der                                      Versuche mit W/Z-Verhältnis 0,28 (7,09% Wasser); durchschnittliche Resultate.
     Mischung
                                                                       Verlust an    Max             Zyklenzahl b.    Anfangsdichte b. N4    Enddichte
     Es wurden einige Versuche mit dem For-                            Slurry        Scherkraft      max. Scherkr.                           bei N80
     schungsmodell 54 – C0251/A durchge-                               5,3 g         145 kN/m2       22               2096 kg/m3             2474 kg/m3
     führt, um die Empfindlichkeit der Maschi-
     ne auf geringfügige Änderungen der
     Dosierung von Wasser und Fließmittel fest-                       Versuche mit W/Z-Verhältnis 0,26 ( 6,58 % Wasser); durchschnittliche Resultate.
     zustellen. Die Prüfung erfolgte anhand
     zweier Versuchsreihen, wobei der Ze-                             Verlust an     Max             Zyklenzahl b.   Anfangsdichte b. N4     Enddichte
     mentgehalt und die Zusammensetzung                               Slurry         Scherkraft      max. Scherkr.                           bei N80
     des Zuschlags 0-4 mm konstant gehalten                           0g             151 kN/m2       65              2059 kg/m3              2387 kg/m3
     wurde.

     Die erste Gruppe umfasst Versuche, die
     an Mischungen ohne Fließmittel und mit                           Kommentare:                                      0,28 wird der Höchstwert der Scher-
     einer jeweils unterschiedlichen Wasserdo-                                                                         kraft bei N22 Zyklen jeweils während
     sierung vorgenommen wurden:                                      • Verlust an Slurry: Wird nur bei der            des ersten Teils des Versuchs erreicht,
                                                                        Mischung mit W/Z-Verhältnis 0,28               während bei 0,26 W/Z der Höchst-
       Gruppe Versuch Wasser- Wasser-/Ze-                               festgestellt. Auf Grund der Wasser-            wert der Scherkraft erst bei N65 Zyk-
                      gehalt  mentverhältnis                            menge verschwinden die Luftporen,              len erreicht wird, und zwar jeweils
       1                   1                  7.09% 0.28                AV [%], fast gänzlich, mit Werten,             gegen Ende des Versuches. Die
       1                   2                  6.58% 0.26                die sich dem Sättigungszustand                 Schmierwirkung der Slurry wird bei
                                                                        nähern (0,9%, 1,3%, 2,2%). Im Lauf             ziemlich unterschiedlichen Graden
                                                                        der letzten Zyklen kommt es zur                der Verdichtungsenergie deutlich.
     Die zweite Gruppe umfasst Versuche an                              Slurrybildung, verursacht durch die
     Mischungen mit unterschiedlicher Dosie-                            Entwicklung des Porendrucks. Darüber         • Anfangsdichte bei N4 Zyklen und
     rung von Fließmittel und mit konstantem                            hinaus wurde festgestellt, dass die            Enddichte bei N80 Zyklen. Beide
     Wasser-/Zementverhältnis:                                          Scherkraft bei der Slurrybildung zu-           Dichten, die Anfangs- und die End-
                                                                        nimmt, und zwar jeweils bei den Ver-           dichte, sind höher bei Mischungen mit
       Gruppe Versuch Fließ-                                 Wasser     suchen mit 1,0% und 1,4% Luftporen-            0,28 W/Z-Verhältnis. Ein höherer Ge-
                      gehalt                                            anteil. Offensichtlich erhöhte der Ver-        halt an Wasser erleichtert eine an-
       2                  1                  0.50%          0.26        lust an Schmierwirkung, der durch die          fängliche gegenseitige Verschiebung
       2                  2                  0.63%          0.26        Slurry erzeugt wurde, die Reibung              der Zuschläge.
       2                  3                  0.75%          0.26        zwischen den Elementen des Zu-
       2                  4                  1.00%          0.26        schlags und demzufolge auch die
                                                                        Scherkraft.

     Alle Versuche wurden nach 80 Zyklen be-                          • Anzahl der Zyklen bei max. Scher-
     endet.                                                             spannung: Bei dem Verhältnis W/Z

74   BWI – BetonWerk International – Nr. 5 – Oktober 2006                                                                                           www.cpi-worldwide.com
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     Zweite Versuchsreihe mit W/Z-Verhältnis                      Fließmittel unterscheiden sich von der                beeinflusst also eindeutig den Zeit-
     0,26 und Fließmittel, Durchschnittswerte                     mit 0,5% Fließmittel um jeweils 2,3%                  punkt des Erreichens der maximalen
                                                                  und 1,1%. Außerdem kann festgestellt                  Scherkraft. Auch dies ist ein wichtiger
     Kommentare:                                                  werden, dass die Enddichte bei                        Hinweis für die optimale Dosierung
                                                                  0,75% Fließmittel erreicht wird, und                  des Fließmittels.
     Wir vergleichen die Daten der Anfangs-                       dann konstant bleibt (2459 kg/m3 mit
     und Enddichte der Mischungen, die An-                        0,75% und 2458 kg/m3 mit 1% Fließ-               Zusätzliche Versuchsgeräte
     zahl der Zyklen bei maximaler Scherkraft                     mittel). Dies ist ein eindeutiger Hinweis
     und die maximale Scherkraft, wobei das                       für die Dosierung des Fließmittels.              Außer der Verwendung des Rotationsver-
     Verhalten der Mischungen bei gleichem                      • Die maximale Scherkraft zeigt keine              dichters bei der Rezepturoptimierung von
     W/Z-Wert und variierender Zugabemen-                         bemerkenswerten Änderungen bei                   sehr steifem Beton kann der Einsatz zwei-
     ge von Fließmittel zwischen 0 % und 1 %                      Mischungen mit oder ohne Fließmittel:            er weiterer Versuchsgeräte in Betracht ge-
     berücksichtigt wird.                                         147 kN/m2 bei Dosierungen von 0,5%               zogen werden:


                                                                Fließmitteldosierung (in %, bezogen auf Zementgehalt)    0,5%      0,63%     0,75%        1%

                                                                Anfangsdichte b. N4 Zyklen (kg/m3)                       2112      2126      2143         2160
                                                                Enddichte b. N80 Zyklen (kg/m3)                          2431      2445      2459         2458
                                                                N Zyklen b. max. Scherkraft                              32        25        25           16
                                                                Max. Scherkraft (kN/m2)                                  148       148       146          143




                                                            6                                                                                                     7

     6/7: Zweite Versuchsreihe mit W/Z-Verhältnis 0,26 und Fließmittel



     • Wie erwartet zeigen die Anfangs- und                       bis 0,63% gegenüber 150 kN/m2 bei                • Ein spezielles Gerät zur Messung der
       Enddichten der Mischungen mit Fließ-                       0%. Es kann jedoch eine geringfügige               Spaltzugfestigkeit frischer Betonpro-
       mittel eine Steigerung im Verhältnis zu                    Abnahme der Festigkeit bei Mischun-                ben, das mit einer Lastzelle mit maxi-
       den Mischungen ohne Fließmittel auf.                       gen mit 0,75% und 1% festgestellt                  mal 600 N und einem Manometer
       Die Anfangs- und Enddichten bei                            werden: 146 kN/m2 und 144 kN/m2.                   ausgestattet ist, um die Frühfestigkeit
       0,5% Fließmittelzugabe sind 2112                         • Interessant ist allerdings der Zeitpunkt           gemäß der „Nordtest Methode“ zu
       kg/m3 und 2431 kg/m3 gegenüber                             des Auftretens der maximalen Scher-                bestimmen. Der Betonprobekörper,
       2059 kg/m3 und 2387 kg/m3 bei                              kraft während der Versuche mit dem                 der von dem Rotationsverdichter ver-
       den Versuchen ohne Fließmittel. Das                        Rotationsverdichter bei Verwendung                 dichtet wurde, wird unmittelbar nach
       entspricht Steigerungen von 2,6%,                          von Fließmittel. Während die Mischung              dem Ausschalen getestet und die
       bzw. 1,8%.                                                 bei 0% Fließmittel die maximale                    Spaltzugfestigkeit des frischen Betons
     • Bei Vergleich der selben Parameter                         Scherkraft bei N65 Zyklen anzeigt,                 ermittelt. Der praktische Nutzen dieses
       bei den Mischungen mit Fließmittel                         erreichen die Mischungen mit 0,5%,                 Versuchs besteht darin, dass verschie-
       kann eine geringfügigere Änderung                          0,63%, 0,75%, 1% den Höchstwert                    dene Rezepturen auf eine optimale
       festgestellt werden; die Anfangs- und                      bei jeweils N32, N25, N25, N16                     Standfestigkeit beim Sofortausschalen
       Enddichten der Mischung mit 1%                             Zyklen. Die Zugabe von Fließmittel                 hin überprüft werden können.

76   BWI – BetonWerk International – Nr. 5 – Oktober 2006                                                                                            www.cpi-worldwide.com
                                                                    BETONTECHNIK


                                                 nuierlich aufgezeichnet, und anhand
                                                 eines Weg/Zeit-Diagramms kann man
                                                 Rückschlüsse auf das Abbindeverhal-
                                                 ten des Betons ziehen.
                                                 Dieser Versuch lässt Rückschlüsse auf
                                                 die erste Erhärtungsphase zu; insbe-
                                                 sondere auf die elasto-plastische Ver-
                                                 formung des Betons im frischen Zu-
                                                 stand und auf die Erhärtungsge-
                                                 schwindigkeit.
   8

Spaltzugfestigkeitsgerät für frischen Beton
                                               Literatur

                                               [1] Concrete, Fresh: Compactibility With IC – Tester
                                                   – Method NT BUILD 427, Nordtest Scandinavian
                                                   Institution
                                               [2] Improved Management of RCC Pavement
                                                   Technology, Research Paper 01231
                                                   – January 2003, University of Alabama
                                               [3] Eric P. Kohler, David W. Fowler; “Summary of
                                                   Concrete Workability Test Methods“,
                                                   research report 105.1, from ICAR 105,
                                                   University of Austin, Texas, August 2003
                                               [4] Erik Nordenswan, “Method for fresh concrete
                                                   stability“, Nordic Concrete Research
   9                                               (Annual Meeting in Helsingor, Denmark), 2004

Eine Art „Blutdruckmeßgerät“ für frische
Betonproben dient zur Beurteilung des
Abbindeverhaltens



  Außerdem kann damit bei bewehrten
  Betonbauteilen der Verbund des fri-
  schen Betons mit der Bewehrung beur-
  teilt werden.
• Ein spezielles Gerät für die Prüfung
  von frischen Betonproben, das der
  Funktionsweise eines Blutdruckmeß-
  geräts ähnelt, zur Beurteilung des Ab-
  bindeverhaltens. Der Betonprobekör-
  per, der von dem Rotationsverdichter
  frisch verdichtet wurde, wird unmittel-
  bar nach dem Ausschalen mit einer
  Druckluftmanschette umringt auf einen
  Versuchstisch gestellt, bei dem eine
  Messvorrichtung die Höhe des Probe-         Weitere Informationen:
  körpers misst. Sowohl die Druckluft-
  manschette als auch die Höhenmess-
  vorrichtung sind mit einem PC verbun-
  den.
  Das Programm auf dem PC beginnt,            Controls S.R.L.
  den Druck in der Manschette in be-          6, Via Aosta
  stimmten Intervallen aufzubauen und         20063 Cernusco s/N (Mi), ITALIEN
                                              T +39 02 921841
  gleichzeitig die vertikalen Höhenunter-     F +39 02 92103333
  schiede aufzuzeichnen. Die vertikalen       controls@controls.it
  Verformungen werden dabei konti-            www.controls.it

www.cpi-worldwide.com                                                 BWI – BetonWerk International – Nr. 5 – Oktober 2006

								
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