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Verfahren und Vorrichtung zum Vorausbestimmen des Verhaltens einer Betonmischung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung derjenigen Eigenschaften eines Frischbetons, welche für seine Eignung als Rüttelbeton massgebend sind.
Bisher wurden für die Eignungsprüfung von Beton auf Baustellen vor allem Würfeldruckproben ausgeführt, welche die Festigkeit des erhärteten Betons anzeigen. Zur Messung der Verarbeitbarkeit von Frischbeton waren in erster Linie Versuche mit Hubstössen und dem Eindringgerät gebräuchlich. Man hat auch versucht, durch Messung der Stromaufnahme einer Zwangsmischmaschine ein Mass für die Verarbeitbarkeit von Frischbeton zu gewinnen. Um festzustellen, ob die sogenannte "vollkommene Frischbetonver- dichtung"erreicht werden kann, wurde auch vorgeschlagen, Beton in Würfelformen einzurütteln und dann das spezifische Gewicht der Würfel genau zu bestimmen.
Alle diese bis heute bekannten Untersuchung verfahren haben insbesondere zwei Mängel : Zunächst wird aus Inanspruchnahmen und Vorgängen, welche für den Versuch erdacht sind, jedoch beim Einbau des Betons an der Baustelle nicht vorkommen, ein Mass für die Verarbeitbarkeit von Frischbeton an der Baustelle abgeleitet. Die Ergebnisse derartiger Versuche zeigen daher in keinem Falle die Werte von Verdichtung, spezifischem Gewicht u. dgl. an, welche beim geplanten Einbau an der Baustelle mit dem vorhandenen Verdichtungsgerät erreicht werden können, sondern lassen im allgemeinen nur indirekte Schlussfolgerungen auf den Einfluss einzelner Faktoren, wie Wassergehalt, Kornaufbau u. dgl. auf die Verarbeitbarkeit der Mischung zu.
So lassen die gebräuchlichen Prüfungen beispielsweise nicht erkennen, ob und unter welchen Bedingungen in einem bestimmten Fall ein an der Baustelle etwa vorhandener Rüttler die"vollkommene Frischbetonverdichtung"erreicht. Darüber hinaus liefern die heute gebräuchlichen Untersuchungen stets Einzelwerte. Sie lassen insbesondere in keinem Falle erkennen, wie sich etwa eine bestimmte Eigenschaft im Zuge eines praktischen Einbauvorganges laufend ändert. Es wird also z. B. nach bekannten Verfahren gemessen, wie weit die Umformung oder Verdichtung eines Probekörpers vorgeschritten ist, wenn mit einer Hubmaschine eine gewisse Anzahl Stösse auf den Körper ausgeübt wurde. Dieses Mess- verfahren lässt aber nicht erkennen, in welchem Augenblick im Zuge dieses Verdichtungsverfahrens etwa ein bestimmter, fraglicher Verdichtungsgrad erreicht wird.
In wissenschaftlichen Laboratorien hat man allerdings versucht, die erwähnte Schwierigkeit dadurch zu umgehen, dass man die Verdichtung immer wieder nach einer geringen Folge von Stössen zur Vornahme von Zwischenmessungen unterbrach und die so gefundene grosse Anzahl von Einzelmesswerten in Schaubilder vereinigte. Ein derartiges Vorgehen ist für eine Baustelle zu umständlich, überdies leiden Genauigkeit und Verlässlichkeit einer Untersuchung, wenn sie nicht zügig zu Ende geführt wird.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die hier aufgezeigten Nachteile zu beseitigen und darüber hinaus ein Verfahren zu schaffen, das einen wesentlich tieferen Einblick in die Verhältnisse gewährt und neue Wege für die Beurteilung einer Betonmischung eröffnet.
Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, dass die Änderungen der für die Verwendung des Rüttelbetons massgebenden Eigenschaften einer Betonmischung, wie Dichte, Raumgewicht u. dgl. im Zuge eines baustellenmässigen Rüttelvorganges laufend gemessen und gegebenenfalls selbsttätig in Schaubilder aufgezeichnet werden. Besonders zweckmässig ist es dabei, das Fortschreiten der Verdichtung des Betons an der durch Rüttelwirkung erzielten Verminderung des Volumens eines mit Beton gefüllten Probebehälters während des Rüttelvorganges mit an sich bekannten Mitteln zu messen und zu registrieren.
Weiterhin schlägt die Erfindung vor, neben der Volumenverminderung der zu prüfenden Betonmasse auch die bei der Rüttelung etwa ausgeschiedenen Wasser-bzw. Zementleimmengen zu messen. Aus dem Unterschied zwischen der gemessenen Verminderung des Betonkörpervolumens und dem der ausgetretenen Flüssigkeit ergibt sich dann das Volumen der gleichzeitig mitausgeschiedenen Luft.
Für die Auswertung der Messergebnisse ist es zur Erleichterung der Übersicht zweckmässig, wenn, wie die Erfindung gleichfalls vorschlägt, die im ersten Teil des Rüttelvorganges eintretenden grösseren Setzungen der Betonmasse von der Registriervorrichtung in einem kleineren Massstab aufgezeichnet werden als die im weiteren Verlauf der Rüttelung zu
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erwartenden kleineren Setzungen, wobei der Aufzeichnungsmassstab der letzteren gegebenenfalls etwa in bekannter Art mit Hilfe einerKurvenscheibe verändert wird.
Gegenstand der Erfindung ist schliesslich auch noch die besondere bauliche Ausbildung einer zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens besonders geeigneten Vorrichtung. Diese besteht aus einem vornehmlich ortsfest angeordneten, etwa birnenförmigen Behälter, dessen Deckel unter Zwischenschaltung einer die Rüttelbewegungen eines eingebauten Rüttelgerätes bekannter Art auffangende elastischen Verbindung, z.
B. einer Feder mit dem einen Ende eines doppelarmigen Hebels gekuppelt ist, dessen anderes Ende die Registriervorrichtung steuert.
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langen Hebelarmen bewährt, die durch die
Höhenlage des Registriergerätes gewährleisten, dass zu Beginn der Bewegung die zunächst grösseren
Setzungen des Betons in einem kleineren Massstab aufgezeichnet werden, während insbesondere im allerletzten Teil der Bewegung die sehr kleinen, aber für die Beurteilung des Betons wichtigen
Sackungen in ungleich grösserem Massstab aufgezeichnet werden. Durch genaue Eichung des
Gefässes kann bei jeder Stellung des Deckels der Inhalt abgelesen werden. Man erhält durch Division des beim Einfüllen festgestellten Betongewichtes durch das in jedem Augenblick erreichte Betonvolumen das jeweilige spezifische Gewicht der Betonmasse.
Den Aufzeichnungen des Gerätes kann man nun meist schon mit einem Blick entnehmen, ob und in welcher Zeit durch das baustellenmässige Rütteln ein bestimmter, gewollter Verdichtungsgrad, insbesondere die "vollkommene Frischbetonverdichtung"erreicht wird bzw. wie weit die Rüttelwilligkeit des Betongemenges verbessert oder die Rüttelzeit verlängert werden muss, um dies zu erreichen. Gleichzeitig kann das Betonvolumen abgelesen und das spezifische Gewicht mitbestimmt werden. Die Kurven lassen erkennen, in welcher Weise die Verdichtung im Laufe des Rüttelvorganges allmählich fortschreitet.
Sie geben Werte, welche unmittelbar auf die Verhältnisse auf der Baustelle selbst übertragen werden können.
Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung, welche besonders zur Prüfung von Rüttelgrobbeton ausgebildet ist. Hier werden zweckmässig an Stelle des in das Innere des Be- hälters hineinragenden Innenrüttlers 4 sogenannte Aussenrüttler 13 verwendet. Dadurch kann man einen einheitlichen, grösseren Prüfkörper untersuchen, welcher Zuschlagstoffe mit grösserem Korn enthalten kann, wie dies heute auf Massenbetonbaustellen gefordert wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Vorausbestimmen des Verhaltens einer Betonmischung beim Einrütteln sowie ihrer Eigenschaften, in der Folge, dadurch gekennzeichnet, dass die Art und Weise, in der sich in jedem Augenblick eines baustellenmässigen Rüttelvorganges die Betonverdichtung und andere für die Verwendung als Rüttelbeton massgebende Eigenschaften laufend ändern, an der durch Rüttelwirkung erzielten Volumenverminderung eines mit Beton gefüllten Probebehälters mit an sich bekannten Mitteln laufend gemessen und gegebenenfalls aufgezeichnet wird.