DD129934B1

DD129934B1 - AIR TERMINATION ASSESSMENT OF POROESIS CONSTRUCTION LAYERS FOR DETERMINING THE CAVITY OF THE CAVITY

Info

Publication number: DD129934B1
Application number: DD19620376A
Authority: DD
Inventors: Peter Giese
Original assignee: Peter Giese
Priority date: 1976-12-09
Filing date: 1976-12-09
Publication date: 1980-11-26
Also published as: DD129934A1

Description

Bas Anwendungsgebiet; der Erfindung ist vorzugsweise die Materialprüftechnik insbesondere im Bauwesen * ω? Pajcma,bilitätsmessung an nur einseitig zugänglichen Konstruktionsteilen.Bas application area; the invention is preferably the material testing technology, especially in construction * ω? Pajcma, balance measurement on construction parts accessible only on one side.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen?. Characteristics of the known technical solutions.

Bei den bisher bekannten Lösungen werden die Permabilitätsmessungen mittels Luft oder Wasser an prismatischen Körpern, die in eine entsprechende Meßzelle eingesetzt werden, vorgenommen, so daß der durchströmte Querschnitt des porösen Materials eine festgelegte Größe ist.In the previously known solutions, the permeability measurements are made by means of air or water on prismatic bodies, which are used in a corresponding measuring cell, so that the flow-through cross section of the porous material is a fixed size.

Die Luftdurchlässigkeit errechnet sich in diesem Fall wie folgt: _o, L _n The air permeability is calculated in this case as follows: _o , L _n

Kl=U-IO'-^⁵- [pPm] W Kl = U-IO '- ^ ⁵ - [pPm] W

Es bedeuten: q,_L : durchströmtes Lüftvolumen in cm /min h : Höhe des Prüfkörpers in cm It means : q, _L : volume of air flowed through in cm / min h: height of the test piece in cm

10 Δ ^: Querschnittsfläche10 Δ ^: cross-sectional area

des Früfkörpers in cmof Früfkörpers in cm

h : dynamische Viskosität h : dynamic viscosity

der Luft bei Versuchs-the air at trial

temperatur in Hs/mtemperature in Hs / m

ρ J Prüf druck in mm WSρ J test pressure in mm WS

Die o* g. Pormel berücksichtigt nicht die Eompressivität dex Luft, deren Einfluß bei geringen Drücken aber gering ist. Wie aus der Formel zu ersehen ist, benötigt man außer den Abmessungen des Prüfkörpers das durchströmte Luftvoliimen ^e SeitQinheit und den vorhandenen Luftdruck. Die Messung dieser Größen erfolgt mittels verschiedener bekannter Druck- und Strömungsmesser, die nach den jeweiligen Prüfzwecken ausgewählt werden.The o * g. Pormel does not consider the ecompressiveness dex air, whose influence is low at low pressures. As can be seen from the formula, in addition to the dimensions of the test specimen, the air volume flowed through and the prevailing air pressure are required. The measurement of these quantities is carried out by means of various known pressure and flow meters, which are selected according to the respective test purposes.

Die verwendeten Prüfkörper sind spezielle, im Labor angefertigte Prisman (meist zylindrischer Form) oder sie sind aus den zu prüfenden Konstruktionsteilen entnommene Prüfkörper.The test specimens used are special prisms prepared in the laboratory (mostly cylindrical shape) or they are test specimens taken from the structural parts to be tested.

Eine direkte Prüfung an Bauteilen ist nicht möglich; eine Ausnahme bildet die Durchströmungsprüfung relativ dünner Schichten, in diesem Pail sind die Strömungsverhältnisse im Prüfkörper dem prismatischen Körper stark angenähert. Eine weitere Möglichkeit, durch ein auf die Materialfläche aufgekittetes Gerät Luft oder Wasser über eine Kreisfläche ins Material einströmen zu lassen, ist mit mehreren Ungenauigkeiten behaftet, da sich das Prüf medium Luft oder V/asser nach dem Eindringen ins Material auch seitlich ausbreitet. Damit ist die o. g. Formel nicht mehr gültig.A direct test on components is not possible; an exception is the flow test of relatively thin layers, in this Pail the flow conditions in the test specimen are very close to the prismatic body. Another possibility for air or water to flow into the material via a circular area through a device cemented onto the material surface involves several inaccuracies, since the test medium air or water also spreads laterally after penetration into the material. This is the o. G. Formula no longer valid.

Der Effekt der seitlichen Ausbreitung ist außerdem stark von der Porosität der tieferliegenden Bereiche abhängig, so daß auch die Anwendung eines Korrekturfaktors für die Formel keine brauchbare Lösung darstellt·The lateral spread effect is also strongly dependent on the porosity of the deeper regions, so that the use of a correction factor for the formula is not a viable solution.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung ist eine Prüfvorrichtung, mit der es möglich ist, eine exakte Luftdurchlässigkeitsmessung an Konstruktionsteilen durchzuführen, in der Form, üaß zerstörungsfrei geprüft werden kann und die meist schon kostenaufwendige Bohrkernentnahme nicht notwendig ist.The object of the invention is a test device with which it is possible to perform an accurate air permeability measurement of structural parts, in the form that can be tested non-destructive and usually costly drill core removal is not necessary.

Explanation of the essence of the invention

Die vorgeschlagene Prüfvorrichtung schafft die Möglichkeit, zerstörungsfrei von der Oberfläche aus die Luftdurchlässigkeit exakt zu messen, wobei der Einfluß der Porosität der tieferliegenden Bereiche des Materials fast völlig ausgeschaltet ist. Dieser Vorteil ist bei einem schichtweisen Aufbau von Konstruktionsteilen von entscheidender Bedeutung für den Fall, daß man nur die Porosität der oberen Schicht messen will. Da dies bei einer einfachen kreisförmigen Eindringfläche nicht möglich ist, wurde das Eindringgerät wie folgt gestaltet:The proposed test device makes it possible to measure non-destructively from the surface exactly the air permeability, the influence of the porosity of the underlying areas of the material is almost completely eliminated. This advantage is of crucial importance in a layered construction of structural parts in the event that one wants to measure only the porosity of the upper layer. Since this is not possible with a simple circular penetration surface, the penetration device was designed as follows:

Es besteht aus einer inneren Luftkammer mit kreisförmiger Eindringfläche und einer äußeren Luftkammer mit einer ringförmigen Eindringfläche (Figur 2).It consists of an inner air chamber with a circular penetration surface and an outer air chamber with an annular penetration surface (FIG. 2).

In beide Kammern strömt Luft gleichen Druckes ein, so daß das Strömungsbild im porösen Material sich nicht von dem einer kreisförmigen Eindringfläche mit dem Durchmesser der äußeren Luftkammer unterscheidet. Es wird aber nur die Luftmenge gemessen, die in die äußere Luftkammer einströmt, d. h·, die Luft, die im Oberflächenbereich um den Ring wieder zur Oberfläche strömt. Die über die innere Luftkammer ins Material einströmende Luft hat somit nur die Aufgabe, dieses gewünschte Strömungsbild zu schaffen.Air of equal pressure flows into both chambers, so that the flow pattern in the porous material does not differ from that of a circular penetration surface with the diameter of the outer air chamber. But it is only the amount of air that flows into the outer air chamber, d. h ·, the air that flows in the surface area around the ring back to the surface. The air flowing into the material via the inner air chamber thus only has the task of creating this desired flow pattern.

Die Abmessungen des Eindringgerätes müssen den jeweiligen Bedingungen der Prüf aufgäbe angepaßt v/erden, für die Tiefenwirkung ist das Verhältnis der Durchmesser der Luftkammern und die Breite des Kleberinges der äußeren Luftkammer entscheidendThe dimensions of the penetrating device must be adapted to the particular conditions of the test, the depth effect is determined by the ratio of the diameters of the air chambers and the width of the adhesive ring of the outer air chamber

Die Luftdurchlässigkeit berechnet sich aus: The air permeability is calculated from:

^ [_pPm]^ [ _pPm ]

Es bedeuten:It means:

Q : Gerätekonstante, die sich aus den jeweiligen Abmessungen ergibt. Sie läßt sich am günstigsten empirisch durch eine analoge elektrische Leitfähigkeitsmessung in einer Flüssigkeit ermitteln. Cj.L/ Ϊ] , P ί wie bei Formel 1 Q : Device constant resulting from the respective dimensions. It can best be determined empirically by an analogous electrical conductivity measurement in a liquid. Cj.L / Ϊ], P ί as in formula 1

Ausführungsbeispiel Exemplary embodiment

Das dargestellte Ausführungsbeispiel wurde konzipiert für die Anwendung im Straßenbau zur Prüfung hohlraumarciür bituminöser Beläge. Anhand der Luftdurchlässigkeit läßt sich der wichtige Qualitätskennwert Kohlraumgehalt nach der Beziehung H-CL ~V Kl' "+" Ь ermitteln Ca und b sind materialabhängige Konstante, die durch Vergleichsmessungen ermittelt v/erden müssen)The illustrated embodiment has been designed for use in road construction for testing cavities for bituminous deposits. On the basis of the air permeability, the important quality parameter Kohlraumgehalt according to the relationship H-CL ~ V Kl '"+" Ь determine Ca and b are material-dependent constant, which must be determined by comparison measurements v / earth)

Die Figur 1 zeigt das Funktionsschema der Vorrichtung. FIG. 1 shows the functional diagram of the device.

Sie besteht aus dem auf die Konstruktionsschicht K (Straßendecke) aufgekitteten Eindringgerät E sowie aus der zu einer Funktionseinheit zusammengefaßten Vorrichtung zur Erzeugung und Regulierung der Druckluft sowie der Meßvorrichtung für Druck und Luftvolumen« Die Verbindung beider Einheiten wird mittels einfacher Laborschläuche hergestellt.It consists of the cemented to the construction layer K (road surface) penetrating device E and from the combined to form a functional unit device for generating and regulating the compressed air and the measuring device for pressure and air volume «The connection of both units is made by simple laboratory hoses.

Die Elemente der Funktionseinheit sind zweckmäßigerweise wie folgt aufgebaut:The elements of the functional unit are expediently constructed as follows:

Die Luftpumpe P ist eine kleine Membranpumpe wie sie auch zur Aquariumbelüftung verwendet wird. Der Antrieb der Pumpe erfolgt mittels Pleul durch einen 6 V/0,8 VA-Gleichstrommotor M, so daß die Stromversorgung durch normale Monozellen erfolgen kann. Ein mit dem Schalter gekoppelter regelbarer Widerstand E (Potentiometer oder Transistorschaltung) gestattet eine kontinuierliche Drehzahlsteuerung und damit eine Veränderung der Pumpleistung, die der jeweiligen Luftdurchlässigkeit angepaßt werden muß. Da dies bei einer sehr geringen Luftdurchlässigkeit durch Abminderung der Drehzahl nicht ausreichend möglich ist, ist zusätzlich ein Beiluftventil V vorgesehen. Durch eine Abzweigung strömt ein Teil der Luft über die Schlauchverbindung zur inneren Haube des Eindringgerätes und schafft die beschriebenen Luftdruckverhältnisse in den Poren der zu prüfenden Konstruktionsschicht. Der andere Teil strömt durch den Seifenhäutchenströmungsmesser in die äußere Haube des Eindringgerätes.The air pump P is a small diaphragm pump as it is used for aquarium ventilation. The drive of the pump by means of Pleul by a 6 V / 0.8 VA DC motor M, so that the power can be done by normal mono cells. A controllable resistor E (potentiometer or transistor circuit) coupled to the switch allows a continuous speed control and thus a change in the pump power, which must be adapted to the respective air permeability. Since this is not sufficiently possible with a very low air permeability by reducing the speed, an auxiliary air valve V is additionally provided. Through a branch, part of the air flows via the hose connection to the inner hood of the penetrating device and creates the described air pressure conditions in the pores of the construction layer to be tested. The other part flows through the soap bubble flow meter into the outer hood of the penetrator.

Der Seifenhäutchenströmuugsmesser ist ein Glasrohr mit etwa 3 - A- cm Durchmesser, welches eine Gravierung zur Ablesung des Volumens aufweist und beidseitig mit Schlauchanschlüssen und einem weiteren Anschluß für einen Gummiball B versehen ist. Ss ist zweckmäßig, den Strömungsmesser in senkrechter oder schräger Lage zu betreiben. In seinem unteren Teil befindet sich Seifenlauge. Durch das Zusammendrücken des Gummiballes entsteht eine Seifenblase, die als Seifenhäutchen auf Grund der Luftströmung fortbewegt wird· Es kann somit das Durchflußvolumen je Zeiteinheit mittels Stoppuhr bestimmt werden. Ein nachgeschaltetes U-Manometer dient zur Bestimmung des jeweiligen Luftdruckes. Die Konstruktion und die Abmessungen sind aus Figur 2 ersichtlichThe Seifenhäutchenströmuugsmesser is a glass tube with about 3 - A- cm in diameter, which has an engraving for reading the volume and is provided on both sides with hose connections and another connection for a rubber ball B. It is expedient to operate the flow meter in a vertical or inclined position. In its lower part is soapy water. By compressing the rubber ball creates a soap bubble, which is moved as a soapstone due to the air flow · It can thus be determined by means of stopwatch the flow volume per unit time. A downstream U-gauge is used to determine the respective air pressure. The construction and dimensions are shown in FIG

Der Ring und die innere Haube v/erden mit einem plastischen Kitt (Fensterkitt, Trapskitt) auf die Oberfläche der zu prüfenden Konstruktionsschicht aufgekittet. Der seitlich herausquellende Kitt wird abgestreift. Durch die abgeschrägte Stirnfläche der inneren Haube wird vermieden, daß der Kitt in größerem Maße nach innen quillt. The ring and the inner cap are cemented to the surface of the construction layer to be tested using a plastic putty (window putty, Trapskitt). The laterally swelling putty is stripped off. The bevelled end face of the inner hood prevents the putty from swelling inward to a greater extent.

Die Abdeckplatte wird durch Verwendung eines Gummiringes dichtend aufgeschraubt· Sine weitere Dichtung sorgt an der Durchführung des Anschlußstutzens der inneren Haube für den völligen Abschluß von der Außenluft.The cover plate is screwed sealingly by using a rubber ring · Sine further seal ensures the completion of the connection piece of the inner hood for complete isolation from the outside air.

Die in 3?igur 2 angegebenen Abmessungen stellen eine erprobte Variante dar, die Gerätekonstante beträgt dafür ^c s 0,023 cm ~ · Das Material Stahl garantiert ein entsprechend großes Gewicht zur Erzeugung eines ausreichend großen Anpreßdruckes,The dimensions given in FIG. 2 represent a tried-and-tested variant, the device constant being ^c s 0.023 cm.sup.-1. The material steel guarantees a correspondingly large weight for generating a sufficiently large contact pressure.

Claims

Invention-sans-Pruch

A device for the determination of the permeability of air to porous structural parts by means of an impermeable cemented on the material surface, a pressure gauge and Gasmengenmeßgerät characterized in that the penetration device consists of an inner air chamber with a circular penetration surface and an outer air chamber with an annular Sindringfläche.

See drawings!