DD253992A1

DD253992A1 - METHOD FOR THE FAST-EVAPORATION OF HYDRAULIC CONCRETE AND MOERT TREES THROUGH ELECTRICAL SUPPLY

Info

Publication number: DD253992A1
Application number: DD29670586A
Authority: DD
Inventors: Claus Rieckhof; Heinz-Joachim Schiemenz; Inge Lehmann
Original assignee: Orgreb Inst Kraftwerke; Cottbus Ing Hochschule
Priority date: 1986-11-27
Filing date: 1986-11-27
Publication date: 1988-02-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schnellerhaertung von Betonen und Moertel durch elektrische Erwaermung bei der Fertigung von Bauelementen. Dies wird erfindungsgemaess dadurch erreicht, dass der zu erhaertende Beton oder Moertel unter Nutzung seines elektrischen Leitwertes zur Aufheizung mit mindestens zwei potentialdifferenten Leitern, die an eine elektrische Heizspannung angeschlossen sind, kontaktiert wird.The invention relates to a method for rapid hardening of concretes and mortars by electrical heating in the manufacture of components. This is achieved according to the invention in that the concrete or mortar to be constructed is contacted using at least two potential-differentiated conductors, which are connected to an electrical heating voltage, using its electrical conductivity.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schnellerhärtung von Betonen und Mörtel durch elektrische Erwärmung bei der Fertigung von Bauelementen.The invention relates to a method for rapid hardening of concretes and mortar by electrical heating in the manufacture of components.

Characteristic of the known state of the art

Bekannt sind Verfahren zur Warmbehandlung von Frischbeton, wobei die Abbindegeschwindigkeit mittels Heißdampf, Infrarotstrahlung oder Mikrowellenheizung erhöht werden soll. Der Aufwand für diese Verfahren ist hoch und erfordert voluminöse Zusatzeinrichtung für die Bereitstellung der Hilfsenergien.Methods are known for the hot treatment of fresh concrete, wherein the setting speed is to be increased by means of superheated steam, infrared radiation or microwave heating. The cost of these procedures is high and requires bulky additional equipment for the provision of auxiliary energy.

Weiterhin sind Verfahren bekannt, bei denen Rundstähle von 10-12 mm Durchmesser quasi als Heizdrähte durch die Holzschalung in den Beton eingeführt werden. Durch Schließen des Stromkreises wurde nach etwa 10Std. eine Temperatur von 5O⁰C erreicht und 24Std. lang beibehalten.Furthermore, methods are known in which round steel of 10-12 mm in diameter are introduced as a kind of heating wires through the timber formwork in the concrete. By closing the circuit was after about 10h. reached a temperature of 5O ⁰ C and 24h. long maintained.

Hierauf steigert man die Temperatur bis 75⁰C, um nach Ablauf von 36Std. den Beton abkühlen zu lassen (Stahlbeton, 5. Aufig., Leipzig, 1971, S. 548).Then the temperature is increased to 75 ⁰ C, after 36 hrs. to allow the concrete to cool (reinforced concrete, 5th ed., Leipzig, 1971, p 548).

Des weiteren sind Methoden bekannt, Betonarbeiten im Winter für einen Dammbau durchzuführen. Die einzelnen Betonblöcke erhalten im Bereich ihrer Oberfläche einschließlich Anschlußflächen zum Fels bzw. zu vorher betonierten Blöcken Rundstahlelektroden von 10-12 mm Durchmesser. Es ist auch möglich, Bandstahlelektroden mit 50 mm x 1,5 mm Querschnitt einzusetzen, wenn längs der betreffenden Blockfläche Rundstahleinlagen vorhanden sind.Furthermore, methods are known to perform concrete work in the winter for a dam. The individual concrete blocks receive in the area of their surface including connecting surfaces to the rock or previously concreted blocks round steel electrodes of 10-12 mm in diameter. It is also possible to use strip steel electrodes with a cross section of 50 mm x 1.5 mm if round steel inserts are present along the relevant block surface.

Als Temperaturanstieg werden 2-4 grd/Std. vorgeschlagen. Innerhalb von 10-20 Std. werden die Blöcke auf 30-35⁰C aufgeheizt, was 40-60Std. lang beibehalten wird.As a temperature increase are 2-4 grd / h. proposed. Within 10-20 hours, the blocks are heated to 30-35 ⁰ C, which is 40-60h. long maintained.

Diese Verfahren erfordern extrem starke Stromzuleitungen und bleiben Spezialanwendungen (z.B. Winterbau) vorbehalten.These methods require extremely high power supplies and are reserved for special applications (e.g., winter construction).

Durch die verhältnismäßig starke Erwärmung der Elektroden ist ihr Haftvermögen zum umgebenden Beton zwangsweise geschädigt.Due to the relatively high heating of the electrodes their adhesion to the surrounding concrete is forcibly damaged.

Des weiteren weisen die bekannten Verfahren keine Selbstregelung für den Energieeintrag auf, wodurch unkontrollierte Temperaturüberhöhtingen entstehen können.Furthermore, the known methods do not have any self-regulation for the energy input, as a result of which uncontrolled overheating of temperature can occur.

Bekannt ist weiterhin ein Verfahren zur Steuerung der Wärmebehandlung während der Hydratation des Zementes im Beton (DD-PS 224583).Also known is a method for controlling the heat treatment during the hydration of the cement in concrete (DD-PS 224583).

Hierbei wird das Ende der beschleunigten Periode auf der Grundlage der Maximalrate der Geschwindigkeit von Ultraschall-Längs- bzw. -Oberflächenwellen oder eines zugeordneten Maximums des Stromwertes im erhärteten Beton bestimmt.Here, the end of the accelerated period is determined on the basis of the maximum rate of the velocity of ultrasonic longitudinal or surface waves or an associated maximum of the current value in the hardened concrete.

Dazu werden an den in der Form befindlichen Beton Elektroden angebracht, an denen eine Meßwechselspannung liegt. Es wird quasi der momentane elektrische Leitwert des Betones gemessen. Der Aufwand dieses Verfahrens ist relativ groß, da für den praktischen Einsatz neben der Wärmeenergiequelle ein Ultraschallmeßgerät mit Differenzierer, eine Differentialthermoanalyseeinrichtung und ein Wechselstromwiderstandsmeßgerät mit Differenzierer sowie ein Auswerte- und Stellglied zur Beherrschung des Prozesses erforderlich sind.For this purpose, electrodes are attached to the concrete in the mold, at which a Meßwechselspannung is located. It is measured, so to speak, the instantaneous electrical conductance of the concrete. The cost of this method is relatively large, since in addition to the thermal energy source an ultrasonic measuring device with differentiator, a differential thermal analysis device and a Wechselstromwiderstandstandsmeßgerät with differentiator and an evaluation and control to control the process are required for practical use.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand zur Schnellerhärtung von hydraulischen Betonen und Mörtel zu senken und die Handhabbarkeit der Technik zu erleichtern.The aim of the invention is to reduce the effort for fast curing of hydraulic concretes and mortar and to facilitate the handling of the technique.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, wodurch das Wärmeeintrag-Abbindeverhalten geregelt und gleichzeitig eine den Abbindezustand charakterisierende Messung erlaubt wird.The object of the invention is to develop a method whereby the heat input setting behavior is controlled and at the same time a measurement characterizing the setting state is allowed.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der zu erhärtende Beton oder Mörtel unter Nutzung seines elektrischen Leitwertes zur Aufheizung mit mindestens zwei potentialdiferenten Leitern, die an eine elektrische Heizspannung angeschlossen sind, kontaktiert wird.This is inventively achieved in that the concrete or mortar to be hardened is contacted using its electrical conductance for heating with at least two potential-doped conductors which are connected to an electrical heating voltage.

embodiment

Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung nachstehend näher erläutert werden. Dabei zeigt Fig. 1: die Betonform mit Bewehrung und elektrischen Anschlüssen.Reference to an embodiment, the invention will be explained in more detail below. FIG. 1 shows the concrete form with reinforcement and electrical connections.

Der in der Betonform 1 befindliche Frischbeton 2 weist die Bewehrung 3 auf. Die elektrisch leitenden Seitenteile 4; 5 der Betonform 1 sind gegeneinander elektrisch isoliert und über den Transformator 6 an Netzspannung 7 gelegt. Zwischen Netzspannung 7 und Transformator 6 befindet sich das Leitwertmeßgerät 8.The fresh concrete 2 located in the concrete form 1 has the reinforcement 3. The electrically conductive side parts 4; 5 of the concrete form 1 are electrically isolated from each other and placed on the transformer 6 to mains voltage 7. Between mains voltage 7 and transformer 6 is the Leitwertmeßgerät. 8

Über den regelbaren Transformator 6 gelangt die transformierte Netzspannung 7 an die leitfähigen Seitenteile 4; 5, wobei die Leitfähigen Seitenteile 4; 5 zwei potentialdifferente Leiter bilden. Durch diese Potentialdifferenz entsteh ein elektrischer Strom durch den Frischbeton 2, der diesen erwärmt.Via the controllable transformer 6, the transformed mains voltage 7 reaches the conductive side parts 4; 5, wherein the conductive side parts 4; 5 form two potential-different conductors. This potential difference causes an electric current to flow through the fresh concrete 2, which heats it.

Mit dem Abbinden des Frischbetones 2 ändert sich die Leitfähigkeit nach bekannten Gesetzmäßigkeiten. Diese kann im Bedarfsfall mit Hilfe eines Leitwertmeßgerätes 8 registriert und zur Abschaltung des Heizvorganges nach Erreichen des Optimalpunktes benutzt werden.With the setting of the fresh concrete 2, the conductivity changes according to known laws. This can be registered if necessary by means of a Leitwertmeßgerätes 8 and used to switch off the heating process after reaching the optimum point.

Unabhängig vom Leitwertmeßgerät 8 reduziert sich gegen Ende des Abbindens der Leitwert des Frischbetones 2 und damit geht der Energieeintrag gegen Null. Beim Einsatz des Verfahrens zur Vermeidung von Frostschäden bei Frischbeton verringert sich der Leitwert am Ende des Abbindeprozesses ebenfalls.Independently of Leitwertmeßgerät 8 reduces towards the end of setting the conductance of the fresh concrete 2 and thus the energy input is close to zero. When using the method for preventing frost damage in fresh concrete, the conductance at the end of the setting process is also reduced.

Zu diesem Zeitpunkt ist freies Wasser weitestgehend gebunden und nicht mehr frostgefährlich. Durch diese Selbstabschaltung minimiert sich der Energieeintrag unkompliziert selbst.At this time, free water is largely bound and no longer frost-prone. This self-shutdown minimizes the energy input itself uncomplicated.

In speziellen Anwendungsfällen ist der Einsatz von Dreiphasen-Wechselspannung vorteilhaft, z. B. bei dreiseitigen Prismen. Hier werden z. B. drei Leiter im Beton eingebettet, wobei je ein Leiter vom Potential eine Phase des Drehstromes versorgt wird. Somit entsteht ein Wechselstrom und damit ein Wärmeeintrag zwischen allen Leitern.In special applications, the use of three-phase AC voltage is advantageous, for. B. in three-sided prisms. Here are z. B. three conductors embedded in the concrete, each one conductor is powered by the potential of a phase of the three-phase current. This creates an alternating current and thus a heat input between all conductors.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der elektrische Stromfluß zwischen den potentialdifferenten Leitern bewirkt eine sofortige Erwärmung des gesamten durchflossenen Volumens unabhängig von dessen Wärmeleitfähigkeit. Gleichzeitig kann dieser Strom zur Messung des elektrischen Leitwertes genutzt werden, um den momentanen Abbindezustand mit bekannten Mitteln einzuschätzen. Als wesentlichster Vorteil des Verfahrens ist die Selbstabschaltung des Stromes durch den gegen Ende des Abbindens sich verringernden Leitwert des Betons einzuschätzen. Besonders wirksam ist dieses Verfahren bei langsam abbindenden Betonen, wie beispielsweise Aschebeton.The electrical current flow between the potential-different conductors causes an immediate heating of the entire volume flowed through regardless of its thermal conductivity. At the same time, this current can be used to measure the electrical conductance to estimate the current setting state by known means. The most important advantage of the process is the self-deactivation of the current due to the conductivity of the concrete decreasing towards the end of the setting. This method is particularly effective for slow setting concretes, such as ash concrete.

Claims

1. A method for rapid curing of hydraulic concretes and mortar by electrical heating, characterized in that the hardened concrete or mortar is contacted using its electrical conductance for heating with at least two potential-different conductors which are connected to an electrical heating voltage.

2. The method according to claim 1, characterized in that at least two elements of the concrete form and / or the reinforcement of the concrete are used as potential-different conductors.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that an AC voltage is used as the heating voltage.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that more than two potential-different conductors, in particular three conductors, are used with three-phase AC voltage.

5. The method according to claim 1, characterized in that the conductance-time functions between the potential-different conductors are used to assess the setting state.