DD291405A5 - METHOD FOR DETERMINING THE WATER CONTENT OF FRESH CONCRETE - Google Patents

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DD291405A5
DD291405A5 DD33665089A DD33665089A DD291405A5 DD 291405 A5 DD291405 A5 DD 291405A5 DD 33665089 A DD33665089 A DD 33665089A DD 33665089 A DD33665089 A DD 33665089A DD 291405 A5 DD291405 A5 DD 291405A5
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fresh concrete
water content
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water
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DD33665089A
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German (de)
Inventor
Ulrich Reichelt
Harald Roethig
Ulf Nickol
Uwe Jaehnichen
Rolf Krompholz
Original Assignee
Tu Dresden,De
Institut Fuer Stahlbeton,De
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Wassergehalts von Frischbeton, vorzugsweise fuer die Prozeszkontrolle beim Mischen von Beton. Die erfindungsgemaesze Aufgabe wird dadurch geloest, dasz ein Ultraschallsender und ein -empfaenger im zu messenden Frischbeton unter leichtem Druck gegen den dazwischen befindlichen Beton gepreszt und die AEnderung der relativen Amplitudenhoehe als Masz fuer die Feuchtigkeit des Frischbetons gemessen wird. Es wurde festgestellt, dasz unter gleichen Meszbedingungen, wie insbesondere gleiche Menge und Art der Zuschlagstoffe (z. B. Rund- oder splittiges Korn), ein in absoluten Werten kalibrierbarer Zusammenhang zwischen dem eigentlichen Meszwert und der Feuchtigkeit bzw. dem Wasser-Zement-Wert besteht. Mit steigendem Wassergehalt sinkt die relative Amplitude. Vorzugsweise sollte die Prueffrequenz des Ultraschallsenders 20 bis 50 kHz betragen und ein Anpreszdruck von 0,01 bis 0,1 MPa realisiert werden.{Wassergehalt; Frischbeton; Prozeszkontrolle; Mischen; Beton; Ultraschallsender; Ultraschallempfaenger; Amplitudenhoehe; Feuchtigkeit; Zuschlagstoff; Wasser-Zement-Wert; Prueffrequenz}The invention relates to a method for determining the water content of fresh concrete, preferably for Prozeszkontrolle when mixing concrete. The object of the invention is achieved by pressing an ultrasonic transmitter and receiver in the fresh concrete to be measured under slight pressure against the concrete therebetween, and measuring the change in relative amplitude as a mass for the moisture of the fresh concrete. It was found that under the same conditions of measurement, in particular the same quantity and type of aggregates (eg round or split grain), a correlation in absolute values between the actual measurement value and the moisture or the water-cement value consists. As the water content increases, the relative amplitude decreases. Preferably, the test frequency of the ultrasonic transmitter should be 20 to 50 kHz and a contact pressure of 0.01 to 0.1 MPa should be realized {water content; Fresh concrete; Prozeszkontrolle; Mix; Concrete; Ultrasonic transmitter; Ultraschallempfaenger; Amplitude height; Humidity; Aggregate; Water-cement ratio; test frequency}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Wassergehalts von Frischbeton, vorzugsweise für die Prozoßkontrollo beim Mischon von Beton.The invention relates to a method for determining the water content of fresh concrete, preferably for Prozocontrollo the Mischon of concrete.

Charakerlstik des bekannten Standes der TechnikCharacteristics of the known state of the art

Einen vorher definierten Wassor-Zemont-Wert einzuhalten, ist für die Festigkeit und Dauerhaftigkeit von Beton von entscheidender Bedeutung. Die Meßeinrichtungen für die Zement- und Wasserdosierung sind zwar ausreichend genau, in dor Praxis ist es jedoch nicht gelungen, die Feuchtigkeit der Zuschlagstoffe ausreichen zu berücksichtigen. So kommt es zu unbeabsichtigten Fehldosierungon des Wassers mit den bekannten nachteiligen Folgen.Maintaining a pre-defined Wassor Zemont value is critical to the strength and durability of concrete. Although the measuring devices for the cement and water dosage are sufficiently accurate, in practice, however, it has not been possible to take sufficient account of the moisture of the additives. So it comes to unintentional Fehldosierungon the water with the known adverse consequences.

Es ist also notwendig, entweder die Feuchte der Zuschlagstoffe oder aber den Wassergehalt des Frischbetons zu bestimmen. In Luck, W.: Feuchtigkeit (Müncher,, R.Oldenburg, 1964) werden verschiedene Feuchtemeßvorfahren beschrieben:It is therefore necessary to determine either the moisture of the aggregates or the water content of the fresh concrete. In Luck, W .: Moisture (Müncher ,, R. Oldenburg, 1964) various moisture measuring ancestors are described:

direktedirect Absolutverfahrenabsolute method (DDörr-Wäge-Methode(DDörr Weighing Method Meßverfahrenmeasurement methods chemischoVerfahrenchemically over drive (2)Karl-Fischer-Mothode(2) Karl-Fischer-setting methods (3) Calcium-Carbid-Methodo(3) Calcium carbide method indirekteindirect hygrometrischo Verfahrenhygrometrischo method (4)Gleichgewicht-Luftfouchte-Messung(4) balance-Luftfouchte measurement MeßvorfahrenMeßvorfahren thermometrische Verfahrenthermometric method (5) Wärmeleitfähigkeitsmessung(5) Thermal conductivity measurement spektromotrische Verfahrenspectromotory method (6)Ultrarot-Methode(6) the infrared method elektrische Vorfahrenelectric ancestors (7) Leitfähigkeitsmessung(7) Conductivity measurement (8) Dielektrische Messung(8) Dielectric measurement (9) Mikrowellonmossung(9) microwave bombardment Isotopen-VerfahrenIsotope method (10) Strahlenstreuungsmessung(10) Radiation scattering measurement KonsistenzmeßverfahrenKonsistenzmeßverfahren (11) Messung der Motorleistung(11) Measurement of engine power

Die Feuchtemeßverfahren 2,4,5 und 6 sind aus den verschiedenen Gründen weder für die Messung der Feuchtigkeit derThe humidity measuring methods 2,4,5 and 6 are for the different reasons neither for the measurement of the humidity of the Zuschlagstoffe noch für die Wassergehaltsmessung im Frischbeton geeignet. Bei der Karl-Fischer-Methodo (2) wird einer inAggregates still suitable for water content measurement in fresh concrete. In Karl-Fischer-Methodo (2) one in

einem wasserfreien Lösungsmittel gelösten Substanz eine Jodtinktur zutitriert und ein Farbumschlag festgestellt, wenn keinAn iodine tincture is titrated to a substance dissolved in an anhydrous solvent and a color change is detected when no

Wasser mehr vorhanden ist, welches mit der Jodtinktur reagieren kann. Diese Methode wird im Bauwesen nicht angewendet, daWater is more present, which can react with the iodine tincture. This method is not used in construction because

sie einen große labormäßigon Aufwand erfordert, einschließlich reiner, wasserfreier und damit teurer Chemikalien.It requires a large laboratory effort, including pure, anhydrous and therefore expensive chemicals.

Bei der Glcichgowichts-Luftfouchte-Mossung (4) wird ein Hygrometer In die Nähe der zu messenden feuchten Substanz gebrachtIn the Glcichgowichts-Luftfouchte-Mossung (4), a hygrometer is brought close to the moist substance to be measured

und von der Luftfeuchte auf den Wassergehalt der Substanz geschlossen. Diesem Verfahren stehen folgende bauwesentypischen Gegebenheiten entgegen: Zuschlagstoffe werden gewöhnlich nicht in geschlossenen Räumen gelagert, so daß sich keine Gleichgewichtsfeuchte zwischen den feuchten Zuschlagstoffen und der Luft herausbilden kann. Es kommt sogar vor, daß die Zuschlagstoffe nicht nur feucht, sondern sogar naß sind und es damit unmöglich ist, von der Luftfeuchte auf dieand closed by the humidity on the water content of the substance. This process is contrary to the following typical building conditions: Aggregates are usually not stored in closed rooms, so that no equilibrium moisture between the wet aggregates and the air can form. It sometimes happens that the aggregates are not only moist, but even wet, making it impossible to change from humidity to humidity

Feuchtigkeit der untersuchten Substanz zu schließen.To close moisture of the substance being studied. Bei der Wärmeleitfähigkeitsmessung (5) wird die Tatsache genutzt, daß es einen Zusammenhang zwischen derIn the thermal conductivity measurement (5), the fact is used that there is a relationship between the Wärmeleitfähigkeit "ines Stoffes und seiner Feuchtigkeit gibt. Da bisher jedoch kaum positive Erfahrungen mit dieser MethodeHeat conductivity of a substance and its moisture, but so far there are hardly any positive experiences with this method

vorliegen, stehen ihr die Autoren mißtrauisch gegenüber.The authors are distrustful of them.

Bei der Ultrarot-Methode (6) wird die vom untersuchten Medium reflektierte Strahlung auf die für Wasser typischonIn the ultra-red method (6), the radiation reflected from the medium under investigation becomes typical for water Absorptionsbande im ultraroten Spektralbereich untersucht. Diese Methode ist für Untersuchungen im Bauwesen zu teuer undAbsorption band investigated in the ultra-red spectral range. This method is too expensive for construction studies

in den Apparaturen zu empfindlich.too sensitive in the equipment.

Nun zu den für das Bauwesen relevanten Methoden. Bei der Calcium-Carbid-Methode (8) wird eine Probe des auf seineNow for the methods relevant for the construction industry. In the case of the calcium carbide method (8), a sample of the on his Feuchtigkeit zu untersuchenden Materhls in ein Druckgefäß mit Calcium-Carbid gegeben. Es entsteht das Gas Acethylen. DerMoisture to be examined Materhls placed in a pressure vessel with calcium carbide. The result is the gas acetylene. The Druck im Gefäß erhöht sich und ist ein Maß für die Feuchtigkeit der Probe. Das Gefäß muß einige Minuten geschüttelt werden.Pressure in the vessel increases and is a measure of the humidity of the sample. The vessel must be shaken for a few minutes. Außerdem sind genaue Sicherheitsvorschriften einzuhalten. Unter anderem entsteht beim Öffnen des Gefäßes ein explosivesIn addition, exact safety regulations must be observed. Among other things, when you open the vessel an explosive Acethylen-Luft-Gemisch.Acetylene-air mixture. Die Messung der elektrischen Leitfähigkeit (7) als Maß für die Feuchtigkeit ist durch die starke Abhängigkeit der KalibrierkurveThe measurement of the electrical conductivity (7) as a measure of the humidity is due to the strong dependence of the calibration curve

von der Spannung, statischen Aufladungen und unterschiedliche Elektrolytgehalte ungenau.of the voltage, static charges and different electrolyte contents inaccurate.

Die Messung dioloktrischor Eigenschaften (8) orfordert einon hohen apparativen Aufwand. Außerdem sind die Meßwerte vonMeasuring dioloktrischor properties (8) requires a high expenditure on equipment. In addition, the measured values of

der Matorielflußdichte und Umwelteinflüssen abhängig,the Matorielflußdichte and environmental influences,

Bei der Mikrowellenfeuchtemessung (9) wird mit elektromagnetischen Schwingungen mit Wellenlängen Im Dezi-, Zenti- undIn the microwave moisture measurement (9) is used with electromagnetic oscillations with wavelengths in the deci, centi- and Millimeterbereich gearbeitet. Did Wellen werden in Abhängigkeit von dor Feuchtigkeit unterschiedlich reflektiert und absorbiert.Millimeter area worked. Did waves are reflected and absorbed differently depending on the moisture. Die Messung ist jedoch nur donn ausreichend genau, wenn oino konstante Materialstromdichte und -zusammensetzungHowever, the measurement is only sufficiently accurate if oino constant material flow density and composition

vorausgesetzt werden kann.can be assumed.

Mit einer Neutronenaustauschsonde (10) kann in Annäherung auch die Feuchtigkeit gomesson werden. Allerdings ist derWith a neutron exchange probe (10) can be gomesson in approximation, the humidity. However, that is Moßeffekt nicht nur auf Wasser beschränkt. Auch andere leichte Elomente werden erfaßt und es besteht Abhängigkeit zurMoßeffekt not limited only to water. Other light elements are also detected and there is dependence on Materialdichte. Dor Aufwand ist hoch. Besondere Strahlonschutzmaßnahmen sind erforderlich.Material density. Dor effort is high. Special radiation protection measures are required. Bei der Messung der Motorleistung (11) wird die Feuchtigkeit indirokt aus der Konsistenz geschlossen. Sie selbst hängt aber auchWhen measuring the engine power (11), the humidity is closed off indirectly from the consistency. But you are also dependent

stark von dor Zusammensetzung der Zuschlagstoffe ab. Außerdem müßto das Mischervolumen immer gleich soin.strongly dependent on the composition of the aggregates. In addition, the mixer volume would always have to be equal.

Am meisten wird die Dörr-Wäge-Mothodo (1) angewendet. Es wird eine Probo entnommen, mit Wärme schnellgetrocknet,The most used is the Dörr Weighing Mothodo (1). A Probo is taken, quickly dried with heat,

abgekühlt und vorher und hintorhor gewogen. Die Methode ist sehr genau, aber zeit- und energioaufwendig.cooled and weighed before and after. The method is very accurate, but time consuming and energy consuming.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die genaue Einstellung eines geforderten Wasser-Zement-Wertos von Frischbeton noch während dos Mischons dos Betons.The aim of the invention is the exact setting of a required water-cement value of fresh concrete still dos dos Mischons dos concrete.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Aufgabe der Erfindung ist es, eine möglichst einfache Methode anzugeben, mit der der Wassergehalt von Frischboton sofortThe object of the invention is to provide the simplest possible method, with the water content of Frischboton immediately

festgestellt werden kann.can be determined.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Ultraschallsender und ein -empfänger im zu messenden FrischbotonAccording to the invention the object is achieved in that an ultrasonic transmitter and a receiver in the fresh baton to be measured

unter leichtem Druck gegen den dazwischen befindlichen Beton gepreßt und die Änderung der relativen Amplitudenhöhe alspressed under light pressure against the concrete between them and the change of the relative amplitude height as

Maß für die Feuchtigkeit des Frischbetons gemessen wird,Measure the moisture content of the fresh concrete Es wurde festgestellt, daß unter gleichen Meßbedingungen, wie insbesondere gleiche Menge und Art der Zuschlagstoffe (z. B.It has been found that under the same measuring conditions, in particular the same amount and type of additives (eg. Rund- oder splittiges Korn), ein in absoluten Werten kalibrierbarer Zusammenhang zwischen dem eigentlichen Meßwert und derRound or split grain), a calibration in absolute values between the actual measured value and the Feuchtigkeit bzw. dem Wassor-Zement-Wert besteht. Mit steigendom Wassergehalt sinkt die relative Amplitude.Moisture or the Wassor Cement value. As the water content increases, the relative amplitude decreases. Vorzugsweise sollte die Prüffrequenz des Ultrascht- ilsenders 20 bis 5OkHz betragen und ein Anpreßdruck von 0,01 bis 0,1 MPaThe test frequency of the ultrasound transmitter should preferably be 20 to 50 kHz and a contact pressure of 0.01 to 0.1 MPa

realisiert werden.will be realized.

Ausführungsbeispielembodiment Inder Zeichnung ist die Versuchseinrichtung, mit dor das Verfahren erprobt wurde, dargos eilt.In the drawing, the experimental device with which the method was tested is shown. Ein Ultraschallgeber 1 (USME 5 der Fa. Krompholz, Pirna) und ein Empfänger 2 (Eichleitung XA720 des Inst, für Stahlbeton,An ultrasonic transducer 1 (USME 5 of the company Krompholz, Pirna) and a receiver 2 (attenuator XA720 of the Inst, for reinforced concrete, Dresden) sind an Armen 3 und 4 befestigt. Der Arm 4 ist fest mit einem Tragarm 5 verbund jn. Der Arm 3 gleitet auf dem TragarmDresden) are attached to arms 3 and 4. The arm 4 is firmly connected to a support arm 5 jn. The arm 3 slides on the support arm

und steht unter dem Druck einer weichen Feder 6 mit einem längeren Federweg. Der Tngarm hängt während der Messung imand is under the pressure of a soft spring 6 with a longer spring travel. The tngarm hangs during the measurement

Frischbeton 7. Der zwischen 1 und 2 erfaßte Frischbeton steht unter dem von der Feder 6 eingeleiteten Druck, in Höhe von ca.Fresh concrete 7. The fresh concrete covered between 1 and 2 is below the pressure introduced by the spring 6, at a rate of approx. Die Sendefrequenz betrug bei den nachfolgenden Messungen 46kHZ. Gemessen wurde die relative Amplitudenhöhe (rAh), d. h.,The transmission frequency was 46kHz in the subsequent measurements. Measured was the relative amplitude height (rAh), d. H.,

die Amplitudenhöhe des ankommenden Signals im Vergleich zu einem von der Eichleitung stabil erzeugten Pegel.the amplitude level of the incoming signal compared to a level stably generated by the attenuator.

Der Frischbeton enthielt bei jeder der nachfolgenden Messungen 300kg/m3 und 1600kg/m3 Kiessand O/B.The fresh concrete contained 300kg / m 3 and 1600kg / m 3 Kiessand O / B for each of the following measurements.

Wassergehalt in kg/m3 Water content in kg / m 3 rAh in NPrAh in NP 200200 6,206.20 210210 6,096.09 220220 5,245.24 230230 5,025.02 240240 4,934.93

Aus diesen Wertbi kann eine KalibrierfunktionFrom this Wertbi can be a calibration function

Wassergehalt in kg/m3 = -24,7 x rAh + 356 mit einem Korn lationsfaktor von 0,9445 aufgestellt werden.Water content in kg / m 3 = -24.7 x rAh + 356 with a grain fractionation factor of 0.9445.

Claims (3)

1. Verfahren zur Bestimmung des Wassergehalts von Frischbeton, gekennzeichnet dadurch, daß ein Ultraschallsender und ein Ultraschallempfänger im zu messenden Frischbeton unter leichtem Druck gegen den dazwischen befindlichen Beton gepreßt und die Änderung der relativen Amplitudenhöhe als Maß für die Feuchtigkeit des Frischbetons gemessen wird.1. A method for determining the water content of fresh concrete, characterized in that an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver is pressed in the fresh concrete to be measured under slight pressure against the intervening concrete and the change in the relative amplitude height is measured as a measure of the moisture content of the fresh concrete. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei einer Prüffrequonz von 20 bis 5OkHz gemessen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that is measured at a Prüffrequonz of 20 to 5OkHz. 3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß Sender und Empfänger mit einem Druck von 0,01 bis 0,1 MPa angedrückt werden.3. The method according to claim 1, characterized in that transmitter and receiver are pressed with a pressure of 0.01 to 0.1 MPa.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19629485A1 (en) * 1996-07-12 1998-01-22 Geotron Elektronik Rolf Kromph Ultrasonic measurement of concrete compressive strength to determine time for demoulding setting concrete

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19629485A1 (en) * 1996-07-12 1998-01-22 Geotron Elektronik Rolf Kromph Ultrasonic measurement of concrete compressive strength to determine time for demoulding setting concrete
DE19629485C2 (en) * 1996-07-12 1998-05-20 Geotron Elektronik Rolf Kromph Method and device for determining the compressive strength of concrete during its hardening by means of ultrasonic speed measurements

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