DD293545A5 - Verfahren und anordnung zur steuerung der dosierung von mischungsbestandteilen bei der betonaufbereitung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Steuerung der Dosierung von Mischungsbestandteilen bei der Betonaufbereitung und ist in allen Bereichen der Betonindustrie zur Gewaehrleistung gleichbleibender Festbetoneigenschaften, insbesondere Druckfestigkeit, anwendbar. Ziel der Erfindung ist es, durch Beruecksichtigung der sich veraendernden Eigenschaften aller Mischungsbestandteile die Steuerung der Festbetoneigenschaften bei optimiertem Materialeinsatz zu minimieren und damit gleichzeitig die Dauerhaftigkeit des Betons zu erhoehen. Erfindungsgemaesz werden dazu vor Beginn des Mischprozesses die festigkeitsbeeinfluszenden Kennwerte aller Betoneingangsstoffe gemessen, mit vorgegebenen Sollwerten verglichen und entsprechend der vorhandenen Differenzen die notwendigen Korrekturen der Dosiermengen der Mischungsbestandteile vorgenommen. Fig. 1{Betonaufbereitung; Mischungsbestandteil; Festbetoneigenschaften; Druckfestigkeit; Materialeinsatz, optimiert; Mischprozesz; Betoneingangsstoffe; Dosiermengenkorrektur}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Steuerung der Dosierung von Mischungsbestandteilen bei der Betonaufbereitung in allen Bereichen der Betonindustrie.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Der Erfindung naheliegend ist das Prinzip der Steuerung der Dosierung der Mischungsbestandteile von Beton über die Verarbeitbarkeit des Frischbetons. Die zugrundegelegte Schlußfolgerung, veränderte Eigenschaften der Mischungsbestandteile und gleiche Frischbetonverarbeitbarkeit sowie gleichbleibende Festbetoneigenschaften, gilt nur bei geringen Schwankungen der Eigenschaften der Mischungsbestandteile und auch dann nur in Näherung. Die Messung der Verarbeitbarkeit erfolgt dabei mit verschiedenen Verfahren und Anordnungen, immer jedoch während des Mischprozesses. Damit verbunden sind eine Verlängerung der technologisch notwendigen Mischzeit durch Meß-, Rechen- und Nachdosierzeiten. Auch besteht eine Abhängigkeit der Steuergenauigkeit vom jeweiligen Mischer und dessen technischem Zustand. Die Messung der Mischerwirkleistung, des Mischerwellenmomentes oder der Kapazität bzw. des elektrischen Widerstandes der Betonmischung sind bei steifen Betonen mit großen Steuerfehlern verbunden (DD 42848, DD 48528, DE 1683778, DE 2429858, JP 77938-73, CH 12423-73).

Verschiedene Verfahren nutzen als Stellgrößen den Wassergehalt der Betonmischung (DD 42848, DD 48528, DD 141129, DE 1683778, DE 2429858). Dadurch kommt es zu einem Widerspruch zwischen dem betontechnologisch geforderten Wasser-Zement-Wert und dem zur Sollverarbeitbarkeit erforderlichen Wassergehalt.

In JP 77938-73 wird als Stellgröße der Verflüssigergehalt als Stellgröße benutzt. Das hat aber den Nachteil, daß schon geringe Veränderungen des Verflüssigergehalts zu signifikanten Änderungen der Festbetoneigenschaften führen können und die Verflüssigerwirkung ebenfalls sich verändert bei veränderten Eigenschaften der Mischungsbestandteile. Ginhold, D„ Arbeiten zur Erhöhung der Zielsicherheit der Betonherstellung, Dissertation B, Berlin: Bauakademie der DDR, 1989, geht davon aus, als Stellgröße den Antoil der Zuschlagfraktionen und den Zementleimgehalt zu benutzen. Die Verarbeitbarkeitsermittlung erfolgt aber weiter über die Mischerwirkleistung bzw. eine proportionale Mischerkenngröße, so daß die Nachteile dieser Meßverfahren erhalten bleiben, da eine Aussage über die Ursachen von Verarbeitbarkeitsschwankungen nicht möglich ist.

Dose, H„ Ermittlung stofflicher Eigenschaften des Betons und seiner Ausgangsstoffe während des Mischens mit dem Ziel einer flexiblen Betonprojektierung, Dissertation A, Wismar: Technische Hochschule, 1989, erkennt bereits, daß das gesamte Mischungsverhältnis bei veränderten Eigenschaften der Mischungsbestandteile geändert werden muß, um die betontechnologisch geforderten Betoneigenschaften zielsicher zu erreichen. Es wird aber nicht der Schluß gezogen, alle Kennwerte vor Beginn des Mischens zu ermitteln; auch nicht von den Änderungen der Eingangskennwerte auf die notwendigen Änderungen der Mischungszusammensetzung, sondern es werden nur die absoluten Kennwerte genutzt, so daß sich ein erhöhter Fehleranteil ergibt. Da alle Messungen während des Mischprozesses vorgenommen werden, ergibt sich eine erhebliche Behinderung des Mischprozesses. Weiterhin sind Eigenschaftsänderungen von Zusatzstoffen nicht berücksichtigbar.

Ziel der Erfindung

Zial der Erfindung ist es, durch Berücksichtigung der sich verändernden Eigenschaften der Mischungsbestandteile die Streuungen der Festbetoneigenschaften, insbesondere der Druckfestigkeit, bei optimiertem Materialeinsatz zu minimieren und damit gleichzeitig die Dauerhaftigkeit des Betons zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren und eine Anordnung zur Steuerung der Dosierung von Mischungsbestandteilen bei der Betonaufbereitung zu schaffen, bei dem die Dosierung in Abhängigkeit von den festigkeitsbeeinflussenden Kennwerten der Betoneingangsstoffe wie Zuschläge, Zement, Wasser und Zusätze vor Beginn des Mischprozesses festgelegt werden. Dem Wesen nach folgt sie kybernetischen Gesetzen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß vor Beginn des Mischens alle signifikanten festigkeitsbceinflussender, Faktoren der Betoneingangsstoffe gemessen werden; das sind:

- Zuschlagfeuchte,

- Zuschlagfestigkeit,

- Korngrößenverteilung der Zuschläge,

- Zuschlagoberfläche,

- Zementfestigkeit,

- Zementwasseranspruch,

- Zusatzmittelwirkung und

- Zusatzstoffwirkung.

Durch Vergleich der Ist-Werte mit den vorgegebenen Soll-Werten können die Dosiermengen der Zuschläge, des Zements, des Wassers, der Zusatzmittel und -stoffe vor der Dosierung in den Mischer so verändert werden, daß die vorgegebene Druckfestigkeit oder andere Festbetoneigenschaften mit sehr geringen Streuungen eingehalten werden. Dabei ist vor jeder einzelnen Mischung nur nötig, die Zuschlagfeuchte und die Korngrößenverteilung zu messen und zu korrigieren. Alle anderen Kennwerte bleiben innorhalb einer Liefercharge des jeweiligen Betoneingangsstoffes weitgehend konstant, so daß die restlichen Messungen nur bei neuen Lieferchargen notwendig werden.

Das Verfahren wird erfindungsgemaß durch eine Anordnung realisiert, die aus einer Eingabe besteht, die Soll-Werte der Kennwerte für die Betonzusammensetzung speichert, den Meßgeräten zur Messung der notwendigen Kennwerte, den den Meßgeräten zugeordneten Rechenwerken zum Vergleich von Soll- und Ist-Werten sowie einem übergeordneten Rechenwerk zur Berechnung der Korrekturwerte für die Dosierung der Mischungsbestandteile.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Fig. 1 beinhaltet eine schematische Darstellung der Betonaufbereitung in Form eines Blockschemas, das das Verfahren und die Anordnung zur Steuerung der Dosierung von Mischungsbestandteilen zeigt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in jeder herkömmlichen Betonaufbereitungsanlage, die gemäß Fig. 1 aus dem Mischer 1, den Dosiereinrichtungen für Zuschläge 2 und 3, Zement 4, Wasser 5, Zusatzstoffe 7 und Zusatzmittel β sowie den Lagern für die Betoneingangsstoffe, den Zuschlagsilos 8 und 9, dem Zementsilo 10, dem Wasserbehälter 11, dem Zusatzstoffsilo 13 und dem Zusatzmittelbehälter 12 besteht, durchgeführt werden.

Entsprechend der gewünschten Festbetoneigenschaften wird eine Mischungsrezeptur festgelegt und die zugehörigen Soll-Kennwerte der Betoneiny ?;igsstoffe gemessen. Die Soll-Kennwerte und Soll-Dosiermengen werden über die Eingabe 31 dem Steuersystem mitgeteilt und gespeichert. Da Stoffschwankungen der Betoneingangsstoffe zu unerwünschten Schwankungen der Festbetoneigenschaften, insbesondere der Druckfestigkeiten führen, ist im Aufbereitungsprozeß eine Korrektur der Dosiermengen in Abhängigkeit von den sich verändernden Kennwerten der Betoneingangsstoffe erforderlich. Dazu messen vor Beginn des je\ /eiligen Mischprozesses entsprechende Meßeinrichtungen die Zuschlagstoffeuchte 15 und die Korngrößenverteilung der Zuschläge 14.

Weitere oft oder ohnehin betriebene Meßeinrichtungen bestimmen die Zuschlagfestigkeit 16, die Zuschlagoberflächa 17, die Zementfestigkeit 18, den Zementwasseranspruch 19, die Zusatzmittelwirkung 20 sowie die Zusatzstoffwirkung 21: diese Messungen brauchen aber nur bei jeder neuen Liefercharge der Betoneingangsstoffe vorgenommen zu werden. Die Meßwerte werden den Meßeinrichtungen zugeordneten Rechenwerken 22 bis 29 zugeführt und dort mit den Soll-Werten aus der Eingabe 31 verglichen. Differenzen zwischen Soll- und Ist-Werten werden an ein übergeordnetes Rechenwerk 30 weitergeleitet, welches in Abhängigkeit von Betrag und Vorzeichen der Differenzen die Dosiermengen durch Befehle an die Dosiereinrichtungen 2 bis 7 so korrigiert, daß die Festbetoneigenschaften konstant bleiben. Die Korrekturbefehle an die Dosiereinrichtungen können so zeitlich vor Beginn des Dosierprozesses für die den Meßwerten zugehörige Betonmischung gegeben werden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Steuerung der Dosierung von Mischungsbestandteilen bei der Betonaufbereitung, bei dem die Kennwerte Zuschlagfeuchte, Zuschlagfestigkeit, Zuschlagoberfläche, Korngrößenverteilung der Zuschläge, Zementwasseranspruch und Zusatzwirkung gemessen werden, gekennzeichnet dadurch, daß aus den Änderungen der Kennwerte in bezug auf die rezepturgemäßen Soll-Werte die Korrektun/verte für die Mischung ermittelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kennwerte vor Beginn der Dosierung der Mischungsbestandteile wie Zuschläge, Zement, Wasser und Zusätze gemessen werden und alle notwendigen Korrekturen der Mischung vor Beginn der Dosierung ausgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zuschlagfeuchte und Korngrößenverteilung der Zuschläge vor jeder Mischung gemessen werden, die anderen Kennwerte nur, wenn eine neua Liefercharge des Zements, der Zuschläge oder der Zusätze verwendet wird.

4. Anordnung zur Steuerung der Dosierung von Mischungsbestandteilen bei der Betonaufbereitung

mit beliebigem Mischer, Dosiereinrichtungen für die Mischungsbestandteile und Meßeinrichtungen für Zuschlagfeuchte, Zuschlagfestigkeit, Zuschlagoberfläche, Korngrößenverteilung der Zuschläge, Zementfestigkeit, Zementwasseranspruch und Zusatzwirkung, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder Meßeinrichtung (14-21) ein Rechenwerk (22-29) zur Differenzbildung zwischen Ist-Meßwert und vorgegebenen Soll-Wert, eine Stelleinrichtung (31) für die Vorgabe der Soll-Werte der Mischung sowie ein Rechenwerk (30) zur Auswertung der Differenzen und zur Ermittlung der Korrekturwerte für die Mischungsbestandteile angeordnet ist.