DE10123663B4 - Device for measuring the deformation of mortars, in particular flowing screeds, in two directions under different temperature conditions - Google Patents

Device for measuring the deformation of mortars, in particular flowing screeds, in two directions under different temperature conditions Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zum Messen der Verformung an Mörteln, insbesondere Fließestrichen, in zwei Richtungen unter verschiedenen Temperaturbedingungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung umfasst eine Form (1), die mit Mörtel befüllbar ist. ein an einem Ende der Form (1) angeordnetes Widerlager (4) zum festen Einspannen des Mörtels, einen Messbügel (8) mit einem daran angeordneten Messtaster (10), der ein im Mörtel fixierbares Plättchen (9) derart kontaktiert, dass die vertikale Bewegung des Mörtels mit dem Messtaster (10) messbar ist, eine Messtasterhalterung (11) mit einem daran angeordneten Messtaster (12), der einen im Mörtel fixierbaren Stempel (6) derart kontaktiert, dass die horizontale Bewegung des Mörtels mit dem Messtaster (12) messbar ist.Device for measuring the deformation of mortars, in particular flow screeds, in two directions under different temperature conditions, characterized in that the device comprises a mold (1) which can be filled with mortar. an abutment (4) arranged at one end of the mold (1) for firmly clamping the mortar, a measuring bracket (8) with a measuring probe (10) arranged thereon, which contacts a plate (9) which can be fixed in the mortar in such a way that the vertical movement of the mortar with the probe (10) is measurable, a probe holder (11) arranged thereon with a probe (12) which fixes a mortar fixable punch (6) such that the horizontal movement of the mortar with the probe (12) measurable is.

Description

Stand der Technik und ProblemeState of the art and problems

In der Bauindustrie ist es sinnvoll, Proben von Baustoffen oder Stoffgemengen wie Zementleim, Mörtel, Estrich, Putze oder Frischbeton messtechnisch in ihrer Formänderung zu erfassen, um Vorhersagen über ihre geometrische Verformung im eingebauten Zustand machen zu können. Die Änderungen bewegen sich dabei im Promillebereich bis Prozentbereich, beginnen bereits mit dem Anmischen, und können über mehrere Jahre verlaufen. Zu starke Formänderungen zum Beispiel im Verbundsystem Estrich-Fließe führen zu Bauschäden. Aus diesem Grunde ist eine messtechnische Erfassung der Formänderung zur zielgerichteten Baustoffentwicklung technisch und wirtschaftlich notwendig.In the construction industry, it makes sense to metrologically record samples of building materials or mixtures such as cement paste, mortar, screed, plaster or fresh concrete in their shape change in order to make predictions about their geometric deformation in the installed state. The changes range in the per thousand range to percentage range, start already with the mixing, and can run over several years. Excessive changes in shape, for example, in the screed flow composite system lead to structural damage. For this reason, a metrological detection of the change in shape for targeted building material development is technically and economically necessary.

Verformungsmessungen an Mörteln gehören allgemein zum Stand der Technik. In der DIN 52450 ”Bestimmung des Schwindens und Quellens an kleinen Probenkörpern”, Ausgabe 1985, wird die Messung der axialen Verformung an Prismen mit den Abmessungen 40 × 40 × 160 mm3 beschrieben. Nachteil dieser Messmethodik ist, dass die Messung nur am hinreichend festen Probekörper vorgenommen wird, nach einem Tag beginnt und somit erst nach 2 Tagen Verformungsänderungen erfasst werden. Verformungen am frischen Mörtel werden nicht erfasst. Mit der Entwicklung, Herstellung und Überwachung von Fließestrichen stieg die Bedeutung der Erfassung der frühen Verformung an. Ein einfaches bekanntes Verfahren hierzu ist, den zu prüfenden Frischmörtel in eine rauhe, oder zur Reibungsverminderung mit Kunststofffolie ausgekleidete Schiene zu geben und visuell das Schwinden, insbesondere die Rissbildung, zu beobachten.Deformation measurements on mortars are generally state of the art. In DIN 52450 "Determination of shrinkage and swelling on small specimens", 1985 edition, the measurement of the axial deformation on prisms with the dimensions 40 × 40 × 160 mm 3 is described. Disadvantage of this measurement method is that the measurement is made only on sufficiently solid specimen, begins after a day and thus be detected after 2 days deformation changes. Deformations on the fresh mortar are not recorded. With the development, production and monitoring of flow screeds, the importance of detecting early deformation increased. A simple known method for this is to give the fresh mortar to be tested in a rough, or lined for friction reduction with plastic film rail and visually observe the shrinkage, especially the cracking.

Weitere Entwicklungen führten zum Anbringen einer Messtechnik an 1 m langen Schienen, bzw. Winkeleisen, die es ermöglichten, die lineare Verformung, also das Quellen bzw. Schwinden zu messen.Further developments led to the installation of a measuring technique on 1 m long rails or angle irons, which made it possible to measure the linear deformation, ie the swelling or shrinkage.

Hierbei wird der Mörtel einseitig mit einem Fixierhaken verankert.Here, the mortar is anchored on one side with a fixing hook.

An der anderen Stirnseite der Rinne ist eine Metallplatte angebracht, die mit einem Messhaken im Frischmörtel verankert ist, und von der ein an der Metallplatte angeschweißter Metallbolzen durch die Bohrung eines fixierten Metallblocks führt. An die Stirnseite des Metallbolzens greift ein Messfühler, der die axialen Längsverformungen des Mörtels registriert (siehe hierzu DE 195 39 987 oder US 4359653 ).On the other end side of the channel, a metal plate is mounted, which is anchored with a hook in the fresh mortar, and from which a metal stud welded to the metal plate passes through the bore of a fixed metal block. On the front side of the metal bolt engages a sensor that registers the axial longitudinal deformations of the mortar (see DE 195 39 987 or US 4359653 ).

Auch sind Vorrichtungen bekannt, die mit zwei unabhängigen Längenmesssystemen arbeiten ( DE 197 28 781 ), wobei diese aber nur in einer Ebene angeordnet sind.Also devices are known which work with two independent length measuring systems ( DE 197 28 781 ), but these are arranged only in one plane.

Die DE 197 28 781 C2 definiert eine Vorrichtung zum Erfassen des Dehn-/Schwindverhaltens von im fließfähigen Zustand ausgebrachten und anschließend abbindenden Baustoffen mit einer den Baustoff aufnehmenden Form und mit mindestens einem Messwertaufnehmer, welcher einen in den Baustoff eingießbaren Anker und eine elektronische Einrichtung zum Erfassen von Lageänderungen des in dem Baustoff eingegossenen Ankers umfasst.The DE 197 28 781 C2 defines a device for detecting the expansion / shrinkage of applied in the flowable state and then setting building materials with a building material receiving form and with at least one transducer, which can be poured into the building material anchor and an electronic device for detecting changes in position in the building material encapsulated anchor comprises.

Die vorteilhafte automatisch mögliche Registrierung des Quellens und Schwindens wird im allgemeinen aber auch von Mörtelaufwölbungen (Schüsselungen) der Mörtelrinne begleitet, die nicht messtechnisch erfasst werden, dennoch aber für die Beurteilung eines Mörtels, insbesondere eines Fließestrichs, entscheidend sind. Dies ist ein gravierender Nachteil der oben beschriebenen Messvorrichtung.The advantageous automatically possible registration of swelling and shrinkage is accompanied in general but also by mortar bulges (bowls) of the mortar trough, which are not metrologically detected, but are still crucial for the assessment of a mortar, especially a floating screed. This is a serious disadvantage of the measuring device described above.

Nachteil dieser Vorrichtungen ist weiterhin, dass die Messfühler direkt an der Rinne befestigt werden. Dies ist ungünstig, da die Verformungen der Rinne durch die hohen Kräfte und die Temperatur in der Größenordnung des zu messenden Signals von einigen Mikrometern liegen. Dies wurde zum Beispiel in DE 195 39 987 A1 durch Aufhängen der Messeinrichtung zu umgehen versucht. Diese Lösung ist allerdings wenig praxisgerecht und aufwändig.Disadvantage of these devices is further that the probes are attached directly to the gutter. This is unfavorable, since the deformations of the channel due to the high forces and the temperature in the order of magnitude of the signal to be measured are of a few micrometers. This was for example in DE 195 39 987 A1 trying to work around by hanging the measuring device. However, this solution is not very practical and expensive.

Die gemeinsame Messung von linearer Verformung in einer, und dem Schüsseln in einer anderen Messrinne mit Messeinrichtung, hat neben dem Messaufwand noch den Nachteil, dass größere Mörtelmengen hergestellt, verarbeitet und sachgerecht in beide Rinnen eingebracht werden müssen.The common measurement of linear deformation in one, and the bowls in another measuring channel with measuring device, in addition to the measurement cost still has the disadvantage that larger amounts of mortar must be prepared, processed and properly introduced into both channels.

Ein weiteres Problem der üblicherweise eingesetzten Schwindrinnen ist eine Behinderung des Schwind- oder Dehnvorgangs des Mörtels an der Rinnenwand.Another problem of the commonly used Schwindrinnen is a hindrance of the shrinkage or stretching process of the mortar on the gutter wall.

Zur Reibungsverminderung an der Rinnenwand wird diese zwar häufig mit einer handelsüblichen Kunstofffolie ausgekleidet, oder ein Trennmittel wie Fett oder Öl aufgetragen. Ist der Baustoff jedoch fest, und die Rinnenwände nicht absolut eben ausgeführt, so kommt es zu einem Sperren der Probe in der Rinne, da die verwendeten Folien oder Öle nicht komprimierbar sind und somit mechanische Unebenheiten nicht ausgleichen können, somit das Schwinden oder Quellen an undefinierten Punkten der Messeinrichtung behindern. Ursache für die unerwünschten Formänderungen ist zumeist ein ungleichmäßiger Wasserverlust des Mörtels, der mit den herkömmlichen Vorrichtungen nicht erfasst wird.To reduce friction on the gutter wall this is indeed often lined with a commercially available Kunstofffie, or applied a release agent such as grease or oil. However, if the building material is solid, and the gutter walls are not made absolutely flat, then the sample in the gutter is blocked because the foils or oils used are incompressible and thus can not compensate for mechanical unevenness, thus undermining shrinkage or swelling Hinder points of the measuring device. The cause of the undesirable changes in shape is usually an uneven loss of water of the mortar, which is not covered by the conventional devices.

Darstellung der Erfindung und ihrer möglichen VariantenPresentation of the invention and its possible variants

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Messvorrichtung zu realisieren, die gleichzeitig die Messung von Schwinden, Quellen und Schüsseln an einem Mörtelprüfkörper erlaubt und die es gestattet, den Mörtel, beispielsweise wie bei einer Fußbodenheizung, thermisch zu beaufschlagen. Durch eine mechanische Entkoppelung von Probenbehälter (Rinne) und Auflager der Probe sowie Messfühler werden Fehler durch eine Verformung der Messvorrichtung vermieden und ein definiertes mechanisches Ankoppeln der Probe an die Vorrichtung sichergestellt. Durch ein kompressible Vlies wird sichergestellt, dass die Probe nicht an einem undefinierten Punkt mechanisch ankoppelt.The object of the invention is to realize a measuring device which at the same time allows the measurement of shrinkage, swelling and bowls on a Mörtelprüfkörper and which allows the mortar, for example, as in a floor heating to apply thermally. By a mechanical decoupling of sample container (gutter) and support of the sample and probe errors are avoided by a deformation of the measuring device and ensures a defined mechanical coupling of the sample to the device. A compressible fleece ensures that the sample does not mechanically couple at an undefined point.

Der Wasserverlust oder die Wasseraufnahme der Probe wird während der Messung durch eine Wiegevorrichtung erfasst.The water loss or water uptake of the sample is detected by a weighing device during the measurement.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wurde dadurch gelöst, dass bei der Realisierung einer Messvorrichtung sich zumindest eines der beiden Mörtelenden in einer Verformungsrinne in zwei verschiedenen Richtungen frei bewegt.The object of the invention has been achieved in that, in the realization of a measuring device, at least one of the two mortar ends moves freely in a deformation channel in two different directions.

Diese Bewegung wird mit zwei Messfühlern, angeordnet in zwei Richtungen, erfasst. Dadurch wird vorteilhaft sowohl das Schwinden und Dehnen als auch das Schüsseln des Baustoffs in einem Messvorgang erfasst.This movement is detected by two probes arranged in two directions. As a result, both the shrinkage and stretching as well as the bowl of the building material is detected in a measuring operation advantageous.

Der Boden der Verformungsrinne ist beheizt. Durch diese vorteilhafte Anordnung können während der Messung Einflüsse, die in der Praxis zum Beispiel durch Fußbodenheizungen hervorgerufen werden, simuliert werden.The bottom of the deformation channel is heated. Due to this advantageous arrangement, influences that are caused in practice, for example by underfloor heating, can be simulated during the measurement.

Die Vorrichtung besteht aus zwei Teilen, der Verformungsrinne selbst und einer massiven Grundplatte, an der sowohl die Widerlager für die Mörtelprobe als auch die Messtaster befestigt werden. Um den Masseverlust der Probe zu messen ist die gesamte Vorrichtung auf einer Wägevorrichtung gelagert. Die Grundplatte ist nur an einem Punkt fest mit der Verformungsrinne verbunden. Sie ist dadurch mechanisch und thermisch von der Verformungsrinne weitgehend entkoppelt. Dadurch ist vorteilhafterweise der Temperatureinfluss auf das Messergebnis eindeutig. Ein Anker am Ende der Rinne, der mit der Grundplatte fest verbunden ist, und ein Anker, der auf der Grundplatte aufliegt, aber horizontal beweglich ist, sorgen zusammen mit dem kompressiblen Vlies in der Rinne für zwei statisch eindeutige Abstützpunkte, insbesondere beim Schüsseln des Mörtels.The device consists of two parts, the deformation channel itself and a solid base plate to which both the abutments for the mortar sample and the probe are attached. In order to measure the mass loss of the sample, the entire device is mounted on a weighing device. The base plate is only firmly connected to the deformation channel at one point. It is thus mechanically and thermally largely decoupled from the deformation channel. As a result, the temperature influence on the measurement result is advantageously unambiguous. An anchor at the end of the trough, which is firmly connected to the base plate, and an anchor, which rests on the base plate, but is horizontally movable, together with the compressible fleece in the channel for two statically unique support points, in particular when bowls of the mortar ,

Die Verformungsrinne (1; 1) mit leicht konischem Querschnitt (1; 2) wird auf der Grundplatte (2; 1) an einer Seite befestigt. Die andere Seite ist einseitig frei gelagert (23; 1). Die Rinne wird mit dem Vlies (3; 2) ausgelegt.The deformation channel ( 1 ; 1 ) with a slightly conical cross section ( 1 ; 2 ) is placed on the base plate ( 2 ; 1 ) attached to one side. The other side is freely supported on one side ( 23 ; 1 ). The gutter becomes with the fleece ( 3 ; 2 ) designed.

Die zwei bolzenförmigen Anker (4; 1 und 5; 1) werden durch die Rinne (1; 1) gesteckt. Der hintere Anker (4; 1) wird an der Grundplatte (2; 1) befestigt. Der vordere Anker (5; 1) stützt sich frei auf zwei Widerlagern (16; 1) auf der Grundplatte (2; 1) ab.The two bolt-shaped anchors ( 4 ; 1 and 5 ; 1 ) through the gutter ( 1 ; 1 ). The rear anchor ( 4 ; 1 ) is attached to the base plate ( 2 ; 1 ) attached. The front anchor ( 5 ; 1 ) rests freely on two abutments ( 16 ; 1 ) on the base plate ( 2 ; 1 ).

Der bewegliche Stempel (6; 1) auf der anderen Seite ist mit dem Führungsblock (13; 1) so gelagert, dass der Stempel nicht nur in horizontaler, sondern auch in vertikaler Richtung beweglich ist.The movable stamp ( 6 ; 1 ) on the other side is with the guide block ( 13 ; 1 ) is mounted so that the punch is movable not only in the horizontal, but also in the vertical direction.

Die Rinne (1; 1) wird nun mit dem flüssigen Mörtel (14; 1) befüllt. Unter die Vertikalmesstasterhalterung (8; 1) für die Messung des Schüsselns wird ein Plättchen (9; 1) als Auflage für die Spitze des Vertikalmesstasters (10; 1) auf die Mörteloberfläche aufgelegt. Die an der Grundplatte (2; 1) befestigte Horizontalmesstasterhalterung (11; 1) für die horizontale Messung wird nun mit einem Horizontalmesstaster (12; 1) bestückt, der mit einer Klemmschraube (22; 1) befestigt wird. Ist der Mörtel soweit verfestigt, dass das Plättchen (9; 1) durch den Druck des Vertikalmesstasters (10; 1) nicht mehr einsinkt, so wird auch dieser mit einer Klemmschraube (15; 1) an der Vertikalmesstasterhalterung (8; 1) befestigt. Durch eine Bohrung im Anker (5; 1) kann ein Temperaturfühler (17; 1 und 17; 3) eingebracht werden, der für die Regelung (21; 3) der Heizung (18; 1, 18; 2, 18; 3) im Boden der Rinne (1; 1, 1; 2), sowie zur Registrierung der Temperatur eingesetzt wird. Die gesamte Vorrichtung ist auf einer Wägeeinheit (7; 1, 7; 2, 7; 3) gelagert.The gutter ( 1 ; 1 ) is now mixed with the liquid mortar ( 14 ; 1 ). Under the vertical probe holder ( 8th ; 1 ) for the measurement of the dishes, a small plate ( 9 ; 1 ) as support for the tip of the vertical probe ( 10 ; 1 ) placed on the mortar surface. The on the base plate ( 2 ; 1 ) mounted horizontal probe holder ( 11 ; 1 ) for the horizontal measurement is now using a horizontal probe ( 12 ; 1 ) equipped with a clamping screw ( 22 ; 1 ) is attached. Is the mortar solidified to such an extent that the platelet ( 9 ; 1 ) by the pressure of the vertical probe ( 10 ; 1 ) no longer sinks, so this is also with a clamping screw ( 15 ; 1 ) on the vertical probe holder ( 8th ; 1 ) attached. Through a hole in the anchor ( 5 ; 1 ), a temperature sensor ( 17 ; 1 and 17 ; 3 ) for the scheme ( 21 ; 3 ) of the heater ( 18 ; 1 . 18 ; 2 . 18 ; 3 ) in the bottom of the gutter ( 1 ; 1 . 1 ; 2 ), as well as to register the temperature is used. The entire device is mounted on a weighing unit ( 7 ; 1 . 7 ; 2 . 7 ; 3 ) stored.

Die Daten der Messtaster (10; 1 und 12; 1, 10; 3 und 12; 3), des Temperaturfühlers (17; 1, 17; 3) und der Wägeeinheit (7; 1, 7; 2, 7; 3) werden durch eine Signalaufbereitungseinheit (19; 3) digitalisiert, und laufend durch eine Computereinheit (20; 3) registriert und dargestellt.The data of the measuring probes ( 10 ; 1 and 12 ; 1 . 10 ; 3 and 12 ; 3 ), the temperature sensor ( 17 ; 1 . 17 ; 3 ) and the weighing unit ( 7 ; 1 . 7 ; 2 . 7 ; 3 ) are processed by a signal conditioning unit ( 19 ; 3 digitized, and continuously through a computer unit ( 20 ; 3 ) registered and displayed.

Claims (10)

Vorrichtung zum Messen der Verformung an Mörteln, insbesondere Fließestrichen, in zwei Richtungen unter verschiedenen Temperaturbedingungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung umfasst eine Form (1), die mit Mörtel befüllbar ist. ein an einem Ende der Form (1) angeordnetes Widerlager (4) zum festen Einspannen des Mörtels, einen Messbügel (8) mit einem daran angeordneten Messtaster (10), der ein im Mörtel fixierbares Plättchen (9) derart kontaktiert, dass die vertikale Bewegung des Mörtels mit dem Messtaster (10) messbar ist, eine Messtasterhalterung (11) mit einem daran angeordneten Messtaster (12), der einen im Mörtel fixierbaren Stempel (6) derart kontaktiert, dass die horizontale Bewegung des Mörtels mit dem Messtaster (12) messbar ist.Device for measuring the deformation of mortars, in particular flow screeds, in two directions under different temperature conditions, characterized in that the device comprises a mold ( 1 ), which is fillable with mortar. one at one end of the mold ( 1 ) arranged abutment ( 4 ) for firmly clamping the mortar, a measuring bracket ( 8th ) with a probe arranged thereon ( 10 ), a fixable in mortar platelets ( 9 ) in such a way that the vertical movement of the mortar with the probe ( 10 ), a probe holder ( 11 ) with a probe arranged thereon ( 12 ), which can be fixed in the mortar stamp ( 6 ) in such a way that the horizontal movement of the mortar with the probe ( 12 ) is measurable. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Boden der Form (1) eine Heizung (18) angeordnet ist.Device according to claim 1, characterized in that at the bottom of the mold ( 1 ) a heater ( 18 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Mörtels über einen im Material befindlichen Temperaturfühler (17) mit einer Regelung (21) geregelt wird.Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the temperature of the mortar via a temperature sensor located in the material ( 17 ) with a regulation ( 21 ) is regulated. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne einseitig auf einer massiven Grundplatte (2) befestigt ist, und an der anderen Seite beweglich (23) gelagert ist.Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the channel on one side on a solid base plate ( 2 ), and movable on the other side ( 23 ) is stored. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anker (4) am festen Ende der Rinne verwendet wird, der mit der Rinne fest aber lösbar verbunden ist und in den Mörtel miteingegossen wird.Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that an anchor ( 4 ) is used at the fixed end of the channel, which is firmly but detachably connected to the channel and is poured into the mortar. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Anker (5) neben dem Anker (4) nach Anspruch 5 angeordnet ist, der ebenfalls in den Mörtel eingegossen wird, in vertikaler Richtung auf einem Widerlager (16) aufliegt, horizontal aber beweglich angeordnet ist.Apparatus according to claim 1 and 5, characterized in that a further anchor ( 5 ) next to the anchor ( 4 ) is arranged according to claim 5, which is also poured into the mortar, in the vertical direction on an abutment ( 16 ) rests, but is arranged horizontally but movable. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (6) so gelagert wird, dass er nicht nur horizontal, sondern auch vertikal frei beweglich ist.Device according to claim 1, characterized in that the stamp ( 6 ) is stored so that it is not only horizontally but also vertically freely movable. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein kompressibles, gasgefülltes, geschlossenporiges Vlies (3) in die Verformungsrinne (1) eingelegt ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that a compressible, gas-filled, closed-pore nonwoven ( 3 ) in the deformation channel ( 1 ) is inserted. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung auf einer Wägeeinheit (7) montiert ist, um die Masseänderung der Probe zu erfassen.Device according to claim 1, characterized in that the device is mounted on a weighing unit ( 7 ) is mounted to detect the mass change of the sample. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte der Messtaster (10, 12) und die Messwerte des Temperaturfühlers (17) und der Wägeeinheit (7) mit einer Signalaufbereitungseinheit (19) digitalisiert, und von einer Computereinheit (20) aufgezeichnet werden.Device according to Claims 1 to 8, characterized in that the measured values of the measuring probes ( 10 . 12 ) and the measured values of the temperature sensor ( 17 ) and the weighing unit ( 7 ) with a signal conditioning unit ( 19 ) and from a computer unit ( 20 ) to be recorded.
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