DE102010036758A1 - Method for determining and predicting compressive strength of hardened concrete, involves processing measured values of physical parameter and environmental temperature, and outputting graphical/tabular representation of processed values - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung und Vorhersage der Druckfestigkeit von erhärtendem Beton.The present invention relates to a method for determining and predicting the compressive strength of hardening concrete.
Stand der TechnikState of the art
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Methoden zur Messung und Steuerung der Druckfestigkeit von frisch vergossenem Beton unter Verwendung elektronischer Sensoren bekannt.Various methods for measuring and controlling the pressure resistance of freshly poured concrete using electronic sensors are known from the prior art.
Aus der
Aus der
Es besteht daher weiterhin ein Bedarf an Verfahren zur Bestimmung und Vorhersage der Druckfestigkeit von erhärtendem Beton, welche die Nachteile bekannter Verfahren überwinden.There is therefore still a need for methods for determining and predicting the compressive strength of hardening concrete which overcome the disadvantages of known methods.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Hier setzt die Erfindung an. Es soll ein kostengünstiges und einfaches Verfahren zur Bestimmung und Vorhersage der Druckfestigkeit von erhärtendem Beton zur Verfügung gestellt werden, durch das der Bauablauf verbessert werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren zur Bestimmung und Vorhersage der Druckfestigkeit von erhärtendem Beton gemäß unabhängigem Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Aspekte, Details und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung.This is where the invention starts. It is an inexpensive and simple method for determining and predicting the compressive strength of hardening concrete can be provided, through which the construction process can be improved. This object is achieved by the method for determining and predicting the compressive strength of hardening concrete according to independent claim 1. Further advantageous aspects, details and embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Bestimmung und Vorhersage der Druckfestigkeit von erhärtendem Beton zur Verfügung umfassend die Schritte:
- a) Bereitstellen zumindest eines ersten elektronischen Sensors zur Erfassung zumindest eines physikalischen Parameters von erhärtendem Beton,
- b) Bereitstellen eines Datenübertragungsmittels,
- c) Bereitstellen einer Rechnereinheit umfassend zumindest eine Steuereinheit,
- d) Bereitstellen zumindest eines zweiten elektronischen Sensors zur Erfassung der Umgebungstemperatur,
- e) in Kontakt bringen des ersten elektronischen Sensors mit frisch vergossenem Beton,
- f) Messung zumindest eines physikalischen Parameters des Betons mittels des ersten elektronischen Sensors,
- g) Messung der Umgebungstemperatur mittels des zweiten elektronischen Sensors,
- h) Übertragung der in den Schritten f) und g) erfassten Messwerten den elektronischen Sensoren an das Datenübertragungsmittel,
- i) Übertragung der in Schritt h) an das Datenübertragungsmittel übertragenen Messwerte von dem Datenübertragungsmittel an die Rechnereinheit,
- j) Verarbeitung der Daten durch die Steuereinheit der Rechnereinheit mittels eines Algorithmus,
- k) Bereitstellen der verarbeiteten Daten durch die Steuereinheit in einer von einer Ausgabeeinheit darstellbaren Form,
- l) Übertragung der in Schritt k) bereitgestellten Daten zu einer Ausgabeeinheit,
- m) grafische oder tabellarische Darstellung der in Schritt l) übertragenen Daten mittels der Ausgabeeinheit.
- a) providing at least one first electronic sensor for detecting at least one physical parameter of hardening concrete,
- b) providing a data transmission means,
- c) providing a computer unit comprising at least one control unit,
- d) providing at least one second electronic sensor for detecting the ambient temperature,
- e) contacting the first electronic sensor with freshly poured concrete,
- f) measuring at least one physical parameter of the concrete by means of the first electronic sensor,
- g) measuring the ambient temperature by means of the second electronic sensor,
- h) transmission of the measured values acquired in steps f) and g) to the electronic sensors to the data transmission means,
- i) transmission of the measured values transmitted to the data transmission means in step h) from the data transmission means to the computer unit,
- j) processing of the data by the control unit of the computer unit by means of an algorithm,
- k) providing the processed data by the control unit in a form that can be represented by an output unit,
- l) transmission of the data provided in step k) to an output unit,
- m) graphic or tabular representation of the data transmitted in step l) by means of the output unit.
Beim Erstellen von Betonbauwerken ist es unumgänglich, die Druckfestigkeit des erhärtenden Betons zu beurteilen. Beispielsweise muss die Schalung nach Aushärtung des Betons wieder entfernt werden. Der Ausschalzeitpunkt wird in der Regel von den auf der Baustelle tätigen Facharbeitern aufgrund von Erfahrungswerten bestimmt. Aus Sicherheitsgründen wird dabei in der Regel länger als eigentlich nötig gewartet. Dadurch können die eingesetzten Schalungselemente erst verspätet wiederverwendet werden. Zudem wird der Baufortschritt unnötig verzögert. Eine genaue Bestimmung des frühest möglichen Ausschalzeitpunkts führt daher zu einer deutlichen Zeit- und Kostenersparnis.When constructing concrete structures, it is essential to assess the compressive strength of the hardened concrete. For example, after hardening of the concrete, the formwork must be removed again. The stripping time is usually determined by the skilled workers working on the site based on experience. Out As a rule, security reasons are expected to last longer than is actually necessary. As a result, the formwork elements used can be reused late. In addition, the construction progress is unnecessarily delayed. An exact determination of the earliest possible Ausschalzeitpunkts therefore leads to a significant time and cost savings.
Daneben kann die Druckfestigkeit von erhärtendem Beton im Alter von wenigen Stunden maßgeblich sein für beispielsweise die Planung zum Aufbringen einer Vorspannung oder einer frühen Belastung, aber auch zur Abschätzung eines ausreichenden Frostwiderstands oder zur Vorhersage der Transportfähigkeit eines Betonfertigteils. Auch in diesen Fällen führt eine genaue Bestimmung und Vorhersage der Druckfestigkeit von erhärtendem Beton zu einem reibungsfreien Ablauf des Baufortschrittes und daher zu einer Zeit- und Kostenoptimierung für das gesamte Bauvorhaben.In addition, the compressive strength of hardening concrete at the age of a few hours can be decisive for, for example, the planning for applying a preload or an early load, but also for estimating a sufficient frost resistance or for predicting the transportability of a precast concrete part. Even in these cases, an accurate determination and prediction of the compressive strength of hardening concrete leads to a smooth progress of the construction progress and therefore to a time and cost optimization for the entire construction project.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Reifung bzw. Aushärtung des Betons genau verfolgt und beispielsweise der erstmögliche Ausschalzeitpunkt oder der erstmögliche Zeitpunkt zur teilweisen oder vollständigen Entfernung der Stützen oder zum Aufbringen einer Vorspannung oder einer Belastung genau vorhergesagt werden.By means of the method according to the invention, the maturing or hardening of the concrete can be closely monitored and, for example, the first possible breaking-off time or the earliest possible time for the partial or complete removal of the supports or for applying a preload or a load can be accurately predicted.
Der wesentliche Aspekt der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, dass von den elektronischen Sensoren sowohl zumindest ein den erhärtenden Beton charakterisierender physikalischer Parameter wie auch die Umgebungstemperatur bestimmt werden. Die Umgebungstemperatur hat einen starken Einfluss auf das Fortschreiten der Betonreifung und beeinflusst daher die Entwicklung der Druckfestigkeit des Betons. Die Messung der Umgebungstemperatur ermöglicht daher genaue Vorhersagen über die Druckfestigkeit des Betons. Die erfassten Messwerte werden über ein Datenübertragungsmittel an eine Rechnereinheit übermittelt und von dieser ohne nennenswerte Verzögerung mittels eines Algorithmus verarbeitet. Die Rechnereinheit stellt die verarbeiteten Daten in einer von einer Ausgabeeinheit darstellbaren Form bereit. Diese Daten werden dann an eine Ausgabeeinheit übertragen und von dieser grafisch oder tabellarisch dargestellt. Aus dieser Darstellung kann zum Beispiel der frühest mögliche Ausschalzeitpunkt aber auch der frühest mögliche Zeitpunkt zum Anlegen einer Vorspannung bzw. einer Belastung direkt abgelesen werden, wodurch der Bauprozess maßgeblich beschleunigt und optimiert wird.The essential aspect of the present invention resides in the fact that at least one physical parameter characterizing the hardening concrete as well as the ambient temperature are determined by the electronic sensors. The ambient temperature has a strong influence on the progress of the concrete maturation and therefore influences the development of the compressive strength of the concrete. The measurement of the ambient temperature therefore allows accurate predictions about the compressive strength of the concrete. The acquired measured values are transmitted to a computer unit via a data transmission means and processed by the latter without appreciable delay by means of an algorithm. The computer unit provides the processed data in a form that can be displayed by an output unit. These data are then transmitted to an output unit and represented by this graphically or in tabular form. From this representation, for example, the earliest possible Ausschalzeitpunkt but also the earliest possible time to apply a bias or a load can be read directly, whereby the construction process is significantly accelerated and optimized.
Die von den elektronischen Sensoren erfassten Messwerte werden bevorzugt digitalisiert und über das Datenübertragungsmittel weitergegeben. Beispielsweise ist eine Datenübertragung mittels Datenleitungsnetz möglich, wobei das Datenübertragungsmittel und die Sensoren bzw. die Rechnereinheit über Datenleitungskabel miteinander vernetzt sein können.The measured values acquired by the electronic sensors are preferably digitized and forwarded via the data transmission means. For example, a data transmission by means of data line network is possible, wherein the data transmission means and the sensors or the computer unit can be networked with each other via data cable.
Ganz entscheidende Vorteile bringt jedoch eine drahtlose Datenübertragung mit sich. Die von den Sensoren erfassten Messwerte werden drahtlos an das Datenübertragungsmittel und vorzugsweise ebenso drahtlos vom Datenübertragungsmittel an die Rechnereinheit übertragen.However, a decisive advantage is wireless data transmission. The measured values acquired by the sensors are transmitted wirelessly to the data transmission means and preferably also wirelessly from the data transmission means to the computer unit.
Durch die drahtlose Datenübermittlung ist die Montage des Sensors schnell, einfach und problemlos. Der Sensor muss lediglich an Ort und Stelle mit dem frisch vergossenen Beton in Kontakt gebracht werden. Beispielsweise kann der Sensor als Schwimmer konzipiert sein und umfasst dann ein Gehäuse und eine nach unten gerichtete Metallspitze, welche zur Durchführung der Messungen in den Beton eingetaucht wird. In Gebrauchsstellung ist der Sensor automatisch eingeschaltet, wodurch sowohl die Messung als auch die Übertragung der Daten unmittelbar beginnen, wenn der Sensor auf den frisch vergossenen Beton aufgelegt wird. Für den auf der Baustelle tätigen Facharbeiter fallen daher keinerlei Programmierungsschritte oder andere diffizile Einstellungsarbeiten an, um den Sensor in Betrieb zu setzen bzw. die Datenübermittlung zu starten.Wireless data transmission makes mounting the sensor fast, easy and easy. The sensor only has to be brought into contact with the freshly poured concrete on the spot. For example, the sensor may be designed as a float and then includes a housing and a downwardly directed metal tip, which is immersed in the concrete to perform the measurements. In the use position, the sensor is automatically switched on, whereby both the measurement and the transmission of data begin immediately when the sensor is placed on the freshly poured concrete. For the skilled workers working on the construction site, no programming steps or other difficult adjustments are required to put the sensor into operation or start the data transmission.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der erste elektronische Sensor und das Datenübertragungsmittel in einem Bauteil zusammengefasst. Besonders bevorzugt wird das Datenübertragungsmittel in einen als Schwimmer ausgebildeten Sensor integriert. Diese speziell für kleinere Bauvorhaben und den Betonstraßenbau entwickelte Variante weist den großen Vorteil auf, dass Sensor und Datenübertragungsmittel in einer Komponente integriert sind. Der Anwender braucht nur eine Batterie einzusetzen und das Messmodul mit Sensor und integriertem Datenübertragungsmittel auf den frisch vergossenen Beton zu stellen. Die Messdaten werden direkt an die Rechnereinheit gesendet, ohne die Notwendigkeit der Einrichtung eines separaten Datenübertragungsmittels auf der Baustelle. Installation und Programmierung des Datenübertragungsmittels durch den Anwender entfallen in dieser Ausführungsform, wodurch Fehlerquellen eliminiert werden.According to a preferred embodiment of the present invention, the first electronic sensor and the data transmission means are combined in one component. Particularly preferably, the data transmission means is integrated in a sensor designed as a float. This variant, which was specially developed for smaller construction projects and concrete road construction, has the great advantage that sensor and data transmission means are integrated in one component. The user only needs to use one battery and place the measuring module with sensor and integrated data transmission means on the freshly poured concrete. The measurement data is sent directly to the computer unit without the need to set up a separate data transmission means on the construction site. Installation and programming of the data transmission means by the user are omitted in this embodiment, whereby error sources are eliminated.
Neben der einfachen Montage des Sensors, die zu einer merklichen Arbeits- und Zeitersparnis für den auf der Baustelle tätigen Facharbeiter führt, hat die drahtlose, digitale Datenerfassung und -übermittlung sowie die erfindungsgemäße Datenverarbeitung und -ausgabe den entscheidenden Vorteil, dass ein erstes direktes Ablesen der verarbeiteten Daten direkt vor Ort ohne Zeitverzögerung möglich ist. So kann der Facharbeiter beispielsweise direkt auf der Baustelle unmittelbar mit dem Beginn der Datenerfassung beispielsweise mit Hilfe eines Laptops, eines PCs oder anderer Hilfsmittel eine Übertragung der von der Steuereinheit verarbeiteten und bereitgestellten Daten bewirken. Das Laptop oder der PC fungieren dann als Ausgabeeinheit und der Facharbeiter kann anhand der grafischen oder tabellarischen Darstellung der Daten den Temperatur-, Druckfestigkeits- und Reifeverlauf oder andere Messwerte des erhärtenden Betons verfolgen. Mit herkömmlichen Methoden hingegen müssen die Messdaten vom Anwender selbst erst verarbeitet und der Druckfestigkeitsverlauf berechnet werden, was oftmals dazu führt, dass das Ergebnis erst nach vollständigem Abschluss der Messungen vorliegt.In addition to the simple installation of the sensor, which leads to a significant work and time savings for working on the site skilled workers, the wireless, digital data acquisition and transmission and data processing and output of the invention has the distinct advantage that a first direct reading of the processed data on-site without delay is possible. For example, the skilled worker can work directly on the construction site immediately after the beginning of the construction Data acquisition, for example, using a laptop, a PC or other means to effect a transfer of processed and provided by the control unit data. The laptop or PC then acts as the output unit and the skilled worker can follow the temperature, pressure resistance and maturity history or other measured values of the hardening concrete on the basis of the graphical or tabular representation of the data. Conventional methods, on the other hand, require the user to first process the measured data and calculate the compressive strength curve, which often results in the result being only complete after the measurements have been completed.
Die grafische oder tabellarische Darstellung der von der Rechnereinheit verarbeiteten Daten kann auch durch eine in unmittelbarer Nähe der Rechnereinheit positionierten Ausgabeeinheit erfolgen. In diesem Fall wird der Anwender auf der Baustelle durch beispielsweise eine SMS oder eine Email informiert wenn beispielsweise eine bestimmte Reife, eine bestimmte Druckfestigkeit, eine bestimmte Temperatur oder ein vorbestimmter Wert eines anderen physikalischen Parameters des Betons erreicht wird.The graphic or tabular representation of the data processed by the computer unit can also be effected by an output unit positioned in the immediate vicinity of the computer unit. In this case, the user is informed at the construction site by, for example, an SMS or e-mail when, for example, a certain maturity, a certain compressive strength, a certain temperature or a predetermined value of another physical parameter of the concrete is achieved.
Bevorzugt erfolgen die einzelnen Übertragungen von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung ohne zeitliche Verzögerung. So werden bevorzugt die von den elektronischen Sensoren erfassten Messwerte ohne zeitliche Verzögerung an das Datenübertragungsmittel übertragen und/oder die Daten von dem Datenübertragungsmittel ohne zeitliche Verzögerung an die Rechnereinheit übertragen und/oder die bereitgestellten Daten ohne zeitliche Verzögerung zu einer Ausgabeeinheit übertragen. Bei geringst möglichem zeitlichen Abstand zwischen Erfassung der Messwerte und Darstellung der verarbeiteten Daten durch die Ausgabeeinheit kann besonders schnell und unmittelbar auf Veränderungen der Druckfestigkeit des Betons oder Änderungen in der Umgebung wie beispielsweise Änderungen der Lufttemperatur reagiert werden.The individual transmissions of data according to the present invention preferably take place without a time delay. Thus, the measured values acquired by the electronic sensors are preferably transmitted to the data transmission means without a time delay and / or the data is transmitted from the data transmission means to the computer unit without a time delay and / or the provided data are transmitted to an output unit without a time delay. With the least possible time interval between acquisition of the measured values and representation of the processed data by the output unit can be responded to changes in the compressive strength of the concrete or changes in the environment such as changes in air temperature particularly quickly and directly.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass der Anwender auf der Baustelle die zeitliche Abfolge der einzelnen Messungen frei wählen kann. Die bevorzugte unmittelbare Übertragung und Verarbeitung der Messwerte soll nicht implizieren, dass in permanenter Abfolge Messwerte ermittelt werden. Der Anwender entscheidet über die zeitliche Frequenz der verschiedenen Messungen, die variabel eingestellt werden kann.It should be noted at this point that the user can freely choose the time sequence of the individual measurements on the construction site. The preferred immediate transmission and processing of the measured values is not intended to imply that measured values are determined in a permanent sequence. The user decides on the temporal frequency of the various measurements, which can be set variably.
Besonders zum Tragen kommen die angesprochenen Vorteile, wenn die Verarbeitung der Messwerte durch die Steuereinheit und/oder die Darstellung der verarbeiteten Daten durch die Ausgabeeinheit ebenfalls ohne zeitliche Verzögerung erfolgen. Diese Ausführungsformen sind daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls bevorzugt.The advantages mentioned are particularly useful if the processing of the measured values by the control unit and / or the representation of the processed data by the output unit are likewise carried out without a time delay. These embodiments are therefore also preferred in the context of the present invention.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der erste elektronische Sensor so an der Schalung positioniert, dass er in Kontakt mit dem frisch vergossenen Beton steht. Der Sensor kann so beispielsweise bereits vor Vergießen des Betons gleichzeitig mit dem Aufbau der Schalung positioniert werden, wodurch erste Messwerte direkt während des Vergießens des Betons erfasst werden können.According to a preferred embodiment of the present invention, the first electronic sensor is positioned on the formwork so as to be in contact with the freshly poured concrete. For example, the sensor can be positioned simultaneously with the structure of the formwork even before the concrete is poured, whereby first measured values can be recorded directly during the casting of the concrete.
Analoge Vorteile weist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf, bei der der erste elektronische Sensor als verlorener Sensor ausgebildet ist, der in den zu vergießenden Beton eingemischt wird.Analogous advantages include a further preferred embodiment of the present invention in which the first electronic sensor is designed as a lost sensor, which is mixed into the concrete to be poured.
Bevorzugt wird der erste elektronische Sensor zerstörungsfrei so in den Beton eingegossen, dass er wieder entfernbar ist, vorzugsweise innerhalb einer Einbaudose oder eines Einbaurohres. Die dadurch mögliche Wiederverwendung des Sensors führt zu einer Kostenreduktion und ist sowohl aus ökonomischer, wie auch aus ökologischer Sicht von Vorteil.Preferably, the first electronic sensor is non-destructively poured into the concrete so that it is removable again, preferably within a mounting box or a built-in ear. The resulting reuse of the sensor leads to a cost reduction and is advantageous both from an economic as well as from an ecological point of view.
Grundsätzlich kann der erste elektronische Sensor in jede Art von Behälter eingebaut und in dieser Form in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. Bevorzugt handelt es sich bei dem ersten elektronischen Sensor um einen in einer Mauerstärke enthaltenen Sensor. In der Regel werden Mauerstärken generell bei der Erstellung von Betonbauten eingesetzt, wobei unterschiedliche Modelle und Ausführungen an Mauerstärken im Handel erhältlich sind. Aufgrund des universellen Einsatzes von Mauerstärken werden diese auf den Baustellen ohnehin von den Facharbeitern montiert. Vorteilhaft erfolgt die Montage der Sensoren somit gleichzeitig mit der Montage der Mauerstärken, sofern die Sensoren in den Mauerstärken integriert sind. Ein weiterer Vorteil beim Einsatz von in den Mauerstärken integrierten Sensoren ist die Tatsache, dass an jeder Stelle, an der eine einen Sensor enthaltende Mauerstärke eingesetzt wird, ein Sensor vorhanden ist, wodurch die Sensoren über das Betonteil verteilt vorliegen und damit an mehreren Stellen am frisch vergossenen Beton Messungen durchgeführt werden können.In principle, the first electronic sensor can be installed in any type of container and used in this form in the method according to the invention. Preferably, the first electronic sensor is a sensor contained in a wall thickness. In general, wall thicknesses are generally used in the construction of concrete structures, with different models and versions of wall thicknesses are commercially available. Due to the universal use of wall thicknesses, these are mounted on the construction sites anyway by the skilled workers. Advantageously, the installation of the sensors is thus simultaneously with the installation of the wall thickness, if the sensors are integrated in the wall thicknesses. Another advantage of using integrated in the wall thickness sensors is the fact that at each point where a sensor-containing wall thickness is used, a sensor is present, whereby the sensors are distributed over the concrete part and thus in several places on the fresh potted concrete measurements can be performed.
Von besonderem Vorteil ist auch die Tatsache, dass die eigentlichen Sensoren sehr klein dimensioniert sind. Dadurch können sie einfach in verschiedene Gegenstände, wie beispielsweise ein Kabel, eingebaut werden. Wird ein solches Kabel vertikal oder horizontal in einer Schalung, welche mit frischem Beton ausgegossenen werden soll, verlegt, so können an mehreren Stellen im Beton gleichzeitig physikalische Parameter gemessen werden. Dies stellt sich als besonders vorteilhaft heraus, wenn Messungen in Massenbeton oder auch in sehr großen Tiefen wie bei Pfahlborungen notwendig sind. Die Sensoren können auch in sehr flache Gehäuse eingebaut werden, wodurch Messungen direkt an der Schalung möglich werden.Of particular advantage is also the fact that the actual sensors are very small. As a result, they can be easily installed in various items, such as a cable. If such a cable vertically or horizontally in a formwork, which is to be poured out with fresh concrete, relocated, so can in several places in the concrete at the same time physical parameters are measured. This proves to be particularly advantageous when measurements in bulk concrete or in very large depths as in pile borings are necessary. The sensors can also be installed in very flat housings, allowing measurements directly on the formwork.
Besondere Vorteile ergeben sich dadurch, dass es sich bei dem ersten elektronischen Sensor um einen Sensor zur Erfassung der Temperatur, der Feuchtigkeit, des Wassergehalts, des Druckes oder des Chloridgehalts des Betons handelt, wobei mittels des ersten elektronischen Sensors die Temperatur und/oder die Feuchtigkeit und/oder der Wassergehalt und/oder der Druck und/oder der Chloridgehalt des Betons erfasst werden. Zur parallelen Erfassung mehrerer physikalischer Parameter können auch mehrere Sensoren eingesetzt werden, von denen jeweils ein Sensor eine Art von physikalischem Parameter erfasst.Particular advantages result from the fact that the first electronic sensor is a sensor for detecting the temperature, the humidity, the water content, the pressure or the chloride content of the concrete, the temperature and / or the humidity being determined by means of the first electronic sensor and / or the water content and / or the pressure and / or the chloride content of the concrete are detected. For the parallel detection of several physical parameters, it is also possible to use a plurality of sensors, one sensor of which detects one type of physical parameter in each case.
Die Temperaturentwicklung in erhärtendem Beton ist von großer praktischer Bedeutung. Gleichzeitig mit dem Erhärten des Betons, welches durch die Hydratation des Zements verursacht wird, wird Wärme freigesetzt. Diese Hydratationswärme kann je nach Wärmeabflussbedingungen, beispielsweise also abhängig von der Dicke des Bauteils, zu einer maßgeblichen Erwärmung des Bauteils führen. Erhöhte Betontemperaturen im Bauteil fördern zwar die Aushärtung und damit eine positive Druckfestigkeitsentwicklung des erhärtenden Betons, haben jedoch auch Temperaturverformungen zur Folge, was zu Zwangsspannungen und Rissbildungen führen kann.The temperature development in hardening concrete is of great practical importance. Simultaneously with the hardening of the concrete, which is caused by the hydration of the cement, heat is released. Depending on the heat transfer conditions, for example, depending on the thickness of the component, this heat of hydration can lead to significant heating of the component. Although elevated concrete temperatures in the component promote curing and thus a positive compressive strength development of the hardening concrete, but also have temperature deformations result, which can lead to forced voltages and cracking.
Einfluss auf die Freisetzung der Hydratationswärme und damit auf die Temperaturerhöhung des Bauteils hat unter anderem die Zusammensetzung des Betons. Durch die Kenntnis des Zusammenhangs zwischen Hydratationswärmefreisetzung und Festigkeitsentwicklung können betontechnologische Maßnahmen durchgeführt werden, um die Höchsttemperatur so weit wie möglich herabzusetzen und die Wahrscheinlichkeit von Rissbildungen dadurch zu verringern. So ist die Optimierung der Betonmischung für ein spezifisches Bauteil oft unumgänglich.Among other things, the composition of the concrete has an influence on the release of the heat of hydration and thus on the temperature increase of the component. By understanding the relationship between release of hydration heat and strength development, concrete technological measures can be taken to reduce the maximum temperature as much as possible and thereby reduce the likelihood of cracking. Thus, the optimization of the concrete mix for a specific component is often unavoidable.
Durch Messung der Temperatur des erhärtenden Betons über einen Temperatursensor kann die Optimierung der Betonmischung zeitnah erfolgen. Beispielsweise kann mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens der Temperaturverlauf in einem Beton-Probewürfel gemessen werden. Durch die unmittelbare Datenübertragung, -verarbeitung und -ausgabe können die Resultate ohne Zeitverzögerung verfolgt werden und entsprechende Maßnahmen zur Optimierung der Betonmischung für das spezifische Bauteil ergriffen werden.By measuring the temperature of the hardened concrete via a temperature sensor, the optimization of the concrete mix can be carried out in a timely manner. For example, with the aid of the method described, the temperature profile in a concrete test cube can be measured. Direct data transmission, processing and output enable the results to be tracked without time delay and appropriate measures taken to optimize concrete mixing for the specific component.
Durch Erfassung unterschiedlicher physikalischer Parameter oder verschiedener Kombinationen von Parametern kann das Verfahren an verschiedenste Anwendungsarten angepasst werden.By detecting different physical parameters or different combinations of parameters, the method can be adapted to a wide variety of applications.
Bevorzugt sind mehrere Sensoren zur Erfassung physikalischer Parameter des Betons vorgesehen, wobei die Sensoren zur gleichzeitigen Erfassung der physikalischen Parameter bevorzugt zumindest über einen Bereich des Bauteils verteilt sind. Die gleichzeitige Erfassung physikalischer Parameter an mehreren Stellen des Bauteils kann zum Beispiel bei Bohrpfählungen vorteilhaft sein, da die Druckfestigkeitsentwicklung aufgrund der unterschiedlichen Bodenbeschaffenheit und des Wasser/Zementgehalts des Betons nicht über die gesamte Tiefe von beispielsweise 15–20 m homogen ist. In diesem Fall wird die Druckfestigkeitsentwicklung über die gesamte Tiefe in regelmäßigen Abständen verfolgt. Eine Belastung wird erst dann aufgebracht bzw. das Anschneiden eines Bohrpfals erfolgt erst dann, wenn die Druckfestigkeit der Bohrpfählungen an jeder Stelle über die gesamte Tiefe den erforderlichen Wert erreicht hat.Preferably, a plurality of sensors are provided for detecting physical parameters of the concrete, wherein the sensors for the simultaneous detection of the physical parameters are preferably distributed over at least an area of the component. The simultaneous detection of physical parameters at multiple locations of the component may be advantageous in, for example, bored piles, since the compressive strength development is not homogeneous over the entire depth of, for example, 15-20 m due to the different soil conditions and water / cement content of the concrete. In this case, the compressive strength development is tracked over the entire depth at regular intervals. A load is applied only then or the cutting of a rip fence takes place only when the pressure resistance of the bored piles has reached the required value at all points over the entire depth.
Ebenso kann es von Vorteil sein zum Beispiel Temperaturmessungen über die gesamte Dicke einer Betonwand durchzuführen und beispielsweise etwa 5 cm beabstandet von jeder Außenfläche, genau mittig in der Wand und gegebenenfalls an weiteren zwei Stellen zwischen den äußeren und mittigen Messpunkten die Temperatur zu erfassen, um eine genaue Aussage über die Abführung der Hydratationswärme und über die lokale Temperaturerhöhung in der Betonwand Rückschlüsse treffen zu können.Likewise, it may be advantageous, for example, to perform temperature measurements over the entire thickness of a concrete wall and, for example, about 5 cm apart from each outer surface, just in the middle of the wall and possibly at two other locations between the outer and central measuring points to detect the temperature to a to be able to make precise statements about the dissipation of the heat of hydration and about the local temperature increase in the concrete wall.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem zweiten elektronischen Sensor um einen Sensor zur Erfassung der Umgebungstemperatur und der Windgeschwindigkeit. Die Windgeschwindigkeit hat unmittelbare Auswirkungen auf den Abtransport von Feuchtigkeit und Wärme und beeinflusst daher die Entwicklung der Druckfestigkeit des Betons. Die Messung der Windgeschwindigkeit ermöglicht daher genauere Vorhersagen über die Druckfestigkeit des Betons.According to a particularly preferred embodiment of the present invention, the second electronic sensor is a sensor for detecting the ambient temperature and the wind speed. The wind speed has an immediate effect on the removal of moisture and heat and therefore influences the development of the compressive strength of the concrete. The measurement of the wind speed therefore allows more accurate predictions about the compressive strength of the concrete.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform schließt sich an das erfindungsgemäße Verfahren ein Steuerungsschritt an. Bei Erreichen bestimmter voreingestellter Grenzwerte oder Zeitpunkte können beliebige Nachbehandlungsanlagen angesteuert werden.According to a particularly preferred embodiment, the method according to the invention is followed by a control step. Upon reaching certain preset limits or times, any aftertreatment systems can be controlled.
Wird das erfindungsgemäße Verfahren bei der Produktion von Fertigteilen eingesetzt, so schließt sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein Steuerungsschritt an das erfindungsgemäße Verfahren an. In diesem Fall wird in Abhängigkeit der erfassten Messwerte automatisch ein Wärme- oder Kühlungssystem gesteuert und dadurch die Reifeentwicklung des Betons beschleunigt oder verzögert. Insbesondere bevorzugt erfolgt eine solche Beschleunigung oder Verzögerung der Reifeentwicklung, wenn bestimmte vorher eingestellte Werte der physikalischen Parameter erreicht werden. Es können aber auch andere Produktionsprozesse, wie beispielsweise die Hydration, gesteuert werden. Alternativ ist es möglich, den Anwender mittels einer visuellen Signaleinrichtung darüber zu informieren, in welchem Stadium der Entwicklung der Beton sich befindet.If the method according to the invention is used in the production of finished parts, a control step follows the method according to the invention in accordance with a preferred embodiment. In this case, in Dependent on the measured values automatically controlled a heating or cooling system, thereby accelerating or retarding the maturity of the concrete. In particular, such acceleration or deceleration of maturity development takes place when certain previously set values of the physical parameters are reached. However, other production processes such as hydration can also be controlled. Alternatively, it is possible to inform the user by means of a visual signaling device about the stage of development of the concrete.
Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es wird aber ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Neuerung nicht auf das angegebene Beispiel beschränkt sein soll.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment in conjunction with the drawings. However, it is expressly pointed out that the innovation should not be limited to the example given.
Die
Der erste elektronische Sensor
Um eine einfache Entfernung des Schwimmers
Sowohl beim ersten
Sobald der erste physikalische Parameter bzw. die Umgebungstemperatur von den Sensoren
Die Daten werden sodann an die Rechnereinheit
Die Ausgabeeinheit
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- erster elektronischer Sensorfirst electronic sensor
- 1a1a
- Metallspitzemetal tip
- 1b1b
- Schwimmergehäusefloat bowl
- 22
- DatenübertragungsmittelData transmission means
- 33
- Rechnereinheitcomputer unit
- 3.13.1
- Speichereinheitstorage unit
- 3.23.2
- Steuereinheitcontrol unit
- 3.33.3
- Ausgabeeinheitoutput unit
- 44
- zweiter elektronischer Sensorsecond electronic sensor
- BB
- Betonconcrete
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DE 102008000381 A1 [0004] DE 102008000381 A1 [0004]
- DE 102006035187 A1 [0004] DE 102006035187 A1 [0004]
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