DE102012002166A1

DE102012002166A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung von Frischbetonproben

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Publication number: DE102012002166A1
Application number: DE201210002166
Authority: DE
Inventors: Prof. Dr.-Ing. Kunze Günter; Dipl.-Ing. Graul Stefan
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Graul Stefan De
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2013-08-01
Anticipated expiration: 2032-02-02
Also published as: DE102012002166B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung von Frischbetonproben. Dabei kann die Einhaltung vorgegebener Parameter oder eine Betonqualität unmittelbar vor Ort, also unmittelbar vor der Herstellung eines Bauteils in einem Betonwerk oder eines Bauwerks an beliebiger Stelle, geprüft werden. Die erfindungsgemäße weist eine Einrichtung zur Erzeugung von Schwingungen und/oder der Einkopplung von Schwingungen in eine(r) Frischbetonprobe, ein Temperatursensor und ein Sensor zur Bestimmung des pH-Wertes und/oder der elektrischen Leitfähigkeit sowie mindestens ein Sensor zur Bestimmung mindestens einer schwingungsabhängigen Größe, die ausgewählt ist aus einer Beschleunigung, Geschwindigkeit, elektrischen Leistung für die Erzeugung und/oder Einkopplung von Schwingungen, detektierten reflektierten Schwingungen, einer Phasenverschiebung und der Drehzahl/Rotationsbewegung eines rotierenden Elements auf. Mit den Sensoren erfasste Messwerte werden einer elektronischen Auswerte- und Steuereinheit zugeführt. Mit einer Einrichtung kann ein spezifisches Muster aus den detektierten Messwerten für die jeweilige Frischbetonprobe erstellt werden. In einer weiteren Einrichtung werden so für Proben ermittelte Muster für eine Frischbetonprobe mit in einem Speicher abgelegten Vergleichsmustern bekannter Zusammensetzungen von Frischbeton verglichen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung von Frischbetonproben. Dabei kann die Einhaltung vorgegebener Parameter oder eine Betonqualität unmittelbar vor Ort, also unmittelbar vor der Herstellung eines Bauteils in einem Betonwerk oder eines Bauwerks an beliebiger Stelle, geprüft werden. Mit der Erfindung kann im weitesten Sinn eine Analyse des als Transportbeton angelieferten Betons durchgeführt werden, ohne dass eine tatsächliche Analyse der im Beton enthaltenen Komponenten durchgeführt werden muss, wie dies üblicherweise mit einem aufwändigen Laboraufbau erfolgt.
Bei den Frischbetonzusammensetzungen sollten möglichst viele Parameter, wie beispielsweise der w/z-Wert (Wasser-Zement-Verhältnis), die Viskosität, die enthaltenen Zuschlagstoffe (mineralische Betonkomponenten, Sand Kies, deren Kornform), die Sieblinie (A, B oder C) mit ggf. Ausfallkörnungen, die von der Sieblinie abweichen, Dichteeigenschaften (Luftporengehalt, Rohdichte, Verdichtungsmaß), spezielle Zuschläge (Metall- oder Textilfasern), chemische Zuschläge, wie z. B. Verzögerer (Phosphorsäure zur Verzögerung der Hydratation), Beschleuniger, Flussmittel (Sulfonate zur Verringerung der Viskosität) oder Luftporenbildner, berücksichtigt werden können.
In der Regel wird Frischbeton mit Fahrmischern, als so genannter Transportbeton, zu einer Baustelle angeliefert. Dabei ist je nach den Anforderungen eine bestimmte Betonzusammensetzung erforderlich, um die für ein Bauwerk oder einen Teil eines Bauwerks erforderlichen Betonparameter, insbesondere die Festigkeit gewährleisten zu können. Nach dem Stand der Technik erfolgt jedoch unmittelbar vor Ort keine Kontrolle des angelieferten Betons. Je nach vorgegebener Überwachungsklasse wird ca. alle 300 m³ (entspricht ca. 60 Fahrmischern) eine Analyse bzw. eine Prüfung durchgeführt. Hierfür werden entsprechende Proben genommen und damit Probewürfel hergestellt, die nach 28 Tagen einer Druckfestigkeitsprüfung unterzogen werden. Es liegt auf der Hand, dass bis dahin der restliche Beton vor dem Einbau nicht geprüft worden ist, und daher der bereits verbaute Beton bereits abgebunden ist. Bei Verstößen und größeren Abweichungen von Sollvorgaben ist dann zumindest ein Teilabriss am Bauwerk erforderlich, was natürlich zu erheblichen Kosten und Bauverzögerungen führt.
Aus dem Stand der Technik sind lediglich mobile Messvorrichtungen bekannt, die für die Überwachung und Prüfung der Verdichtung des bereits verbauten und noch nicht abgebundenen Betons eingesetzt werden können. Eine Prüfung bzw. Überwachung der Betonzusammensetzung ist damit aber nicht möglich.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Möglichkeiten für die Überwachung der Einhaltung vorgegebener Betonzusammensetzungen in einfacher Form, die in kurzer Zeit, mit geringem Aufwand und dabei unmittelbar vor dem Einsatz an einem Bauwerk durchgeführt werden können, zur Verfügung zu stellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Dabei kann mit einem Verfahren gemäß Anspruch 6 vorgegangen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Einrichtung zur Erzeugung von Schwingungen und/oder der Einkopplung von Schwingungen in eine(r) Frischbetonprobe, einen Temperatursensor und einen Sensor zur Bestimmung des pH-Wertes und/oder der elektrischen Leitfähigkeit auf. Außerdem ist mindestens ein Sensor zur Bestimmung mindestens einer schwingungsabhängigen Größe, die ausgewählt ist aus
einer Beschleunigung, Geschwindigkeit, elektrischen Leistung für die Erzeugung und/oder Einkopplung von Schwingungen, detektierten reflektierten Schwingungen, einer Phasenverschiebung und der Drehzahl/Drehbewegung eines rotierenden Elements, vorhanden.
Mit den Sensoren erfasste Messwerte werden einer elektronischen Auswerte- und Steuereinheit zugeführt. Es sind eine Einrichtung zur Bildung eines spezifischen Musters aus den detektierten Messwerten für die jeweilige Frischbetonprobe und eine weitere Einrichtung zum Vergleich des jeweiligen ermittelten Musters für eine Frischbetonprobe mit in einem Speicher abgelegten Vergleichsmustern bekannter Zusammensetzungen von Frischbeton vorhanden.
Von den schwingungsabhängigen Größen sollten mehrere, bevorzugt viele und besonders bevorzugt alle berücksichtigt werden. Dabei können solche Messwerte bei einer einzigen konstanten Frequenz und/oder Amplitude, bevorzugt aber bei mehreren Frequenzen und/oder Amplituden und somit unterschiedlichen Energien der Schwingungen ermittelt und bei der Musterbildung berücksichtigt werden. Werden beispielsweise Schwingungen generiert, die zu einer direkten Wechselwirkung der Vorrichtung mit dem umgebenden Beton führen, kann lediglich eine veränderte Frequenz genutzt werden, wenn eine Wechselwirkung zwischen Vorrichtung und Beton auftritt. Werden aber Schwingungen in den Beton emittiert, wie dies bei Schallwellen der Fall ist, kann neben der Frequenz auch eine Veränderung der Schwingsungamplituden vorgenommen und berücksichtigt werden.
Es sollte sich um schwingungsabhängige Größen handeln, die eine Rückwirkung auf die Vorrichtung ausüben, wenn diese in Schwingung versetzt worden ist oder von der Vorrichtung Schwingungen in die Frischbetonprobe emittiert worden sind.
Für die Musterbildung und deren Auswertung mittels Mustervergleichs können neben den direkt gemessenen Größen auch zeitliche Ableitungen erster, zweiter und ggf. auch höherer Ordnungen aus den Messwerten bestimmt und bei der Musterbildung sowie dem Mustervergleich berücksichtigt werden. Diese Ableitungen von Messwerten repräsentieren insbesondere den Einfluss des w/z-Wertes, den Luftporenanteil und auch die Konsistenz (Viskosität).
Beispielseise können Schwingungen (Schallwellen) als „weißes Rauschen” (400 kHz–20 kHz) in den Beton einer Frischbetonprobe emittiert und darin reflektierte Schwingungen (Schallwellen) mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung detektiert werden. In diesem Fall kann ein geeigneter Detektor vorhanden sein. Dies kann ein Ultraschallwandler sein, der Schallwellen emittieren und detektieren kann. Dabei kann das Frequenzspektrum der zurück reflektierten Wellen erfasst und bei der Erfindung berücksichtigt werden. Die detektierten Wellen können einer Fast-Fourier-Transformation unterzogen werden, deren Ergebnisse in Form eines Amplitudenspektrums mit einer bestimmten Anzahl von Frequenzbändern in die Musterbildung einbezogen werden können.
Werden aus der Frischbetonprobe rückreflektierte Schwingungen/Schallwellen detektiert, können damit Rückschlüsse auf die Art der Körnung, wie auch die Sieblinie der enthaltenen mineralischen Zuschläge berücksichtigt werden.
Für den Vergleich einer Frischbetonprobe, bei der die Bestimmung durchgeführt worden ist, können vorab untersuchte Vergleichsproben berücksichtigt werden, die unter den gleichen Bedingungen überprüft worden sind. Dabei kann es sich um Vergleichsproben handeln, die bestimmten Vorgaben entsprechen. Es kann sich dabei aber auch um Vergleichsproben, die eine Zusammensetzung aufweisen, die von vorgegebenen Zusammensetzungen abweichen, handeln. Es soll lediglich die jeweilige Zusammensetzung der einzelnen Vergleichsproben bekannt sein.
Bei dem Mustervergleich kann festgestellt werden, ob das Muster an Messwerten einer Frischbetonprobe mit einem Muster einer Vergleichsprobe übereinstimmt oder nicht.
Neben den bereits genannten zu erfassenden Messwerten, kann auch die elektrische Leitfähigkeit mit einem Sensor bestimmt werden und auch diese Messgröße für die Musterbildung genutzt werden.
Werden bei der Bestimmung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung Schwingungen erzeugt, ist es vorteilhaft mindestens zwei Beschleunigungssensoren vorzusehen. Beide Beschleunigungssensoren sollten dabei in unterschiedlichen Winkeln zueinander ausgerichtet sein, so dass Beschleunigungen in zwei Achsrichtungen gemessen werden können. Bevorzugt sind die zwei Beschleunigungssensoren jeweils senkrecht zueinander ausgerichtet. Günstig ist es außerdem Beschleunigungssensoren in unterschiedlichen Ebenen, und dabei in einem Abstand zueinander anzuordnen. Es können dabei jeweils zwei unterschiedlich ausgerichtete Beschleunigungssensoren in jeweils einer Ebene angeordnet sein.
Zur Erzeugung von Schwingungen kann eine elektrisch angetriebene Unwuchtmasse vorhanden sein. Diese kann mit einem elektrischen Antrieb um eine Rotationsachse rotieren und dadurch können Schwingungen der Vorrichtung erzeugt werden, die mit dem die Vorrichtung umgebenen Beton der jeweiligen Frischbetonprobe wechselwirken. Die Drehzahl kann dabei zur Beeinflussung der Schwingungsfrequenz verändert werden.
Es kann auch die Phasenverschiebung zwischen der Rotationsbewegung der Unwuchtmasse, die mit einem Drehwinkelgeber erfasst werden kann, und der Rotationsbewegung des Gehäuses der Vorrichtung, die mit Beschleunigungssensoren erfasst werden kann, als Messwert für die Bildung des Musters und den Mustervergleich herangezogen werden.
Die Phasenverschiebung kann auch zwischen der Drehung der Unwuchtmasse und der elektrischen Wechselspannung (elektrischer Strom und/oder elektrischer Spannung), die für den Antrieb der Rotationsbewegung eingesetzt wird, genutzt werden. Dies kann bei elektrischen Synchronmotoren, die für den Antrieb genutzt werden, so durchgeführt werden.
Bei elektrischen Asynchronmotoren, die für den Antrieb der Rotationsbewegung eingesetzt werden können, kann die Differenz zwischen der Drehzahl der rotierenden Unwuchtmasse und der jeweiligen Frequenz der für den Rotationsantrieb eingesetzten elektrischen Wechselspannung als eine Messgröße ermittelt werden, die den jeweiligen Schlupf repräsentiert.
Es kann auch die elektrische Leistung, die für die Erzeugung von Schwingungen erforderlich ist, gemessen werden. Dies kann durch eine Messung des elektrischen Stromes und/oder der elektrischen Spannung erfolgen. Dabei kann es sich um die Leistung handeln, die für den Antrieb eines Elektromotors erforderlich ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit der Ermittlung der Wirk- oder Scheinleistung. In diesem Fall kann die Phasenverschiebung zwischen elektrischem Strom und elektrischer Spannung ermittelt werden.
Die Bestimmung sollte in einem Gefäß mit darin definiert enthaltenem Frischbetonvolumen durchgeführt werden, um reproduzierbare Verhältnisse einhalten zu können. Dies betrifft insbesondere das Verhalten des Betons bei den erzeugten oder in diesen emittierten Schwingungen. Dabei sollten der Werkstoff des Gefäßes, sein Innenvolumen und die Geometrie gleich sein.
Für eine Ausbildung der Erfindung bei der Schwingungen in den Frischbeton emittiert werden, kann dies mit einem geeigneten Aktuator erreicht werden. Dies kann beispielsweise ein piezoelektrischer Aktuator sein.
Bei der Erzeugung oder der Emittierung von Schwingungen kann die jeweilige Anregungsfrequenz stufenweise, beispielsweise in konstanten Stufen (z. B. 50 Hz) verändert werden. Dabei kann die Bestimmung der für ein Muster erforderlichen Messgrößen während sich die Anregungsfrequenz verändert durchgeführt und zumindest temporär in Stufen unterbrochen werden, wenn sich bei Erreichen einer jeweiligen Frequenzstufe ein statischer Zustand eingestellt hat, bei dem keine Veränderung der Messwerte mehr auftritt. In diesem Fall können auch die Ableitungen der erfassten Messwerte für die Musterbildung genutzt werden.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, eine wie hier beschriebene stufenweise Veränderung der Anregungsfrequenz durchzuführen und Messgrößen erst bei erreichen einer Stufe durchzuführen und zwar bevorzugt dann, wenn keine Veränderung der Messwerte in der jeweiligen Stufe mehr auftritt.
Mit der bereits angesprochenen Messung des pH-Wertes und/oder der elektrischen Leitfähigkeit kann der Einfluss von enthaltenen Zusatzmitteln, wie z. B. Verzögerer und Beschleuniger berücksichtigt werden. Mit der elektrischen Leitfähigkeit kann dies auch bezgl. enthaltener elektrisch leitender Elemente, wie Metallfasern erfolgen.
Die Temperatur soll gemessen werden, da viele Eigenschaften von Frischbeton temperaturabhängig sind, so dass die Temperatur auch die bei der Erfindung genutzten Messgrößen beeinflussen kann, was dann bei der Musterbildung berücksichtigt werden muss. In einem einfachen Fall kann die Temperaturabhängigkeit mit mindestens einem für jeweilige Temperaturen spezifischen Korrekturfaktor berücksichtigt werden, wenn der Vergleich von Mustern durchgeführt wird.
Bei der Erfindung ist es besonders günstig, dass die Bestimmung mit einem einzigen Messgerät, das die erfindungsgemäße Vorrichtung darstellt, durchgeführt werden kann und der erforderliche Aufwand vor Ort, was auch auf die für die Bestimmung erforderliche Zeit zutrifft, klein gehalten werden kann.
So kann die Erfindung unmittelbar an einer Baustelle, beispielsweise von einem Bauleiter oder einem Mitarbeiter für Qualitätskontrolle durchgeführt werden. Die Probennahme kann direkt aus einem Transportfahrzeug und ggf. bei jeder angelieferten Charge erfolgen und das Ergebnis der Bestimmung der Zusammensetzung liegt noch vor dem Verbau des angelieferten Frischbetons vor, so dass der Einsatz eines für das Bauwerk ungeeigneten Betons rechtzeitig verhindert werden kann. Es muss nicht zumindest ein Teil eines bereits fertig gestellten Bauwerks wieder abgerissen werden, wie dies bisher üblich ist. Es muss lediglich die jeweilige Betoncharge reklamiert werden, was im schlechtesten Fall nur zu einer zeitlichen Verzögerung bei der Herstellung des Bauwerks führt.
Es ist auch eine Dokumentierung der jeweils durchgeführten Bestimmungen als Nachweis möglich.
Die Bestimmung der Vergleichsprobenmuster ist zwar relativ aufwändig, da eine Analyse der tatsächlichen Zusammensetzung durchgeführt oder für Vergleichsproben eine vollständig bekannte Rezeptur hergestellt werden muss. Von den Vergleichsproben müssen dann die entsprechenden Messgrößen gemäß der Erfindung ermittelt werden, damit das für den jeweiligen Beton spezifische Muster für die einzelnen Vergleichsproben erstellt werden kann. Dabei sollten auch Vergleichsmuster für unterschiedliche Temperaturen bestimmt werden und so für eine ausreichende Anzahl unterschiedlicher Temperaturen repräsentative Vergleichsmuster zur Verfügung stehen. Dies muss für Vergleichsmuster aber lediglich einmal vorgenommen werden und das entsprechende Vergleichsmuster kann dann in eine Datenbank aufgenommen werden und im Speicher einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hinterlegt werden. Eine solche Datenbank kann auch aktualisiert werden, wenn neue Vergleichsmuster für Vergleichsproben erstellt worden sind.
Im Laufe der Zeit kann auch die Anzahl an Messwerten und ggf. auch Messwerte weiterer zusätzlicher Messgrößen bei der Musterbildung und für einen Mustervergleich herangezogen werden. Hierfür kann die Datenbasis gespeicherter Muster von Vergleichsproben entsprechend aktualisiert werden. Es besteht dabei auch die Möglichkeit erfindungsgemäße Vorrichtungen in verschiedenen Modifikationen anzubieten und einzusetzen. Dies kann beispielsweise der Einsatz erfindungsgemäßer Vorrichtungen sein, die bezüglich der vorhandenen Sensoren unterschiedlich konfiguriert sind, was die jeweilige Anzahl und Art von Sensoren sowie deren unterschiedliche Anordnung an der Vorrichtung betreffen kann. Es kann dabei ein unterschiedliches Spektrum an Messwerten und Messgrößen für die Musterbildung und den Mustervergleich berücksichtigt werden.
Bei der Durchführung des Mustervergleichs mit Vergleichsmustern kann dann ein jeweiliges Muster für die Frischbetonprobe und die Vergleichsmuster erstellt und berücksichtigt werden, die diese Konfiguration der jeweiligen eingesetzten Vorrichtung berücksichtigen. So kann es bei Einsatz einer Vorrichtung, die über weniger Messmöglichkeiten verfügt und mit der weniger Messwerte und/oder Messgrößen ermittelt werden können, vorkommen, dass der Vergleich mit entsprechend weniger Werten von zu berücksichtigenden Vergleichsmustern durchgeführt wird, obwohl für Vergleichsmuster tatsächlich mehr Daten oder Werte zur Verfügung stehen würden.
Beim Vergleich der Muster kann vorab fest gelegt werden, ab eine exakte Bestimmung nur erfolgt ist, wenn eine vollständige Übereinstimmung des Musters mit einem Vergleichsmuster erreicht ist, oder ob dies bereits der Fall ist, wenn lediglich eine Teilübereinstimmung ermittelt worden ist, wobei dies eine prozentuale Übereinstimmung, beispielsweise mit mindestens 90%, und/oder die Übereinstimmung bestimmter einzelner Musterbestandteile sein kann.
Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.
Dabei zeigt:
1 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In der 1 ist in schematischer Form ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. In einem Gehäuse 1 ist bei diesem Beispiel ein Elektromotor mit der Statorwicklung 15 und einem Rotorkäfig 16 vorhanden, um die Motorwelle 17 anzutreiben. An der Motorwelle 17, die in den Lagerungen 4 fixiert ist, ist eine Unwuchtmasse 18 befestigt, so dass bei einer Rotation Schwingungen erzeugt werden, die über das Gehäuse 1 mit einer Frischbetonprobe wechselwirken, wenn die Vorrichtung in ein eine Frischbetonprobe enthaltendes Gefäß (nicht dargestellt) eingeführt ist. Die Drehzahl der Motorwelle 17 kann verändert werden, um Schwingungen mit unterschiedlicher Frequenz zu erzeugen. Die Messung der verschiedenen Messgrößen und Messwerte kann so bei verschiedenen Frequenzen durchgeführt werden. Dabei können die erfassten Messwerte der jeweiligen Frequenz zugeordnet bei der Musterbildung berücksichtigt werden.
Desweiteren ist an der Vorrichtung ein Sensor 3 angebracht. Dieser kann als Multifunktionssensor ausgebildet sein, so dass mehrere Messgrößen, wie beispielsweise pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit und/oder Temperatur damit gemessen werden können. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit hierfür jeweils gesonderte Einzelsensoren vorzusehen.
In nicht dargestellter Form kann ein Schallwandler am Gehäuse 1 vorhanden sein, mit dem Schallwellen/Schwingungen in die Frischbetonprobe emittiert und von dort rückreflektierte Schallwellen/Schwingungen detektiert werden können. Auch hier kann mit unterschiedlichen Frequenzen und/oder Amplituden emittiert und ein Frequenzspektrum detektiert werden.
Mittels des Drehzahl- und/oder Drehwinkelsensors 6 kann die jeweilige Drehzahl bei der Musterbildung für die bei einer entsprechenden Drehzahl der Motorwelle 17 erfassten Messwerte berücksichtigt werden. Mit einem Drehwinkelsensor können Phasenverschiebungen zwischen der mit der Unwuchtmasse 18 rotierenden Motorwelle 17 und dem Gehäuse 1 berücksichtigt werden.
Außerdem sind in einer Ebene zwei Beschleunigungssensoren 2 und 19, die in senkrecht zueinander ausgerichteten Achsen sensitiv sind vorhanden. Zwei weitere Beschleunigungssensoren 5 und 14, die ebenfalls in zwei senkrecht zueinander ausgerichteten Achsen sensitiv sind, sind in einer weiteren Ebene in einem Abstand zu der Ebene in der die Beschleunigungssensoren 2 und 19 angeordnet sind, angeordnet.
Mit den Beschleunigungssensoren 2, 5, 14 und 19 können am Gehäuse 1 wirkende Beschleunigungen gemessen werden, wenn dieses durch die rotierende Unwuchtmasse 19 in Schwingung versetzt wird. Die einzelnen Messwerte dieser Beschleunigungssensoren 2, 5, 14 und 19 können für die Musterbildung genutzt und mit entsprechenden Vergleichsmustern verglichen werden. Dabei ist auch eine Zuordnung der Messwerte zu den jeweiligen Anregungsfrequenzen möglich.
Die einzelnen Komponenten des Gehäuses sind über die elastische Verbindung 7 mit einer Auswerte- und Steuereinheit 9 verbunden. Darin sind ein Frequenzumformer 8, eine Anzeige mit Bedienteil 10, eine Auswerteeinheit 11 mit einer CPU und einem Datenspeicher, Schnittstellen 12 für externe Speicherelemente und/oder die Datenübertragung, die direkt oder drahtlos erfolgen kann, sowie eine Einrichtung 13 zur Messung des elektrischen Stroms und/oder der elektrischen Spannung vorhanden. Die Einrichtung 13 kann allein oder zusätzlich auch für eine Messsignalaufbereitung ausgebildet sein. Dabei kann auch ein A/D-Wandler vorhanden sein.
Wie mit den Doppelpfeilen angedeutet, besteht die Möglichkeit der Übertragung von Messsignalwerten und Signalen für die Steuerung des Elektromotors zu den bzw. von den unterschiedlichen Komponenten der Vorrichtung und innerhalb der Auswerte- und Steuereinheit 9.
Über eine oder mehrere Schnittstellen können neue Daten, wie beispielsweise neue zusätzliche Vergleichsmuster einem Datenspeicher zugeführt werden. Es kann darüber auch ein Datentransfer nach außen für durchgeführte Bestimmungen von Frischbetonzusammensetzungen erfolgen, die für einen protokollarischen Nachweis genutzt werden können. Dabei kann ein elektronisches Speichermedium, wie z. B. eine Speicherkarte oder ein ähnliches Element eingesetzt werden.

Claims

Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung von Frischbeton, bei der eine Einrichtung zur Erzeugung von Schwingungen und/oder der Einkopplung von Schwingungen in eine(r) Frischbetonprobe, ein Temperatursensor (3) und ein Sensor (3) zur Bestimmung des pH-Wertes und/oder der elektrischen Leitfähigkeit sowie mindestens ein Sensor (2, 5, 6, 13, 14, 19) zur Bestimmung mindestens einer schwingungsabhängigen Größe, die ausgewählt ist aus einer Beschleunigung, Geschwindigkeit, elektrischen Leistung für die Erzeugung und/oder Einkopplung von Schwingungen, detektierten reflektierten Schwingungen, einer Phasenverschiebung und der Drehzahl/Rotationsbewegung eines rotierenden Elements, vorhanden sind; und mit den Sensoren (2, 3, 5, 6, 13, 14, 19) erfasste Messwerte einer elektronischen Auswerte- und Steuereinheit (11) zuführbar sind, wobei eine Einrichtung zur Bildung eines spezifischen Musters aus den detektierten Messwerten für die jeweilige Frischbetonprobe und eine weitere Einrichtung zum Vergleich des jeweiligen ermittelten Musters für eine Frischbetonprobe mit in einem Speicher abgelegten Vergleichsmustern bekannter Zusammensetzungen von Frischbeton vorhanden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (3) zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit des Frischbetons vorhanden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Beschleunigungssensoren (2, 5, 14, 19), mit jeweils senkrechter Ausrichtung zueinander vorhanden sind, wobei bevorzugt Beschleunigungssensoren (2, 5, 14, 19) in unterschiedlichen Ebenen, in einem Abstand zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung von Schwingungen eine elektrisch angetriebene Unwuchtmasse (18) vorhanden ist, wobei deren Drehzahl zur Beeinflussung der Schwingungsfrequenz bevorzugt veränderbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung in einem Gefäß mit darin definiert enthaltenem Frischbetonvolumen durchführbar ist.
Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung von Frischbetonproben, bei dem in einer abgezweigten Frischbetonprobe deren Temperatur, der pH-Wert und mindestens eine weitere Messgröße, die ausgewählt ist aus einer Beschleunigung, Geschwindigkeit, elektrischen Leistung für die Erzeugung und/oder Einkopplung von Schwingungen, detektierte reflektierte Schwingungen, einer Phasenverschiebung und der Drehzahl eines rotierenden Elements bestimmt wird, wobei die Bestimmung der weiteren Messgröße(n) erfolgt, während die Frischbetonprobe in Schwingung versetzt wird und/oder Schwingungen in die Frischbetonprobe emittiert werden und aus den ermittelten Messwerten ein Muster für die jeweilige Frischbetonprobe erstellt wird, das mit in einem Speicher abgelegten Vergleichsmustern für bekannte Zusammensetzungen von Frischbeton verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung von Messwerten bei mehreren unterschiedlichen Schwingungsfrequenzen und/oder Amplituden durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der elektrischen Leistung für die Erzeugung oder Emission von Schwingungen der elektrische Strom und/oder die elektrische Spannung bestimmt wird/werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Schwingungen mit einer rotierenden Unwuchtmasse (18) erreicht wird, wobei in diesem Fall vorteilhaft die Phasenverschiebung zwischen der Rotationsbewegung der Unwuchtmasse (18) und der Bewegung des Gehäuses (1) und/oder die Phasenverschiebung zwischen dem/der elektrischen Stroms und/oder der elektrischen Wechselspannung eines Antriebs für die Rotationsbewegung und der Rotationsbewegung der Unwuchtmasse (18) bei Einsatz eines elektrischen Synchronmotors oder die Differenz der Drehzahl der Unwuchtmasse (1) und der Frequenz der für den Antrieb der Rotationsbewegung eingesetzten elektrischen Wechselspannung bei Einsatz eines elektrischen Asynchronmotors als eine Messgröße bestimmt wird/werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerterfassung bei einer bestimmten Frequenz durchgeführt wird, wenn sich ein statischer Zustand eingestellt hat, bei dem keine weitere Veränderung von zu berücksichtigenden Messwerten auftritt.