DE102016204332A1

DE102016204332A1 - Verfahren zur Untersuchung von Beton

Info

Publication number: DE102016204332A1
Application number: DE102016204332.3A
Authority: DE
Inventors: Harald Garrecht; Christian Baumert; Dieter Harter; Rainer Bottke
Original assignee: Sm Kunststofftechnologie GmbH; Universitat Stuttgart Inst fur Werkstoffe Im Bauwesen; Universitat Stuttgart Institut fur Werkstoffe Im Bauwesen
Current assignee: Sm Kunststofftechnologie GmbH; Universitat Stuttgart Inst fur Werkstoffe Im Bauwesen; Universitat Stuttgart Institut fur Werkstoffe Im Bauwesen
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2016-03-16
Publication date: 2017-10-05

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung von Beton, bei welchem Frischbeton, der feste und flüssige Bestandteile aufweist, von oben in ein Probegefäß, das einen oberen Einlass aufweist und aus dem Beton nach unten abgelassen werden kann, eingefüllt wird und dann nach möglicher Sedimentation für eine schichtweise Untersuchung auf Entmischung daraus wieder entnommen wird. Bei wird vorgesehen, dass der Auslass des Probegefäßes oberhalb der Einlassöffnung eines weiteren Gefäßes geöffnet wird, eine oberhalb des Auslasses befindliche Betonmenge nach unten in das weitere Gefäß abgelassen wird, feste und flüssige Bestandteile in dem weiteren Gefäß aufgefangen werden und dann feste und flüssige Bestandteile gemeinsam untersucht werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das oberbegrifflich Beanspruchte und bezieht sich somit auf die Untersuchung von Beton.
Beton ist ein Baustoff, der als Gemisch aus einem Bindemittel und einer Gesteinskörnung hergestellt wird. Dabei erhärtet der Frischbeton, der feste und flüssige Bestandteile aufweist, nur allmählich, so dass er anfänglich beispielsweise von einem Fertigbetonwerk zu einer Baustelle gebracht werden kann, um dort zu einer Schalung gepumpt zu werden und in der Schalung, beispielsweise mit Rüttlern, verdichtet zu werden. Die festen Bestandteile sollen dabei im fertigen Betonbaukörper gleichmäßig verteilt sein. Dies erfordert im Wesentlichen, dass die festen Bestandteile zunächst im Frischbeton gleichmäßig verteilt sind und die beispielhaft erwähnten Schritte der Bearbeitung wie Pumpen, Einführung in eine Schalung oder Verdichten nicht dazu führen, dass sich die festen und damit meist schwereren Bestandteile nach unten absetzen, also sedimentieren.
Diese Gefahr besteht unter anderem aufgrund des Viskositätsverhaltens von Beton und ist besonders ausgeprägt bei modernen Hochleistungsbetonsorten wie selbstverdichtendem Beton. Was Eigenschaften von selbstverdichtendem Beton angeht, sei auf die folgenden Veröffentlichungen hingewiesen: DAfStb-Richtlinie „Selbstverdichtender Beton" (SVB-Richtlinie), Ausgabe November 2003, Anhang N.2; Forschungsprojekt „Annahmeprüfverfahren zur Beurteilung der Mischungsstabilität von fließfähigem Beton", Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e. V., Berlin, DBV-Rundschreiben 241, Juni 2014; Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Brameshuber, Dipl.-Ing. Stephan Uebachs „Sedimentationsstabilität von selbstverdichtenden Betonen"; Dissertation von Dipl.-Ing. Holger Höveling „Robustheit von selbstverdichtendem Beton (SVB)"; „Sedimentationsverhalten und Robustheit selbstverdichtender Betone", Dirk Lowke Dissertation 14.03.2013, Technischen Universität München; http://www.mazonlinc.de/Lokales/Brandenburg-Havel/; BAW Brief 01/2015 S.1; VDB Regionalfachtagung Vorträge Westendarp, Schaap, Kleen:" Stabilität Frischbeton"; Bottke, Rainer: „HYDRO_5-Prognose der 28Tage Festigkeiten mit Hilfe der Frischbetonrohdichte und Porosität", 59. Betontage Ulm.
Demnach ist gerade bei Hochleistungsbetonsorten die sogenannte Mischungsstabilität kritisch, d. h. die Neigung von frischem Beton, sich aufgrund der Sedimentation fester Bestandteile zu entmischen, Flüssigkeitsmengen „auszubluten” usw.
Es ist bekannt, dass die Mischungsstabilität von Betonen von vielen Faktoren wie beispielsweise Konsistenz, Wahl einer angemessenen Sieblinie oder ausreichendem Leimgehalt beeinflusst wird, vgl. beispielsweise den BAW-Brief 01/2015.
Als besonders kritisch gelten Betone, in denen als Fließmittel PCE (Polycarboxylatether) verwendet wird. Im Zusammenhang mit PCE-Fließmitteln wurde bereits darauf verwiesen, dass bei der Verarbeitung von Beton die Rheologie von besonderer Bedeutung sein kann, da flüssiger Beton thixotrope Eigenschaften aufweist, aufgrund derer er im Ruhezustand sehr steif wird. Dadurch wird oft intuitiv vermutet, dass feste Bestandteile kaum sedimentieren, obwohl beim Einbringen beispielsweise von Verdichtungsenergie durch Innenrüttler der Beton eben aufgrund seiner thixotropen Eigenschaften wieder sehr viel weicher wird, sodass plötzlich die Gefahr des Entmischens besteht. Nachdem bereits in Großbauwerken wie der Wasserschleuse in Wusterwitz massive Probleme aufgrund zu geringer Mischungsstabilität von Betonen aufgetreten sind, ist eine Erfassung und Charakterisierung der Mischungsstabilität respektive des Sedimentationsverhaltens von Betonen unbedingt sinnvoll, um eine gleichbleibend hohe Qualität der Betonbauwerke auch bei der Verwendung von Hochleistungsbetonen gewährleisten zu können.
Die Erfahrung zeigt, dass die Eigenschaften des Betons von einer großen Anzahl Parameter abhängen, die nicht alle simultan exakt kontrolliert werden können; so können die Eigenschaften von Betonen mit der Umgebungstemperatur während der Mischung, durch Schwankungen der Gesteinskörnung usw. variieren. Eine sichere Kontrolle ist daher nur gewährleistet, wenn die gewünschte Betoneigenschaft wie das Sedimentationsverhalten bzw. die Mischungsstabilität direkt an einer Baustelle bestimmt werden kann, weil nur dies eine stichprobenartige bzw. chargenweise Ermittlung der Eigenschaften ermöglicht.
Während das Sedimentationsverhalten im Labor von hochqualifiziertem Personal unter genau kontrollierten Bedingungen gemessen werden kann und im Regelfall auch eine Charakterisierung der Eigenschaften am final ausgehärteten Betonstück möglich ist, müssen auf Baustellen Messungen unter weit ungünstigeren Bedingungen von oftmals wenig qualifizierten Personen schnell vorgenommen werden, wobei es besonders wünschenswert ist, zumindest eine grobe Einschätzung dahingehend zu haben, wie stark ein gegebener Frischbeton sedimentiert, bevor die entsprechende Charge verbaut wird.
Zur Bestimmung der Sedimentationsneigung ist aus der DE 203 00 014 U1 ein Sedimentations-Messgerät bekannt, bei welchem mindestens zwei zum Befüllen mit dem Frischbeton in dessen Fließrichtung aufeinandersetzbare Behälter vorgesehen sind, von denen der in der Fließrichtung unterste unten geschlossen ist und eine obere Eintrittsöffnung für den Frischbeton aufweist, und wobei jeder weitere Behälter jeweils eine untere Eintrittsöffnung und eine obere Eintrittsöffnung aufweist, wobei die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung in unmittelbar benachbarte Behälter jeweils paarweise eine trennbare Verbindungsstelle zwischen einem Paar der Behälter bilden und wobei beim Trennen einer Verbindungsstelle die Austrittsöffnung des jeweils oberen Behälters durch einer Relativverschiebung in Bezug auf eine die Austrittsöffnung verschließende Einrichtung verschließbar ist. Es wird angegeben, dass die Behälter zweckmäßig einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen sollen, da kreisförmige Behälter im Gegensatz zu Behältern mit eckigem Querschnitt keine engwinkligen Kantenbereiche aufweisen sollen, in die grobkörnige Bestandteile des Betons nicht eindringen können. Zwischen die Rohrabschnitte der vorbekannten Anordnung wird zum Trennen eine Platte geschoben, um die Trennung vorzunehmen. Die Untersuchung erfolgt typisch, indem der noch flüssige Frischbeton aus dem Sedimentationsrohr nach einer gegebenen Sedimentationsphase in ein Sieb gekippt wird und die nicht-festen Bestandteile ausgespült werden. Indem das Gewicht der im Sieb zurückgehaltenen Sedimente für jede einer Vielzahl von bei Sedimentation übereinander angeordneten Behältern bestimmt wird, kann dann auf die Sedimentationsneigung geschlossen werden.
Dieses Vorgehen ist nicht nur mühsam, sondern auch langsam. Dies kann dazu führen, dass Chargen erst nach ihrer Verwendung als ungenügend bewertet werden.
Es ist wünschenswert, ein Verfahren zur Untersuchung von Beton angeben zu können, welches in baustellentauglicher Weise eine hinreichend genaue Charakterisierung schnell ermöglicht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerbliche Anwendung bereitzustellen. Die Lösung dieser Aufgabe wird in unabhängiger Form beansprucht. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
Gemäß einem ersten Grundgedanken der Erfindung wird somit ein Verfahren zur Untersuchung von Beton, bei welchem Frischbeton, der feste und flüssige Bestandteile aufweist, von oben in ein Probegefäß, das einen oberen Einlass aufweist und aus dem Beton nach unten abgelassen werden kann, eingefüllt wird und dann nach möglicher Sedimentation für eine schichtweise Untersuchung auf Entmischung daraus wieder entnommen wird, vorgeschlagen, bei welchem weiter vorgesehen ist, dass der Auslass des Probegefäßes oberhalb der Einlassöffnung eines weiteren Gefäßes geöffnet wird, eine oberhalb des Auslasses befindliche Betonmenge nach unten in das weitere Gefäß abgelassen wird, feste und flüssige Bestandteile in dem weiteren Gefäß aufgefangen werden und dann feste und flüssige Bestandteile gemeinsam untersucht werden.
Damit wurde erkannt, dass sich die Sedimentation zunächst wesentlich besser beschreiben lässt, wenn Schichten, die womöglich sedimentiert sind, nicht einfach anhand der festen Bestandteile charakterisiert werden, sondern gemeinsam feste und flüssige Bestandteile untersucht werden. Auf diese Weise kann nämlich nicht nur die zum Freiwaschen der festen Bestandteile erforderliche Zeit eingespart werden, sondern es werden auch feste, aber gleichwohl relativ feine Bestandteile noch berücksichtigt, die etwa durch ein Sieb sonst ausgewaschen würden. Dies ist bereits genauer als das Auswaschen. Es muss zudem keine zusätzliche, für das Auswaschen erforderliche Zeit abgewartet werden, bevor mit der eigentlichen Messung, wie der Bestimmung einer Dichte oder eines Gesamtgewichtes eines vorgegebenen Volumens begonnen wird, und die gemeinsame Erfassung fester und flüssiger Bestandteile vereinfacht auch die Handhabung, was Fehler vermeidet.
Es ist besonders bevorzugt, wenn beim Ablassen der oberhalb des Auslasses befindlichen Betonmenge in ein weiteres Gefäß nach unten die zuvor oberhalb des Auslasses im Probegefäß befindliche Betonmenge vollständig nach unten abgelassen wird. Einerseits kann so vermieden werden, dass nur die in einer jeweiligen Schicht im Probegefäß weiter unten liegende Betonmenge untersucht wird, was Sedimentation überschätzt und gerade bei stark sedimentierten Betonmengen kritisch sein könnte. Andererseits ist im Regelfall lediglich einmal, nämlich bei der ersten Befüllung eines Gefäßes mit Frischbeton, eine Mengenvorgabe des zugefügten Frischbetons erforderlich.
Wenn tatsächlich die gesamte Betonmenge, die initial an Frischbeton für die Untersuchung einer Charge entnommen wird, vollständig und nach unten ausgelassen wird, und dabei jeweils weiter aufgefangen wird, so bleibt einerseits eine im vorhergehenden Gefäß eingetretene Sedimentation zumindest partiell erhalten und andererseits wird ggf., je nachdem, wie tief die Betonmenge in das weitere Gefäß fällt und ob mehr als ein separat als Schichtung zu untersuchendes Volumen abgelassen wird, zum Teil weitere Energie durch den Fall zugeführt, was zu einer zusätzlichen Sedimentation führt. Damit nähert das Verfahren die zwischen Anlieferung und Verbau von Frischbeton baustellenüblich auftretenden, sedimentationsbegünstigenden Einwirkungen auf den Frischbeton an, was dazu führt, dass die Charakterisierung der Sedimentationseigenschaften präziser wird.
Es ist daher einerseits bevorzugt, wenn bereits sehr früh auf die erfindungsgemäße Art und Weise zu untersuchender und womöglich jeweils bereits partiell sedimentierter, insbesondere ausgelöst durch seine besonderen thixotropen Eigenschaften bei Einfüllen sedimentierter Beton erfindungsgemäß behandelt wird, d. h. bereits das erste Probegefäß z. B. unmittelbar am Anlieferfahrzeug befüllt wird. Es sei dabei darauf hingewiesen, dass nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die Berücksichtigung der Sedimentation in einem zwischenzeitlich verwendeten Probegefäß Beton keinesfalls unmittelbar am Anlieferfahrzeug bereits in das eigentliche Sedimentrohr eingefüllt werden muss. Vielmehr wird typisch zunächst eine Befüllung eines Probenahmegefäßes erfolgen, das leicht transportabel, robust und gut befüllbar ist und aus dem dann, etwas abseits vom Anlieferfahrzeug und somit an etwas geschützterer Stelle die aus dem Anlieferfahrzeug im ersten Probenahmegefäß entnommene Frischbetonprobe so umgefüllt wird, dass eine evtl. schon begonnene Sedimentation nicht nur bestmöglich erhalten bleibt, sondern womöglich durch den Umfüllprozess noch weitere, im typischen Frischbetonverarbeitungsverlauf auf der Baustelle auftretende Sedimentationsprozesse simuliert werden. Die Umfüllung von einem ersten Probenahmegefäß kann dann in das eigentliche Sedimentationsgefäß erfolgen, in welchem der Frischbeton eine – wenn auch hinreichend kurze – Zeit zur Ermöglichung einer Sedimentation vor seiner Untersuchung verbringen soll. Es zeigt sich, dass hier Sedimentationszeiten von 10 bis 30 min in vielen Fällen schon klare Aussagen darüber zulassen, ob ein angelieferter Frischbeton verbaut werden darf oder eine letztlich bauwerksgefährdende Entmischungsneigung besitzt. Damit ist die Verfahrensdurchführung insgesamt sehr schnell möglich.
Aus dem Vorstehenden wird verständlich sein, dass die gemeinsame Untersuchung der festen und flüssigen Bestandteile typisch erfolgt, bevor der Frischbeton aushärtet. In einer besonders bevorzugten Variante werden nach Standardverfahren, die per se bekannt sind, die Frischbetondichte und der Luftporengehalt ermittelt, um hieraus auf eine Entmischung zu schließen. Es sei darauf hingewiesen, dass es Prüfgeräte gibt, mit denen sich Frischbetondichte und Luftporengehalte schnell und einfach messen lassen; besonders hingewiesen sei auf das Prüfgerät „Hydro5”, das kommerziell erhältlich ist. Indem entsprechende Bestimmungen an unterschiedlichen Schichten vorgenommen werden, also beispielsweise an einer während des Sedimentationsprozesses weit unten in einer Säule befindlichen Schicht, einer mittleren Schicht der Säule und einer oberen Schicht der Säule, sind durch Betrachtung der Absolutwerte von Frischbetondichte und Luftporengehalt bzw. der relativen Werte dieser Größen Aussagen über die Betonsedimentation möglich. Es ist ohne weiteres und leicht möglich, eine Frischbetondichte und einen Luftporengehalt zu messen. Gemeinsam geben diese Messungen Auskunft darüber, ob eine hohe Dichte des Frischbetons lediglich auf die Abwesenheit von Luftporen oder zumindest partiell auf die Anwesenheit großer Mengen an Feststoffen hindeutet. Damit lässt sich also das Sedimentationsverhalten gut bestimmen. Es wird einsichtig sein, dass dann, wenn oberhalb des Auslasses befindlicher Beton vollständig nach unten in das weitere Gefäß abgelassen wird, eine hinreichend exakt bestimmte Probenmenge zur Verfügung steht und dass es insbesondere möglich sein wird, für jede zu untersuchende Schicht in einem hinreichend hohen Probegefäß einen eigenen Auslass vorzusehen.
Es ist möglich und bevorzugt, den Beton zumindest beim letzten Umfüllschritt nach der Erfindung unmittelbar in ein Gefäß abzulassen, in welchem dann die Messung von Frischbetondichte und/oder Luftporen erfolgen kann. Hingewiesen sei in diesem Zusammenhang insbesondere auf die DE 20 2015 002 828 U1 , die eine leicht ausschalbare Schalungsform aus durchsichtigem Material beschreibt; angegeben ist in der DE 20 2015 002 828 U1 Plexiglas bzw. glasklares Acrylglas. Die DE 20 2015 002 828 U1 ist durch Bezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung eingegliedert, was vorliegend vorteilhafte, bevorzugte Aspekte der Herstellung einer Schalungsform bzw. Messform, das dafür verwendete Material, wünschenswerte Eigenschaften von Schalungsformen, Abmessungen, Genauigkeiten angeht. Es sei darauf hingewiesen, dass die vorbekannte, leicht ausschalbare Schalungsform gemäß DE 20 2015 002 828 U1 auch und gerade zur Verwendung in kommerziellen Frischbetonprüfern, wie sie unter der Bezeichnung „Hydro5” vertrieben werden, einsetzbar ist, da diese Frischbetonprüfer wiederum geeignet sind, Messungen der vorliegend für die Sedimentationsneigungserfassung erforderlichen Art durchzuführen. Die aus DE 20 2015 002 828 U1 vorbekannten Schalungen sind auch für die Zwecke der vorliegenden Erfindung zumindest als letztes Gefäß, in welches womöglich sedimentierter Beton abgelassen wird, geeignet.
Es sei zudem als vorteilhaft herausgestellt, dass die vorbekannten Schalungen transparent sind, was vorliegend eine allererste, wenn auch nur sehr grobe Beurteilung des Sedimentationsverhaltens durch Sichtkontrolle ermöglicht. Zumindest in Fällen, bei denen aufgrund einer solchen Sichtkontrolle noch vor Erhalt exakterer Messwerte erhebliche Zweifel an der Mischungsstabilität einer Frischbetoncharge bestehen müssen, kann bereits zu diesem Zeitpunkt das Verbauen der Charge auf der Baustelle untersagt werden oder zumindest ggf. verzögert, bis abschließender über eine Stabilität entschieden wurde. Es wird einzuschätzen sein, dass dies auch dort von Vorteil ist, wo andere transparente Materialien außer Acrylglas für die Herstellung von Prüfkörpern verwendet werden können und/oder dass es vorteilhaft ist, Schalungsformen bzw. Probegefäße mit Sichtfenstern zu verwenden, die ebenfalls eine frühe Sichtkontrolle des sedimentierten oder sedimentierenden Frischbetons ermöglichen.
Ein besonders bevorzugtes Probenahmegefäß für die Verwendung in einem Verfahren nach der Erfindung hat einen Auslass im Boden oder im Bodenbereich und ein Füllvolumen, welches jenem entspricht, das für die Herstellung einer gewünschten Anzahl von Sedimentschicht-Probevolumina nötig ist. Bei Auslass im Boden werden die Wände typisch trichterartig auf den Auslass hin zulaufen, was zwar eine (wenn auch sehr geringe) Störung sedimentierter Schichten bewirken könnte, aber zugleich zu einer vollständigen Entleerung beiträgt. Zudem wird einsichtig sein, dass das Probenahmegefäß typisch nur während einer kurzen initialen Phase den angelieferten Frischbeton aufnehmen muss, während zumindest bei auch unter Schütten und dergleichen hinreichend sedimentationsstabilem Frischbeton die wesentliche Sedimentation in einem Sedimentationsgefäß erfolgen wird, welches in einer bevorzugten Variante der Erfindung aus dem Probenahmegefäß befüllt werden wird.
Es ist nicht zwingend erforderlich, dass der Auslass unmittelbar im Boden vorgesehen wird; es ist auch möglich, nach Art eines Betonkübels einen seitlichen Auslass bodennah vorzusehen, aus dem dann beim Öffnen der zumindest zum Teil sedimentierte Frischbeton ausströmen kann.
Es wird einsichtig sein, dass es für das Probenahmegefäß nicht erwünscht ist, einen einfachen Betonkübel beliebiger Größe zu verwenden. Bei einem solchen Betonkübel wird es nämlich schwer möglich sein, genau jene Menge an Frischbeton einzufüllen, die später schichtweise untersucht werden soll. Welche Folgen das Befüllen des Probenahmegefäßes mit einem falschen Füllvolumen hat, kann leicht für den Fall eines besonders schnell sedimentierenden Frischbetons erkannt werden: Wird in das Probenahmegefäß zu wenig Beton eingefüllt, so empfängt das unterste Probevolumen zu wenig Sedimente von oben. Die Unterschiede zu den darüber liegenden Schichten werden somit unterschätzt und der Beton als zu stabil angesehen. Steht hingegen eine zu hohe Säule an flüssigem Frischbeton über dem untersten Probevolumen, können zu viele Sedimente durch Sedimentation nach unten gelangen, was ggf. zu einer Überschätzung der Sedimentation bzw. einer Unterschätzung der Mischungsstabilität führt. Es ist daher wünschenswert, von vorneherein wenigstens nährungsweise genau jenes Volumen in das Probenahmegefäß einzulassen, das später auch, aufgeteilt, untersucht werden soll. Es sei allerdings auf die – wenn auch nicht bevorzugte – Möglichkeit hingewiesen, bei der Befüllung von Probekörpern zumindest eine kleine Fehlmenge zu ergänzen. Dazu kann gegebenenfalls ein Eimer oder dergl. mit einer geringen Menge Beton verwendet werden, aus dem die Fehlmenge zur Ergänzung entnommen wird, und zwar in jene Probekörperschalung hinein, in welche die oberste Sedimentations-Schicht gegossen wird. Dies hat zwar wie dargelegt, zur Folge, dass in die unteren Schichten nicht genug grobkörniges Material hinein sedimentiert, aber durch das typisch dekantierungsartige Umgiessen wird die oberste Schicht ebenfalls mit eher wenig Sedimenten aufgefüllt. Der demnach verursachte Messfehler kann also durchaus im noch tolerablen Bereich liegen.
Das exakte Befüllen des Probenahmegefäßes wird erleichtert, wenn dieses von vergleichsweise geringer Grundfläche, aber hochgestreckt ist. Damit führt nämlich ein eingefülltes Volumen zu einer deutlichen Füllstandsänderung, die leicht erkannt werden kann. Zugleich darf aber die Grundfläche nicht zu klein gewählt werden, weil dies das Befüllen des Probenahmegefäßes erschwert, insbesondere, wenn das Probenahmegefäß unmittelbar aus einem Betonmischer oder dergl. befüllt werden soll. Es ist daher vorteilhaft, wenn das Probenahmegefäß für die Erzeugung einer bestimmten Anzahl von Probekörpern dimensioniert ist, beispielsweise 3 bis 5 Probeköpern, insbesondere Standardprobekörpern einer Größe zwischen 10 cm × 10 cm × 10 cm und 20 cm × 20 cm × 20 cm, insbesondere von 15 cm × 15 cm × 15 cm. Dabei versteht sich, dass die Angabe einer solchen Größe nicht ausschliesst, dass die Probekörper eine leicht entschalbare und ergo allgemein konische Form besitzen. Das Probenahmegefäß wird je nach Anzahl und Größe der Probekörper, für die es ausgelegt ist, also ein Soll-Probevolumen zwischen 3 × (10 × 10 × 10 cm³) = 3 Liter bis 5·(20·20·20 cm³) = 401 besitzen; typisch wird das Sollvolumen 3 × (15 × 15 × 15 cm³) = ca. 10,11 betragen. Das Fassungsvolumen wird geringfügig höher sein; typisch sollten etwa 10 bis 20% zusätzliches Volumen gut ausreichen, um ein Überschwappen beim Transport zu vermeiden und auch bei Unachtsamkeiten während des Befüllens ein Überlaufen zu vermeiden. Die angegebenen Volumina ergeben bevorzugte Bereiche für das Volumen des Probenahmegefäß. Im Hinblick auf den obigen Hinweis, dass das Probenahmegefäß weder eine zu große noch eine zu kleine Grundfläche haben soll, wird einsichtig sein, dass in bevorzugten Ausgestaltungen bei eckigen Probenahmekörpern das Verhältnis von Grundflächenkante zu Höhe etwa 1:2 bis 1:6 betragen wird, bevorzugt um 1:4. Für runde Probenahmekörper ergeben sich ohne weiteres vergleichbare Grundflächen-Höhen-Verhältnisse.
Es sei darauf hingewiesen, dass sich die entsprechenden Probenahmekörper oftmals auch gefüllt noch tragen lassen, bei den größeren Gefäßen zumindest zu zweit, weshalb typisch geeignete Tragegriffe vorgesehen sein werden. Ebenfalls bevorzugt ist ein Gestell zum Absetzen und eine Abdeckung.
Es ist weiter erfindungsgemäß eine Sedimentationsgefäß-Anordnung zur Untersuchung von Sedimentationsprozessen in Beton mit durchgehenden Rohrabschnitten vorgesehen, die während einer Sedimentationsphase übereinander anzuordnen und danach zur Untersuchung der sedimentierten Schichten separierbar sind, und mit einer Abdichtung gegen Austreten von Frischbeton während der Sedimentationsphase, wobei weiter die Abdichtung dazu ausgebildet ist, eine Gleitbewegung eines Rohrabschnitts quer zur Rohrachse über den darunter angeordneten Rohrabschnitt hinweg und unter Ausströmen des über diesem befindlichen Betons zu ermöglichen, und neben dem unteren Rohrabschnitt angrenzend an jene Seite, über welche sich das darüber angeordnete Rohr bei der Gleitbewegung hinaus verschiebt, eine Ausbildung zur Anordnung neben einem Probehälter vorgesehen ist.
Dieses erfindungsgemäße Sedimentationsgefäß ist insofern vorteilhaft, als der Frischbeton ausgelassen werden kann durch ein einfaches seitliches Verschieben eines Rohrabschnittes auf seiner Abdichtung quer zur Rohrachse. Dies öffnet die oberhalb der Abdichtung liegenden Rohrabschnitte derart, dass ein Austreten von Frischbeton möglich ist. Da neben dem unteren Rohrabschnitt auf jener Seite, über welche sich das darüber angeordnete Rohr verschieben lässt, eine Aufnahme für einen Probebehälter angeordnet werden kann, kann der durch die sich bildende Öffnung ausströmende Beton unmittelbar in den Probebehälter einfallen. Dies ergibt eine leichtere Handhabung als das Anheben des kompletten, betongefüllten und somit schweren Rohrabschnittes nach dessen im Stand der Technik durch Einschieben einer Trennplatte zwischen die Rohrabschnitte bewirkter Trennung von darunterliegenden Schichten. Die Anordnung der Erfindung ist also wesentlich leichter handzuhaben und ist überdies auch noch besonders schnell und vermeidet die Schwierigkeiten, die beim Einschieben der Platten zwischen Rohrabschnitte auftreten, wenn eine einzuschiebende Trennplatte auf Sedimente stößt. Die Anordnung ist schon daher leichter zu bedienen und ermöglicht eine schnellere Handhabung der Proben.
Indem mehrere Rohrabschnitte vorgesehen werden, für die jeweils der darüber liegende Rohrabschnitt durch eine Gleitbewegung quer zur Rohrachse verschoben werden kann, können die Rohrabschnitte nacheinander in Prüfkörpergefäße entleert werden. Dabei wird sinnvollerweise von oben beginnend zunächst der oberste Rohrabschnitt seitlich quer verschoben, sodass die höchste Schicht abströmen wird. Danach kann der zweitoberste Rohrabschnitt gegen den drittobersten (und somit bei drei Rohrabschnitten untersten) Rohrabschnitt quer verschoben werden und die im zweitobersten Rohrabschnitt noch befindlich Betonmenge ebenfalls in einen seitlich neben dem Rohr stehenden Probebehälter abgelassen werden. Der unterste Rohrabschnitt kann unmittelbar selbst als Messschalung gebildet sein, sodass ein Umfüllen sich erübrigt.
Es sei erwähnt, dass ggf. eine Durchhärtung der nach Sedimentation durch Umfüllen in die Messschalungen erhaltenen Probekörper für weitere Untersuchungen, Dokumentationen usw. möglich ist, auch wenn eine Beurteilung des Sedimentationsverhaltens früher erhalten wird.
Die Erfindung wird im Folgenden nur beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser ist dargestellt durch
1a ein für die Verwendung mit einem erfindungsgemäßem Verfahrens bestimmtes Probenahmegefäß, mit welchem angelieferter Beton aus einem Anlieferfahrzeug zu einem Sedimentationsgefäß gebracht wird;
1b ein alternatives Probenahmegefäß, mit dem bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angelieferter Beton aus einem Anlieferfahrzeug zu einem Sedimentationsgefäß gebracht werden kann;
2 eine Sedimentationsgefäßanordnung mit drei übereinander angeordneten Sedimentationsgefäßsegmenten, von welchen der unterste Rohrabschnitt geformt ist wie ein Messbehälter und von denen die beiden oberen Rohrabschnitte als rechteckige Rohrabschnitte dargestellt sind, wobei für die Entleerung der rechteckigen Rohrabschnitte weitere Messbehälter dargestellt sind.
1a zeigt ein erstes Probegefäß 1, das als Probenahmegefäß ausgebildet ist, mit welchem angelieferter Frischbeton aus einem Anlieferfahrzeug wie einem Betonmischer zu einem Sedimentationsgefäß dergestalt gebracht werden kann, dass Frischbeton, der feste und flüssige Bestandteile aufweist, von oben in das Probenahmegefäß 1 eingefüllt wird und dann nach möglicher Sedimentation von Frischbetonkomponenten für eine Untersuchung auf Entmischung für die Betrachtung einer in einer Frischbetonsäule womöglich erfolgten Sedimentation in ein Sedimentationsgefäß umgefüllt und somit aus dem Probenahmegefäß entnommen werden kann. Dazu weist das erste Probegefäß 1 einen oberen Einlass 1a und einen unteren Auslass 1 auf, der vorliegend mit einem Schieber 1c verschlossen werden kann, sodass bei Öffnen des Auslasses sowohl feste als auch flüssige Bestandteile aus dem Probenahmegefäß 1 nach unten ausströmen werden.
Das Probenahmegefäß 1 weist ein Füllvolumen auf, welches dem Aufnahmevolumen des Sedimentationsgefäßes entspricht, sodass beim Öffnen des Auslasses 1b durch Betätigung des Schiebers 1c und Ablassen des gesamten Frischbetons in das Sedimentationsgefäß genau das für eine ordnungsgemäße Untersuchung nötige Volumen vorliegt, aus welchem eine Reihe von womöglich sedimentierter Frischbetonschichten erhalten wird. Es versteht sich, dass das Füllvolumen des ersten Probegefäßes 1 ggf. bis zur Oberkante des Einlasses 1a reichen wird, sodass durch Abstreichen mit einer Latte oder dergleichen über den oberen Rand des Probenahmegefäßes 1 hinweg eine genaue Volumenvorgabe erzielt werden kann. Es ist aber auch möglich, zur Definition des Füllvolumens im Probegefäßinneren unterhalb des oberen Einlassrandes eine Markierung oder dergleichen anzubringen, falls verhindert werden soll, dass beim Transport des Probenahmegefäßes bis zum Sedimentationsgefäß Verluste durch Überschwappen des Betons auftreten. Dass ggf. das Gefäß mit einer Abdeckung wie einer flachen Metallplatte für den Transport abgedeckt werden kann und eine entsprechende Halterung vorgesehen werden kann, sei dazu erwähnt.
Zur Erleichterung einer vollständigen Entleerung des Probegefäßes 1 in das Sedimentationsgefäß ist der Auslass 1b kleiner als der Einlass des Sedimentationsgefäßes. Der Auslass 1b ist im Übrigen auch kleiner als der Einlass 1a des Probenahmegefäßes, wozu eine trichterförmige Verjüngung 1d mit schrägen Seitenflächen 1e vor dem Auslass 1b vorgesehen ist. Zur Erleichterung des Transports des Probenahmegefäßes 1 sind Tragegriffe 1f1, 1f2 an geeigneter Stelle vorgesehen. Weiter sind Gestellbeine 1g vorgesehen, um das Gefäß auch gefüllt ohne Kippgefahr abstellen zu können.
1b zeigt eine alternative Ausführungsform eines Probenahmegefäßes, bei welchem der Auslass 1b' nicht im Boden, sondern an einer Seitenwand vorgesehen ist, und zwar in Form einer an ihrer Oberkante 1b'1 angelenkten Klappe 1b'2. Die Breite dieser Klappe ist kleiner als die Seitenkante des Sedimentationsgefäßes, sodass beim Öffnen der Auslassklappe 1b'2 sämtlicher im Probenahmegefäß 1' enthaltener Frischbeton ohne Verluste in das Sedimentationsgefäß einströmen kann. Das Füllvolumen des Probenahmegefäßes 1' entspricht wiederum dem für die Untersuchung benötigten Volumen an Frischbeton. Um eine vollständige Entleerung ohne Zusatzmaßnahmen zu gewährleisten, ist dabei ein auf die Unterkante der Klappe 1b zuführendes Schrägblech 1h'- im Probenahmegefäß 1' vorgesehen, auf welchem der gesamte Frischbeton in das Sedimentationsgefäß geführt werden kann. Es versteht sich, dass wiederum ein Gestell (nicht angedeutet), Griffe, angedeutet durch 1f'1, 1f'2 usw. vorgesehen sind.
Wie ersichtlich, ist die Höhe der Probenahmegefäße deutlich größer als deren Breite. Von oben durch die Einlassöffnung 1a, bzw. 1a' einströmender bzw. einfallender Frischbeton, der typisch unmittelbar aus dem Anlieferfahrzeug wie einem Betonmischfahrzeug einströmen kann, wird also zumindest anfänglich tief in das Probenahmegefäß herabfallen, was in kritischen Fällen bereits soviel Energie in den Frischbeton einträgt, dass dieser einer beachtlichen Sedimentation unterworfen wird. Durch Ablassen des Frischbetons nach unten und durch die vollständige Aufnahme aller Bestandteile ergibt sich für die weitere Untersuchung durch diese womöglich auftretende initiale Sedimentation keine Störung oder Verfälschung der Messung, sondern es wird vielmehr die so eingetragene Energie und die dadurch evtl. bewirkte Sedimentation dank des Auslasses nach unten und der gleichzeitigen Übergabe im Wesentlichen des ganzen Frischbetonvolumens unter Auffangen der festen und flüssigen Bestandteile in dem weiteren Gefäß bestmöglich genutzt, da ungeachtet einer Umfüllung und weiterer späterer Umfüllungen die Sedimentationsschichtung jedenfalls grob erhalten bleibt und ergo die dann zur sinnvollen Beurteilung eines Sedimentationsverhaltens noch abzuwartende Zeit verkürzt wird. Dies ist insbesondere bei solchen Betonsorten vorteilhaft, bei denen bereits durch die Bewegung auf der Baustelle wie durch Pumpen, Einfüllen in Schalungen sowie ggf. durch verdichtendes Rütteln usw. eine Entmischung zu befürchten ist.
2 zeigt ein Sedimentationsgefäß 20, das im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Sedimentationsgefäßsegmente 20a, 20b, 20c aufweist, die zur Bildung des Sedimentationsgefäßes vor Einfüllen des im Probenahmegefäß 1 zugeführten Betons übereinander angeordnet werden, sodass sie gemeinsam ein am Boden des untersten Sedimentationsgefäßsegmentes 20a geschlossenes Rohr bilden, dessen Rohrachse mit 20d in 2 bezeichnet ist.
Das unterste Sedimentationsgefäßsegment 20a ist auf der Grundplatte 20d auf eine Sockelplatte 20a2 gesetzt, die einige Zentimeter hoch ist. Damit liegt die obere Randkante des Sedimentationsgefäßsegmentes 20a, welches per se gleich geformt ist wie das Sedimentationsgefäß 22b etwas oberhalb der Randkante des Messgefäßes 22b, sodass bei Verschieben des Sedimentationsgefäßsegmentes 20b Beton leichter in Richtung des Pfeiles 21ba über die Öffnung des Messgefäßes 22b in das Messgefäß 22b hineinfallen kann. Das Vorsehen einer Platte 20a ist nicht zwingend erforderlich, gewährleistet aber, dass das Sedimentationsgefäßsegment 20b besonders leicht in Richtung des Pfeils 21ba verschoben werden kann, weil die entsprechende Kante des Sedimentationsgefäßsegmentes 20b nicht am Rand des Messgefäßes 22b anstoßen, sondern über diese herüber gleiten kann.
Die Sedimentationsgefäßsegmente 20a, 20b, 20c sind bei Übereinanderanordnung zur Bitdung eines allgemein rohrförmigen Sedimentationsgefäßes 20 an den Übergängen seitlich so abgedichtet, dass kein Frischbeton bzw. Flüssigkeit daraus entweichen kann.
Dazu ist eine an den Segmentkanten umlaufende Dichtung vorgesehen, die so gebildet ist, dass ein jeweils oberes Segment auf dem jeweils darunterliegenden Segment, also beispielsweise Segment 20c auf dem Segment 20b bzw. Segment 20b auf dem Segment 20a, quer zur Rohrachse 20d derart verschoben werden kann, dass sich nur ein Auslass öffnet, und zwar weil sich nicht mehr der gesamte obere Rohrquerschnitt über dem unteren Rohrquerschnitt befindet. Durch diesen Auslass wird die gesamte, sich im Bereich oberhalb der gebildeten Öffnung befindliche Betonmenge ausströmen. Dabei werden sowohl feste als auch flüssige Bestandteile ausströmen. In 2 ist die mögliche Verschiebung eines jeweils oberen zu einem jeweils unteren Segment angedeutet durch die Pfeile 21bc bzw. 21ba. Wie ersichtlich, wird dabei das höchste Segment in eine andere Richtung bewegt als das darunterliegende Segment. Dies vereinfacht die Handhabung bei Entleerung, weil die jeweiligen Segmente des Sedimentationsgefäßes schnell nacheinander verschoben werden können, ohne zunächst die Messbehälter entfernen zu müssen, und weil es im übrigen möglich ist, die Messbehälter während der Sedimentationsphase vorbereitend an eine Stelle zu setzen, wo sie den gesamten aus einem höheren Segment abströmenden Frischbeton auffangen können. Zur Sedimentationsgefäßanordnung gehört insoweit in einer bevorzugten Variante eine Stellmöglichkeit wie eine hinreichend große Grundplatte, und ein Rahmen oder dergleichen, um die jeweiligen Messbehälter aufzunehmen.
In 2 ist dargestellt, dass der Messbehälter bzw. Messgefäß 22c, in welches sich der Frischbeton aus dem Sedimentationsgefäßsegment 20c entleeren wird, auf gleicher Höhe angeordnet ist wie das unmittelbar unterhalb des zu entleerenden Segmentes 20c befindliche Segment 20b. Genauso ist das Messgefäß 22b neben dem untersten Rohrsegment 20a vorgesehen. Dies ist aber nicht zwingend, vielmehr könnten z. B. auch alle Messgefäße 22a, 22b und 22c unmittelbar nebeneinander angeordnet werden. Durch entsprechende Wandgestaltung oder dergleichen kann sichergestellt werden, dass trotzdem die aus den oberen Sedimentationsgefäßsegmenten ausströmenden Frischbetonmengen vollständig in den jeweiligen vorgesehenen Messbehälter aufgenommen werden. Eine dabei womöglich durch nochmaliges Herunterströmen ausgelöste weitere Sedimentation in den Messgefäßen ist unbeachtlich, weil jeweils die gesamte in den jeweiligen Messgefäßen 22a, 22b und 22c aufgefangene Frischbetonmenge untersucht wird, und zwar vollständig ohne weitere Trennung. Eine nachfolgende Sedimentation während des Aufenthalts des Frischbetons im Messgefäß wird sich daher nicht störend auswirken. Gleichwohl ist aber zumindest dann, wenn nur drei Schichten untersucht werden sollen, die dargestellte Variante mit Messbehältern unmittelbar unterhalb des zu verschiebenden Segmentes vorteilhaft, weil eine intuitivere und somit fehlersichere Bedienung möglich ist.
Es versteht sich, dass die Sedimentationsgefäßsegmente gegeneinander verspannt werden können und die Verspannung zum Verschieben der Segmente lösbar ist.
Zum Verspannen kann ein Spanngummi vorgesehen werden oder es können andere Maßnahmen ergriffen werden, die vermeiden, dass Betonschlämpe aus Fugen zwischen den einzelnen Segmenten austritt. So kann auch eine Auflast zur Verbesserung der Abdichtung vorgesehen werden. Es können Spannrahmen verwendet werden, wobei bevorzugt möglich ist, die Verspannung segmentweise zu lösen.
Wie erkennbar, weisen die Rohrsegmente einen rechteckigen Querschnitt auf, mit Ausnahme des untersten Rohrsegmentes, das wie die beiden Messbehälter allgemein konisch nach oben geöffnet ist, also die Form eines Pyramidenstumpfes bzw. eines Trapezes im Querschnitt besitzt. Es wird ohne weiteres einsichtig sein, dass eine solche Ausgestaltung das Ausschalen nach Erhärten des Frischbetons begünstigt. In einer besonders bevorzugten Variante ist jeder der Messbehälter 22a, 22b und 22c wie in der DE 20 2015 002 828 beschrieben gebildet, wobei darauf hingewiesen sei, dass es ohne weiteres möglich ist, die Dichtung des Behälters 22a gegen das darüber liegende Rohrsegment 20b so zu gestalten, dass für den Behälter 22a ein herkömmlicher, üblicher Messbehälter verwendbar ist, der sich nicht von den Behältern 22c und 22b unterscheidet. Dies ist der Grund, warum das unterste Segment des Sedimentationsgefäßes sowohl mit der Bezugszahl 22a als auch mit der Bezugszahl 20a vorsehen ist. Es sei erwähnt, dass die Ausgestaltung gerade des untersten Sedimentationsgefäßes mit transparentem, klarem Material insoweit vorteilhaft ist, als ein Absetzen großer Bestandteile dadurch frühzeitig beobachtet werden kann. In einer bevorzugten Variante der Erfindung wird auch jedes der oberen Segmente aus transparentem Material gebildet und/oder mit einem hinreichend großem Sichtfenster versehen. Dadurch werden die Möglichkeiten der Sichtkontrolle weiter verbessert. Wenn Sichtfenster verwendet werden, können diese aus kratzfesterem Material wie etwa Glas hinreichender Dicke gefertigt sein. Bei Ausgestaltung der oberen Sedimentationsgefäßsegmente aus Material gleicher Wanddicke wie das unterste Sedimentationsgefäßsegment, z. B. bei Ausgestaltung aus Plexiglas, ergibt sich der Vorteil, dass die Randdicke aller Segmente gleich ist, die Randkontur gleich sein kann und gleiche Dichtanordnungen verwendet werden können.
Mit den beschriebenen Gerätschaften wird ein Verfahren zur Untersuchung von Beton ausgeführt wie folgt:
Auf einer Großbaustelle wird selbstverdichtender Beton in großer Menge chargenweise erzeugt bzw. geliefert. Von jeder Charge oder jeder Lieferung bzw. einer hinreichend großen Zahl an Stichproben wird zunächst unmittelbar aus dem Anlieferfahrzeug bzw. unmittelbar aus der Auslassöffnung einer vor Ort aufgestellten Mischeranlage Frischbeton, der feste und flüssige Bestandteile aufweist, von oben durch den oberen Einlass 1a in das erste Probegefäß 1 eingelassen und zwar bis zum vorgesehenen Füllvolumen, wobei der Beton in das Probegefäß 1 einfällt und dabei womöglich bereits sedimentiert.
Von dem Anlieferfahrzeug bzw. der vor Ort aufgebauten Betonmischanlage wird das Probenahmegefäß 1 dann an den Griffen weg bewegt hin zu jener Stelle, an welcher das Sedimentationsgefäß 20 aufgebaut ist. Der Auslass des Probenahmegefäßes 1 wird oberhalb der Einlassöffnung des Sedimentationsgefäßes 20 angeordnet und Frischbeton wird aus dem Probegefäß 1, d. h. hier dem Probenahmegefäß 1, in das darunterliegende Gefäß abgelassen. Dabei werden sowohl die festen als auch die flüssigen Bestandteile in dem weiteren Gefäß aufgefangen, damit sie später gemeinsam untersucht werden können.
Beim Auslassen wird eine erste Sichtkontrolle vorgenommen, bei der visuell kontrolliert wird, ob die zunächst, d. h. bei erster Öffnung des Auslasses, ausströmende Frischbetonmenge einen höheren Anteil der gröberen Frischbetonbestandteile aufweist als nachfolgend ausströmende Anteile des gesamten Testvolumens. Wenn bereits dabei festgestellt wird, dass offensichtliche Qualitätsmängel im Frischbeton zu beobachten sind, kann nicht nur der Verbau dieser Frischbetoncharge verhindert werden, sondern womöglich auch eine Warnung in die Produktion gegeben werden, sodass für die nachfolgenden Chargen sofort Änderungen eingeleitet werden können.
Um eine Sichtkontrolle zu verbessern, können bei der Vorkontrolle schichtweise bzw. stoßweise Frischbetonmengen abgezogen werden. Da durch das Öffnen und Schließen der Auslassklappe bzw. Auslassschiebers des Probenahmegefäßes praktisch keine Beeinträchtigung oder Störung einer bereits im Probegefäß erfolgten Sedimentation auftritt, kann dies die Vorkontrolle verbessern. Ggf. könnte sogar aus dem Probegefäß unmittelbar eine Reihe von Messbehältern befüllt werden, was aber im Regelfall nicht gewünscht ist, da einerseits hierfür die Klappe bzw. der Auslassschieber definiert geöffnet und geschlossen werden muss, was zumindest bei manueller Betätigung oftmals nicht hinreichend genau erfolgt, und weil andererseits typisch längere Sedimentationsphasen für aussagekräftige Bestimmungen erforderlich sind, als es der typischen Zeit entspricht, die für das Zurücklegen des Weges zwischen Anlieferung und Messstelle benötigt wird.
Da das Probenahmegefäß im Regelfall aus rein praktischen Gründen stabiler aufzubauen ist als die Sedimentationsgefäße und weil die Befüllung segmentierter Kunststoffelemente aus Anlieferfahrzeugen im Baustellenbetrieb nicht praktisch ist, wird typisch eine Umfüllung ungeachtet der Möglichkeit, die Sedimentation vollständig im ersten Probegefäß ablaufen zu lassen, vorgenommen. Dies ist wie dargestellt unkritisch, weil eine durch mögliche Entmischung evtl. bereits eingetretene Schichtung nicht signifikant gestört wird. Nachdem sämtlicher Frischbeton aus dem ersten Probenahmegefäß in das Sedimentationsgefäß als weiteres Gefäß abgelassen ist, wird in diesem eine weitere Sedimentation erfolgen. Dazu braucht nur eine Sedimentationsdauer abgewartet werden, die typisch kürzer sein wird als sonst im Stand der Technik erforderlich, weil durch das zweimalige Einfüllen in Gefäße mit Einfallen von oben jeweils bereits zur Entmischung womöglich beitragende Energie in den Frischbeton eingebracht wird und weil die im ersten Probegefäß womöglich erfolgte Entmischung nicht durch das Umhüllen in signifikanter Weise gestört wird.
Wenn nun im Sedimentationsgefäß eine Entmischung stattfindet, werden typisch einerseits Leichtzuschläge nach oben hin aufschwimmen, während besonders schwere feste Bestandteile absinken werden. Aus diesem Grund ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Untersuchung von drei Frischbetonschichten vorgesehen. Es versteht sich aber, dass ggf. auch eine andere Anzahl an Frischbetonschichten separat untersucht werden kann. Während der Sedimentationsphase kann durch die transparenten Sedimentationsgefäßsegmentwände der fortlaufende Sedimentationsprozess beobachtet werden. Gerade bei erfahrenen Personen können durch diese Beobachtung bereits Warnungen ausgesprochen werden, falls eine Mischung optisch erkennbar nicht akzeptabel ist.
Sollte dies nicht der Fall sein, wird gegen Ende der vorgesehenen Sedimentationsphase zunächst die Verspannung zwischen den Sedimentationsgefäßsegmenten 20b und 20c gelöst und dann das obere Sedimentationsgefäßsegment in Richtung des Pfeiles 21cb verschoben, worauf aus dem sich bildenden Spalt zwischen dem Sedimentationsgefäßsegment 20c und dem Sedimentationsgefäß 20b der Frischbeton der obersten Frischbetonschicht mitsamt aller flüssigen und festen Bestandteile in den Messbehälter 22c einströmt. Das Verschieben ist ohne weiteres leicht möglich, und der Messbehälter 22c kann aufgrund der geradlinigen Ausgestaltung seiner eigenen Wandkante und des rechteckigen Querschnittes der Sedimentationsgefäßsegmente 20b und 20c unmittelbar an die Wandung des Sedimentationsgefäßsegmentes 20b gestellt werden, so dass der gesamte Frischbeton aus dem Segment 20c vollständig aufgenommen wird. Dies ist durch Pfeil 21cb angedeutet.
Nach der vollständigen Entleerung des Segmentes 22c in den Messbehälter 23c, die durch komplettes Verschieben des Segmentes bis über die Öffnung des Messbehälters 22c noch beschleunigt werden kann, wird das im Sedimentationsgefäßsegment 20b noch befindliche Frischbetonvolumen, also die während der Sedimentationsphase mittlere Frischbetonschicht, in den Messbehälter 22b umgefüllt. Dazu wird wiederum eine Verspannung gelöst, hier einsichtigerweise die Verspannung zwischen dem untersten Sedimentationsgefäßsegment 20a und dem Segment 20b. Danach wird das Segment 20b in Richtung des Pfeiles 21ba quer zur Rohrachse 20d verschoben und somit vom weiteren Messbehälter 22c entfernt. Auch das im Segment 20b noch enthaltene Volumen an Frischbeton wird vollständig in das Messgefäß 22b ausströmen. Es fließt also sämtlicher oberhalb des durch die Spaltbildung definierten Auslasses befindliche Beton vollständig nach unten in das weitere Messgefäß ab.
Der Frischbeton aus der während der Sedimentionsphase untersten Frischbetonschicht, die sich im Sedimentationsgefäßsegment 20a befindet, braucht nicht in ein Messgefäß umgefüllt werden, weil das unterste Sedimentationsgefäßsegment bereits als Messgefäß ausgestaltet ist. Damit liegt insgesamt eine Situation vor, bei der Frischbeton, welcher feste und flüssige Bestandteile aufweist, von oben aus dem Probenahmegefäß in ein Sedimentationsgefäß aus mehreren Segmenten strömt, wobei das Sedimentationsgefäß, welches einen oberen Einlass aufweist und Beton nach unten ablässt, und wobei nach einer möglichen Sedimentation Frischbetonschichten für eine Untersuchung auf Entmischung entnommen werden können, und zwar dergestalt, dass jeweils ein Auslass aus dem Probegefäß, hier gebildet durch Spalte zwischen Rohrgefäßsegmenten oberhalb der Einlassöffnung eines weiteren Gefäßes, nämlich hier eines Messbehälters, geöffnet wird, und dann sämtliche sich oberhalb des Auslasses im Sedimentationsgefäß befindliche Betonmenge nach unten in das Messgefäß abgelassen wird, in dem Messgefäß die festen und flüssigen Bestandteile aufgefangen werden und dann die festen und flüssigen Bestandteile gemeinsam untersucht werden.
Diese Untersuchung wird nun in einer besonders bevorzugten Variante dadurch vorgenommen, dass am noch flüssigen Frischbeton der Luftporengehalt und die Frischbetondichte bestimmt werden. Dies geschieht für alle drei Frischbetonproben, die in den Messbehältern 22a, 22b bzw. 22c aufgefangen wurden. Damit erhält man ein Tripel an Daten für drei Schichten möglicherweise sedimentierten Frischbetons mit Luftporenmessungen und ein Tripel von Daten mit entsprechenden Frischbetondichtemessungen. Damit kann einerseits überprüft werden, ob zu große relative Unterschiede zwischen den in unterschiedlichen Schichten erhaltenen Proben bestehen, was auf eine unerwünscht niedrige Entmischungsstabilität, also ein unerwünschtes Sedimentieren hindeutet; andererseits können auch die Absolutwerte betrachtet werden, um anhand dieser sowohl die Entmischung zu beurteilen als auch die Gesamtqualität des untersuchten Frischbetons. Die Luftporen und die Frischbetondichte können schnell und problemfrei bestimmt werden, ohne dass der Frischbeton neuerlich umgefüllt werden muss; besonders geeignet für die Messung ist etwa der „Hydro5” Frischbetonprüfer.
Die bei dem beschriebenen Verfahren auch durch nur rudimentär eingewiesenes Personal erzielbaren Genauigkeiten sind ohne weiteres so hoch, dass eine Identifikation nicht zu verbauender Frischbetonchargen sicher im Baustellenbetrieb erfolgen kann. Dabei ist durch die Ausnützung der gesamten Zeitdauer ab dem Füllen des ersten Probegefäßes für die Ermöglichung einer Sedimentation eine schnelle Beurteilung gegeben. Es sei insofern erwähnt, dass typisch eine Bewertung binnen 20 Minuten möglich sein wird, was im Regelfall im Baustellenbetrieb ausreicht, um für akzeptierte Chargen die Entladung eines Fahrmischers oder dergl. binnen 90 Minuten ab der ersten Wasserzugabe zum Zement zu gewährleisten. Damit ist das Verfahren der Erfindung ohne weiteres baustellentauglich. Es ist insofern bevorzugt, wenn zwischen Entnahme der Probe und Vorliegen der charakterisierenden Daten nicht mehr als 35 Min vergehen, bevorzugt weniger als 30 min und besonders bevorzugt nicht mehr als 25 mm, insbesondere um 20 min. Diese Zeiten erlauben allgemein, Beton rechtzeitig zurückzuweisen oder zu verbauen und es ist, gerade bei Einhalten der kürzeren Dauern im Regelfall ohne weiteres möglich, zurückgewiesene Chargen noch zu weniger kritischen Stellen zu verbringen und dort zu verbauen.
Zudem wird die Charakterisierung des Entmischungsverhaltens nicht beeinträchtigt durch ein evtl. erfolgtes Ansteifen des Frischbetons zwischen Beschaffung des zu untersuchenden Probevolumens aus dem Anlieferungsfahrzeug bzw. aus einer vor Ort aufgebauten Betonmischanlage und Auftrennung der Probe in Messgefäße, weil durch einfaches Einhalten der leicht durchzuführenden Prüfschritte, insbesondere bei Verwendung erfindungsgemäßer Gerätschaften wie dem erfindungsgemäßen Probenahmegefäß und/oder dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Sedimentationsgefäß gewährleistet ist, dass die Sedimentationsprozesse, die nach und nach stattfinden, die Entmischungscharakterisierung nicht stören, sondern die Verfahrensdurchführung sogar beschleunigen.
Es wird somit eine vollständige Vorgehensweise angegeben, bei der eine ab der Probenahme gesicherte und somit normierbare Vorgehensweise den Erhalt reproduzierbarer Werte gewährleistet, die unaufwändig erhalten werden, wobei an mehreren Stellen Zwischenkontrollen ermöglicht sind und wobei das Verfahren so schnell durchgeführt werden kann, dass ein Verbauen ungeeigneter Betonchargen noch untersagt werden kann. Zudem ist vorteilhaft, dass nach dem Prüfen des noch nicht ausgehärteten Frischbetons, d. h. dem an seinen festen und flüssigen Bestandteilen gemeinsam vorgenommenen Untersuchungen, eine insoweit vollständige Betonprobe in den Messgefäßen verbleibt, die wiederum bevorzugt so geformt ist, dass die Betonprobe nach Aushärten des Frischbetons leicht ausgeschalt werden kann, was zusätzlich zu den Untersuchungen der Frischbetonentmischung mittels Messungen an noch nicht ausgehärtetem Material auch die spätere Untersuchung ausgehärteter Proben ermöglicht. Damit kann auch zu einem späteren Zeitpunkt noch verifiziert werden, dass für alle Stichproben eine korrekte Entscheidung vorgenommen wurde, bzw. dass keine ungeeigneten Chargen verbaut worden sind oder eine Chargenablehnung gerechtfertigt war. Es ist möglich, an den ausgehärteten Würfeln weitere Messungen vorzunehmen, beispielsweise zur Bestimmung der Festigkeit, der Frost- und Tausalzbeständigkeit des Betons usw.
Es sei im übrigen erwähnt, dass ggf. während der Sedimentationsphase auch eine Verdichtung durch Innenrüttler simuliert oder provoziert werden kann, indem eine Vibrationsplattform verwendet wird und/oder ein Innenrüttler für eine bestimmte Zeit bei einem von Probegefäß oder Sedimentationsgefäß angewendet wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 20300014 U1 [0009]
DE 202015002828 U1 [0019, 0019, 0019, 0019, 0019]
DE 202015002828 [0046]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DAfStb-Richtlinie „Selbstverdichtender Beton” (SVB-Richtlinie), Ausgabe November 2003, Anhang N.2 [0003]
Forschungsprojekt „Annahmeprüfverfahren zur Beurteilung der Mischungsstabilität von fließfähigem Beton”, Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e. V., Berlin, DBV-Rundschreiben 241, Juni 2014 [0003]
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Brameshuber, Dipl.-Ing. Stephan Uebachs „Sedimentationsstabilität von selbstverdichtenden Betonen” [0003]
Dissertation von Dipl.-Ing. Holger Höveling „Robustheit von selbstverdichtendem Beton (SVB)” [0003]
„Sedimentationsverhalten und Robustheit selbstverdichtender Betone”, Dirk Lowke Dissertation 14.03.2013, Technischen Universität München [0003]
http://www.mazonlinc.de/Lokales/Brandenburg-Havel/ [0003]
BAW Brief 01/2015 S.1 [0003]
VDB Regionalfachtagung Vorträge Westendarp, Schaap, Kleen:” Stabilität Frischbeton” [0003]
Bottke, Rainer: „HYDRO_5-Prognose der 28Tage Festigkeiten mit Hilfe der Frischbetonrohdichte und Porosität”, 59. Betontage Ulm [0003]
BAW-Brief 01/2015 [0005]

Claims

Verfahren zur Untersuchung von Beton, bei welchem Frischbeton, der feste und flüssige Bestandteile aufweist, von oben in ein Probegefäß, das einen oberen Einlass aufweist und aus dem Beton nach unten abgelassen werden kann, eingefüllt wird und dann nach möglicher Sedimentation für eine schichtweise Untersuchung auf Entmischung daraus wieder entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass des Probegefäßes oberhalb der Einlassöffnung eines weiteren Gefäßes geöffnet wird, eine oberhalb des Auslasses befindliche Betonmenge nach unten in das weitere Gefäß abgelassen wird, feste und flüssige Bestandteile in dem weiteren Gefäß aufgefangen werden und dann feste und flüssige Bestandteile gemeinsam untersucht werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch. dadurch gekennzeichnet, dass die oberhalb des Auslasses befindliche Betonmenge vollständig nach unten in das weitere Gefäß abgelassen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Probegefäß ein Probenahmegefäß ist, mit welchem angelieferter Beton aus einem Anlieferfahrzeug zu einem Sedimentationsgefäß gebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als eine Umfüllung von einem Gefäß in ein anderes Gefäß erfolgt,
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass von einem ersten Probegfäß die Probe in ein mehrteiliges Frischbeton-Sedimentationsgefäß umgefüllt wird und aus dem Frischbeton-Sedimentationsgefäß Beton in Behälter eingelassen wird, die unmittelbar in einem Frischbetonprüfgerät zur gemeinsamen Untersuchung fester und flüssiger Bestandteile verwendbar sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die festen und flüssigen Bestandteile als noch nicht ausgehärteter Beton gemeinsam untersucht werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an den festen und flüssigen Bestandteilen, die in dem weiteren Gefäß aufgefangen wurden, zumindest Frischbetondichte und Luftporengehalt zur Untersuchung auf Entmischung ermittelt werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäß, in welchem die festen und flüssigen Bestandteile zur Messung von zumindest Frischbetondichte und Luftporen aufgefangen werden, ein in einer Vorrichtung zur Messung von Frischbetondichte und Luftporen unmittelbar einsetzbares Meßgefäß ist.
Probenahmegefäß für die Verwendung in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Auslass im oder beim Boden aufweist und ein Füllvolumen besitzt, das dem Volumen einer Reihe zu untersuchender Sedimentschichten entspricht.
Sedimentationsgefäß-Anordnung zur Untersuchung von Sedimentationsprozessen in Beton mit durchgehenden Rohrabschnitten, die während einer Sedimentationsphase übereinander anzuordnen und danach zur Untersuchung der sedimentierten Schichten separierbar sind, und einer Abdichtung gegen Austreten von Frischbeton während der Sedimentationsphase, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung dazu ausgebildet ist, eine Gleitbewegung eines Rohrabschnitts quer zur Rohrachse über den darunter angeordneten Rohrabschnitt hinweg und unter Ausströmen des über diesem befindlichen Betons zu ermöglichen und der untere Rohrabschnitt angrenzend an jene Seite, über welche sich das darüber angeordnete Rohr bei der Gleitbewegung hinaus verschiebt, zur Anordnung neben einem Probehälter ausgebildet ist bzw. selbst als Probebehälter ausgebildet ist.