DE102018132624B4 - Vorrichtung zur Erfassung einer Längenänderung von Probekörpern bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit - Google Patents

Vorrichtung zur Erfassung einer Längenänderung von Probekörpern bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit Download PDF

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Abstract

System (10) zur berührungslosen Messung einer Längenänderung einer Vielzahl klimatisierter Probekörper (300), umfassend:- einen ersten Behälter (15), umfassend eine thermisch isolierende Behälterwand (100), wobei der erste Behälter (15) eine Vielzahl von Aufnahmeöffnungen zur Aufnahme von zweiten Behältern (20) im ersten Behälter (15) aufweist, und so angepasst ist, dass darin ein erstes Wärmebad (140) anordenbar ist,- eine Temperiereinrichtung (160) die einen Temperaturfühler (170), eine Heizung und optional eine Kühlung umfasst und so eingerichtet ist, dass eine Temperatur des ersten Wärmebades (140) regulierbar ist; und- eine Vielzahl zweiter Behälter (20) zur Aufnahme der Probekörper (300), wobei die zweiten Behälter (20) jeweils einen Deckel (250) umfassen und eine äußere Form der zweiten Behälter (20) angepasst ist, dass ein zweiter Behälter (20) jeweils eine der Aufnahmeöffnungen des ersten Behälters (15) verschließt während der zweite Behälter (20) im ersten Behälter (15) aufgenommen ist, wobei der zweite Behälter (20) einen Wirbelstromsensor (400) umfasst, der so angeordnet ist, dass eine Änderung eines Abstands zwischen dem Wirbelstromsensor (400) und einem am Probekörper (300) angeordneten Metallkörper (500) erfassbar ist, wobei im zweiten Behälter (20) ein zweites Wärmebad (240) anordenbar ist.

Description

  • Die hier beschriebene Vorrichtung betrifft zerstörungsfreie Prüfverfahren für Probekörper unter simulierten Bedingungen einer beschleunigten Alterung. Insbesondere betrifft sie die Erfassung einer Längenänderung einer Vielzahl von Beton-Probekörpern unter Bedingungen, die eine Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR), oder andere schädigende Treiberscheinungen in Beton, wie zum Beispiel eine späte Ettringitbildung, auch bekannt als Sulfattreiben, provozieren können.
  • Das Quellvermögen der im Ergebnis einer AKR unter bestimmten Voraussetzungen gebildeten Gele kann zu einer Rissbildung in Beton und so zur Schädigung von Betonkonstruktionen unter Feuchteeinfluss führen. Späte Ettringitbildung kann auftreten, wenn Betone bei hohen Temperaturen und hohen Feuchten hydratisieren (Dampfaushärtung) und im Beton hohe Sulfatgehalte vorliegen. Ettringit bildet sich dabei nach der Hydratation aus und führt zur Bildung von Rissen und so zu einer makroskopischen Volumenzunahme.
  • Im Rahmen der Eignungsprüfung von Gesteinskörnungen für den Einsatz in Betonen ermöglicht der Betonversuch mit Nebelkammerlagerung bzw. alternativ der 60 °C-Betonversuch über Wasser, das Gefährdungspotential durch die AKR einzuschätzen. Entsprechende Prüfverfahren sind international üblich und beispielsweise in Deutschland gemäß der Alkali-Richtlinie „Vorbeugende Maßnahmen gegen schädigende Alkalireaktion im Beton“ (Alkali-Richtlinie - Fassung Februar 2007, Herausgeber: Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb)) vorgeschrieben. Weitere Prüfmethoden sind beispielsweise RILEM AAR-3 und 4, der US-Standard ASTM C1293 sowie die französische Prüfvorschrift NF P 18-454.
  • Die Druckschriften DE 196 26 111 C1 , US 2007/0056383 A1 und DE 10 2010 017 468 B4 beschreiben die kontinuierliche Dehnungsmessung an Beton-Probekörpern. Gemäß DE 10 2010 017 468 B4 stehen die Probekörper in einem Messrahmen und werden in einem mehrere Proben fassenden Behälter gelagert. Der Boden des Behälters ist mit Wasser bedeckt und der Behälter ist mit einem Deckel verschlossen. Die Behälter werden in einer temperaturgeregelten Klimakammer gelagert. Die erforderliche hohe Luftfeuchtigkeit von mindestens 98 % wird über temperiertes Wasser erzielt, das den Boden der Klimakammer bedeckt. Wird der Klimakammer ein Probenbehälter entnommen oder hinzugefügt, ändern sich jedoch zumindest temporär die Umgebungsbedingen für die verbleibenden Behälter. Außerdem beeinflusst die jeweilige Position des Behälters in der Klimakammer das Klima im Behälter. Zusätzlich beeinflusst die jeweilige Position des Probekörpers im Behälter, beispielsweise außen oder mittig, sowie deren Anzahl im Behälter (ein bis drei Probekörper), das Mikroklima, insbesondere die Temperatur- und Feuchteverteilung um den Probekörper. Nachteilig ist ebenso, dass die Kabelabgänge der verwendeten Sensoren sowie die Sensoren selbst vollständig und dauerhaft den aggressiven und korrosiven Versuchsbedingungen ausgesetzt sind. Die Messung der Längenänderung erfolgt berührend, es ist eine mechanische Verbindung zwischen Längenmesseinrichtung und Probekörper notwendig. Deshalb ist der Einbau der Proben in den Messrahmen und die Justage der Sensoren schwierig und erfordert viel Erfahrung.
  • Vor diesem Hintergrund wird ein System zur berührungslosen Messung einer Längenänderung klimatisierter Probekörper und ein Messverfahren zur Erfassung von Längenänderungen einer Vielzahl von klimatisierten Probekörpern vorgeschlagen. Weitere Ausführungsformen, Modifikationen und Verbesserungen ergeben sich anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüche.
  • Erfindungsgemäß umfasst das vorgeschlagene System:
    • - einen ersten Behälter mit einer thermisch isolierenden Behälterwand, wobei die Behälterwand eine Vielzahl von Aufnahmeöffnungen zur Aufnahme von zweiten Behältern im ersten Behälter aufweist und angepasst ist, sodass im ersten Behälter ein erstes Wärmebad ausbildbar, aufnehmbar oder anordenbar ist,
    • - eine Temperiereinrichtung mit Temperaturregler, die einen Temperaturfühler, eine Heizung und optional eine Kühlung umfasst und so eingerichtet ist, dass eine Temperatur des klimatisierten Innenraumes des ersten Behälters mittels des ersten Wärmebades regulierbar, insbesondere in einem vorgebbaren Bereich regulierbar ist; und
    • - eine Vielzahl von zweiten Behältern, hier auch Prüfbehälter genannt, zur Aufnahme je eines Probekörpers, wobei die zweiten Behälter jeweils einen Deckel (nachfolgend als zweiter Deckel bezeichnet) besitzen und die äußere Form der Prüfbehälter (zweiten Behälter) so geformt ist, beispielsweise durch eine Auskragung oder einen umlaufenden Flansch, dass jeweils eine Aufnahmeöffnung des ersten Behälters verschließbar ist, während der zweite Behälter bzw. die Vielzahl zweiter Behälter im ersten Behälter aufgenommen ist, wobei der zweite Behälter einen induktiv wirkenden Abstandssensor, nämlich einen Wirbelstromsensor umfasst, der so angeordnet ist, dass eine Änderung eines Abstands zwischen einem am Probekörper fixierten elektrisch leitfähigen Gegenstück, nämlich einem Metallkörper, und dem Abstandssensor erfassbar ist, wobei im zweiten Behälter ein Sumpf ausbildbar oder aufnehmbar ist. Dabei wird das Wasser im zweiten Behälter nicht aktiv beheizt. Die Temperatur (und die Luftfeuchte) im zweiten Behälter stellt sich von selbst aufgrund der Temperatur im ersten Behälter ein.
  • Hierbei sind der erste Behälter und die zweiten Behälter so aneinander angepasst, insbesondere ihre jeweilige Form so aufeinander abgestimmt, dass die zweiten Behälter nahezu vollständig in einem durch die thermisch isolierende Behälterwand des ersten Behälters definierten Innenraum anordenbar sind, indem die zweiten Behälter in den Aufnahmeöffnungen des ersten Behälters angeordnet und durch diese aufgenommen werden. Vorteile dieser Ausführungsform ergeben sich aus der Möglichkeit, mit dem beschriebenen System notwendige Prüfungen (Prüfverfahren) definierter Betonrezepturen unter standardisierten Testbedingungen für verschiedene Proben bzw. Prüfkörper parallel und erforderlichenfalls auch zeitversetzt durchführen zu können. Insbesondere kann die Zunahme der Länge des jeweiligen Probekörpers über Zeiträume von mehreren Stunden, Tagen, Wochen und Monaten zuverlässig wartungsfrei erfasst werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Heizung beispielsweise eine elektrische Widerstandsheizung sein. Die optionale Kühlung kann beispielsweise eine Wasserkühlung oder eine Kühlung umfassend ein Peltier-Element sein. Vorteile dieser Ausführungsformen sind ihre gute Steuerbarkeit.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Wirbelstromsensor jeweils am Deckel des zweiten Behälters, (am zweiten Deckel) befestigt. Im zweiten Behälter ist ein Probekörper angeordnet.
  • Vorteilhaft kann so ein vom Wirbelstromsensor wegführendes Signalkabel unmittelbar durch den ersten Deckel geführt werden oder außerhalb des zweiten Behälters verlaufen. Es ist somit dem im Inneren des Prüfbehälters herrschenden Klima nicht ausgesetzt. Durch die Anordnung von lediglich einem Prüfkörper (gegenüber den in der Alkalirichtlinie vorgesehenen drei Probekörpern in größeren Behältern) ergeben sich Vorteile für die Masse und daher die Handhabbarkeit der zweiten Behälter. Außerdem ist die Probekörperposition im Behälter nicht variabel.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfassen die zweiten Behälter jeweils einen Rahmen zur Aufnahme und senkrechten Positionierung der Probekörper. Der Messrahmen ist am Deckel des zweiten Behälters, also am zweiten Deckel befestigt, der wiederum am Boden des ersten Deckels fixiert ist. Der Rahmen ist angepasst, den Probekörper so zu halten, dass eine Längenänderung des Probenkörpers in einer Änderung des Abstands zwischen dem Wirbelstromsensor und dem am Probekörper angeordneten Metallkörper resultiert. Diese Änderung ist durch den Wirbelstromsensor erfassbar. Vorteile ergeben sich mit der reproduzierbaren Halterung der Prüfkörper ohne unmittelbaren Kontakt zu dem Wärmebad bzw. zum Sumpf. Der Kontakt ergibt sich ausschließlich über die Atmosphäre, die den im Rahmen beweglich gehaltenen Prüfkörper umgibt.
  • Eine Hilfs-Vorrichtung kann zum Halten des Messrahmens/ Deckels während des Ein- und Ausbaus der Probekörper dienen. Vorteilhaft lässt sich mit der Haltevorrichtung der Ein- und Ausbau des Probekörpers handhaben. Der Deckel des zweiten Behälters (der zweite Deckel) wird nach Einbau der Probe, beispielsweise mittels Schrauben, Klemmen, ein Gewinde oder über einen Bajonettverschluss am zweiten Behälter fixiert. Zwischen zweitem Behälter und dessen Deckel, also dem zweitem Deckel, ist eine Dichtung angeordnet. Die Dichtung verhindert Feuchteverlust an den umgebenden Raum.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Rahmen Haltemittel zur Halterung und zur Justierung eines Abstandes des Probekörpers gegenüber dem Wirbelstromsensor, insbesondere Federmittel und/oder eine Stellschraube, zur Einstellung des Abstandes zwischen dem ortsfest am Probekörper befestigten Metallkörper und dem Wirbelstromsensor.
  • Vorteile dieser Ausführungsform ergeben sich mit der größeren Freiheit bezüglich einer Länge der Probekörper. Auch vergleichsweise kurze Probekörper können im Rahmen so gehalten werden, dass eine Längenänderung des Probekörpers zuverlässig durch den Wirbelstromsensor erfassbar ist. Auch kann der Abstand zwischen dem Wirbelstromsensor und dem Metallkörper auch auf einen gewünschten Anfangswert eingestellt werden, wenn das Metallstück über eine - entlang einer Längsachse des Probekörpers orientierte - Schraubverbindung mit der dem Wirbelstromsensor zugewandten Stirnseite des Probekörpers verbunden ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der Deckel des zweiten Behälters einen Flansch/Kragen mit einer dem zweiten Behälter zugewandten Dichtung auf.
  • Vorteilhaft erlaubt es die Dichtung bei entsprechender Befestigung des Deckels zum zweiten Behälter, einen Feuchtigkeitsverlust aus dem zweiten Behälter an die Umgebung zu verhindern.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der zweite Behälter ein Druckausgleichsmittel auf, das ausgewählt ist unter einem Gärverschluss, einem Ventil und einer Durchgangsöffnung, beispielsweise einer Kapillaröffnung. Das Druckausgleichsmittel ist im Deckel des zweiten Behälters oder in einem oberen Teil der Wandung des zweiten Behälters angeordnet.
  • Weitere Vorteile dieser Ausführungsform ergeben sich aus dem so vermeidbaren Aufbau eines vom Umgebungsdruck abweichenden Druckes im Innenraum des als Prüfbehälter dienenden zweiten Behälters bei gleichbleibenden Lagerungsbedingungen (Verhinderung von Feuchteverlust).
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Wirbelstromsensor in einer im ersten Deckel angeordneten Ausnehmung angeordnet, beispielsweise ist er in ein sich im ersten Deckel erstreckendes Innengewinde eingeschraubt.
  • Vorteile ergeben sich aus der problemlosen Integration handelsüblicher Wirbelstromsensoren, die typischerweise ein zylindrisches Gehäuse mit einem Außengewinde aufweisen. Vorteilhaft ist weiterhin, dass der Kabelabgang des Wirbelstromsensors vor der aggressiv korrosiven Atmosphäre, die sich im Ergebnis der Exposition des Probekörpers gegenüber erhöhter Temperatur und Luftfeuchtigkeit im zweiten Behälter ausbilden kann, zuverlässig geschützt ist, da - wenn überhaupt - höchstens der Sensorkopf, d.h. die das Messfeld ausbildende Spule zumindest teilweise gegenüber der Atmosphäre im Innenraum des zweiten Behälters ausgesetzt ist. Möglich sind jedoch auch Ausführungsformen des ersten Deckels, bei denen der Wirbelstromsensor in einem an einer Außenseite des ersten Deckels eingebrachtem Sackloch angeordnet ist, beispielsweise in dieses so eingeschraubt ist, dass sich das durch den Sensor ausbildbare Messfeld in den Innenraum des zweiten Behälters erstreckt.
  • Optional können einer oder sogar alle der zweiten Behälter einen Temperaturfühler umfassen. Dieser Temperaturfühler kann beispielsweise eine Anzeigevorrichtung aufweisen, welche die aktuell dort erreichte Temperatur oder das Erreichen einer gewünschten Temperatur im Innenraum des zweiten Behälters anzeigt. Ebenso kann dieser Temperaturfühler, z.B. über eine Eingabe- und Kontrolleinheit, mit der Temperiereinrichtung verbunden sein, sodass die Heizung und optionale Kühlung im ersten Behälter so steuerbar sind, dass ein in den zweiten Prüfbehältern gewünschtes Klima erreicht und über einen vorgebbaren Zeitraum gehalten wird. Vorteile ergeben sich mit der Möglichkeit standardisierbar parallel durchführbarer Tests, auch wenn parallel durchgeführte Tests zu unterschiedlichen Zeitpunkten begonnen werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das vorgeschlagene System weiter zumindest einen Verschluss, der angepasst ist, eine der Aufnahmeöffnungen des ersten Behälters thermisch isolierend und fluidisch dichtend zu verschließen, wenn sie nicht durch einen in der Aufnahmeöffnung aufgenommenen zweiten Behälter bereits verschlossen ist. Als Verschluss kann beispielsweise ein erster Deckel dienen. Der erste Deckel ist vorteilhaft mit einer Wärmedämmung versehen, beispielsweise einer wärmedämmenden Schicht eines geschäumten Polymers.
  • Vorteile dieser Ausführungsform ergeben sich aus der Vermeidung von Wärmeverlusten während des Temperierens einer Probe und der weitestgehend ununterbrochenen Aufrechterhaltung der im ersten Behälter eingestellten Temperatur und Feuchte.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Temperiereinrichtung so eingerichtet, dass eine Temperatur des klimatisierten Innenraumes des ersten Behälters mittels des ersten Wärmebades regulierbar ist.
  • Vorteilhaft kann die Temperatur des klimatisierten Innenraumes des ersten Behälters innerhalb eines Temperaturbereichs zwischen 30 °C bis 80 °C regulierbar sein. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann das hier beschriebene Prinzip jedoch auch in einem Temperaturbereich ausgeführt werden, dessen untere Grenze bei 0 °C oder unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser liegt. Damit kann das beschriebene Testprinzip auch für einen Frostversuch, z.B. an Betonproben, angewendet werden. Vorteilhaft sind im Temperaturbereich 30 - 80 °C die in vorgeschriebenen Prüfverfahren benannten 60 °C umfasst, sodass beispielsweise bei Gewährleistung einer entsprechenden Luftfeuchte (beispielsweise, wenn das zweite Wärmebad ein Wasserbad ist oder im zweiten Behälter ein wassergefüllter Sumpf ausgebildet ist) gemäß Alkali-Richtlinie vorgeschriebene Prüfungen zum Auftreten einer Alkali-Kieselsäue-Reaktion an einem Betonprobekörper vorgenommen werden können. Ebenso können andere, eine Längenänderung eines Beton-Prüfkörpers bewirkende Mechanismen, wie z.B. Sulfattreiben, über den genannten Temperaturbereich untersucht werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das vorgeschlagene System weiterhin eine Steuer- und Kommunikationsschnittstelle, die mit einer externen Eingabe- und Kontrolleinheit verbindbar ist, und angepasst ist, zumindest einen aktuellen Messwert des Wirbelstromsensors und/oder des Temperaturfühlers an die externe Eingabe- und Kontrolleinheit weiterzuleiten und optional Steuerbefehle der externen Eingabe- und Kontrolleinheit an die Temperiereinrichtung zu übermitteln.
  • Vorteilhaft kann ein externes Endgerät die Funktion der Eingabe- und Kontrolleinheit erfüllen und programmtechnisch so ausgestattet sein, dass die Temperatur und/oder ein Temperaturverlauf des klimatisierten Raums im ersten Behälter durch einen Bediener oder automatisch steuerbar ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuer- und Kommunikationsschnittstelle eine Netzwerkschnittstelle für ein drahtloses Netzwerk.
  • Vorteilhaft ermöglicht das die Nutzung handelsüblicher Endgeräte.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das vorgeschlagene System eine Eingabe und Kontrolleinheit zur Aufzeichnung, Verarbeitung und Speicherung von Daten der Wirbelstromsensoren und optional zur Aufzeichnung, Verarbeitung und Speicherung von Daten zumindest eines Temperaturfühlers. Dabei werden in jedem Fall die Daten des Temperaturfühlers im ersten Behälter verarbeitet. Beispielsweise wird die Heizung aktiviert, wenn eine vorgegebene Temperatur unterschritten wird. Die Eingabe- und Kontrolleinheit des Systems ist, optional über die Steuer- und Kommunikationsschnittstelle, mit der Temperiereinrichtung und allen jeweils benötigten Wirbelstromsensoren verbindbar. Insbesondere ist diese in das System integrierte Eingabe- und Kontrolleinheit angepasst zur Messung und Regelung von Klimadaten, zur Eingabe von Eingangsdaten, zur Messmodensteuerung und zur Aufnahme, Aufzeichnung, Verarbeitung und Ausgabe der Messdaten.
  • Vorteilhaft ist die besagte Einheit eingerichtet, von den verschiedenen Wirbelstromsensoren an verschiedenen Probekörpern über die gesamte jeweilige Messzeit erfasste Messwerte der jeweiligen Längen eines jeden der Probekörper automatisch zu erfassen, gemäß einem vorgebbaren Modus zu verarbeiten und zu speichern. Beispielsweise kann mit Beginn einer Messung an einem diskreten Probekörper ein Grenzwert einer Längenänderung des Probekörpers festlegbar sein, mit dessen Erreichen ein Signal, beispielsweise ein optisches und/oder ein akustisches Signal, ausgegeben wird. Das Erreichen des Grenzwertes kann ein weiteres Verfolgen der Längenänderung für die den betreffenden Probekörper repräsentierende Materialkombination hinfällig machen. So kann wertvolle Messkapazität eingespart werden, indem die betreffende Aufnahmeöffnung mit einem anderen zweiten Behälter bestückt wird, der einen anderen Probekörper beinhaltet. Ebenso kann mit einem in der Eingabe- und Kontrolleinheit gespeichertem Programm eine Ausgabe auf einem geeigneten Ausgabemittel, beispielsweise auf einem Bildschirm, erfolgen. Die Einheit ist zu diesem Zweck mit dem Ausgabemittel verbunden oder das Ausgabemittel ist sogar in die Einheit integriert. Das Ausgabemittel kann als Ein- und Ausgabemittel eingerichtet sein, beispielsweise einen berührungsempfindlichen Bildschirm umfassen, der es gestattet, bestimmte Steuerbefehle zu erteilen und eine gewünschte Ausgabe zu generieren oder eine gewünschte Temperatur im Inneren des ersten Behälters einzustell en.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Eingabe- und Kontrolleinheit integriert mit der Temperiereinrichtung und die Temperiereinrichtung ist so eingerichtet, dass in den zweiten Behältern eine vorgebbare Temperatur und Luftfeuchtigkeit, also ein vorgebbares Klima, einstellbar ist, wenn das erste und das zweite Wärmebad in den betreffenden Behältern angeordnet sind und die Temperiereinrichtung betrieben wird.
  • Vorteile bieten die aufgabengerechte und standardgerechte Durchführung von Testserien und Prüfroutinen, sowie die Ausgabe von standardisierten und regelkonformen Prüfprotokollen und Nachweisen zur Dokumentation des Versuchsverlaufs und dabei jeweils erhaltener Messergebnisse.
  • Die vorstehenden Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden. Weitere Ausführungsformen und bevorzugte Modifikationen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den angefügten Ansprüchen.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend beispielhaft an Hand von Figuren erläutert. Diese Figuren veranschaulichen Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Die Elemente der Figuren sind relativ zueinander und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechend ähnliche Teile.
  • Die 1 zeigt den ersten (äußeren) Behälter, exemplarisch eingerichtet für die Halterung von drei zweiten (bzw. inneren) Behältern. Die 1 kann aber auch als schematischer Querschnitt durch eine hier beschriebene Vorrichtung aufgefasst werden, wobei der erste Behälter angepasst ist zur Aufnahme eines Vielfachen von jeweils 3 zweiten Behältern.
  • Die 2 zeigt schematisch den Querschnitt eines zweiten Behälters mit darin angeordnetem Probekörper.
  • Die 3 zeigt einen typischen Verlauf der Längenänderung eines Betonprismas über die Prüfzeit infolge einer AKR während einer ununterbrochenen AKR-provozierenden Lagerung mit kontinuierlicher Dehnungsmessung.
  • Insbesondere zeigt 1 ein System 10, umfassend einen ersten Behälter 15 der einen Boden und den Boden bündig umgebende Seitenwände 100 umfasst, sodass am Boden des ersten Behälters 15 eine Wanne zur Aufnahme eines Wärmebades 140 ausgebildet oder aufnehmbar ist. Der vorgeschlagene erste Behälter 15 umfasst eine thermisch isolierende und wasserundurchlässige Wandung 100. Insbesondere ist der Innenraum des ersten Behälters 15 korrosionsfest gegenüber den Prüfbedingungen. Im Wärmebad 140 ist eine Temperiereinrichtung 160, z.B. eine geeignet isolierte elektrische Widerstandsheizung, eine von einem temperierbaren Fluid durchströmbare Röhre und/oder eine Kühlschlange angeordnet. Eine Füllstandsanzeige 150 ermöglicht die visuelle Kontrolle des Füllstandes (vgl. Pegelmarkierung) des Wärmebades 140 am Boden des ersten Behälters 10. Im klimatisierbaren Innenraum 130 des ersten Behälters 15 ist ein Temperaturfühler 170 angeordnet. Der Temperaturfühler 170 ist mit einer Steuer- und Kommunikationsschnittstelle 110 an der Außenseite des ersten Behälters 100 verbunden. Die Steuer- und Kommunikationsschnittstelle 110 ist eingerichtet, mit einer geeigneten externen Eingabe- und Kontrolleinheit (z.B. einem PC) verbunden zu werden oder aber sie ist mit einer integrierten Eingabe- und Kontrolleinheit verbunden. Die Steuer- und Kommunikationsschnittstelle 110 ist mit geeigneten Anschlüssen (beispielsweise Buchsen oder Steckern) versehen, um eine Verbindung zu einer (hier nicht gezeigten) externen Eingabe- und Kontrolleinheit (z.B. einem PC) über eine Steckverbindung zu ermöglichen. Ebenso kann die Steuer- und Kommunikationsschnittstelle 110 so eingerichtet sein, dass wahlweise, zusätzlich, oder ausschließlich eine drahtlose Verbindung zu der externen Eingabe- und Kontrolleinheit hergestellt werden kann.
  • An einer Oberseite des ersten Behälters 15 ist zumindest eine Ausnehmung zur Aufnahme eines zweiten Behälters 20 vorgesehen. Diese Ausnehmung ist durch einen ersten Deckel 120 verschließbar. Vorteilhaft hat dieser erste Deckel einen Griff 121. Der erste Deckel 120 ist oder kann zusätzlich eingerichtet sein, an seiner dem ersten Behälter 15 zugewandten Unterseite jeweils einen zweiten Behälter 20 zu tragen und mit diesem fluidisch und thermisch dichtend verbindbar zu sein. Der zweite Behälter 20 weist eine Behälterwand 200 auf und ist vorteilhaft so dimensioniert, dass er einen Probekörper 300 aufnehmen kann. Der zweite Behälter 20 und die Ausnehmung an der Oberseite des ersten Behälters 15 ist weiterhin so dimensioniert, dass der über die Ausnehmung in den ersten Behälter 15 eingeführte zweite Behälter 20 den die Behälterwandung 100 des ersten Behälters 15 nirgends berührt. Der zweite Behälter 20 wird ausschließlich von dem die Ausnehmung fluidisch und thermisch verschließenden ersten Deckel 120 gehalten. Der Boden des zweiten Behälters 20 taucht bevorzugt nicht in das Wärmebad 140 des ersten Behälters 15 ein. Die Behälterwandung 200 des zweiten Behälters 20 ist dünn, beispielsweise aus einem dünnen Stahlblech (nichtrostend) gefertigt, sodass das Klima im zweiten Behälter schnell über die Temperatur im ersten Behälter einstellbar ist, während die Behälterwandung 100 des ersten Behälters 15 so ausgeführt ist, dass sie den Behälter 15 thermisch gegen eine äußere Atmosphäre, beispielsweise in einem Prüflabor, isoliert.
  • Im zweiten Behälter 20, der in 2 dargestellt ist, ist ein als Sumpf ausgeführtes Wärmebad 240 vorgesehen. Dessen Pegelstand reicht nicht an den Probekörper 300 heran. Der Probekörper 300 wird von einem Rahmen 210, der lösbar mit dem ersten Deckel 120 verbunden ist, beweglich gehalten. Der Probekörper 300 ist im Wesentlichen vertikal im zweiten Behälter 20 angeordnet und ruht im Rahmen 210 optional auf einer Stellschraube 220. Die Stellschraube 220 dient der Positionierung des Abstandes zwischen Wegsensor 400 und Metallstück 500 zu Beginn der Messung. Der Probekörper 300 trägt an einer dem ersten Deckel 120 zugewandten Seite, typischerweise an seiner Stirnfläche, ein Metallstück 500. Das Metallstück 500 ist so dimensioniert, dass es mit einem an der Unterseite des ersten Deckels 120 angeordneten Wirbelstromsensor 400 erfassbar ist. Das Metallstück 500 kann unmittelbar in den Probekörper 300 eingebettet sein. Das Metallstück 500 kann auch in einen in eine Stirnseite des Probekörpers einbetonierten Bolzen mit Innengewinde eingeschraubt sein. Am Deckel 250 sind Führungen 230 angebracht, die zum Beispiel verstellbar das am Probekörper 300 angebrachte Metallstück 500 horizontal positionieren bzw. halten und dabei dessen vertikale Verschiebung zulassen. Die Führungen 230 können zum Beispiel als Federstifte ausgeführt sein und in Aufnahmen eingeführt werden, die im Metallstück 500 vorgesehen sind. Der Kabelabgang des Wirbelstromsensors ist mit der Steuer- und Kommunikationsschnittstelle 110 verbunden. Zur verbesserten thermischen Isolation des ersten Deckels 120 kann dieser mit einer Wärmedämmung 600, beispielsweise Polyurethanschaum oder Glaswolle, ausgerüstet sein. Der zweite Behälter 200 ist seinerseits mit einem zweiten Deckel 250 verschlossen. Der zweite Deckel 250 kann über ein Befestigungsmittel 260, beispielsweise über ein kurzes Gewinde 260, einen Bajonettverschluss 260 oder eine Klemme 260, mit der Unterseite des ersten Deckels 120 des ersten Behälters 15 verbunden sein. Vorteilhaft ist zwischen zweitem Deckel 250 und zweitem Behälter 20 eine Dichtung (z.B. aus Silikonkautschuk) angeordnet. Vorteilhaft ist der zweite Deckel 250 des zweiten Behälters 20 ebenso mit einem Griff 270 versehen. Im oberen Bereich der Behälterwandung 200 ist eine Öffnung mit sehr kleinem Durchmesser (z.B. 1 mm) eingebracht, um einen Druckausgleich zu ermöglichen und Medienaustausch zu vermeiden. Alternativ kann zum Beispiel ein Gärverschluss vorgesehen werden.
  • In 3 steht die Ordinate 1 für die Längenänderung in Millimeter oder Dehnung des Probekörpers in Millimeter je Meter, während die Abszisse 2 die Zeitachse in Tagen darstellt. Die Kurve weist eine für Treibreaktionen infolge AKR typische S-Form auf. Deutlich erkennbar sind eine initiale Phase, eine Hauptschädigungsphase mit starker Längenänderung und eine Abklingphase.
  • Mit der hier beispielhaft beschriebenen Vorrichtung wird eine Technologie zur Wegmessung vorgeschlagen, die es erlaubt, bei über 98% Luftfeuchtigkeit und variablen Temperaturen (30 °C - 80 °C, insbesondere 60 °C) einen Weg von ca. 1 bis 5 mm, insbesondere von 1 bis 3 mm langzeitstabil mit einer Auflösung von 1 µm und einer Genauigkeit von besser 10 µm zu messen. Die Messdaten können mit einer variablen Messrate (1 Messwert pro Minute bis 1 Messwert pro Tag) über einen Zeitraum von mindestens 140 Tagen aufgezeichnet werden. Dabei ist der Probekörper 300, beispielsweise eine Betonprobe 300, so befestigt, dass sie hinreichend fixiert ist, um durch allfällige Erschütterungen keine Fehlmessungen zu provozieren. Die Befestigung des Probekörpers und des Wirbelstromsensors ist so gestaltet, dass ein Einfluss durch thermische Dehnung minimal ist.
  • Am Probekörper 300 ist ein geeignetes Gegenstück, typischerweise ein Metallstück 500, langzeitstabil angebracht. Der anfängliche Abstand zwischen Metallstück 500 und Sensor 400 (die Nullposition) ist manuell mit Hilfe einer Stellschraube (220), beispielsweise am unteren Querbalken des Rahmens (210), einstellbar. Die zur unmittelbaren Aufnahme der Probekörper 300 vorgesehenen zweiten Behälter 20 sind gut manuell handhabbar und umfassen einen Messrahmen 210.
  • Der Sensor, beispielsweise ein Wirbelstromsensor 400, ist jeweils in einem Deckel 250 unmittelbar über dem Metallstück 500, das an einer Stirnseite der Probe 300 angebracht ist, angeordnet. Die Vorrichtung ist so eingerichtet, dass Temperaturen von 30 °C - 80 °C, insbesondere 60 °C, bei einer relativen Luftfeuchte von mindestens 98% eingestellt werden können. Die zweiten Behälter sind korrosionsfest gegenüber den Prüfbedingungen. Vorteilhaft ist der Kabelabgang der Sensoren hoher Feuchte und Temperatur nicht ausgesetzt.
  • Ein wesentlicher Vorteil des vorgeschlagenen Systems, umfassend einen ersten Behälter mit Wärmebad und Heizung und/oder Kühlung und verschließbare zweite Behälter, deren Deckel mit Wirbelstromsensor und Rahmen zur Halterung eines Probekörpers ausgestattet ist, betrifft die Klimatisierung mehrere Probekörper in ihren jeweiligen Halterungen (Rahmen). Die für Vergleichsversuche erforderliche Temperaturkonstanz kann über den gesamten, für die Prüfung vorgesehenen Zeitraum eingehalten werden. Die Entnahme oder das Hinzufügen weiterer Proben beeinflusst bereits klimatisierte Proben nicht. Ebenfalls findet keine Wechselwirkung benachbarter Wegaufnehmer untereinander statt und elektromagnetische Störungen werden durch die Orientierung der Wegaufnehmer zu den jeweils im Wesentlichen senkrecht angeordneten Probekörpern zuverlässig verhindert.
  • Gemäß dem hier vorgeschlagenen System bzw. seiner Verwendung werden berührungslos messende kommerziell verfügbare Wirbelstromsensoren zur voneinander unabhängigen und parallel erfolgenden Längenmessung an einer Vielzahl von Probenkörpern eingesetzt. Dabei können die Probenkörper durchaus auch eine voneinander abweichende Form oder Länge aufweisen. Der jeweils verwendete Rahmen ist an die Geometrie der Probenkörper angepasst oder anpassbar, sodass ein gewünschter Initialabstand zwischen dem an einer Frontseite des Probekörpers angeordneten Metallstück (z.B. einer Platte oder einem Zylinder) vorliegt. Das Metallstück oder Gegenstück ist einer jeweiligen Sensorspezifikation angepasst. Vorteilhaft weist es einen Mindestdurchmesser auf, der dem 2- bis 4-fachem Sensorkopfdurchmesser entspricht. Bevorzugt kann ein aus nichtrostendem Stahl gefertigtes zylindrisches Gegenstück verwendet werden, das in einen Gewindebolzen mit Innengewinde aus nicht rostendem Stahl geschraubt wird, der zum Beispiel bereits bei der Herstellung der Probekörper bündig zur Stirnseite in den Probekörper einbetoniert wird. Bevorzugt sind das Metall stück und der Gewindebolzen aus demselben Material gefertigt.
  • Die Probe (Probekörper) wird durch Federstifte im Messrahmen gehalten. Dadurch ist die Probe zwar fixiert, die erwartete Längenänderung der Probe wird aber nicht behindert. Der obere Teil des Messrahmens ist als Deckel des zweiten Behälters ausgeführt. In dessen Deckel ist der Wirbelstrom-Messfühler eingeschraubt. Dieser Messfühler ist üblicherweise rund und hat ein Außengewinde. Ebenfalls kann ein Temperaturfühler vorgesehen sein, der die Temperatur im Probenbehälter erfasst.
  • Zum leichteren Transport des Messrahmens mit der Probe sowie zur geschlossenen und einzelnen Lagerung der Proben besitzt der Messrahmen einen zweiten Behälter mit einem verschließenden Deckel und außerdem einen Griff. Der zweite Behälter ist zum Beispiel zylinderförmig ausgeführt und nimmt den Messrahmen mit der Probe auf. Der Behälterboden kann als Sumpf ausgeführt sein, sodass immer ausreichend Feuchtigkeit im Behälterinnenraum vorherrscht. Zwischen Behälterdeckel und Behälter befindet sich eine Dichtung. Im Behälterdeckel oder in der Behälterwandung erlauben eine Kapillaröffnung oder ein Gärverschluss einen Druckausgleich, ohne dass wesentlich Feuchtigkeit an die Umgebung abgegeben oder aus der Umgebung aufgenommen wird.
  • Der obere Rand des Behälters ist mit einem Kragen oder Flansch so ausgeführt, dass man den Behälter in eine geeignete Temperiereinrichtung einhängen kann. Der Flansch kann wiederum mit einer Dichtung ausgeführt sein, um Feuchteaustritt aus der Temperiereinrichtung zu verhindern. Ein thermisch isolierter Kasten, hier als erster Behälter bezeichnet, in dessen Boden ein Wasserbad ausgebildet ist, dient als Temperiereinrichtung für alle Probenbehälter. In diesem Wasserbad ist eine Elektroheizung, optional zusätzlich auch eine Kühlschlange montiert.
  • Die thermisch isolierte Deckplatte der Temperiereinrichtung (des ersten Behälters) weist z.B. eine Vielzahl runder Aufnahmeöffnungen auf, durch die die oben beschriebenen Prüfbehälter (zweite Behälter mit den darin jeweils aufgenommen Probekörpern) eingeführt werden können. Dabei ist der Abstand der Aufnahmeöffnungen über dem Boden des ersten Behälters gerade so hoch, dass die zweiten Behälter die Oberfläche des Wasserbades nicht berühren. Der Kragen des Prüfbehälters dichtet dabei das Innere der Temperiereinrichtung gegen die Umwelt ab. Sind einzelne Plätze der Temperiereinrichtung nicht durch Prüfbehälter belegt, so werden diese durch geeignete Deckel verschlossen. Ein weiterer schlecht wärmeleitender Deckel sitzt auf dem Deckel der Prüfbehälter (zweiten Behälter), um diesen thermisch zu isolieren.
  • Ein Temperaturfühler im Wasserbad und ein weiterer im Innenraum des ersten Behälters sind mit einem Regler (hier auch als Eingabe- und Kontrolleinheit bezeichnet), verbunden. Über dem Wasserbad stellt sich z.B. bei 60°C eine Wasserdampf-Atmosphäre ein, die die Prüfbehälter, also die zweiten Behälter, sehr gleichmäßig temperiert. Eine Auswerteelektronik und eine Datenaufzeichnungseinrichtung für die Erfassung der während der Klimatisierung auftretenden Längenänderung können ebenfalls in die Temperiereinrichtung integriert werden, also unmittelbar am ersten Behälter in Form der Eingabe und Kontrolleinheit befestigt sein. Ebenso ist es möglich, die Aufzeichnung und Verrechnung erhobener Messdaten extern vorzunehmen. In diesem Fall weist der erste Behälter einen entsprechenden Anschluss, bzw. eine Steuer- und Kommunikationsschnittstelle auf. Die Elektronik unterstützt die Kalibrierung der Sensoren und die Kalibrierdaten werden in einem Speicher elektronisch hinterlegt. Die Justage der Sensoren, bzw. das Einstellen eines geeigneten Abstandes zwischen Metallstück und Sensor beim Einbau der Proben, wird typischerweise ebenfalls durch die Elektronik mit Hilfe einer entsprechend angepassten Steuersoftware unterstützt. Dabei kann eine richtige Ausgangsposition durch einen Indikator (LED oder Farbwechsel auf Display) angezeigt werden. Gleichzeitig mit der Längenänderung und der Temperatur im Probenbehälter werden die Soll- und Ist-Temperatur in der Temperiereinrichtung (im ersten Behälter) aufgezeichnet. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Steuer- und Kommunikationsschnittstelle bereitet eine Auswerteeinrichtung mit Netzwerkschnittstelle die Daten numerisch und grafisch auf. Die Temperiereinrichtung kann ohne wesentliche Modifikationen in verschiedenen Größen gefertigt werden. Zum Beispiel mit 1, 3, 6 oder 9 oder mehr Plätzen für Prüfbehälter.
  • Der Einbau der Proben in den Rahmen und die Justage der Sensoren werden zweckmäßigerweise durch eine Haltevorrichtung unterstützt, mit der der Rahmen außerhalb des Prüfbehälters fixiert werden kann.
  • An Hand von praktischen Ausführungsbeispielen konnte gezeigt werden, dass das berührungslose Wirbelstrommessverfahren für die Dehnungsmessung bei den gegebenen Umweltbedingungen mit hoher Feuchte und Temperatur allen anderen Messverfahren überlegen ist. Erfindungsgemäß wird ein elektrisch leitfähiges Gegenstück, in dem vom Sensor ein Wirbelstrom induziert werden kann, an der Probe befestigt. Es wird für jede Probe ein eigener Behälter verwendet. Es wird keine handelsübliche Klimatruhe benötigt. Die Probenbehälter werden in eine einfache Temperiereinrichtung eingehängt, wobei ein Flansch an dem den Probekörper aufnehmenden Behälter die Temperiereinrichtung gleichzeitig auch fluidisch dichtend verschließt. Dazu ist der Behälterdeckel am Flansch mit einer Dichtung versehen. Der Deckel bildet gleichzeitig den oberen Teil (Querhaupt) eines Messrahmens und nimmt den Wirbelstromsensor auf. Die Kabelabgänge für die Dehnungs- und Temperaturmessung liegen im Trockenen. Eine Beeinflussung der Proben untereinander ist konstruktiv ausgeschlossen. Zur Messung der Ausgangsprismenlänge wird nicht zwingend eine Klimakammer benötigt, es sei denn die Nulllänge der Probekörper soll bei definierten klimatischen Bedingungen gemessen werden. Die Lage der Proben im Rahmen (Höhe) kann mit Stellschrauben fein justiert werden, um so den richtigen Abstand zwischen Sensor und Metallkörper einzustellen.
  • Es ist bekannt, dass die kontinuierliche Dehnungsmessung zur Beurteilung der AKR Reaktion einer Einzelmessung im Abstand von mehreren Wochen überlegen ist. Bei Messungen gemäß bisher bekannten Verfahren wirken sich eine Entnahme der Proben aus einer Klimakammer zur Messung bei Raumtemperatur und die damit verbundenen Einflussfaktoren auf die Messergebnisse aus. Hingegen gestattet die mit der beschriebenen Vorrichtung ermöglichte automatische in situ Dehnungsmessung eine besser wiederholbare Prüfung durch gleichbleibende Lagerungsbedingungen und Ausschluss von Einflüssen durch die Messprozedur. Die einstellbare Messrate erlaubt die Aufzeichnung quasi-kontinuierlicher Dehnungsdaten, die gegenüber wenigen manuellen Messdaten weitaus mehr Informationen enthalten. Der in DE 10 2010 017 468 B4 beschriebene Aufbau genügt wissenschaftlichen Ansprüchen, ist aber für die Anwendung in einem üblichen mittelständischen Baustofflabor noch nicht robust genug. Mit der oben beschrieben Vorrichtung aus Prüfbehälter und Temperiereinrichtung wird ein System beschrieben, dass mit der Wirbelstrommesstechnik ein robustes Messverfahren verwendet. Die Einzellagerung der Proben minimiert Störeinflüsse durch Interaktion der Probekörper bei Auslaugvorgängen. Die Temperiereinrichtung ist einfacher und preiswerter als ein kommerziell verfügbarer Klimaschrank. Für die Messung ist, anders als beim bisher bekannten Verfahren, kein Klimaraum zur Temperierung der Behälter und Proben sowie der Messvorrichtung auf die vorgegebene Messtemperatur und zur Messung der Längenänderung nötig. Das System kann z.B. für zwei übliche Messserien à drei Proben als kompaktes Tischgerät gestaltet werden. Hierfür ist eine Heizleistung von ca. 600 W ausreichend, der Betrieb an einer handelsüblichen Steckdose ist möglich.
  • Durch die optionale Netzwerkschnittstelle können die Dehnungs- und Temperaturverläufe an geeigneten externen Eingabe- und Kontrolleinheiten, beispielsweise einem gängigen PC, Tablett oder Smartphone dargestellt und ausgewertet werden. Eine Benachrichtigungs- bzw. Signalfunktion informiert das Prüfpersonal sobald ein vorgebbarer Dehnungsgrenzwert überschritten ist. Auf diese Weise kann die Prüfdauer ggf. abgekürzt werden. Hierdurch ist die Durchführung des teilautomatisierten AKR Betonversuchs bei 60 °C von Wissenschaftlern und Baustoffprüfern einfach und sicher durchführbar.
  • Gemäß weiteren Ausführungsformen wird ein Messverfahren zur Erfassung von Längenänderungen einer Vielzahl von klimatisierten Probekörpern vorgeschlagen, wobei das Messverfahren umfasst: Bereitstellen eines Systems nach zumindest einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, wobei im ersten Behälter ein Wärmebad angeordnet ist; Einstellen einer gewünschten Temperatur im Innenraum des ersten Behälters - wobei dieses Einstellen der gewünschten Temperatur auch ein Equilibrieren des Systems bei verschlossenen Aufnahmeöffnungen umfassen kann; Bereitstellen der Vielzahl von Probekörpern, wobei an einer Frontseite der Probekörper jeweils ein Metallkörper angeordnet ist; Anordnen der Vielzahl von Probekörpern jeweils in einem Rahmen der jeweiligen zweiten Behälter, wobei am Boden der zweiten Behälter jeweils ein zweites Wärmebad, insbesondere ein wassergefüllter Sumpf ausgebildet ist; Justieren eines Abstandes zwischen dem Wirbelstromsensor und dem Metallkörper für alle zweiten Behälter, Aufnehmen zweiter Behälter in Aufnahmeöffnungen des ersten Behälters und Verschließen von gegebenenfalls freibleibenden Aufnahmeöffnungen; Klimatisieren der in den aufgenommenen zweiten Behältern angeordneten Probekörper, ggf. nach einem vorausgehenden Equilibrieren; und Erfassen von Längenänderung(en) der klimatisierten Probekörper.
  • Vorteilhaft kann mit dem beschriebenen System die Messung der jeweiligen Längenänderung verschiedener Probekörper parallel und unbeeinflusst voneinander erfolgen. Ebenso ist der jeweils erfasste und gespeicherte zeitliche Verlauf der Länge der Probekörper bzw. der Verlauf entsprechender Längenänderungen unbeeinflusst von gegebenenfalls während der Messzeit vorgenommenen (Neu-)Bestückungen der Aufnahmeöffnungen des ersten Behälters durch andere zweite Behälter mit anderen Probekörpern.
  • Gemäß einer optionalen Ausführungsform wird die gewählte Klimatisierung, insbesondere die im Innenraum des ersten Behälters eingestellte Temperatur, so gewählt, dass das in jedem zweiten Behälter bewirkte Klima (Luftfeuchte und Temperatur) geeignet ist, eine Alkali-Kieselsäure-Reaktion oder einen anderen Längenänderungsmechanismus eines Probekörpers zu provozieren, wenn der Probekörper einen Beton mit einer Gesteinskörnung umfasst, die zu einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion oder einem anderen Längenänderungsmechanismus fähig ist.
  • Gemäß einer weiteren optionalen Ausführungsform sind das vorgeschlagene Messverfahren und insbesondere die dabei verwendete Klimatisierung so angepasst, dass eine Frostschädigung eines Probekörpers, der einen Beton umfasst, provoziert werden kann.
  • Vorteilhaft ist das vorgeschlagene Messverfahren geeignet, verschiedene Betonrezepturen unter standardisierten Testbedingungen für verschiedene Proben bzw. Prüfkörper zu bewerten. Insbesondere können verschiedene Prüfkörper parallel und erforderlichenfalls auch zeitversetzt stets identischen Prüfbedingungen ausgesetzt werden, sodass erhaltene Aussagen vergleichbar und zuverlässig statistisch verarbeitbar sind.
  • Gemäß einer weiteren optionalen Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens erfolgt das Klimatisieren und oder das Erfassen der Längenänderung automatisch und wird optional nach Erreichen eines individuell festlegbaren Grenzwertes abgebrochen, wobei das Abbrechen des Erfassens durch ein optisches und/oder ein akustisches Signal und/oder das Versenden einer Nachricht angezeigt wird.
  • Vorteilhaft kann so beispielsweise ein vorgebbarer Temperaturverlauf parallel für eine Vielzahl von Prüfkörpern realisiert werden. Durch die optionale Signalausgabe mit Erreichen eines Grenzwertes, der beispielsweise als prozentualer Wert einer Ausgangslänge des Prüfkörpers definierbar sein kann, wird eine effektive Nutzung von Aufnahmeöffnungen des ersten Behälters ermöglicht. Wenn also eine bestimmte Betonzusammensetzung umfassend eine Gesteinskörnung auf Grund des Risikos einer AKR für die beabsichtigte Verwendung ausfällt, kann eine andere Betonzusammensetzung (Gesteinskörnung) durch Prüfung eines entsprechenden anderen Prüfkörpers getestet werden.
  • Wesentliche Aspekte des vorgeschlagenen Systems, der beschriebenen Verfahrensweise und der Verwendung des Systems betreffen mithin:
    1. 1. Dehnungsmessung mit Wirbelstrommessverfahren und einem geeigneten Gegenstück, das an der Probe befestigt wird.
    2. 2. Der Deckel des Probenbehälters bildet gleichzeitig den oberen Teil (Querhaupt) des Messrahmens und nimmt den Wirbelstromsensor auf.
    3. 3. Die Probe ist im Messrahmen höhenverstellbar.
    4. 4. Die Temperiereinheit ist so konzipiert, dass der Kabelabgang für Dehnungs- und Temperaturmessung nicht der hohen Feuchtigkeit im Probenbehälter ausgesetzt ist.
    5. 5. Zur gleichmäßigen Temperierung der Probenbehälter wird Wasserdampf genutzt.
    6. 6. Elektronik als Bestandteil der Temperiereinrichtung zur Temperaturregelung, Datenaufzeichung, Sensordatenaufbereitung und Visualisierung/Benachrichtigung einer Grenzwertüb erschreitung.
    7. 7. Elektronik als Bestandteil der Temperiereinrichtung mit Sensorkalibrierungsfunktion
    8. 8. Elektronik, die bei der Justage der Proben im Messrahmen unterstützt
    9. 9. Temperiereinrichtung statt Klimakammer in der die Probenbehälter eingehängt und entnommen werden können, ohne die bereits vorhanden Proben zu stören.
    10. 10. Haltevorrichtung zum Einbau der Proben.
  • Wenngleich hierin spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden sind, liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die gezeigten Ausführungsformen geeignet zu modifizieren, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    System zur Erfassung einer Längenänderung von Probekörpern
    15
    Erster Behälter (äußerer Behälter)
    20
    Zweiter Behälter
    110
    Steuer- und Kommunikationsschnittstelle, optional mit Eingabe- und Kontroll einheit
    120
    Verschluss der Aufnahmeöffnung im ersten Behälter, mit Griff; erster Deckel
    130
    Klimatisierter Raum im ersten Behälter
    140
    Wärmebad des ersten Behälters
    150
    Füllstandsanzeige
    160
    Temperiereinrichtung (Heizung und/oder Kühlung)
    170
    Temperaturfühler
    200
    Zweiter Behälter (innerer Behälter)
    210
    Rahmen
    220
    Stellschraube zur vertikalen Ausrichtung des Probekörpers
    230
    Federmittel
    240
    Wärmebad, Sumpf
    250
    zweiter Deckel mit Dichtung
    260
    Verschluss für zweiten Deckel
    270
    Griff am zweiten Deckel
    280
    Druckausgleichsmittel
    300
    Probekörper
    400
    Wirbelstromsensor
    500
    Metall stück
    600
    Wärmedämmung

Claims (14)

  1. System (10) zur berührungslosen Messung einer Längenänderung einer Vielzahl klimatisierter Probekörper (300), umfassend: - einen ersten Behälter (15), umfassend eine thermisch isolierende Behälterwand (100), wobei der erste Behälter (15) eine Vielzahl von Aufnahmeöffnungen zur Aufnahme von zweiten Behältern (20) im ersten Behälter (15) aufweist, und so angepasst ist, dass darin ein erstes Wärmebad (140) anordenbar ist, - eine Temperiereinrichtung (160) die einen Temperaturfühler (170), eine Heizung und optional eine Kühlung umfasst und so eingerichtet ist, dass eine Temperatur des ersten Wärmebades (140) regulierbar ist; und - eine Vielzahl zweiter Behälter (20) zur Aufnahme der Probekörper (300), wobei die zweiten Behälter (20) jeweils einen Deckel (250) umfassen und eine äußere Form der zweiten Behälter (20) angepasst ist, dass ein zweiter Behälter (20) jeweils eine der Aufnahmeöffnungen des ersten Behälters (15) verschließt während der zweite Behälter (20) im ersten Behälter (15) aufgenommen ist, wobei der zweite Behälter (20) einen Wirbelstromsensor (400) umfasst, der so angeordnet ist, dass eine Änderung eines Abstands zwischen dem Wirbelstromsensor (400) und einem am Probekörper (300) angeordneten Metallkörper (500) erfassbar ist, wobei im zweiten Behälter (20) ein zweites Wärmebad (240) anordenbar ist.
  2. System nach Anspruch 1, wobei der Wirbelstromsensor (400) jeweils am Deckel (250) des zweiten Behälters (20) befestigt ist.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweiten Behälter (20) jeweils einen Rahmen (210) umfassen, der angepasst ist, den Probekörper (300) so zu halten, dass eine Längenänderung des Probenkörpers (300) in einer Änderung des Abstands zwischen dem Wirbelstromsensor (400) und dem am Probekörper (300) angeordneten Metallkörper (500) resultiert.
  4. System nach Anspruch 3, wobei der Rahmen (210) Haltemittel (230) zur Halterung des Probekörpers (300), insbesondere Federmittel (230) und/oder eine Stellschraube (220), zur Einstellung des Abstandes zwischen dem Metallkörper (500) und dem Wirbel stromsensor (400) umfasst.
  5. System nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Deckel (250) des zweiten Behälters (20) einen Kragen mit einer dem zweiten Behälter (20) zugewandten Dichtung aufweist.
  6. System nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zweite Behälter (20) ein Druckausgleichsmittel (280) umfasst, das ausgewählt ist unter einem Gärverschluss, einem Ventil und einer Kapillaröffnung.
  7. System nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Wirbelstromsensor (400) in einer im ersten Deckel (120) angeordneten Ausnehmung angeordnet ist, beispielsweise in ein sich im ersten Deckel (120) erstreckendes Innengewinde eingeschraubt ist.
  8. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend zumindest einen Verschluss, der angepasst ist, eine der Aufnahmeöffnungen des ersten Behälters (100) thermisch isolierend und abdichtend zu verschließen, wenn diese nicht durch Aufnahme eines zweiten Behälters (200) verschlossen ist.
  9. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Temperiereinrichtung (160) so eingerichtet ist, dass eine Temperatur im Innenraum des ersten Behälters (140) regulierbar ist.
  10. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend: - eine Steuer- und Kommunikationsschnittstelle (110), die mit einer externen Eingabe- und Kontrolleinheit verbindbar ist, und angepasst ist, zumindest einen aktuellen Messwert des Wirbelstromsensors (400) und/oder des Temperaturfühlers (170) an die externe Eingabe- und Kontrolleinheit weiterzuleiten und optional Steuerbefehle der externen Eingabe- und Kontrolleinheit an die Temperiereinrichtung zu übermitteln.
  11. System nach Anspruch 10, wobei die Steuer- und Kommunikationsschnittstelle (110) eine Netzwerkschnittstelle für ein drahtloses Netzwerk ist.
  12. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest das zweite Wärmebad (240) ein Wasserbad ist.
  13. System nach einem der Ansprüche 10 bis 12, weiter umfassend: - eine Eingabe- und Kontrolleinheit, die angepasst ist zur Aufzeichnung, Verarbeitung und Speicherung von Messwerten des Wirbelstromsensors (400) und des Temperaturfühlers (170).
  14. System nach Anspruch 13, wobei die Eingabe- und Kontrolleinheit mit der Temperiereinrichtung (160) verbunden ist und so eingerichtet ist, dass in den zweiten Behältern (20) eine vorgebbare Temperatur einstellbar ist, wenn das erste und das zweite Wärmebad (140, 240) in den betreffenden Behältern angeordnet sind und die Temperiereinrichtung (160) betrieben wird.
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