DE2755039A1 - Verfahren und vorrichtung zum wiegen von zuschlagstoffen und zum bestimmen der bei der herstellung von beton und dergleichen zuzusetzenden wassermenge - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wiegen des Zuschlagstoffs und zum Bestimmen der Wassermenge zum Mischen von Beton und dergleichen sowie insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wiegen der Menge (Gewicht oder Volumen) von normalen oder leichten feinen Aggregaten (Sand, metallische, anorganische oder organische Fasern, wie synthetische Fasern) oder von groben Zuschlagstoffen (Kies, Schotter, künstliche Zuschlagstoffe), wie sie für die Herstellung von Spezialsteinen, Baukonstruktionselementen und dergleichen verwendet werden. Derartige Materialien sind Beton, Mörtel, Vergußmörtel, Wandstrukturen und Beschichtungszusammensetzungen, bei denen hydraulische Substanzen, wie Zement und Gips, benutzt werden. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Wassermenge, die für die Zumischung zu den hydraulischen Substanzen und den Zuschlagstoffen für die Herstellung der genannten Produkte verwendet wird.

Bei der Herstellung der genannten Produkte unter Verwendung von hydraulischen Substanzen werden diesen Wasser und der Zuschlagstoff zugemischt, der im Falle von Fertigungshaftstoffen nicht benutzt wird. Für diesen Zweck ist es erforderlich, den Zuschlagstoff zu wiegen und die Wassermenge zu bestimmen. Mit den bisher bekannten Verfahren ist es sehr schwierig, das Gewicht des Zuschlagstoffes genau und fortlaufend zu bestimmen, da das Gewicht und Volumen abhängig vom Wassergehalt des Zuschlagstoffes differieren. Insgesamt sind die Zuschlagstoffe Naturprodukte. Auch wenn künstliche Zuschlagstoffe hergestellt werden, werden sie im Freien gelagert, so daß die an ihnen haftende Wassermenge oder die in den natürlichen und künstlichen Zuschlagstoffen enthaltene Wassermenge sich im hohen Ausmaß abhängig von den Wetterbedingungen ändern kann, d. h. abhängig davon, ob es regnet,

809824/0908

DA-18 299 - 7 -

ob die Sonne scheint und welche Feuchtigkeit die Atmosphäre hat. Darüber hinaus ändert sich bei aus gleich großen Stücken bestehenden Zuschlagstoffen die daran haftende Wassermenge oder die im Zuschlagstoff enthaltene Menge kontinuierlich von der Oberfläche nach innen zu, wobei diese Änderung für sich selbst wieder unterschiedlich ist. Nimmt man an, daß die Form und die Zusammensetzung des natürlichen Zuschlagstoffes, der sich am gleichen Platz befindet, gleich sind, ändert sich die daran haftende oder darin enthaltene Wassermenge aus den genannten Gründen. Es variieren nicht nur das Gewicht, sondern auch das Volumen des Zuschlagstoffes stark. So ändert sich beispielsweise das scheinbare Volumen zwangsweise mit der Wassermenge. Aus diesem Grund gibt das Gewicht des Zuschlagstoffes,gemessen mit den herkömmlichen Wägeverfahren, nicht das Nettogewicht des Zuschlagstoffes an. Dementsprechend ist die Wassermenge, die mit einem derartigen fehlerhaften Gewicht des Zuschlagstoffes bestimmt wird, nicht genau. Es können jedoch nur dann Produkte mit maximaler Festigkeit und bester Qualität hergestellt werden, wenn die optimale Wassermenge benutzt wird. Insbesondere dann, wenn Beton oder Mörtel in eine Prepakt-Form bei einem reduzierten Druck gegossen wird, reagieren die Gießeigenschaften sehr empfindlich auf die in dem Zuschlagstoff eingeschlossene Wassermenge, was wiederum Struktur und Oberflächenzustand der Produkte sehr stark beeinflußt.

Die Tatsache, daß ein genaues Wiegen der Zuschlagstoffe aufgrund der Änderungen der Wassermenge schwierig ist, die an dem Zuschlagstoff haften oder darin enthalten sind, ist seit langem bekannt. Es wurden bereits viele Anstrengungen unternommen, diese Schwierigkeiten zu überwinden. So besteht ein Verfahren darin, den Zuschlagstoff im trockenen Zustand zu wiegen. Das Trocknen und Erhitzen des Zuschlagstoffes erfordert jedoch sehr viel Zeit und viel Aufwand. Ein solcher Ausweg ist dann möglich, wenn nur kleine Mengen von Zuschlagstoffen in Laboratorien behandelt werden. Er ist jedoch in

809824/0908

DA-18 299 - 8 -

Fabriken und auf der Baustelle unpraktisch, wo große Zuschlagstoff mengen benutzt werden.

Bei einem anderen bekannten Verfahren, dem sogenannten Inundator-Verfahren, wird der Zuschlagstoff gewogen, während er in Wasser untergetaucht ist. Dieses Verfahren ist in den japanischen Industrienormen JIS A 11o9, 111o, 1111, 1134 und 1135 spezifiziert. Mit diesem Verfahren ist es möglich, in kurzer Zeit eine Wägung auszuführen, wobei der Zuschlagstoff lediglich in Wasser eingetaucht zu sein braucht, ohne daß das langzeitige Erhitzen erforderlich ist, um einen absolut trockenen Zustand zu erhalten. Dieses Verfahren hat jedoch Nachteile, die nach der Messung auftreten. So enthält der untergetauchte Zuschlagstoff eine große Wassermenge nach dem Entwässern. Auch im Falle eines groben Zuschlagstoffs bleibt soviel Wasser übrig, daß es erforderlich ist, jedes Stück des Zuschlagstoffes mit Tuch abzuwischen, wie es durch die Normen vorgeschrieben ist. In diesem Fall ist es äußerst mühevoll, aus einem feinen Zuschlagstoff, beispielsweise Sand, verbleibendes Wasser zu entfernen. Da das Verfahren zum Bestimmen des Gewichtes und des Volumens des Zuschlagstoffes in Wasser das Volumen des Zuschlagstoffes und die Differenz der Dichte von Wasser und Zuschlagstoff benutzt, führt das Vorhandensein von Luft in und um den Zuschlagstoff herum zu einem großen Fehler beim Meßergebnis. Aus diesem Grund wird gemäß der japanischen Industrienorm die Messung ausgeführt, nachdem die Luftblasen vollständig aus dem Zuschlagstoff durch Untertauchen in Wasser während eines langen Zeitraums von 24 h entfernt sind. Auf der Baustelle verzögert das Untertauchen in Wasser während einer derartig langen Zeit die Arbeiten beträchtlich. Das Untertauchen des Zuschlagstoffes in Wasser während 24 h ist für moderne Methoden zur Herstellung von Betonprodukten zu lang, da die Produkte in nur wenigen Stunden vollständig aushärten und aus der Form entnommen werden können. Darüber hinaus hat man in den letzten Jahren das Verhältnis von Wasser zu Zement wesentlich verringert. Dies ist der Grund,

609824/0908

DA-18 299 ⁹

daß das Inundator-Verfahren praktisch nicht verwendet wird. Hinzu kommt, daß der Wassergehalt des Zuschlagstoffes intermittierend gemessen v/erden muß. Eine genaue Kontrolle kann nur durch häufige Probenahme erfolgen. Es ist somit unmöglich, den Wassergehalt der gesamten Menge des Zuschlagstoffes genau zu bestimmen, so daß es aufgrund einer ungleichförmigen Fließfähigkeit und einer nicht gleichen mechanischen Festigkeit unir^glich ist, Produkte gleichförmiger Qualität zu gewährleisten.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wiegen des Zuschlagstoffes und zum schnellen Bestimmen der dem Zuschlagstoff zuzusetzenden Wassermenge zu schaffen, wenn der Zuschlagstoff für die Herstellung von Zement oder Mörtel verwendet wird, ohne daß dabei ein Einfluß aufgrund der Witterung oder der im Zuschlagstoff absorbierten Wassermenge auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Wiegen von Zuschlagstoffen gelöst, bei welchem der Zuschlagstoff in einem Behälter eingebracht wird, Wasser in den Behälter gegossen wird, der Zuschlagstoff gewogen wird, während er in dem Wasser untergetaucht ist, das Wasser aus dem Behälter abgegeben wird, das in den Zuschlagstoff-Zwischenräumen verbleibende Wasser entfernt wird, und der erhaltene, entwässerte Zuschlagstoff gewogen wird.

Zur Durchführung des Verfahrens wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Wiegen des Zuschlages mit einem vertikalen Behälter, der auf seiner Oberseite eine Zuschlagstoffaufgabeöffnung auf v/eist, mit einer Einrichtung zum Wiegen des Behälters, mit einem in dem Behälter mit einem Spalt dazwischen vorgesehenen Filterzylinder, der Durchbrechungen aufweist, die so groß sind, daß Zuschlagstoff nicht hindurchtreten kann, mit einer Wasserabgabeeinrichtung, die mit dem unteren Abschnitt des Spaltes verbunden ist, wobei der

809824/0908

DA-18 299 - 1ο -

275503$

Behälter und der Filterzylinder Bodenöffnungen für die Abgabe des Zuschlagstoffes aufweisen, und mit Einrichtungen zum Entfernen des Wassers in dem Filterzylinder verwendet.

Gegenstand der Erfindung ist somit, daß das Gewicht des Zuschlagstoffes für die Herstellung von Beton und Mörtel gemessen wird, wobei der Zuschlagstoff in Wasser untergetaucht ist, das sich in einem Behälter befindet. Das Wasser in dem Behälter wird abgeführt. Das Wasser in den Zwischenräumen bzw. Poren in dem Zuschlagstoff wird ebenfalls entfernt. Danach wird das Gewicht des Zuschlagstoffes wieder gemessen. Die gemessenen Werte des Zuschlagstoffes werden dazu benutzt, die Wassermenge zu bestimmen, die dem Zuschlagstoff zugesetzt wird, wenn er zur Herstellung von Beton oder Mörtel verwendet wird.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Diagramm die Beziehung zwischen der Zähigkeit des Mörtels und dem Oberflächenwasser auf einem feinen Zuschlagstoff,

Fig. 2 in einem Diagramm die Beziehung zwischen der Druckfestigkeit des unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Mörtels und des Oberflächenwassers auf dem Zuschlagstoff hergestellten Produktes,

Fig. 3 und 4 in Diagrammen die Festigkeit verschiedener Mörtel, die durch Ändern der Mischreihenfolge hergestellt werden und bei denen der Wassergehalt des Sandes zur Herstellung der Mörtel verwendet wird,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Wiegevorrichtung,

809824/0908

DA-18 299 - 11 -

275503$

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Vorrichtung von Fig. 5 und

Fig. 7, 8 und 9 im Längsschnitt weitere Modifizierungen der Wiegevorrichtung.

Wenn das Gewicht von Sand mit einer feinen und mittleren Teilchengröße nach dem Inundator-Verfahren gemäß der japanischen Industrienorm A 11o9, 1111, 1134 und 1135 gemessen v/ird und danach das in dem Behälter befindliche Wasser abgezogen wird, hat es sich gezeigt, daß der Sand noch etva 25 bis 4o Gew.-% Wasser enthält und daß das in dem Sand vorhandene Wasser während eines beträchtlichen Zeitraums nicht abnimmt. Beispielsweise wird das Gewicht von feinem Sand gemessen, der einen Grobheitsgrad von 1,89 hat und in einem Filter in einem Behälter angeordnet ist. Das in den Behälter eingegebene Wasser wird durch eine Abgabeöffnung abgegeben, die in beträchtlichem Abstand von dem Filter angeordnet ist. Unmittelbar nach dem Abschluß der Wasserabgabe beträgt die Wassermenge in dem Sand 37,5 Gew.-%. Nach 5 min liegt der Wassergehalt bei 37,125 Gew.-%. Nach 9 min hat der Wassergehalt auf unter 37 Gew.-% abgenommen. In gleicher Weise beträgt bei einem Sand mit mittlerer Teilchengröße mit einem Grobheitsgrad bzw. einer Körnigkeit von 2,33 der Wassergehalt unmittelbar nach dem Abführen des Wassers 28,5 %, nach 5 min 28,25 % und ist nach 1o min noch höher als 28 %. Der Koexistenzzustand von Sand und Wasser ist analog zu dem einer Mischung aus Pulver und Wasser. Wie in der einschlägigen Literatur dargelegt ist, gibt es zwischen dem Zustand eines Sandschlammes und trockenem Sand den Kapillarzustand, den Funikularzustand und den Pendularzustand. Obwohl es relativ leicht ist, Wasser aus einem Schlamm zu entfernen, in dem die Teilchen in einer Flüssigkeit suspendiert sind und ein Kapillarzustandsgemisch, in dem die Teilchen einander nicht berühren und Luft nicht in den Zwischenräumen enthalten ist, erfordert der übergang von dem Kapillarzustand in den ersten oder zweiten Funikularzustand, in welchem Luft kontinuierlich

809824/0908

oder diskontinuierlich in die Zwischenräume zwischen den Teilchen des feinen Zuschlagstoffes eindringt und in welchem das Wasser auch als kontinuierliche Phase vorhanden ist, oder in den Pendularzustand sehr viel Zeit, in welchem die Teilchen des Zuschlagstoffes miteinander in Kontakt stehen und eine kontinuierliche Phase der Teilchen bilden. Wenn Beton durch Vermischen von Sand und grobem Zuschlagstoff, wei Kies, hergestellt wird, wirkt sich das in den Feststoffteilchen enthaltene Wasser in den meisten Fällen nicht vorteilhaft aus. Wenn Mörtel in eine bereits mit einem groben Zuschlagstoff vorbepackte Form unter einem reduzierten Druck nach dem Prepack-Verfahren gegossen wird, hat das in den Feststoffteilchen enthaltene Wasser einen großen Einfluß auf die Herstellung des Mörtels, auf seine Fließfähigkeit zum Zeitpunkt des Vergießens sowie auf die Festigkeit und die Qualität des Produktes, wobei die Herstellung zufriedenstellender Produkte nicht möglich ist.

Wenn Beton durch Vermischen von Wasser, Sand und grobem Zuschlagstoff nach einer herkömmlichen Formel hergestellt wird, beispielsweise 1ooo kg Grobzuschlag, 35o kg Zement und 65o kg Sand, um einen Beton zu erhalten, der ein Wasser-Zement- Verhältnis von 51 % hat, so beträgt die erforderliche Wassermenge 15 kg. Nimmt man an, daß der Sand 37,5 % Wasser enthält, beläuft sich die in dem Zement eingeschlossene Wassermenge auf 65ο χ o375 = 244 kg. Dieser Wert ist erheblich höher als die erforderliche Menge. Auch wenn Sand mit einer mittleren Teilchengröße verwendet wird, der 28 % Wasser 1o min nach der Abgabe des Tauchwassers hat, so enthält dieser Sand 65ο χ ο,28 = 182 kg Wasser, also weit aus mehr als die erforderliche Menge von 2o kg. Wenn Zement mit einem Wasser-Zement-Verhältnis von 60 % nach einer anderen üblichen Formel hergestellt wird, gemäß der I000 kg Grobzuschlag, 7oo kg Sand und 3oo kg Zement verwendet werden, beträgt die erforderliche Wassermenge 162 kg. Der Wassergehalt des Sandes mit mittlerer Teilchengröße 1o min nach

809824/0908

der Abgabe des Tauchwassers beträgt 7oo χ ο,28 = 196 kg, also erheblich mehr als die erforderliche Menge von 34 kg. In allen anderen Fällen bedeutet der Wassergehalt des Sandes einen Überschuß. Daraus ergibt sich, daß bei der Herstellung von Beton durch Mischen von Sand, Grobzuschlag und Zement ein Sand, der mehr als 28 % Wasser nach der Abgabe des Tauchwassers enthält, nicht in zufriedenstellender Weise eingesetzt werden kann. Darüber hinaus hat, wie beschrieben, das in dem Sand enthaltene Wasser einen wesentlichen Einfluß auf die Eigenschaften des erhaltenen Betons. Wenn beispielsweise Flußkies mit einer Teilchengröße von weniger als 25 mm, einer Dichte bei absoluter Trockenheit von 2,55 und einer Dichte von 26o bei trockener Oberfläche als Grobzuschlag verwendet wird und dieser Grobzuschlag mit Flußsand mit einer Korngröße von weniger als 5 mm, einer Dichte absolut trocken von 2,57 und einer Dichte von 2,62 bei trockener Oberfläche und mit Zement vermischt wird, um einen Beton herzustellen, werden sechs Arten von Flußsand präpariert, die 2,1 %, 5 %, 7,5 %, 1o %, 15 % und 2o % Wasser enthalten. 31 kg eines jeden Flußsandes, 13 kg Zement und absolut trockener Flußkies v/erden vermischt, um Betonproben herzustellen, die das gleiche Wasser-Zement-Verhältnis W/c von 65 % aufweisen. Die Ausbreitwerte dieser Proben sind 15,ο cm, wenn der Flußsand 2,1 % Wasser enthält, 16,3 cm bei einem Wassergehalt von 5 %, 8,5 cm bei einem Wassergehalt von 7,5 %, 13,1 cm bei einem Wassergehalt von 1o %, 12,2 cm bei einem Wassergehalt von 15 % und 9,4 cm bei einem Wassergehalt von 2o %. Diese Daten zeigen, daß die Eigenschaften des Betons sich wesentlich abhängig von dem Wassergehalt des Flußsandes ändern. Für die Herstellung von Mörtel, der bei dem Prepack-Verfahren verwendet werden soll, werden verschiedene Proben hergestellt, die einen Wassergehalt von 4,38 % haben und bei denen die Menge des Oberflächenwassers unterschiedlich variiert wird. Diese Proben werden zur Herstellung von Mörteln benutzt, die einen Sand-Zement-Verhältnis W/S von 1 : 1 und ein Wasser-Zement-Verhältnis von W/C von 43 % aufweisen. In

809824/0908

DA-18 299 - 14 -

der Tabelle 1 sind die Versuchsergebnisse dieser Mörtel für die Fließfähigkeit, die Gießeigenschaft usw. angegeben.

Die Gießeigenschaft Fo in mm oder g/cm in Tabelle 1 erhält man mittels einer Meßeinrichtung, wie sie in der Patentanmeldung P 27 o3 353.ο beschrieben ist. Diese Meßeinrichtung hat einen Zylinder, dessen beide Enden offen sind und der mit Glaskugeln mit einem Durchmesser von 2o mm auf einer Länge von 2o cm gefüllt ist. Die Gießeigenschaft wird dadurch gemessen, daß die statische Druckdifferenz infolge des Anfangsschubfließgrenzenwertes des Mörtels bestimmt wird, der durch den Zylinder strömt. Das Zeichen af in Tabelle 1 stellt die Druckdifferenz zwischen der Oberfläche des Mörtels in einem Tank und der Unterseite des Mörtels in der Meßeinrichtung dar, wobei der Pegel des Mörtels im Behälter sich auf einem höheren Niveau befindet, wenn die Meßeinrichtung in den Mörtel eingesetzt ist. Das Symbol b^ stellt den Druckunterschied zwischen dem Spiegel des Mörtels in der Meßeinrichtung und dem Spiegel des Mörtels in dem Behälter dar, wenn der Mörtel durch die Meßeinrichtung gegossen wird. In diesem Fall befindet sich der Pegel des Mörtels in der Meßeinrichtung auf einem höheren Niveau.

809824/0908

TABELLE 1

	Probe	Oberflä chenwasser des Sandes %	kompensierte Zusammensetzung	zuge setztes Wasser 1	Dispersions mittel an	Fo (mm, g)	b +	P-Trichter FlieJSwert S	Gewicht pro Ein- heits- volum&n	Lauf wert in %	1 h	2 h
	1	40	Sand- kg	0,300	150	a +	140 mm	76,0	2,050	30 min	0,13	0,10
	2	35	15,648	1,050	I Il	122 mm	144 g	53,4	2,088	0	0,8	1,38
	3	30	η	1,800	η	125 g	95	45,0	2,080	0,50	0,40	0,68
	4	25	Il	2,550	Il	92	0,99	53,8	2,030	0,13	0,24	0,30
809824/	5	18	ti	3,600	Il	0,96	90	50,0	2,020	0,14	0	0
ο co	6	15	Il	4,050	Il	75	0,94	41,5	2,048	0	It	Il
O CD	7	12	15,473	4,500	η	0,78	160	42,0	2,023	Il	It	η
		135	1,62	Il
	1,37	160
	140	1,62
	1,41	140
	123	1,43
	1,26	140
113	1,42
1,14

TABELLE 1 (Fortsetzung)

	Probe	Ohe^rflS- chenwascei des Sande« %	kompensierte Zusammensetzung	zuge setztes VfaRopr 1	l)isDersions- mittel 3 an	Fo (mm, g)	b Ψ	P-Trichter Fließwert S	Gewicht pro Ein- heits- voluiren	Laufnert in %	1 h	2 h
	8	9	Sand Kg	4,950	150	a +	135	48,3	2,038	30 min	0	0
	9	6	15,473	5,400	M	100	1,38	59,0	2,013	0	Il	Il
	10	3	it	6,000	Il	1,02	142	41,8	2.000	Il	Schaum 3
	11	1	15.150	6,300	Il	107	1,43	53,8	1,980	Schaum 2	Schaum 4
GO O (C CO ro •τ	12	dry		6,957	Il	l;08	57	90,3	1,988	Schaum 3	0,5	079
ο co	14,343	45	0,57	0,2
O 00	0,45	60
	50	0,60
	0,10	75
48	0.75
0,48

DA-18 299 - 17 -

Das in Fig. 1 gezeigte Diagramm basiert auf den Ergebnisse von Tabelle 1. Da die Verhältnisse C/S und W/C gleich sind, würde bei einer Beurteilung, wie sie im Stand der Technik üblich ist, festgelegt werden, daß diese Mörtel die gleiche Eigenschaft haben. Die Fließfähigkeit, d. h. der Fließwert, der mit einem P-Trichter erhalten wird, ändert sich jedoch von 41,5 s auf 9o,3 s (Zweifaches des ersteren Wertes) , während die Gießeigenschaft Fo sich von o,45 g/cm auf 1,4 g/cm bzw. von o,57 g/cm auf 1,62 g/cm ändert, also etwa um das Dreifache. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, erfolgt die Änderung nicht in regelmäßiger Weise. So ist bei der Gießeigenschaft der Wert von Fo für Sand hoch, der 6 % bis 25 %, insbesondere 18 bis 25 % Oberflächenwasser hat. Dieser Wert fällt jedoch schnell für Sand mit einem Oberflächenwassergehalt von 26 % bis 35 % und steigt wieder bei 4o %. Da die Mörtelproben unterschiedliche Einheitsvolumen haben, unterscheidet sich die Menge des Ablaufwassers nach dem Gießen ebenfalls, wie dies in Tabelle 1 zu sehen ist.

Die Druckfestigkeit und die Biegefestigkeit der durch Vergießen der beschriebenen Mörtelproben erhaltenen Produkte, die sieben Tage nach dem Gießen gemessen werden, sind in Fig. 2 aufgetragen. Die Druckfestigkeit ändert sich unregelmäßig in einem Bereich von 4oo bis 55o kg/cm , während die Biegefestigkeit in einem Bereich von 7o bis 9o kg/cm liegt.

Zusätzlich hat sich gezeigt, daß die Fließfähigkeit und die Gießeigenschaft sich unterschiedlich ändern, wenn die Reihenfolge des Einbringens von Wasser, Zement und Sand geändert wird. In einem Versuch wird Sand verwendet, der eine große Menge an Oberflächenwasser hat, und 2o,48 % Wasser(s) bzw. 3,41 % S , wobei die Reihenfolge der Zugabe von Wasser W und Zement C zu dem Sand geändert wird. Die drei Arten der Zugabe sind:

809824/0908

DA-18 299

1) Das Wasser wird der Mischung aus Sand und Zement zugegeben.

2) Der Sand wird der Mischung aus Wasser und Zement zugegeben.

3) Der Zement wird der Mischung aus Sand und Wasser zugegeben .

Es werden die in Tabelle 2 aufgeführten sechs Mörtelproben hergestellt, wobei jeder Probe 1 % Dispersionsmittel zugegeben wird. Jede Probe wird so hergestellt, daß zwei Bestandteile

3 min lang gemischt bzw. geknetet werden und daß dann der dritte Bestandteil zugegeben wird, woran sich ein erneutes

4 min langes Mischen bzw. Kneten anschließt.

TABELLE 2

Probe	Zement kg	Sand kg	Wasser cm	DisDersions- mittel 3 an	Mörtel- Symbol
1	9	9,31	3940	90	S C + W
2	9	10.84	2410	90	(Dc + w
3	9	9,31	3940	90	WS + C
4	9	10^84	2410	90	W(S) + C
5	9	9.31	3940	90	WC + S
6	9	lÖf 84	2410	90	wc +(D

Das Gewicht des Sandes ist das Gewicht einschließlich des darin enthaltenen Wassers.

809824/0908

In der folgenden Tabelle 3 sind die Fließfähigkeit und die Gießeigenschaft der sechs Mörtelproben von Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 3 zeigt den wesentlichen Unterschied in den Fließwerten. Tabelle 3 zeigt weiterhin, daß der Wert von Fo, gemessen nach dem beschriebenen Verfahren, sich von 12 bis 174 mm, also um das 14-fache, ändert.

809824/0908

TABELLE

α> ο co οο ro

CD CD OO

Probe Nr.	Symbol	Aufwärte- fließcn in s	Abwärts fließen in s	Fo . nun	Temperatur 0C	Gewicht des Einheits- volumens
1	S C + W	19,2	30,0	12	12,5	1,903
2	(S)C + W	15,4	26;8	30	15,0	2,070
3	W S + C	26,8	67,4	174	14r0	2,055
4	W(S) + C	27,2	60,8	160	14,0	2,047
5	WC + S	20.9	40,1	127	13,5	2,061
6	WC +(S)	kein Fließen	kein Fließen	kein Fließen mehr als 18o m	15,0 ι	2,060

DA-18 299

Ähnliche Versuche werden mit einfachen, d. h. zusatzfreien Mörteln gemacht, in denen kein Dispersionsmittel enthalten ist. Diese Mörtel, auf die in Tabelle 4 Bezug genommen wird, haben W/C-Verhältnisse von 51 %, 55 % und %. Die Versuchsergebnisse, die man bei Einschluß eines Dispersionsmittels an sieben Mörtelproben erhält, sind in der Tabelle 5 aufgeführt.

TABELLE

Probe

T'r.

Zement
kg

Sand
kg

Vfesser cm

Dispersions'
il

Mörtelsymbol

9,30

4580

S C + W

10_;44

3440

[S)C + W

9,30

4940

W S + C

10,44

3800

W(S) + C

9,30

4940

WC + S

10,44

3800

WC +(S]

10,44

3440

(S) + W

809824/0908

TABELLE 5

OO O co α>

ο co ο α»

Probe Nr.	Syirbol	AUfWc5XtS- fließen S	Abwärts- fließen Ξ	FO mm	Temperatur 0C ' .	Gewicht (*<*r Volumpneinbeit	W/C %
1	S C + W	17,8	32,6	90	12.0	2,025	51
2	©C + W	31,4	kfin Fließen	180	13,5	1,979	51
3	W S + C	21,6	Il	150	12,0	1,997	55
4	W(D + C	27.0	Il	190	12,5	1,997	55
5	WC + S	17,6	31,7	145	12,5	1,978	55
6	wc +(D	20,0	kein Fließen	160	13,0	1,98p	55
7	(Dc + w	22,0	Il	190	17,0	1,952	51

I NJ

to '"J cn um O

DA-18 299 - 23 -

Diese Tabellen zeigen, daß die Mörtelproben, auch wenn sie die gleiche Zusammensetzung haben, eine stark unterschiedliche Fließfähigkeit haben, die aus dem Fließwert Fo erkennbar ist. Aus den Tabellen 3 und 5 sieht man, daß Mörtel mit dem Sand fsl, der eine große Wassermenge enthält, eine niedrigere Fließfähigkeit und eine schlechtere Gießeigenschaft haben, als Mörtel, der eine kleine Wassermenge hat. Der Mörtel SC + W, der so hergestellt wird, daß zunächst Sand mit niedrigem Wassergehalt und Zement gemischt und dann dem Gemisch das Wasser zugegeben wird, zeigt eine ausgezeichnete Fließfähigkeit. Auch wenn Wasser und Sand zuerst gemischt und dann der Zement der Mischung zugefügt wird, werden die Gießeigenschaft und die Fließfähigkeit von der im Sand enthaltenen Wassermenge gesteuert.

Die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Mörtel werden vergossen. Die Festigkeit des Produktes wird eine Woche nach dem Vergießen untersucht. Die Ergebnisse sind in den Figuren 3 und 4 gezeigt. Der Mörtel SC + W hat eine hervorragen de Druck- und Biegefestigkeit. Diese Eigenschaften ändern sich in einem engen Bereich, so daß bei der Herstellung der Produkte eine stabile Qualität erreicht wird.

Wenn der Zuschlagstoff in Wasser gewogen wird, ist es also möglich, die Änderung der Wassermenge unberücksichtigt zu lassen, die an dem Zuschlagstoff anhaftet. Bei der Herstellung der Produkte, die einen derartigen Zuschlagstoff benutzen, ist es jedoch erforderlich, das zwischen dem Zuschlagstoff enthaltene Wasser bis zu einem Ausmaß zu entfernen, das die tatsächlichen Arbeiten nicht beeinträchtigt.

In den Figuren 5 bis 9 sind Vorrichtungen zum Wiegen des Zuschlagstoffes nach dem Entfernen des in den Zwischenräumen enthaltenen Wassers gezeigt. Das Gewicht des Zuschlagstoffes wird wie bei dem Inundator-Verfahren ermittelt, während der Zuschlag stoff in Wasser untergetaucht ist. Dadurch ist es möglich,

809824/0908

DA-18 299 - 24 -

entweder eines der Wiegeverfahren oder das Volumenermittlungsverfahren nach der japanischen Industrienorm zu verwenden und dann den Zuschlagstoff nach dem Entfernen des in den Zwischenräumen des Zuschlagstoffs enthaltenen Wassers unter einer vorgegebenen Bedingung zu wiegen, auf die noch eingegangen wird, wobei die Vorrichtungen von Fig. 5 bis 9 verwendet werden. Auf diese Weise kann die Wasserraenge bestimmt werden, die, bezogen auf das Gewicht des auf diese Weise bestimmten Zuschlagstoffes, zuzusetzen ist.

Die in Fig. 5 und 6 gezeigte Vorrichtung hat einen trichterförmigen Behälter, der mit einem konkaven Bodendeckel 2 versehen ist, welcher mittels eines Hebels 11a betätigbar ist. Die obere öffnung des Deckels ist von einer Stahlplatte 12a, die mit kleinen Durchbrechungen versehen ist, welche beispielsweise einen Durchmesser von 3 bis 5 mm haben, und mit einem Gitter 13a aus Metalldraht abgedeckt, dessen öffnungen so bemessen sind, daß der zu wiegende Zuschlagstoff nicht hindurchgehen kann. An einer Seitenwand des Behälters ist an Abschnitten etwas über der oberen Oberfläche des Zuschlagstoffes ein halbkreisförmiger Zylinder 2o aus einem Metalldrahtnetz befestigt, der den Zuschlagstoff nicht hindurchläßt. Das Niveau des Zuschlagsstoffes liegt etwas über der Mitte des Behälters. Am oberen Ende des Zylinders 2o aus einem Metalldrahtnetz mündet ein erstes Überströmrohr 1o, während ein zweites überströmrohr 1oa am unteren Ende des Zylinders 2o mündet. Das zweite überströmrohr ist normalerweise geschlossen, wird jedoch geöffnet, wenn der Zuschlagstoff eingebracht worden ist, um dadurch Wasser über dem Zuschlagstoff abzulassen. Das erste Überströmrohr 1o ist mit einem Abgaberohr 55 und einem weiteren Rohr 56 über ein Dreiwegeventil 52 verbunden. Das Rohr 56 ist, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist, mit einer Abzugseinrichtung und einer Druckbeaufschlagungseinrichtung mittels eines Umschaltventils verbunden, so daß der obere Abschnitt des Behälters 1 einem Vakuum oder einem überdruck ausgesetzt werden kann. Mit dem

809824/0908

DA-18 299 - 25 -

Boden des Deckels 2 ist ein Rohr 4o für die Zuführung und Abführung von Wasser verbunden. An einem Zv/ischenabschnitt des Behälters ist eine Wiegeeinrichtung 8 befestigt. Das Rohr 4o für das Zuführen und Abführen von Wasser ist mit der Oberseite und dem Boden eines Luft und Wasser trennenden Tanks über ein Umschaltventil 46 und Rohr 48 bzw. 51 verbunden. Xhnlich wie das Rohr 56 ist ein an die Oberseite des Tanks angeschlossenes Rohr 53 mit einer Evakuiereinrichtung, wie einem Vakuumtank oder einer Vakuumpumpe oder einem Absauggebläse und mit einer Druckbeaufschlagungseinrichtung über ein nicht gezeigtes Umschaltventil verbunden. Das Uberströmrohr 1oa ist mit einem nicht gezeigten Ventil versehen. Auf dem oberen Ende des Behälters 1 ist mittels eines Dichtungsrings 49 ein oberer Deckel 5o hermetisch abschließend befestigbar, wodurch der Innenraum des Behälters 1 einem Unterdruck oder einem überdruck ausgesetzt werden kann. Das mit dem Umschaltventil 46 verbundene Rohr 51 ist an den Boden des Tanks 47 angeschlossen, mit dem auch ein weiteres Rohr 54 für die Zuführung und Abführung von Wasser verbunden ist ,^Mauf diese Weise Wasser in den Tank und aus dem Tank abhängig von dem Wasserspiegel zuzuführen oder abzuführen. Das aus dem Tank abgeführte Wasser wird vorteilhafterweise zur Herstellung von Beton oder Mörtel verwendet.

Die in den Figuren 5 und 6 gezeigte Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Nach dem Einbringen des Zuschlagstoffes, beispielsweise Sand, in den Behälter 1 wird der Druck in dem Behälter reduziert, um Luft zu entfernen. Zu dieser Zeit wird das Schaltventil 46 auf die Zuführung von Wasser in den Behälter 1 aus dem Tank 47 oder dem damit verbundenen Rohr 54 umgeschaltet, bis der Wasserspiegel das Oberströmrohr 1o über der Oberfläche des eingebrachten Zuschlagstoffes erreicht. Wenn der Druck in dem oberen Abschnitt des Tanks reduziert wird, wird das Eingießen des Wassers beschleunigt. Der Zuschlagstoff wird unter dieser Bedingung gewogen. In das Wasser kann ein oberflächenaktives Mittel auf der Basis von Alkylsulfonsäure in einem Anteil von o,5 % des Gewichtes des Zuschlagstoffes

809824/0908

DA-18 299 - 26 -

eingebracht werden. Um die Eigenschaft des Zuschlagstoffes zu verbessern, ist es günstig, eine Kautschukemulsions-Verdünnungslösung von weniger als o,3 Gew.-%, bezogen auf den Zuschlag, zuzugeben. Danach wird das Ventil des zweiten überströmrohres loa geöffnet, um das Wasser über dem Zuschlagstoff abzulassen. Das Wasser im Bodendeckel 2 wird anschließend in den Tank 47 über das Rohr 51 abgeführt. Dann wird das Schaltventil 46 so umgeschaltet, daß es die Evakuiereinrichtung oder das Absauggebläse mit dem Boden des Behälters verbindet, um auf wirksamere Weise Wasser abzuführen. Wenn der Druck in dem Tank reduziert wird, während Wasser den Raum über dem Zuschlagstoff ausfüllt, ist es schwierig, das Wasser auf einfache Weise in den Zwischenräumen zwischen den Teilchen des Zuschlagstoffes infolge der Oberflächenspannung und der Viskosität des Wassers zu entfernen. Wenn das Vakuum jedoch angelegt wird, nachdem die Oberseite des Zuschlagstoffes durch Abführen von Wasser durch das zweite Überströmrohr 1oa freiliegt, kann das Wasser in den Zwischenräumen auf einfache Weise und wirksam durch die Luft entfernt werden, die hindurchgeht. Wenn Wasser, wie vorstehend erläutert, abgeführt wird, ist es günstig, den oberen Teil des Behälters 1 mit einem Druck zu beaufschlagen. Dies wird dadurch erreicht, daß das Umschaltventil 52 so betätigt wird, daß es die Druckbeaufschlagungseinrichtung mit dem Rohr 56 verbindet, während Wasser über das Rohr 4o abgeführt wird, wodurch die Druckdifferenz zwischen dem oberen Abschnitt und dem unteren Abschnitt des Behälters 1 erhöht wird. Beim Evakuieren oder bei der Druckbeaufschlagung sind der obere Deckel 5o und das überströmrohr 1oa geschlossen. Wenn jedoch Wasser unter Verwendung eines Absauggebläses entfernt wird, kann der obere Deckel 5o offen bleiben. Es wird eines der Verfahren zum Abführen von Wasser gewählt, was von den Arbeitsbedingungen abhängt. Wenn das Wasser abgeführt worden ist, wird der untere Deckel 2 durch den Hebel 11a geöffnet, so daß der Zuschlagstoff, aus dessen Zwischenräumen das Wasser entfernt worden ist, entnommen werden kann. Um das öffnen und Schließen des Boden-

809824/0908

DA-18 299 - 27 -

deckels 2 zu ermöglichen, eignet sich als Rohr 4o besonders ein flexibles Rohr, das mit einem schraubenförmigen Metalldraht auf der Innenseite versehen ist. Da das aus dem Behälter abgeführte Wasser verunreinigt ist, läßt man es aus Gründen des Umweltschutzes nicht in einen Fluß oder dergleichen abfließen. Es wird in einem Speichertank 47 gespeichert und zur Herstellung von Beton oder Mörtel verwendet.

Fig. 7 zeigt eine modifizierte Wiegevorrichtung mit einem Bodendeckel 2, der von einem Kolben-Zylinder-Aggregat 11 betätigtar ist. In dem Behälter 1 sitzt ein becherförmiger Filterzylinder 3. Der Filterzylinder 3 besteht aus einer Stahlplatte 2, die mit kleinen Durchbrechungen versehen ist, die beispielsweise einen Durchmesser von 3 bis 5 mm haben, und ein Metalldrahtnetz 13 aufweist, dessen Maschengröße so bemessen ist, daß der zu wiegende Zuschlagstoff nicht hindurchgeht. Auf der Außenseite des FilterZylinders 3 kann ein geeignetes Verstärkungselement angebracht werden. Zwischen dem Verstärkungselement und der Innenwand des Behälters werden Distanzstücke 9 angeordnet. Zum Schließen der Bodenöffnung des Filterzylinders 3 ist ein trichterförmiges Schließteil 4 vorgesehen. Das Schließteil 4 wird von einem Rohr 5 getragen, das mit einer Anzahl von kleinen Durchbrechungen 15 versehen ist. Wenn das Rohr 5 angehoben ist, schließt das trichterförmige Verschlußteil 4 die Bodenöffnung des FilterZylinders 3 ab. Wenn das Rohr 5 abgesenkt wird, gibt das Schließteil die Bodenöffnung frei, so daß der Inhalt des Behälters abgegeben werden kann, wenn der Bodendeckel 2 geöffnet ist. Auf einer Seite des oberen Endes des Filterzylinders 3 ist ein Vibrator 6 vorgesehen, um den Filterzylinder Vibrationen auszusetzen. Auf der anderen Seite ist für das Einbringen des zu wiegenden Zuschlagstoffes in den Filterzylinder 3 ein Förderband 7 vorgesehen. Der Filterzylinder 3 wird über ein Hängeteil 9a von einer Wiegevorrichtung 8 getragen, um das Gewicht des Zuschlagstoffes zusammen mit dem Gewicht des Filterzylinders 3 und des Schließteils 4 zu bestimmen. Mit

809824/0908

DA-18 299 - 28 -

dem oberen Ende des Behälters 1 ist ein Uberströmrohr 1o verbunden, um den Wasserspiegel in dem Behälter auf einem konstanten Niveau zu halten. Das Wasser in dem Behälter 1 wird durch ein Rohr 16 abgeführt, das mit dem Bodendeckel 2 verbunden ist. Wenn der Behälter 1 und der Filterzylinder 3 einen relativ großen Durchmesser haben, kann eine Vielzahl von parallelen, mit Durchbrechungen versehenen Rohren 5 vorgesehen werden.

Fig. 8 zeigt eine weitere Modifizierung der Wiegevorrichtung, bei welcher der Boden des Behälters 1 trichterförmig ausgebildet ist und ein trichterförmiges Schließteil 4a vorgesehen ist, das ebenfalls wirksam wird, wenn der Bodendeckel 2 gemäß Fig. 7 zum Schließen der Bodenöffnung des Behälters 1 benutzt wird. Das Schließteil 4a wird von einem Rohr 5 angehoben oder abgesenkt, das mit einer Vielzahl von kleinen Durchbrechungen 15 für das Ausblasen von Luft versehen ist. Zwischen dem Filterzylinder 3 und der Innenwand des Behälters sind Distanzstücke 9 vorgesehen. Mit dem Boden des Behälters ist über eine Filterbahn 17 eine Wassersammelkammer 19 verbunden. Ein mit einem nicht gezeigten Ventil versehenes Abführrohr 16 ist an die Wassersammeikammer 19 angeschlossen. Wie bei der Ausführungsform von Fig. 7 ist in der Nähe des oberen Endes des Behälters ein Uberströmrohr 1o vorgesehen. Mit dem unteren Ende des Filterzylinders 3 ist ein Vibrator 6 verbunden. Während bei der Ausführungsform von Fig. 7 die Gewichte des FilterZylinders und seines Inhaltes gemessen werden, werden bei der Ausführungsform von Fig. 8 die Gewichte des Behälters 1 und seines Gesamtinhaltes bestimmt.

Das Verfahren zum Wiegen des Zuschlagstoffes unter Verwendung der Vorrichtung der Figuren 7 und 8 geht folgendermaßen vor sich: In beiden Fällen wird der zu wiegende Zuschlagstoff in den Filterzylinder 3 eingebracht. Dann wird Wasser in den Behälter eingegossen. Das Gewicht des Zuschlagstoffes wird mittels der Wiegevorrichtung 8 gemessen, während der Zuschlag-

809824/0908

DA-18 299 - 29 -

stoff in das Wasser untergetaucht ist. Danach wird das Wasser in dem Behälter 1 durch öffnen des Ventils des Abgaberohrs 16 abgelassen. Es verbleibt eine wesentliche Wassermenge in dem Zuschlagstoff, insbesondere, wenn es sich um Sand handelt. Dieses Restwasser nimmt auch nach Ablauf einer beträchtlichen Zeit nicht ab. Wenn das Wasser abgeführt worden ist, wird der in dem Filterzylinder 3 enthaltene Zuschlagstoff durch den Vibrator 6 Vibrationen ausgesetzt. In dem Zuschlagstoff wird dabei durch die öffnungen 15 des Rohres 5 Luft eingeblasen, um so das in dem Zuschlagstoff verbliebene Wasser schnell zu entfernen. Das auf diese Weise entfernte Wasser wird durch das Rohr 16 abgezogen.

Die in Fig. 9 gezeigte Modifizierung der Wiegevorrichtung eignet sich für einen leichten Zuschlagstoff, wie Flußsand und dergleichen. Die Vorrichtung hat einen abdichtbaren Behälter 42 und einen in dem Behälter befindlichen Filterzylinder 23, der aus einer mit Durchbrechungen versehenen Stahlplatte und aus einem Metalldrahtnetz, wie bei Fig. 7 und 8, besteht. Bei der Ausführungsform von Fig. 9 hat der Filterzylinder 23 weiterhin einen zentralen Zylinder 32 und ein trichterförmiges Teil 34, die von mit Durchbrechungen versehenen Platten und Metalldrahtnetzen 33 abgedeckt sind, was schema- . tisch gezeigt ist. Der Boden des Behälters 21 ist normalerweise durch einen Bodendeckel 22 verschlossen, der durch eine Kolbenstange 31 eines nicht gezeigten Kolben-Zylinder-Aggregates betätigbar ist. Mit dem Deckel 22 bzw. mit dem Boden des Behälters 21 sind Wasserabführrohre 26 und 26a verbunden, um Wasser in dem trichterförmigen Element 34 und in dem Raum 29 zwischen dem Filterzylinder 23 und dem Behälter 21 abzuführen. Der zentrale Zylinder 32 und das trichterförmige Teil 34 werden durch einen Betätigungszylinder 25 angehoben und abgesenkt. Wenn die Kolbenstange 35 abgesenkt wird, wird das untere Ende des Filterzylinders 23 für die Abgabe von darin enthaltenem Zuschlagstoff geöffnet. Das obere Ende des zentralen Zylinders 32 ist nicht mit einer durchbrochenen Platte

809824/0908

und einem Metalldrahtnetz abgedeckt. Ein Absaugrohr 36, das sich durch einen oberen Deckel 39 erstreckt, ist mit diesem freien oberen Ende verbunden. Die gegenüberliegenden Enden des Betätigungszylinders 25 sind mit Rohren für die Betätigung des Kolbens in dem Zylinder verbunden. An der oberen Seitenwand des Behälters 21 ist für das Einbringen des Zuschlagstoffes ein Aufgabetrichter 24 befestigt, der einen zu öffnenden Boden 24a hat. Ein ringförmiges Rohr 28 zum Versprühen von Wasser ist so angeordnet, daß es den Betätigungszylinder 25 umgibt. Das Rohr 28 ist mit einem Zuführungsrohr 4o verbunden, über dem Trichter 24 ist eine Zuschlagstoffeinbringöffnung 41 angeordnet, die normalerweise durch einen Deckel 42 verschlossen ist. Auf einer Seite des Behälters 21 ist ein Wasserspiegelmeßgerät 27 angebracht, um den Spiegel des Wassers zu überwachen, das in den Behälter durch ein Wasserzuführungsrohr 44 eingebracht wird.

Wenn die Wiegevorrichtungen der Figuren 5 bis 9 eingesetzt werden, ist die Oberfläche des üblichen Zuschlagstoffes gewöhnlich unregelmäßig. Im Falle eines feinen Zuschlagstoffes besteht eine Neigung, daß Luft in dem Zuschlagstoff eingeschlossen wird. Diese eingeschlossene Luft führt zu einem großen Fehler bei dem Meßergebnis. Aus diesem Grund ist es wesentlich, daß das Wiegen ausgeführt wird, nachdem der Zuschlagstoff in Wasser während 24 h untergetaucht worden ist. Da der Zuschlagstoff porös und unregelmäßig ist, macht sich der Fehler stark bemerkbar. Wenn Luftblasen in den üblichen Zuschlagstoffen, wie feiner Sand, Sand mittlerer Teilchengröße, künstliche leichte grobe und feine Zuschlagstoffe und Schlacke, entfernt werden, während der Zuschlagstoff in Wasser untergetaucht ist, v/erden das Gewicht in Wasser Sw und das im trockenen Zustand W sowie die scheinbare Dichte Cw gemessen. Diese Werte sind in Tabelle 6 aufgeführt. Das Gewicht Ws des Zuschlagstoffes, wenn dieser Wasser enthält, beträgt 3ooo g.

809824/0908

DA-18 299

- 31 TABELLE 6

	Trocken" Gewicht W (er)	Gewicht in Was- Wasser S (g)	Schütt dichte CV	Wasser- absorptlon
feiner Sand	2795	1733	2,481	0,0231
Sand mittlerer Teilchen- qröße	2820	1733	2,468	0,0195
künstlicher leichter feiner Zuschlagstoff	2360	1293	1,582	0,18
künstlicher leichter grober Zuschlagstoff	2615	911	1,463	0,0317
Grober Zuschlagstoff. (Klumpen)	2843	1729	2,196	0,0625

In den Vorrichtungen der Figuren 6 bis 9 werden die gleichen Zuschlagstoffe, wie vorstehend beschrieben, auf einen Druck von 55 cm Hg evakuiert. Nach dem Gießen des Wassers in den Behälter wird der Behälterdruck auf den Atnosphärendruck erhöht. Danach werden das Gewicht Sv des Zuschlagstoffs in Wasser und die Schüttdichte Cv gemessen. Die Schüttdichte C₂₄ des Zuschlagstoffs nach dem Eintauchen in Wasser während 24 h wird ebenfalls bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 aufgeführt.

TABELLE 7

	Gewicht in Wasser nach Vakuum 9v (g)	Schnitt dichte Cv	Dichte nach dem Eintauchen in Hasser für 24 h °24
feiner Sand	1743	2,501	2,551
	1769	2,499	2,530
bciitu uullu.. Teiicnefwroue	1314	1,605	1,649
künstlicher leichter feiner Zuschlagstoff	922	1,472	1,561
künstlicher leichter grober Zuschlagstoff	1780	2,286	2,158
Grober Zuschlagstoff fK1nmnf»rO	B09824/0908

Wie ein Vergleich der Tabellen 6 und 7 zeigt, sind die Schüttdichte Cv und die Dichte C₃₄ nach einem 24 h-üntertauchen in Wasser, gemessen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, größer als die Schüttdichte Cw. Das Ergebnis von wiederholten Versuchen zeigt, daß der bei der Erfindung auftretende Meßfehler weniger als o,o2 % beträgt, also kleiner als in dem in Tabelle 6 gezeigten Fall ist. Obwohl die Fehler der Messung nach dem 24-stündigen Eintauchen in Wasser und der erfindungsgemässen Messung klein sind, ist das 24-stündige Untertauchen in Wasser für Arbeiten an der Baustelle nicht geeignet. Erfindungsgemäß kann nun diese Messung in extrem kurzer Zeit ausgeführt werden.

Der Grund dafür, daß die Schüttdichte Cv des groben, aus Klumpen bestehenden Zuschlagstoffes etwas niedriger ist als die erfindungsgemäß erhaltene,besteht darin, daß die Menge des groben Zuschlagstoffes sich auch dann stark ändert, wenn ein und dasselbe klumpenförmige Material verwendet wird.

Die Zuführung von Luft in den Behälter bei einem reduzierten Druck erfordert nur eine sehr kurze Zeit, so daß die Eintauchzeit von 24 h nach den japanischen Industrienormen ausgeschlossen werden kann. Es ist möglich, das Gewicht des Zuschlagstoffes in weniger als einer Minute genau zu bestimmen, was sich für Baustellen besonders günstig erweist. Erfindungsgemäß kann Wasser unter einem reduzierten Druck nach dem Messen des Gewichtes in Wasser abgeführt werden. Das Ergebnis dieser Messung kann vorteilhaft bei dem Prepakf-Verfahren verwendet werden, bei welchem Beton oder Mörtel unter einem reduzierten Druck zur Herstellung von Produkten hoher Qualität vergossen wird. Wenn der Wert des in verschiedenen Stufen benutzten Vakuums gleichgemacht wird, kann der Fehler auf ein Minimum reduziert werden. Die Vorrichtung von Fig. 9 eignet sich besonders für leichte Zuschlagstoffe. Die leichten Zuschlagstoffe haben oft eine Schüttdichte von weniger als 1. Ein solcher Zuschlagstoff schwimmt auf dem in den Behälter

809824/0908

DA-18 299 - 33 -

gegossenen Wasser, so daß es unmöglich ist, das Gewicht des Zuschlagstoffs zu bestimmen, während dieses im Wasser untergetaucht ist. Erfindungsgemäß wird jedoch eine solche Messung möglich gemacht. Wenn der Zuschlagstoff durch öffnen des Deckels eingebracht wird, wird der Hauptteil des Zuschlagstoffes in dem Filterzylinder 23 aufgenommen. Ein Teil des Zuschlagstoffes wird jedoch in den Trichter 24 gefüllt. Danach wird der Deckel 42 auf dem Behälter 21 dichtend befestigt und sein Innenraum mittels des Evakuierungsrohres 43 einem Vakuum ausgesetzt, das mit dem oberen Deckel 39 verbunden ist. Dadurch wird die in dem Zuschlagstoff enthaltene Luft entfernt. Anschließend wird Wasser auf den Zuschlagstoff durch das Wassersprührohr 28 aufgesprüht, um die Oberfläche des Zuschlagstoffes mit Wasser zu beschichten. Gleichzeitig wird auch der Zuschlagstoff im Trichter 24 mit Wasser besprüht. Nach diesem Besprühen wird der Druck im Behälter auf Atmosphärendruck erhöht, wodurch das Oberflächenwasser in die Struktur des Zuschlagstoffes eindringt. Wenn diese Schritte mehrere Male wiederholt v/erden, absorbiert der leichte Zuschlagstoff ausreichend Wasser, so daß er nicht mehr auf dem Wasser schwimmt. Dann kann das Wasser in den Behälter eingegossen werden, bis es die obere Oberfläche des Zuschlagstoffes überdeckt. Nun kann das Gewicht des Zuschlagstoffes, der in Wasser untergetaucht ist, mittels einer geeigneten Wiegevorrichtung gemessen werden, beispielsweise mittels einer Dehnungsmeßeinrichtung, die zwischen dem Filterzylinder 23 und dem Behälter 21 angeordnet ist.

Nach dem Messen des Gewichtes in Wasser wird der Zuschlagstoff im Trichter 24 allmählich in den Filterzylinder 23 überführt, bis das Gewicht des Zuschlagstoffes im Filter einen vorgegebenen Wert erreicht. Danach werden Ventile der Abgaberohre 26 und 26a geöffnet und eine Saugwirkung über das Evakuierungsrohr 36 angelegt, um das Wasser in den Zwischenräumen zu entfernen. Alternativ kann auch mit

809824/0908

DA-18 299 - 34 -

Vibration, Zentrifugalkraft oder Ultraschall gearbeitet v/erden. Nach mehreren Io s wird das Zwischenraumwasser entfernt. Dann v/ird der nasse Zuschlagstoff gewogen und die Wassermenge bestimmt, die dem nassen Zuschlagstoff zuzusetzen ist. Da der Zweck des Evakuierungsrohres 36 darin besteht, einen Luftstrom herbeizuführen, ist es auch möglich, Luft in entgegengesetzter Richtung unter Verwendung eines Gebläses zuzuführen.

Die Ergebnisse von Versuchen zum Entfernen des Zwischenraumwassers nach dem Wiegen des Wassers sind in den Tabellen und 9 zusammengefaßt. Tabelle 8 zeigt die zeitabhängige Änderung des restlichen Wassers in feinem Sand mit einer Körnigkeit bzw. einem Groheitsgrad von 18,9, wobei dieser Sand

a) einem Vakuum

b) einer Vibration und

c) Vakuum und Vibration ausgesetzt wurde.

Tabelle 9 zeigt ähnliche Ergebnisse für einen Sand mittlerer Teilchengröße mit einem Grobheitsgrad von 23,3, der den gleichen Behandlungen unterworfen wurde.

809824/0908

TABELLE 8

	Behindluncr in«	cm Hg	rnftetron	cm Hg	Bestwasser %	100	31,5	100	Vifcratlans- behandlung	100	Behandlung im Luftstrom und mit Vibration	cm Hg	- 30 cm Hg	100
Seit S	- 60	- 30	32,5	65,6	21,5	68,2	(		- 60	RestMBsse	sr %	63,9
	21,3	54,8	19,3	61,2	3			100	33,3	58,5
O	17,8	50,8	18,0	57,1	Restwasser %	81,3	29,0	74,2	21,3	55,5
10	16,5	47,7	17;3	54,8	31,3		21,5	68,3	19,5	53,1
20	15,5	46,2	16,5	52,3			19.8	64,9	18,5	51,9
30	15,0	44,0	16T3	51,7		76,6	18.8	63,5	17,8	50,4
40	14,3	43,1	16,0	50,7	25,5		18,4	61,8	17,3	49.5"
50	14,0	41,6	15,8	50,1			17,9	60,7	16,8	48,9
60	13,5	41,0	15,5	49,1	-	73,4	17,6	60,0	16,5	48,0
70	13,3	40,0	15,3	48,5	24,0		17,4	59,0	16,3	47,7
80	13,0	39,4	15,0	47,6			17,1	58,0	16,0	47,4
90	12,8	38,8	14,8	46,9		69,9	16,8	57,3	15,9	46,8
100	12,6		14,6		23,0		16,6	56,9	15,8
116	12,5		14,5				16,5	56,9	15,6
120	12,4	37,3	14,4	45,6		66,4	16,5		15,5	46,2
130	12,1		14,0		21,9		16,5		.15,4
140	12,0		13,9				16,4	56,2	15,4
150	11,9	36,3	13,8	43,7		63,8	16,3		15,3	45,3
160	11,8	35f4	13,5	42,8	20,8	62,2	16,1		15,1
170	11.5	35,1	13,4	42,5		61,6	16,1	55,5	15,1
180	11,4					60,9
210					20,0	60,9
240		19,5
270	19,3
300	19,1
19,1

809824/0908

-'36 TABELLE 9

	Behandlung	cm Hg	im Luftstran	cm Hg	,5	Vibraticns- behandlung	100	1	2755039	cm Hg	- 30 cm Hg	26,8	100	7
	- 60				,7				f	Rßstwasser %	20,3	75,	3
Zeit		100	- 30	100	,0	0			, Behandlung im Luftstran und mit Vibration	100	18,3	68,	6
S	31,8	60,6	ser %	76	,3	Rastwasser S	79,	7	- 60	82,7	17,6	65,	7
O	19,3	51,8		69	i3	2970				78,3	16,8	62,	8
10	16,5	48,0		66	,6				23,0	76,1	16,3	60,	3
20	15,3	45,5		63	,1		74.	7	19,0	74,0	15,9	59,	8
30	14,5	43,3		60	,9	23,4			18,0	73,1	15,5	57,	0
40	13,8	41,8		59	r6	S			17,5	71,8	15,0	56,	6
50	13,3	40,2		58	,8		72,	7	17,0	71.3	14,9	55,	5
60	12,8	39,6		56	,7	22,1			16,8	70,0	14,6	54,	3
70	12,6	38,6		56	,3				16,5	69,6	14,3	53,	7
80	12,3	38,0		55			71.	3	16,4	69,2	14,1	53,
90	12,1	37,4		54		21,5			16,1	68,7	.14,1
100	11,9	37.1		54	|8				16,0	67,9	14T0		2
110	11,8						70.	0	15,9		14,0	52,
120	11,5					21,1		9	15,8
130	11,4	35,8		52	,3			6	15,6	67,0
140	11,4				,5		69.	3	15,5
150	11,3				,0	20,8	67,	2	15,4
160	11,3	34,9		51			67,		15,4
170	11,1	34,5		50			67,	15,4
180	11,0	33,3		49		20,4	66,
210	10,6					20,1
240					20,0
270					19,9
300				19,6
		26.5
	20,3
18,5
17,5
16.8
16,1
15,8
15,4
15,1
15,0
14,8
14,5
14,4
14,3
14,1
14,0
13,9
13,6
13,6
13,4
13,0

809824/0908

DA-18 299 - 37 -

Aus Tabelle 8 und 9 ergibt sich, daß Restwasser von mehr als 3o % auf weniger als 2o % in weniger als 3 min reduziert wird. Sowohl die Evakuierungsbehandlung als auch die Vibrationsbehandlung wirken sich dahingehend aus, daß das Restwasser auf etwa 2o % in etwa Io s reduziert werden kann. Obwohl man erwarten könnte, daß bei Einsatz von Vakuum und Vibration das Entfernen von Wasser noch wirksamer erfolgen würde, zeigt es sich, daß das Ergebnis schlechter ist als in dem Fall, in dem nur Vakuum angelegt wird. Man nimmt an, daß die Vibration die Zuschlagstoffteilchen nach oben schwimmen läßt, wodurch der Entwässerungseffekt aufgrund des reduzierten Drucks verschlechtert wird. Auch bei geringem Vakuum ist eine Entwässerung in kurzer Zeit möglich. Zwischen Drucken von 3o cm Hg und 6o cm Hg stellt sich eine Differenz von nur 2 bis 2,5 % im Restwasser nach einer drei minütigen Behandlung ein.

Tabelle 1o zeigt das Ergebnis der Behandlung des feinen Sandes der Tabellen 8 und 9 unter einem Vakuum von 6o cm Hg, wobei verschiedene Mengen in den Behälter eingefüllt werden, sowie das Ergebnis der Behandlung von 2 '<g des gleichen feinen Sandes mittels einer Zentrifuge, die sich mit einer Drehzahl von 142o Upm dreht. Obwohl der Entwässerungsprozentsatz sich entsprechend der aufgegebenen Menge ändert, ist bei der Vakuumbehandlung der Entwässerungseffekt- bemerkenswert. Der Entwässerungswirkungsgrad der Zentrifuge ist höher als bei anderen Mitteln, so daß in den Fällen, in denen die Installierungsund Betriebskosten nicht von Bedeutung sind und eine Entwässerung in kurzer Zeit erforderlich ist, der Einsatz einer Zentrifuge günstig ist.

809824/0908

1o

	13.	5 cn	I	,0	100	»4	20.	3 cm	,8	100	%	28.0	cm	τ!	100	0	34.7	2755039	,5	LOO	Zentj sepai 142o D * 1 feine 2 kg sehn	100
η		400 g		,5	40	,1		600 g	,5	47,		800	g	,9	51,	7	1000	cm	,0	61,6	rifugal-	32,5
. s .		200 an3	,5	η	,9	300 cm3	,3	43,	1	400	an3	,8	41,		500	g	,5	50,8	rator Upn 7o m sr "and rtzfrei
m	Restwasser %	,5	33	,7	^estwasser	,5	40,	2		Restwasser \	,5	37.	1	an3	,5	44,7	Restwasser %	24,1
t s	31	,8	31	,0	30	,8	38,	6	33	,3	34,	0	Restwasser %	,5	41,6	30,0
O	12	i3	30	,1	14	;5	37,	4	16	.6	32,	4	32	,0	40,0	9,76
10	11	,0	29	,4	13	,2	36,	4	13	,4	31,	5	20	,5	38,5		22,6
20	10	ι»	28	75	12	,8	35,	4	12	,1	30,	9	16	,2	37,6	7,25
30	9	i5	27	,5	11	.5	34,	1	11	,9	29,	0	14	,9	36,7
40	9	,5	27	,8	11	.3	33,	1	10	,6	29,	4	13	,6	35,7		22,2
50	9	,3	26	,8	11	τ 2	33,	5	10	,4	28,	8	13	,3	34,8	6,78
60	8	,3	26	,8	10	T0	32.	2	10	,2	27.	2	12	,1	34,2
70	8		25	|8	10	,8	31,	5	9	,0	27,	9	12	,9	33.6		22,0
80	8	"	25	f8	10	,7	31,	9	9	,9	26f	6	11	,8	33,3	6f67
90	8	,0	25	r8	10	:5	30,	5	9	,8	26,	7	11	/7	33,0
100	8	,0	25	,2	10	,3	30,	9	9	,5	25,	7	11	l6	32,6
110	8	,8	25	,2	9	,2	29,	2	9	,5	25,	4	11	,5	32,3	6,61
120	8	,8	25	,2	9	,0	29,	9	8	r4	25,	4	10	,4	32,0
130	8	,8	25	,2	9	,8	28,	3	8	,4	25J	5	10	,3	31,7
140	8	,5	24	,2	9	,3	27,	6	8	,1	24,	5	10	,7	29,9
150	7	,5	24		9	,2	26,	0	8	,1	24,		10	,6	29,6
160	7			9		7	8				10
170	7		8			8				10
180	7		8			8				10
210	7		8			8				9
240					9

809824/0908

PA-18 299 - 39 -

2755038

Die erfindungsgemäßen Entwässerungsverfahren haben einen unterschiedlichen Entwässerungswirkungsgrad. Die Verfahren oder Kombinationen davon können für die verschiedenen Fälle verwendet werden. Da Wasser zugesetzt wird, wird die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst, daß Restwasser auf unter 2o % reduziert werden kann.

Erfindungsgemäß kann der Hassergehalt eines vorgegebenen Zuschlagstoffes leicht durch geeignete Wahl der Behandlungszeit und der Bedingung, die für die Entwässerungsbedandlung erforderlich ist, bestirnt werden.Es kann auch die Wassermenge genau bestimmt werden, die dem Zuschlagstoff zur Herstellung eines Mörtels oder Betons zugegeben werden muß. Auch wenn die Fließfähigkeit und die Gießeigenschaft des Mörtels sich verschieden ändern, kann trotzdem die in dem Zuschlagstoff enthaltene Wassermenge bestimmt werden, so daß die dem Zuschlagstoff zuzusetzende Wassermenge auch bestimmt werden kann, so daß die Fließfähigkeit und die Gießeigenschaft des erhaltenen Mörtels ebenfalls leicht bestimmbar sind. Aus diesem Grund ist es möglich, die Qualität des aus dem Mörtel hergestellten Betonproduktes zu stabilisieren. Gleichzeitig wird dadurch noch das Vergießen des Mörtels vereinfacht.

Anhand der nachstehenden Beispiele wird die Erfindung näher erläutert.

Beispiel 1

Es wird feiner Flußsand (aus dem Fluß Tone, Chiba Prefecture) verwendet, der eine Körnigkeit von 1,89, eine absolute Trockendichte von 2,6o, eine Dichte bei trockener Oberfläche von 2,66 und eine Wasserabsorption von 2,31 Gew.-% hat. Dieser feine Sand mit einem willkürlichen Wassergehalt wird in den Filterzylinder 3 in dem trichterförmigen Behälter 1 von Fig. mittels eines Förderbandes 7 eingeführt. Während der Behälter und der Filterzylinder 3 unter dem Einfluß des Vibrators 6

809824/0908 ORIGINAL INSPECTED

vibrieren, wird Wasser in den Behälter 1 gegossen, bis das Wasser durch das überströmrohr 1o ausfließt. Wenn die Oberfläche des Sandes vollständig mit Was er bedeckt ist, wird auch das Wasser durch die Durchbrechungen 15 des Tragrohres 4 ausgeblasen. Wenn an der Oberfläche des Wassers in dem Behälter 1 keine Luftblasen mehr auftreten, wird der innere Behälter 3 von dem äußeren Behälter 1 durch die Wiegevorrichtung 8 getrennt, um das Gewicht des Zuschlagstoffes zu messen, während dieser im Wasser untergetaucht ist. Es wird feiner Zuschlagstoff ergänzt, bis das Gewicht des Zuschlagstoffes in Wasser 127,5 kg erreicht. Das absolute Trockengewicht des feinen Zuschlagstoffes in Form von Sand Wad kann aus der nachstehenden Gleichung basierend auf der Dichte ο bei trockener Oberfläche, dem Prozentsatz a der Wasserabsorption und dem Gewicht des Sandes in Wasser Wsiw berechnet werden.

Wad - Wsiw

Nach dem Wiegen wird das Wasser durch das Abgaberohr 16 abgeführt. Zu dieser Zeit wird der Vibrator 6 wieder eingeschaltet, um das Zwischenraumwasser zu entfernen. Es hat sich gezeigt, daß die durch das Rohr 16 abgegebene Wassermenge besonders stark gesteigert wird, wenn der Vibrator 2,5 min eingeschaltet bleibt. Anschließend wird wieder das Gewicht des Zuschlagstoffes mittels der Wiegevorrichtung 8 gemessen. Es ergibt sich ein Wert von 241 kg. Dieser Wert umfaßt nicht das Gewicht des Behälters 1 und des Filterzylinders 3. Unter Verwendung dieses Wertes und des spezifischen Gewichtes für den absolut trockenen Zustand ergibt sich, daß der Wassergehalt des Sandes, gemessen nach der zweiten Messung, 2o,5 % beträgt. Der zweimal gewogene Sand wird zur Herstellung von Mörtel mit einem Verhältnis von C : S von 1 : 1 und einem Verhältnis von W/C von 38 % verwendet, wobei 1 % eines die Fließfähigkeit verbessernden Zusatzstoffes und 39,6 kg zusätzliches Wasser zugegeben werden. Der erhaltene Mörtel hat eine gute

809824/0908

DA-18 299 - 41 -

Fließfähigkeit (Fo = 1,5 g). Er eignet sich für das Vergießen in eine evakuierte Form.

Das Gewicht des Sandes mit einem absoluten Trockengewicht von 2oo kg wird mit dem gleichen Verfahren gemessen, ohne daß der Sand einer Entwässerungsbehandlung unterworfen wird. Es ergibt sich ein Wert von 262,6 kg. Dieser Sand wird zusammen mit 18 kg zusätzlichem Wasser zur Herstellung von Mörtel verwendet, der die gleichen beschriebenen Eigenschaften hat. Dieser Mörtel hat einen Wert von Fo von 4g, was schlechte Gießeigenschaften ausweist.

Beispiel 2

Wie bei Beispiel 1 wird bei der Abgabe des Wassers durch das Rohr 16 der Vibrator 6 betätigt. Gleichzeitig wird Luft in dem Behälter durch Offnungen 15 des Rohres 5 bei einem Vakuum von 6oo mm Hg abgesaugt, um das Zwischenraumwasser zu entfernen. Die Behandlung dauert 1,5 min. Anschließend wird der Zuschlagstoff gewogen. Man erhält einen Wert von 232,6 kg. Der Wassergehalt des Zuschlagstoffes beträgt somit 16,3 %. Zur Herstellung des gleichen Mörtels wie bei Beispiel 1 werden 48 kg Wasser zugegeben. Der sich ergebende Mörtel hat eine Fließfähigkeit von Fo = 1,1 g.

Im Gegensatz dazu beträgt der Wassergehalt des Sandes, der der Vibration nicht ausgesetzt wurde, 26,5 %. Ein Mörtel, der diesen Sand verwendet und die gleiche Zusammensetzung wie bei Beispiel 1 hat, hat einen Wert von Fo = 4,1 g, was die gleiche schlechte Gießfähigkeit wie bei dem Kontrollversuch von Beispiel 1 ergibt.

Beispiel 3

Es wird Sand aus dem gleichen Fluß mit einer mittleren Teilchengröße verwendet. Die Körnigkeit beträgt 2,33. Man läßt

809824/0908

diesen Sand eine ausreichende Wassermenge absorbieren, ehe er in den Filterzylinder 3 von Fig. 8 eingebracht wird. Ehe eine vorgegebene Menge erreicht ist, wird das Einführen von Sand unterbrochen. Es wird Wasser in den Behälter durch die Durchbrechungen 15 eingeführt, bis das Auftreten von Luftblasen an der Oberfläche des in dem Behälter befindlichen Wassers aufhört. Dabei wird der Wasserspiegel auf konstanter Höhe (entsprechend 15o 1) durch das Überströmrohr 1o gehalten. Das Gewicht des Sandes und des Wassers im Behälter wird unter dieser Bedingung bestimmt und ergibt einen Wert von 275,9 kg. Dann wird das Wasser durch das Rohr 16 abgeführt. Gleichzeitig wird das Zwischenraumwasser durch Betätigung des Vibrators 6 und durch Anlegen eines Vakuums von 3o cm Hg an den Innenraum des Behälters 1 über die Durchbrechungen 15 entfernt. Diese Entwässerungsbehandlung dauert 1,5 min. Anschließend wird das Gewicht wieder gemessen. Man erhält 23o,8 kg. Der Wassergehalt beträgt zu dieser Zeit 15,4 %. Dieser Sand wird zusammen mit 32,3 kg zusätzlichem Wasser und 1 % eines Fließfähigkeit verbessernden Zusatzstoffes zur Herstellung eines Mörtels verwendet, der ein C/S-Verhältnis von 1 : 1 und ein W/C-Verhältnis von 34 % aufweist. Der erhaltene Mörtel hat eine ausgezeichnete Gießeigenschaft mit Fo = 1,8 g.

Zur Kontrolle wird der gleiche Sand, nachdem das Wasser durch das Rohr 16 abgeführt ist, auf natürliche Weise 5 min lang entwässert. Dann wird das Gewicht des Sandes zu 266,6 kg bestimmt. Der Wassergehalt beträgt 33,3 %. Dieser Sand wird zur Herstellung eines Mörtels mit der gleichen Zusammensetzung wie oben verwendet. Die zuzusetzende Wassermenge wird auf 4,1 kg festgelegt. Dies zeigt, daß es nicht möglich ist, einen Mörtel herzustellen, der den gewünschten Wert von W/C hat.

809824/0908

DA-18 299 - 43 -

Beispiel 4

In den Filterzylinder 23 der Vorrichtung von Fig. 9 wird eine ausreichende Menge des bei Beispiel 1 verwendeten Sandes eingebracht. Dann wird der Druck im Behälter 21 auf 6o cm Hg reduziert. Anschließend wird Hasser in den Behälter gegossen. Es bilden sich keine Blasen, bis das Wasser in dem Behälter überströmt. Danach wird der Druck in dem Behälter auf Atmospährendruck erhöht und das Gewicht des Sandes zu 127,8 kg gemessen. Anschließend wird das Hasser durch das Abführungsrohr abgeführt. Das Evakuierungsrohr 36 wird mit einer Vakuumguelle verbunden, wodurch der Druck im zentralen Zylinder 32 auf 6o cm Hg reduziert wird. Dadurch wird ein Luftstrom durch die Zuschlagstoffschicht induziert, wodurch Zwischenraumwasser zwischen dem Zuschlagstoffteilchen entfernt wird. Nach dieser Evakuierungsbehandlung, die 3o s dauert, werden das Gewicht des Zuschlagstoffes und des Filterzylinders gemessen. Der Hert beträgt 233 kg, der Hassergehalt des Sandes 16,5 %. Dieser Sand wird zur Herstellung eines Mörtels zusammen mit 45,6 kg zusätzlichem Hasser und 1 % eines die Fließfähigkeit verbessernden Zusatzstoffes verwendet. Der Mörtel hat ein C/S-Verhältnis von 1x1, ein H/C-Verhältnis von 37 % und eine Fließfähigkeit von 2,2 g. Der Mörtel eignet sich besonders für das Prepakt-Verfahren. Der Hassergehalt des Zuschlagstoffes, der der beschriebenen Entwässerungsbehandlung anschließend an die Gewichtsmessung in Hasser nicht unterworfen war und auf natürliche Heise entwässert wurde, beträgt 29 %. Unter Verwendung dieses Sandes wird ein Mörtel mit der gleichen Zusammensetzung wie vorstehend hergestellt. Der Hert Fo dieses Mörtels beträgt 3,5 g, was die äußerst schlechten Gießeigenschaften veranschaulicht.

809824/0908

DA-18 299 - 44 -

Beispiel 5

Beim Wiegen des gleichen künstlichen leichten feinen Zusatzstoffes, wie er in Beispiel 4 verwendet wird und der eine absolute Trockendichte von 1,649 und einen Wasserabsorptionsprozentsatz von 18 % hat, wird ein größerer Teil des Zuschlagstoffes in den Filterzylinder eingegeben. Der restliche Teil wird in den Trichter 24 eingebracht. Nach Schließen des Deckels wird der Druck in dem Behälter 21 auf 6ο cm Hg reduziert. Anschließend wird eine geeignete Wassermenge auf den Zuschlagstoff in dem Filterzylinder 23 und dem Trichter 24 über das Sprührohr 28 aufgesprüht. Danach wird der Druck in dem Behälter 21 auf den Atmosphärendruck erhöht. Dieser Zyklus des Evakuierens, Wasseraufsprühens und Herstellen des Atmosphärendrucks wird viermal wiederholt. Dann wird Wasser in den Behälter gegossen, bis es den Zuschlagstoff im Filterzylinder 23 überdeckt. Es zeigt sich, daß kein Zuschlagstoff auf dem Wasser schwimmt. Danach wird der in dem Trichter 24 verbliebene Zuschlagstoff Stück für Stück in den Filterzylinder 23 überführt, bis das Gewicht des Zuschlagstoffes, gemessen mit den Dehnungsmeßstreifen, 115 kg (entsprechend einem absoluten Trockengewicht von 2oo kg) erreicht. Das Wasser im Behälter 21 wird durch öffnen der nicht gezeigten Ventile der Abführrohre 26 und 26a abgeführt, während gleichzeitig der Behälter über das Evakuierungsrohr 36 mit einem Vakuum von 6o cm Hg verbunden wird. Nach einem 3o s langen Evakuieren wird das Gewicht des Zuschlagstoffes zu 222 kg bestimmt. Der Wassergehalt des Zuschlagstoffes beträgt 29 %. Dieser feine Zuschlagstoff wird zur Herstellung von Mörtel verwendet, der sich für das Prepak-Verfahren eignet. Dabei werden Zement, weitere 8 kg Wasser und 1 % eines die Fließfähigkeit verbessernden Zusatzstoffes zugegeben, wobei das Verhältnis von Zement zu Zuschlagstoff zu Wasser 1 : 0,8 : o,4 beträgt. Der Wert für Fo dieses Mörtels liegt bei 2,3 g. Diese Fließfähigkeit genügt, um den Mörtel über eine Entfernung von 4 m in eine Form zu gießen, die mit künstlichem leichten groben

809824/0908

DA-18 299 - 45 -

Zuschlagstoff mit einer Korngröße von 1o bis 2o mm vorbepackt ist.

Der gleiche künstliche, leichte, feine Zuschlagstoff wird in Wasser gewogen und auf natürliche Weise ohne Vakuum entwässert. Der auf diese Weise entwässerte Zuschlagstoff hat ein Gewicht von 288,6 kg und einen Wassergehalt von 44,3 %. Zur Herstellung von Mörtel der gleichen Zusammensetzung werden 47,4 kg Wasser zugesetzt. Der Wert für Fo dieses Mörtels liegt bei 4,5 g und ist somit beträchtlich größer als der Wert von 2,9 g, so daß der Mörtel schlechte Gießeigenschaften hat.

Beispiel 6

Nach dem Verfahren von Beispiel 3 und unter Verwendung der Vorrichtung von Fig. 9 wird das Gewicht eines künstlichen, leichten, groben Zuschlagstoffes bestimmt, der eine Dichte von 1,561 im absolut trockenen Zustand und eine Teilchengröße von weniger als 15 mm hat. Das Gewicht in Wasser beträgt 78,3 kg. Das Gewicht des Zuschlagstoffes nach dem Abführen von Wasser durch die Abführungsrohre und nach dem Entfernen des restlichen Oberflächenwassers durch komprimierte Luft, die durch die Durchbrechungen 32 ausgeblasen wird, beträgt 21o kg. Dies zeigt, daß das Zwischenraumwasser 1,8 % betragen hat.

Zur Kontrolle wird unter Verwendung der Vorrichtung von Fig. ein künstlicher, leichter, feiner Zuschlagstoff gemäß Beispiel 5 behandelt, der eine Dichte von 1,649 absolut trocken hat. Das Gewicht dieses Zuschlagstoffes in Wasser beträgt 115 kg, das Gewicht nach dem Abführen des Wassers und einem Evakuieren auf 6o cm Hg während 3o s liegt bei 222 kg, der Wassergehalt bei 29 %.

809824/0908

DA-18 299 - 46 -

Zur Herstellung eines Betons mit W/C von 54,4 % und einer Ausbreitung von 15 cm unter Verwendung der künstlichen, leichten, groben und feinen Zuschlagstoffe, die wie vorstehend beschrieben behandelt und gewogen wurden, hat es

sich gezeigt, daß der feine Zuschlagstoff ein absolutes

3 3

Trockengewicht von 554 kg/m zur Herstellung von 34o kg/m Beton haben muß, während der grobe Zuschlagstoff ein absolutes Gewicht von 525 kg/m , die zuzusetzende Wassermenge zur Erzielung von W/C « 54,4 %, 185 kg/m betragen sollte. Dabei wird festgelegt, daß die zuzusetzende Wassermenge zur Herstellung von 36o 1 Beton gemäß der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung und unter Verwendung der jeweiligen Zuschlagstoffe, die in der vorstehend beschriebenen Weise entwässert worden sind, 39,4 1 beträgt. Der erhaltene Beton hat eine Ausbreitung von 14 cm, also einen Wert, der sehr nahe an dem in Betracht gezogenen Wert von 15 cm liegt.

Die zuzusetzende Wassermenge für die Herstellung von 36o 1 Beton nach der gleichen Zusammensetzung unter Verwendung der jeweiligen Zuschlagstoffe, die in Wasser gewogen worden sind, jedoch nicht der Entvrässerungsbehandlung ausgesetzt wurden, ergibt einen Berechnungswert von minus 1,1 1. Dies zeigt, daß die Zuschlagstoffe für die Herstellung des in Betracht gezogenen Betons nicht verwendet werden können. Die Ausbreitung dieses Betons beträgt 18,5 cm.

Ein aus einem Beton mit einer Ausbreitung von 13 cm herge-

2 stelltes Produkt hat eine Druckfestigkeit von 35o kg/cm , 28 Tage nach dem Entfernen aus der Form. Das aus dem Beton mit der Ausbreitung von 18,5 cm hergestellte Produkt hat

eine Druckfestigkeit von 256 kg/cm , 28 Tage nach dem Entfernen aus der Form.

809824/0908

DA-18 299 - 47 -

275503?

Beispiel 7

Sand mittlerer Teilchengröße und mit einer Dichte absolut trocken von 2,51, der ausreichend Hasser absorbieren konnte, wird in Wasser gewogen. Es ergibt sich ein Wert von 275,9 kg. Danach wird auf den Sand eine von Vibrator 6 ausgeübte Vibration einwirken gelassen. Der Sand wird unter Vakuum von 3o cm Hg entwässert, das über die Durchbrechungen 15 während 6o s angelegt wird. Nach diesen Behandlungen beträgt das Gewicht des Sandes 231,8 kg. Der Wassergehalt des Sandes wird zu 15,9 % bestimmt, basierend auf den gemessenen Gewichten und der Dichte für den absolut trockenen Zustand.

Zur Herstellung von Beton mit W/C von 5o % und einer Ausbreitung von 12 cm unter Verwendung von Flußkies, dessen Oberfläche trocken ist und der eine Teilchengröße von weniger als 25 mm hat, ergibt sich folgende Zusammensetzung: 316 kg/m³ Zement, 158 kg/m Wasser, 681 kg/m³ (absolutes Trockengewicht) Sand, 121o kg/m Flußklee und o,5 % eines die Fließfähigkeit verbessernden Zusatzstoffes, wobei die Prozentangabe auf dem Gewicht des Zementes basiert. Tatsächlich werden 342 1 Beton durch Mischen von 93 kg Zement, 2o,2 kg Wasser, 255 kg Sand und 356 kg Flußkies hergestellt. Dieser Beton hat einen Ausbreitwert von 13,5 cm, was zeigt, daß der Beton die gewünschten Eigenschaften hat. Ein aus diesem Beton hergestelltes Produkt hat eine Druckfestigkeit von 21ο kg/cm nach einer Woche und 355 kg/cm nach vier wichen. Dies belegt die hervorragenden Produkteigenschaften.

Im GEgensatz dazu hat der Zuschlagstoff, der in Wasser gewogen worden ist, jedoch nicht evakuiert und anschließend natürlich entwässert wurde, einen Wassergehalt von 27,5 %. Die dem Beton bei Verwendung dieses Zuschlagstoffes zuzugebende Wassermenge wird zu minus 3 kg berechnet, was zeigt, daß der Zuschlagstoff zur Herstellung des gewünschten Betons nicht verwendet werden kann.

809824/0908

Beispiel 8

Mit der Vorrichtung von Fig. 9 wird der in Beispiel 7 beschriebene Sand mit mittlere Teilchengröße gewogen und nach Beispiel 4 und 5 behandelt, mit der Ausnahme, daß das Vakuum zum Zeitpunkt des Eingießens von Wasser und der Entwässerung 3o mm Hg beträgt und daß die Entwässerungszeit bei 9o s liegt. Das Gewicht des Sandes in Wasser beträgt 126 kg, nach der Entwässerung 23o kg. Der Wassergehalt des Sandes nach dem Entwässern wird unter Verwendung der beiden Gewichtswerte, der Dichte im absolut trockenen Zustand und dem Wassergehalt berechnet. Es wird Beton hergestellt, wobei 93 kg Zement, 22 kg Wasser, 23o kg Sand 355 kg Ries und 46o g eines die Fließfähigkeit verbessernden Zusatzstoffes entsprechend der Zusammensetzung von Fig. 7 verwendet werden. Das aus diesem

Beton hergestellte Produkt hat eine Druckfestigkeit von

2 2

218 kg/cm nach einer Woche und von 36o kg/cm nach vier Wochen, was zeigt, daß das Produkt die gewünschten Eigenschaften hat.

Im Gegensatz dazu hat der gleiche Sand, der nicht gemäß der Erfindung behandelt wurde, sondern lediglich natürlich entwässert wurde, einen Wassergehalt von 29 %. Die zuzusetzende Wassermenge ergibt sich zu minus 6 kg. Dies zeigt, daß dieser Sand zur Herstellung des Betons nicht verwendet werden kann.

809824/0908

Claims (19)

1. Patentansprüche

   M. j Verfahren zum Wiegen von Zuschlagstoffen, dadurch gekennzeichnet , daß der Zuschlagstoff in einen Behälter eingebracht wird, daß in den Behälter Wasser gegossen wird, daß der Zuschlagstoff gewogen wird, während er in das Wasser eingetaucht ist, daß das Wasser aus dem Behälter abgeführt wird, daß das in den Zwischenräumen des Zuschlagstoffes verbleibende Wasser entfernt wird und daß der erhaltene, auf diese Weise entwässerte Zuschlagstoff gewogen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die optimale Wassermenge bestimmt wird, die dem entwässerten Zuschlagstoff zugesetzt werden muß, wenn er zur Herstellung von Beton oder Mörtel verwendet wird.

   809824/09

   WGlNAL INSPECTED

   DA-18 299 - 2 -
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Druck in dem Behälter reduziert wird, ehe das Wasser zum Entfernen der Luft in den Zwischenräumen und in der Struktur des Zuschlagstoffes eingegossen wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß, wenn der Zuschlagstoff leicht ist und eine Dichte von weniger als 1 hat, vor dem Wiegen des Zuschlagstoffes in Wasser dieser wiederholt einer Wasserbesprühung, einer Evakuierung und einer Wiederherstellung des Atmosphärendrucks ausgesetzt wird , so daß Wasser in die Struktur des Zuschlagstoffes eindringen kann.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß Wasser in den Behälter bis zu einem Pegel gegossen wird, bei dem der Zuschlagstoff vollständig untergetaucht ist, wobei die Luft in den Zwischenräumen des Zuschlagstoffes durch Rühren, Evakuieren, Vibration und/oder den Wasserstrom im Behälter entfernt wird, und daß danach der Zuschlagstoff gewogen wird, während er in Wasser untergetaucht ist.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß in das Wasser ein Aktivierungsmittel eingegeben wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das in den Zwischenräumen des Zuschlagstoffes verbleibende Wasser durch Durchführen von Gas durch den Zuschlagstoff entfernt wird, wobei ein Aufschwimmen verhindert wird.

   809824/0908

   2755031
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das in den Zwischenräumen des Zuschlagstoffes verbleibende Wasser durch Anwenden der Zentrifugalkraft, einer Vibration oder von Ultraschall entfernt wird.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß das in den Behälter eingegossene Wasser mit einer Chemikalie zur Verbesserung der Eigenschaften des Zuschlagstoffes versetzt ist.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß der größere Teil des Zuschlagstoffes in den Behälter eingebracht wird, während der restliche Teil in einen Trichter im Behälter eingebracht wird, daß Wasser in den Behälter gegossen wird, daß das Gewicht des größeren Teils des Zuschlagstoffes gemessen wird, während es in Wasser eingetaucth ist, daß der restliche Teil des Zuschlagstoffes aus dem Trichter in den Behälter überführt wird, wodurch die Menge des Zuschlagstoffes auf eine vorgegebene Menge erhöht wird, daß das Wasser in den Zwischenräumen des in vorgegebener Menge vorhandenen Zuschlagstoffes entfernt wird und daß das Gewicht des sich ergebenden Zuschlagstoffes gemessen wird.
11. 11. Vorrichtung zum Wiegen von Zuschlagstoff, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen vertikalen Behälter mit einer Zuschlageinbringöffnung auf der Oberseite, durch eine Einrichtung (8) zum Wiegen des Behälters, durch einen Filterzylinder (13, 23) in dem Behälter mit einem Spalt zwischen dem Zylinder und dem Behälter, wobei der Filterzylinder

    809824/0908

    DA-18 299 - 4 -

    mit Durchbrechungen versehen ist, deren Größe so bemessen ist, daß kein Zuschlagstoff hindurchtreten kann, mit einer Wasserabführeinrichtung (16, 26), die mit dem unteren Abschnitt des Spaltes verbunden ist, wobei der Behälter und der Filterzylinder mit Bodenöffnungen für die Abgabe des Zuschlagstoffes versehen sind, und durch eine Einrichtung zum Entfernen des Wassers im Filterzylinder.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Durchstrom von Wasser durch den Zuschlagstoff, um darin enthaltene Luft zu entfernen.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter mit einer Wasserüberströmöffnung (1o) in der einen Seitenwand versehen ist.
14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch einen mit dem Behälter verbundenen Vibrator, um die Wasserabführung aus dem Zuschlagstoff zu erhöhen.
15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet durch ein Schließteil (4a) zum Schließen der Bodenöffnung des Behälters und durch ein Rohr (5) zum Betätigen des Schließteils, das mit Durchbrechungen (15) zum Ausblasen eines Gases zum Entfernen von Wasser aus dem Zuschlagstoff versehen ist.
16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter Dichtungsmittel für einen luftdichten Verschluß und eine Einrichtung zum Reduzieren des Drucks im Behälter aufweist.

    809824/0908

    ORIGINAL INSPECTED

    DA-18 299 - 5 -
17. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (28) zum Sprühen von Wasser auf den in den Behälter eingebrachten Zuschlagstoff.
18. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, gekennzeichnet durch einen Trichter (24) an der inneren Seitenwand des Behälters für die Aufnahme eines Teils des in den Behälter eingebrachten Zuschlagstoffes und durch eine Einrichtung (24a) zum überführen des Zuschlagstoffes in dem Trichter (24) zum Filterzylinder (23) .
19. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter eine erste Überströmöffnung (1o) auf einer Höhe, die für die vollständige überdeckung des in den Behälter eingebrachten Zuschlagstoffes mit Wasser genügt, und eine zweite Überströmöffnung (1oa) aufweist, die niedriger als die erste Überströmöffnung (1o) vorgesehen ist, wodurch die obere Oberfläche des Zuschlagstoffes freiliegt, wenn das Wasser in dem Behälter durch die zweite Überströmöffnung (1oa) abgeführt ist.

    809824/0908