DE3740287A1

DE3740287A1 - Verfahren zur regelung der konsistenz bei der betonbereitung insbesondere bei der chargenweisen betonbereitung

Info

Publication number: DE3740287A1
Application number: DE19873740287
Authority: DE
Inventors: Peter Bittmann
Original assignee: ALB MASCHINEN
Current assignee: ALB MASCHINEN
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1987-11-27
Publication date: 1989-06-01
Anticipated expiration: 2007-11-28
Also published as: DE3740287C2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zur Regelung der Wasserzugabe bei der chargen weisen Betonzubereitung unter Anwendung des Prinzips der indirekten Konsistenzmessung, bei dem zunächst eine Mustermischung und anschließend alle weiteren Betonchargen unter Berücksichtigung des Ergebnisses der Mustermischung zubereitet werden, wobei bei der Zubereitung der Mustermischung eine um die höchstmög liche Eigenfeuchte der Zuschlagstoffe verringerte Vor wassermenge und mehrere relativ kleinere Wassermengen hinzugegeben werden, bis eine bestimmte relativ feuchte Betonkonsistenz erreicht ist, wobei die jeweils nach Zu gabe der einzelnen Wassermengen erreichten Betonkonsistenz werte (Zwischenwerte) und die entsprechenden absoluten Wassermengen registriert und in einer Tabelle abge speichert werden, und wobei alle weiteren Betonchargen wie folgt zubereitet werden:

a) es wird eine vorgegebene relativ große Vorwassermenge zugegeben, wobei diese größer ist als die Vorwasser menge der Mustermischung,
b) es wird die Ist-Konsistenz der Betoncharge be stimmt,
c) 1. in der Tabelle werden vom Wert der Ist- Konsistenz benachbarte Betonkonsistenz werte aufgesucht,
2. durch Interpolation wird aus diesen Beton konsistenzwerten die der Ist-Konsistenz ent sprechende Ist-Wassermenge ermittelt,
d) 1. in der Tabelle werden dem Wert der Soll- Konsistenz benachbarte Betonkonsistenzwerte aufgesucht,
2. durch Interpolation wird aus diesen Beton konsistenzwerten die der Soll-Konsistenz ent sprechende Gesamtwassermenge ermittelt,
e) durch Differenzbildung aus Gesamt-Wassermenge und Ist-Wassermenge wird die fehlende Rest- Wassermenge ermittelt und in einem Schub zugegeben.

Ein Verfahren dieser Art ist Gegenstand des DBP 28 55 324 und gewährleistet eine genaue Konsistenzregelung der jeweiligen Betonmischungen und somit eine zuverlässige Arbeitsweise der Betonbereitungsanlagen; gleichzeitig wird mit dem unter dem Warenzeichen "CONSISTOR" be kannten Betonkonsistenz-Meßgerät im Rahmen der Verwendung bei der Betonwarenproduktion, d.h. bei der Produktion von Betonfertigteilen aus Qualitätsbeton, die Ausschuß quote auf ein Minimum reduziert. Mit dem gattungsgemäßen Verfahren und dem zur Ausführung dieses Verfahrens ent wickelten Betonkonsistenz-Meßgerät wurden in der Ver gangenheit hervorragende Ergebnisse erzielt.

Bei der Herstellung von Beton-Fertigteilen ist die gesamte Anlage zu einer Einheit kombiniert, d.h. die Einrichtung zur Betonerzeugung (Betonbereitungsanlage) und die Ein richtung zur Betonverarbeitung (Produktionsmaschine) sind maschinen- und steuerungstechnisch so aufeinander abge stimmt, daß der mit Hilfe des bekannten Betonkonsistenz- Meßgeräts "CONSISTOR" erzeugte Qualitätsbeton im vorge gebenen, d.h. der Produktionsmaschine entsprechenden Arbeitstakt abgegeben und zu Beton-Rohren, Pflaster steinen, Beton-Platten, Eisenbahnschwellen oder der gleichen verarbeitet wird. Dabei wird die Qualität der genannten Beton-Produkte gegebenenfalls durch zu sätzliche bzw. weitere Parameter beeinflußt.

Bei der Produktion von Pflastersteinen spielt die Rütteldauer der Formsteinmaschine eine wesentliche Rolle; bei der Produktion von Betonrohren muß im Rohr inneren ein bestimmter Verdichtungsdruck gewährleistet sein. Die Produktionsmaschinen arbeiten im allgemeinen auf der Grundlage von hydraulisch betätigten Maschinen elementen, so daß deren einwandfreie Funktion nur ge währleistet ist, wenn auch der erforderliche Hydraulik druck ansteht.

Darüber hinaus werden die genannten Beton-Produkte selbst verständlich auch bezüglich ihrer vorbestimmten Maße überwacht. Pflastersteine und Platten sind bezüglich ihrer Höhe bzw. Dicke bestimmt; Betonrohre sind bezüg lich ihrer Wanddicken definiert.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem stellung ist da zu sehen, wo es darum geht, den Ver arbeitungsprozeß des Betons in einer Produktionsmaschine dahingehend zu optimieren, daß die vorgenannten Para meter bereits bei der Betonerzeugung selbst berück sichtigt werden bzw. berücksichtigt werden können. Die aus der Betonbereitungsanlage und der Produktionsmaschine bestehende Einheit soll somit auch zu einer steuerungs technisch voll integrierten Einheit weiter entwickelt werden.

Dieses Problem wird dadurch gelöst, daß die Sollkonsistenz der weiteren Betonchargen über Meßsignale der weiterver arbeitenden Produktionsmaschinen in Abhängigkeit von hier auftretenden, anlagespezifischen Meßgrößen anwendungs spezifisch regelbar ist.

Die besonderen Vorteile dieser Weiterentwicklung des Ver fahrens nach dem DBP 28 55 324 bestehen darin, daß durch die Berücksichtigung, d.h. steuerungstechnische Inte gration auch der in der Produktionsmaschine auftreten den, die Qualität der Fertigprodukte beeinflussenden Meßgrößen die Fehlerquote weiter verringert wird und daß damit die Effizienz der Gesamtanlage erhöht wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Prinzip darstellung näher erläutert. Diese zeigt ein Funktions schema einer aus einem Betonmischer (dieser steht stell vertretend für die Betonbereitungsanlage) und einer - zeichnerisch nur angedeuteten - Produktionsmaschine be stehenden Anlage zur Herstellung von Beton-Fertigteilen.

Der Beton als Grundstoff für die Beton-Fertigteile wird in einem sogenannten Betonmischer 1 aufbereitet, und zwar durch inniges Vermischen der extern zugeführten sogenannten Zuschlagstoffe, das sind Sand, Kies, Schotter oder dergleichen, des hydraulischen Bindemittels Zement und des sogenannten Anmachwassers. Das Mischungsver hältnis dieser Ausgangsstoffe ist jeweils fest vorge geben und bestimmt die Eigenschaften des abgebundenen Betons; je nach angestrebter Druckfestigkeit des Betons sind dieses Mischungsverhältnis und die Auswahl der Ausgangsstoffe in relativ weiten Grenzen veränderbar. Von besonderer Bedeutung bei der Betonbereitung bzw. bei der Weiterverarbeitung des Betons ist die sogenannte Konsistenz, d.h. die Verarbeitbarkeit bzw. das Fließver halten des Betons. Diese Konsistenz ist gewissermaßen als Kennwert für den Arbeitsaufwand auf einer Baustelle oder im Beton-Fertigteilewerk zu betrachten, und sie ist im wesentlichen durch den sogenannten Wasser-Zement- Faktor bestimmt, d.h. durch das anteilige Verhältnis von Wasser und Zement im Rahmen der Betonrezeptur, also im Rahmen der genannten Mischungsverhältnisse.

Im Stand der Technik nach dem DBP 28 55 324 ist die Regelung der Konsistenz unter Berücksichtigung der Betonrezeptur einerseits und unter Berücksichtigung der sogenannten Eigenfeuchte der Zuschlagstoffe andererseits offenbart. Hiernach ist die Betonbe reitungsanlage mit dem Betonmischer als Herzstück im Hinblick auf die Konsistenzregelung gewissermaßen als abgeschlossenes System zu betrachten. Die dem Beton mischer zugeführten Bestandteile Zuschlagstoffe, Zement und Wasser werden unter Zuhilfenahme der aus einer ein maligen Probemischung gewonnenen Konsistenzwerte rezept- und verwendungsspezifisch zu Beton vermischt. Dieser Be ton wird dann weiterverarbeitet und zwar in der Zube reitung, in der er am Ende der Mischzeit zur Verfügung steht.

Bezugnehmend auf die zeichnerische Darstellung bedeutet dies, daß zunächst die in den Betonmischer 1 eindo sierten Zuschlagstoffe, der zugeführte Zement und die erforderliche Wassermenge mittels eines Mischwerks 2 vermischt werden. Über mindestens eine am Betonmischer 1 vorgesehene und mit dem Mischgut in Berührung kommende Meßelektrode 3 wird die Ist-Konsistenz des Mischguts gemessen und als Meßwert dem Betonkonsistenz-Meßgerät 4 zugeführt. Hier wird über die gespeicherten Referenz werte die zur Erreichung der Soll-Konsistenz erforder liche Restwassermenge bestimmt und ein Steuerbefehl für ein Regelventil 5 einer mit einem Wassermengenmesser 6 bestückten Wasserleitung 7 generiert. Die fehlende Wassermenge wird in einem Schub zugegeben und innerhalb der konstant vorgegebenen Mischdauer eingemischt.

Nach Ende der Mischzeit wird eine Verschlußklappe 8 des Betonmischers 1 geöffnet und die gerade gemischte Betoncharge wird in einen Vorratsbehälter 9 entleert. Dieser Vorratsbehälter 9 dient quasi als Zwischen silo bzw. Puffersilo für den verarbeitsbaren bzw. in der Produktionsmaschine 10 zu verarbeitenden Beton. Dem Arbeitstakt dieser Produktionsmaschine 10 entsprechend wird der dem Vorratsbehälter 9 zuge führte Beton sodann über eine verschließbare Öffnung 11 im Vorratsbehälter 9 bedarfsgerecht zugeführt.

Die Produktionsmaschine 10 kann wie eingangs erwähnt zur Herstellung von Betonplatten, von Rohren, von Pflastersteinen oder dergleichen ausgerüstet sein. Dabei können nun produktionsspezifische bzw. produk tionsspezifisch bedingte physikalische, und zwar sowohl statische als auch dynamische Zustandsparameter auftreten, die eine zusätzliche Beeinflussung der Beton konsistenz bei der nächsten Betoncharge für sinnvoll erscheinen lassen. In der Produktionsmaschine 10 ist somit mindestens eine zusätzliche Meßelektrode 12 vor gesehen, die in bezug auf das zu produzierende Beton- Fertigteil ein Meßsignal aufnimmt und an das Beton konsistenz-Meßgerät 4 abgibt. Hier wird dieses Meßsignal dann in dem Sinne verarbeitet, daß die Konsistenz der als nächste zubereitende Betoncharge dieses Meßsignal mit berücksichtigt.

Damit entsteht ein die Bestandteile des Betons einerseits und die Qualität des Beton-Fertigteils andererseits be rücksichtigendes Betonkonsistenz-Meßgerät. Dieses ver arbeitet somit nicht mehr alleine die rezeptspezifischen, sondern zusätzlich auch produktspezifische Zustands größen.

Als Beispiel sei hier genannt, daß aus der bis zum Er reichen der exakten Steinhöhe erforderlichen Rütteldauer einer Rüttelformmaschine Rückschlüsse auf die Konsistenz des verarbeiteten Betons gezogen werden können, und daß aus Abweichungen dieser (aktuellen) Rütteldauer von der theoretisch vorbestimmten ein zusätzliches Signal für die Konsistenzregelung (nachfolgender Betonchargen) im Betonmischer abgeleitet werden kann.

Claims

Verfahren zur Regelung der Wasserzugabe bei der chargenweisen Betonzubereitung unter Anwendung des Prinzips der indirekten Konsistenzmessung, bei dem zunächst eine Mustermischung und anschließend alle weiteren Betonchargen unter Berücksichtigung des Ergebnisses der Mustermischung zubereitet werden, wobei bei der Zubereitung der Mustermischung eine um die höchstmögliche Eigenfeuchte der Zuschlag stoffe verringerte Vorwassermenge und mehrere relativ kleine Wassermengen zugegeben werden, bis eine bstimmte relativ feuchte Betonkonsistenz er reicht ist, wobei die jeweils nach Zugabe der einzel nen Wassermengen erreichten Betonkonsistenzwerte (Zwischenwerte) und die entsprechenden absoluten Wassermengen registriert und in einer Tabelle abge speichert werden, und wobei alle weiteren Betonchargen wie folgt zubereitet werden:
- a) es wird eine vorgegebene relativ große Vor wassermenge zugegeben, wobei diese größer ist als die Vorwassermenge der Mustermischung,
- b) es wird die Ist-Konsistenz der Betoncharge bestimmt,
- c) 1. in der Tabelle werden vom Wert der Ist- Konsistenz benachbarte Betonkonsistenz werte aufgesucht,
- 2. durch Interpolation wird aus diesen Betonkonsistenzwerten die der Ist-Konsistenz entsprechende Ist-Wassermenge ermittelt,
- d) 1. in der Tabelle werden dem Wert der Soll- Konsistenz benachbarte Betonkonsistenzwerte aufgesucht,
- 2. durch Interpolation wird aus diesen Beton konsistenzwerten die der Soll-Konsistenz ent sprechende Gesamtwassermenge ermittelt,
- e) durch Differenzbildung aus Gesamt-Wassermenge und Ist-Wassermenge wird die fehlende Rest- Wassermenge ermittelt und in einem Schub zuge geben,
dadurch gekennzeichnet, daß die Soll-Konsistenz der weiteren Betonchargen über Meßsignale der weiterverarbeitenden Produktions anlagen in Abhängigkeit von hier auftretenden, anlage spezifischen Meßgrößen anwendungsspezifisch regelbar ist.