DE735073C

DE735073C - Verfahren zum Bestimmen der Eigenschaften von Baustoffen, insbesondere von Betonmischungen

Info

Publication number: DE735073C
Application number: DEF90224D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Josef Fritsch
Original assignee: JOSEF FRITSCH DR ING
Current assignee: JOSEF FRITSCH DR ING
Priority date: 1941-07-06
Filing date: 1941-07-06
Publication date: 1943-05-06

Description

Verfahren zum Bestimmen der Eigenschaften von Baustoffen, insbesondere von Betonmischungen Zusatz zum Patent 778 520 Gegenstand des Hauptpatents 72S 520 ist ein Verfahren zum Bestimmen der nach der Verarbeitung zu erwartenden Eigenschaften von unter dem Einfluß von Bindemitteln erhärtenden Baustoffen, insbesondere von Betonmischungen, das sich von bekannten Vorschlägen vorteilhaft dadurch unterscheidet, daß die Baustoffe in erzwungene Eigenschwingungen versetzt werden und dabei die Höhe ihrer Eigenfrequenz gemessen wird, die dann mit der früher gemessenen Eigenfrequenz eines zweiten Baustoffes derselben Art, insbesondere von gleichem Zement- und Wassergehalt, verglichen wird, von dem bereits Ergebnisse von Würfeldruckproben vorliegen.
An sich ist es unter Heranziehung bekannter Hilfsmittel und Verfahren leicht möglich, die Eigenschwingungszahl eines festen Körpers festzustellen. Wesentlich schwieriger ist es aber, die im vorliegenden Fall in Frage kommenden Baustoffe, z. B. ein Sandkiesgemenge oder frischen Beton. der noch nicht angebunden hat, so in Schwingungen zu versetzen, daß seine Eigenschwingungszahl deutlich erkannt und auf der Baustelle selbst mit einfachen Mitteln gemessen werden kann, Die Erfindung geht zur Behebung der erwähnten Schwierigkeiten von einem auf anderen Gebieten gebräuchlichen Verfahren aus, bei welchem ein 5 Schwingungserzeuger mit einen Schwingungsmesser fest verbunden und dann auf die Oberfläche des zu, messenden Materials aufgebracht oder auch in dasselbe eingetaucht wird. Erreicht nun dieser Schwingungserzeuger beim Durchlaufen verschiedener Drehzahlen diejenige Frequenz, welche der Eigenschwingungszhl des zu prüfenden Materials bzw. des schwingenden Systems, Maschine und Material, entspricht, so herrscht die sogenannte Resonanzlage. Der Prüfstoff gerät in einen deutlich wahrnehmbaren Schwingungszustand, dessen Frequenz gemessen wird.
Erfindungsgemäß besteht ein Weg zur Abwandlung und Verbesserung des erwähnten Verfahrens darin, das zwecks Feststellung de1 Resonanzlage des Schwingungserregers ein Empfangsgerät in einer solchen Entfernung vom Schwingungserreger im Baustoff angeordnet wird, daß es gerade noch einen bestimmten Ausschlag gibt. Dadurch wird vor allem erreicht, daß die Messung mit sehr geringen Energien durchgeführt werden kann, was notwendig ist. um den Einfluß der Schalungen, Transportgefäße 0. dgl., in denen der Baustoffe aufbewahrt wird, möglichst herabzusetzen. Andererseits soll durch die ertindungsgemäße Anordnung des Meßgerätes der Einfluß, den die Eigenart ds Baustoffes selbst auf die Resonanzlage des ganzen Systems hat, möglichst klar in Erscheinung treten. Da die gefundene Frequenz die Resonanzlage des gewählten Systems angibt, ist es vorteilhaft. zum Messen einer Betonmischung Schwingungserzeuger (Rüttler) gleicher Bauart zu verwenden, wie sie zur Verdichtung von Betonmischungen in Aussicht genommen sind.
Nähere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der auf der Zeichnang in den Abb. 1 bis 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 1 wird der zu untersuchende Baustoff 1 durch einen auf seine Oberfläche aufgebrachten Schwingungserzeuger 2 in erzwungene Schwingungen versetzt. Es wird nun an der Oberfläche diejenige Entfernung vom Schwingungserzeuger 2 gemessen, in der ein Meßgerät 3 gerade noch einen bestimmten Ausschlag gibt.
Je nach der Beschaffenheit des Materials wird die Resonanzlage bei einer für das zu untersuchende Material charakteristischen Schwingungszahl eintreten.
Als Meßgerät können neben den gebräuchlichen Schwingungsmessern, wie Seismographen, Vibrographen o. dgl., auch einfache Vorrichtungen gewählt werden, an denen lediglich das Vorhandensein einer Erschütterung zu beobachten ist, wie Ouecksilberschalen, schwingbare Saiten, Federn usw. Um bei den meist geringen zur Verfügung stehenden Entfernungen zwischen Sender (Schwingungserzeuger 2) und Empfänger (Meßgerät 3) noch brauchbare Ergebnisse zu erzielen, wird die Energie des Schwingungserzeugers 2 sehr gering gehalten.
Die Energieaufnahme, die bei veräderlicher Tourenzahl des Schwingungscerzeugers 2 insbesondere ein Innenrüttler aufweist. sinkt bei Erreichung der Resonanzlage. Durch Einschalten genau arbeitender Meßgeräte ist es daher möglich, die Erreichung dieser Resonanzlage an der Stromaufnahme zu erkennen.
Ein Rüttler, welcher auf die Oberfläche des Materials gesetzt und entsprechend schwer ausgebildet oder durch Gewichte belastet wird, sinkt beim Arbeiten kur langsam in das Äfaterial ein. Bei Erreichung der Resonanzlage macht sich aber ein plötzliches, starkes Einsinken bemerkbar.
Der Einfluß der Eigenarten des Materials tritt besonders deutlich hervor, wenn zwischen dem Schwingungserzeuger 2 und dem Meßgerät 3 eine gleichbleibende Schicht dieses Materials zu liegen kommt, Das ist beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 der Fall.
Der Schwingungserzeuger 2 ist hier als Tauchrüttler ausgebildet, während das Meßgerät 3 lotrecht oder aber auch seitlich über dem Schwingungserzeuger 2 etwa an der Oberfläche des Materials 1 liegt.
Das gewünschte Ergebnis wird noch basser, brenn man dafür Sorge trägt, daß mit größerer Energie gearbeitet werden kann. Bei den liisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die, nicht möglich, da der Einfluß der Sdiicltten, welche das Material umgeben, herabgesetzt werden muß. Soll num mit größercn Energien gearbeitet werden, so wird vorteilhaft gemäß Abb. 3 ein geeichtes Meßgefäß 4 verwendet, das mit dem zu untersuchenden Material 1 gefüllt und dann in Schwingungen versetzt wird. Die Schwingungszahl dieses Systems ist nun mehr als bei jeder anderen Anordming von der Bauart des Gefäßes 1 abhängig. Die Ergehnisse sind also an die empirische Eichung der einmal gewählten Versuchseinrichtung gebunden. Das Meßgerät 3 kann bei diesen Verfahren auf der Oberfläche des Äfaterials ruhen, während der Schwingungserzeuger 2. z. B. seitlich am Gefäß 1 in Wirkung tritt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das zu untersuchende Gut in dem Zustand verwendet werden, in welchem es aus der Älischmaschine kommt. Für die Bestininiung der im Bauwerkm zu erwartenden Festigkeiten ist es jedoch vorteilhafter, das Material vor der Messung in derselben Weise zu verdichten, wie dies im allgemeinen üblich oder insbesondere für das Bauwerk selbst vorgesehen ist.
Die Verdichtbarkeit des Betons. also die mit einem gebräuchlichen und insbesondere mit dem bei der Herstellung des Bauwerkes üblichen Stampf- oder Rüttelgerät erreichbare Verdichtung ergibt Anhaltspunkte für die Bewertung des Gemenges. Es ist daher empfehlenswert, das Material sowohl im lockeren Zustand, wie es aus der Mischtnaschsine kommt, als auch nach der gewünschten Verdichtung zu messen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Bestimmen der nach der Verarbeitung zu erwartenden Eigenschaften von unter dem Einfluß von Bindemitteln erhärtenden Baustoffen, insbesondere Betonmischungen, durch Erzeugung von Eigeuschwingungen der Baustoffe und Messung ihrer Eigenfrequenz nach Patent 728 520, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung der Resonanzlage des Schwingungserzeugers ein Meßgerät (3) in einer solchen Entfernung vom Schwingungserzeuger (2) im oder auf dem Baustoff (i) angeordnet wird, daß es gerade noch einen bestimmten Ausschlag gibt.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwingungserzeuger (2) geringer Energie verwendet wird.
3. Verfahren zum Bestimmen der nach der Verarbeitung zu erwartenden Eigenschiaften von unter dem Einfluß von Bindemitteln erhärtenden Baustoffen, insbesondere Betonmischungen, durch Erzeugung von Eigeuschwingungen der Baustoffe und Messung ihrer Eigenfrequenz nach Patent 728 520, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung der Resonanzlage, insbesondere bei Verwendung eines Innenrüttlers, auf Veränderungen der Stromaufnahme ansprechende Meßgeräte vorgesehen sind, die die Resonanz anzeigen.
4. Verfahren zum Bestimmen der nach der Verarbeitung zu erwartenden Eigenschaften von unter dem Einfluß von Bindemitteln erhärtenden Baustoffen, insbesondere Betonmischungen, durch Erzeugung von Eigeuschwingungen der Baustoffe und Mess, ung ihrer Eigenfrequenz nach Patent 728 520, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung der Resonanzlage des Schwingungserzeugers dieser auf die Oberfläche des zu verdichtenden Materials (i) gesetzt und an Hand seines Einsinkens das Eintreten der Resonanzlage festgestellt wird, die bei plötzlichem Einsinken als gegeben anzusehen ist.
5. Verfahren zum Bestimmen dersnach der Verarbeitung zu erwartenden Eigenschaften von unter dem Einfluß von Bindemitteln erhärtenden Baustoffen, insbesondere Betonmischungen, dadurch Erzeugung von E igenschwingungen der B austofle und Messung ihrer Eigenfrequenz nach Patent 728 520, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenschwingungszahl eines Gefäßes (4) gemessen wird, welches mit dem zu prüfenden Gemenge (I) gefüllt ist.
6. Verfahren nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (i) vor der Messung in der üblichen oder in sonst geeigneter Weise verdichtet wird.
7. Verfahren nach Anspruch I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (i) sowohl in lose geschüttetem als auch in verdichtetem Zustand gemessen wird.