NL8700682A

NL8700682A - Werkwijze en inrichting voor het draadloos meten, registreren en beinvloeden van de verhardingssnelheid van beton.

Info

Publication number: NL8700682A
Application number: NL8700682A
Authority: NL
Original assignee: Velatech Instr B V
Priority date: 1987-03-23
Filing date: 1987-03-23
Publication date: 1988-10-17

Description

β

A

-1-.

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET DRAADLOOS METEN, REGISTREREN EN BEÏNVLOEDEN VAN DE VERHARDINGSSNELHEID VAN BETON

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het draadloos meten en registreren van de verhardingssnelheid van beton gedurende een bepaalde periode draadloos beïnvloeden van de warmtetoe en -afvoer.

Bij de betongietbouw bijvoorbeeld is bekend dat overdag de bekisting 5 voor een deel van een gebouw gesteld wordt, vervolgens het beton gestort wordt en een verwarmingsinrichting wordt aangebracht. De verse beton wordt gedurende ca. 16 uur tussen het einde van de werkdag en het begin van de volgende werkdag verwarmd, zodat dit bij het begin van de volgende werkdag voldoende sterkte heeft om de bekisting te verwijderen.

10 Deze bekisting kan dan dezelfde dag opnieuw gesteld worden en een volgend gedeelte van het gebouw kan worden gestort. De verhardingstijd van het beton, die normaal vele dagen zal duren, kan door het verwarmen worden teruggebracht tot ca. 16 uur tussen twee werkdagen. Om te controleren of het beton sterk genoeg is om de bekisting te verwijderen, 15 worden bij het storten van het gebouwdeel gelijktijdig proef kubussen gemaakt, die eveneens aan de warmtebehandeling worden onderworpen. De sterkte van de kubussen wordt aan het begin van de werkdag gecontroleerd en wanneer deze voldoende is kan de bekisting worden verwijderd.

Is de sterkte van de kubussen niet voldoende, dan kan de bekisting niet 20 worden verwijderd en is het niet mogelijk de bekisting diezelfde dag nog te stellen voor een volgend gebouwdeel en het beton hiervoor te storten In dit geval gaat dus een hele werkdag verloren.

Uiteraard wordt er hierbij van uitgegaan dat de sterkte van de proefkubussen met een redelijke nauwkeurigheid representatief is voor 25 die van het beton in de bekisting. Is dit niet het geval, dan komt het voor dat de bekisting wordt verwijderd, terwijl het beton nog niet sterk genoeg is. Dit blijkt ook uit de praktijk. Anderzijds gaan kostbare werkdagen verloren omdat besloten wordt de bekisting niet te verwijderen, terwijl dit zonder gevaar wel zou kunnen.

30 Het doel van de uitvinding is een werkwijze van de in de aanhef ge noemde soort te verschaffen die dit nadeel niet heeft en tevens een einde maakt aan alle problemen en ongemakken die onstaan bij gebruik van de huidige methoden, waarbij vele tientallen meters draadverbindingen over het terrein liggen. Hiertoe omvat de werkwijze volgens de uitvin-35 ding het draadloos meten en registreren van het temperatuurverloop in t ' i V' - 2 - de tijd in het beton, het hieruit berekenen van de momentane rijpheid van het beton en het op basis van de momentane rijpheid zodanig draadloos besturen van de warmtetoe en -afvoer, dat het beton aan het einde van de periode de gewenste rijpheid heeft.

5 De rijpheid van het beton is gekarakteriseerd als de integraal van de exponentiele funktie van de betontemperatuur over de tijd. In deze funktie speelt een van de betonsoort afhankelijke konstante een belangrijke rol. Er is een verband aangetoond tussen de relatieve sterkte van het beton en de rijpheid, waarbij de relatieve sterkte de verhouding is 10 tussen de sterkte op een bepaald moment en de sterkte die onder norm-omstandigheden, dat wil zeggen na 28 dagen bij 20°C, wordt bereikt.

Voor een bepaald soort beton hoort, bij een bepaalde relatieve sterkte, een bepaalde rijpheid. Door nu volgens de uitvinding door temperatuurbeheersing de rijpheid te regelen, kan worden verzekerd 15 dat het beton, na een bepaalde periode een bepaalde rijpheid heeft bereikt en dus een bepaalde relatieve sterkte.

Hoewel hierboven wordt gesproken van een versnelling van de beton-verharding door temperatuurverlaging is de uitvinding eveneens toepasbaar voor een vertraging van de verharding door temperatuurverlaging.

20 Bij voorkeur wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding de betontemperatuur op een aantal plaatsen draadloos gemeten en wordt de warmtetoe en -afvoer geregeld op basis van een met de draadloos gemeten temperaturen bepaalde extreme momentane rijpheid.

Bij versnelde uitharding zal deze extreme rijpheid de laagst bepaal-25 de rijpheid zijn en bij vertraagde verharding zal deze extreme rijpheid de hoogst bepaalde rijpheid zijn. Op deze wijze wordt verzekerd, dat elk deel van het beton na een zekere periode aan de gewenste eigenschappen voldoet.

Een eenvoudige doch betrouwbare werking wordt verkregen wanneer 30 volgens de uitvinding de regeling een aan/uit regeling is, welke rekening houdt met het ingevoerde verwachte temperatuurverloop, na het uitschakelen van de warmtetoe en -afvoer. De toename van de rijpheid na het uitschakelen van de warmtetoe en -afvoer wordt hierbij geschat. Wanneer het werkelijke temperatuurverloop afwijkt van het verwachte temperatuur-35 verloop, kan ingegrepen worden door het weer draadloos inschakelen van de warmtetoe en -afvoer.

De uitvinding heeft tevens betrekking op, en verschaft een inrichting voor, het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding. Deze in- l, 1 '· Γ; £ $ 9 ι i - 3 - «richting omvat tenminste één in het beton op te nemen temperatuuropnemer met zender. Deze zender zendt een temperatuursafhankelijk signaal naar een op een bepaalde plaats, bijvoorbeeld in een bouwkeet opgestelde, bij het systeem behorende ontvanger, welke verbonden is met een gegevensin-5 voerorgaan en met een met de temperatuurmeetinrichting verbonden bestu-ringsinrichting voor het bepalen van de momentane rijpheid van het beton en het vergelijken hiervan met een gegeven rijpheid en voor het besturen van de warmtetoe en -afvoer inrichting. De gegevens van het beton, in het bijzonder de relatie tussen de rijpheid en de relatieve sterkte, wor-10 den met het gegevensinvoerorgaan in de besturingsinrichting gebracht.

De uitvinding betreft en verschaft verder een inrichting voor het tonen van de momentane rijpheid van beton, omvattende tenminste één tem-peratuurvoeler met zender, een met de ontvanger/temperatuurmeetinrich-ting verbonden, de momentane rijpheid bepalend, van een gegevensinvoer-15 orgaan en een bepaalde momentane rijpheid tonend, vertoonorgaan voorzien van rekentuig. De werkwijze volgens de uitvinding kan hiermee worden uit-gevoerd, door naar gelang van de op een bepaald tijdstip uitgelezen rijpheid een verwarmingsinrichting of dergelijke met de hand bij te regelen. 0 Ook kan met deze inrichting, bij natuurlijke verharding, het proces worden 20 gevolgd.

De inrichting omvat bij voorkeur ook een, de momentane sterkte tonend vertoonorgaan.

De uitvinding voorkomt negatieve verschijnselen van bestaande systemen, zoals: 25 - geen temperatuurvoelers met, over het terrein liggende, kabel verbin dingen van vele tientallen meters en dus geen beschadiging hiervan - geen plaatsing van de zeer gevoelige apparatuur op bouwterreinen met hoog risico voor beschadiging en ontvreemding - geen rekenapparatuur opgesteld op koude, vochtige, aan weersinvloeden 30 onderhevige plaatsen - geen gebondenheid aan maximale kalbellengten.

De uitvinding wordt in de volgende beschrijving aan de hand van de figuren nader uiteengezet.

35

Figuur 1 toont schematisch in perspectivisch aanzicht met weggenomen delen een inrichting volgens de uitvinding in de gebruiks-toestand

Figuur 2 toont een doorsnede volgens de pijl II-II in figuur 1 Γ · · ~ %/ \ ; .. _ -4- *

Figuur 3 toont een doorsnede volgens de pijl III-III in figuur 1 Figuur 4 toont een blokschema van de inrichting van figuur 1

In een gebouw (1) worden met een gietbouwmethode opstaande wanden en een daarop liggende verdiepingsvloer gevormd. De opstaande wan-5 den en de vloer worden gevormd van beton (5) dat tussen zijbekistingen (2) en een tunnel bekisting (3) wordt gestort. Het stellen van de bekistingen en het aanbrengen van de, niet getoonde, wapening en het storten van het beton geschiedt in één werkdag. Binnen de tunnelbekis-ting (3) wordt een verwarming opgesteld, die in de periode van het 10 einde van de werkdag tot aan de aanvang van de volgende werkdag het gestorte beton (5) verwarmt, zodat dit versneld uithard. Door dezijbe-kistingen (2) zijn temperatuuropnemers met zender (6) in het beton gestoken die de temperatuur van het gestorte beton (5) opnemen.

In het boven-oppervlak van het gestorte beton (5) zijn eveneens tempe- 15. ratuuropnemers met zender (7) aangebracht. De aangebrachte temperatuuropnemers met zender (6 en 7) geven draadloos een temperatuursafhankelijk signaal door aan de ontvanger (15). De ontvanger (15) geeft temperatuursafhankelijke signalen door aan de besturingsinrichting (16). Op de besturingsinrichting (16) is eveneens aangesloten een ge-20 gevensinvoerorgaan (17), een vertoonorgaan (14) en een zender (9). De besturingsinrichting (16) kan bijvoorbeeld een micro-processor bevatten die zodanig geprogrammeerd is, dat deze met de gegevens van de ontvanger (15) en met het gegevensinvoerorgaan (17) de verwarmingsregeling met ontvanger (19) bedient. Met het gegevensinvoerorgaan (17) kan in 25 dat geval de relatie tussen de rijpheid en de relatieve sterkte van het toegepaste beton worden ingevoerd.

Een andere mogelijkheid is dat alleen gegevens over de samenstelling van het beton ingevoerd behoeven te worden, waarbij de besturingsinrichting (16) de daarbij behorende relatie tussen rijpheid en relatie-30 ve sterkte berekent en hiermee de verwarmingsregeling met ontvanger (19) stuurt. De verwarmingsregeling met ontvanger (19) schakelt via een leiding (22) de branderpomp (20), terwijl een controleopnemer (8) aan de verwarmingsbesturing is gekoppeld.

Het instelorgaan (18) kan verbonden zijn met een temperatuuropne-35 mer,die de temperatuur, in de ruimte waarin de verwarming (10) is opgesteld, bepaald. Hierdoor kan worden voorkomen dat deze ruimtetempe- P * λ f: r.

i f ..· v ; / f - 5 - ratuur en dus de temperatuur van het tegen de bekisting aanliggende betonoppervlak te hoog wordt.

De besturingsinrichting (16) kan zodanig geprogrammeerd worden, dat deze na een zekere beginperiode, waarin het beton opstijft, de verwarming inschakelt. Nadat het beton de ingestelde temperatuur heeft bereikt, wordt de warmtetoevoer zodanig geregeld, dat deze temperatuur aangehouden wordt. De verwarmingsinrichting wordt vervolgens uitgeschakeld wanneer een bepaalde riipheid is bereikt. Deze bepaalde rijpheid komt overeen met de gewenste rijpheid aan het eind van de totale 10 periode, minus toename in rijpheid die te verwachten is na het uitschakelen van de warmtetoevoer, tot aan het einde van de periode. Deze toename wordt door de besturingseenheid berekend aan de hand van gegevens die ingevoerd zijn en de verwachte temperatuurdaling betreffen na het uitschakelen van de warmtetoevoer. Tijdens de afkoelperiode 15 blijft de besturingsinrichting het werkelijke temperatuurverloop toetsen aan het verwachte temperatuurverloop. Wanneer blijkt dat de temperatuur te sterk afneemt, door welke oorzaak dan ook, zal de besturingsinrichting (16) de verwarming opnieuw inschakelen, waarna het hierboven beschreven regelproces wordt herhaald.

20 Zoals reeds eerder werd opgemerkt is de werkwijze van de inrich ting volgens de uitvinding ook toepasbaar bij vertraagde verharding, welke gewenst kan zijn ter verkrijging van bepaalde materiaaleigenschappen. Een vertraagde verharding wordt bereikt door de betontemperatuur laag te houden ten gevolge van warmte-afvoer. Met de werkwijze en de 25 inrichting volgens de uitvinding wordt het stookproces of de warmteafvoer geoptimaliseerd en daardoor wordt het energiegebruik verlaagd.

De draadloze temperatuurmeting en regeling werd hierboven beschreven aan de hand van de toepassing in de betongietbouw. Behalve deze toepassing zijn vele andere toepassingen denkbaar, zoals bij indus-30 triële vervaardiging van betonelementen, geprefabriceerde gebouwdelen en dergelijke. Overal waar het gewenst is temperaturen te meten, te regelen en te registreren is de werkwijze toepasbaar.

Claims

2. Werkwijze volgens conclusie 1, gekenmerkt door het op één of 10 meerdere plaatsen draadloos meten van de betontemperatuur en door het draadloos regelen van de warmtetoe en -afvoer op basis van een met de draadloos gemeten temperaturen bepaalde extreme momentane riipheid.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de regeling een aan/uit-regeling is en rekening houdt met het ingevoerde 15 verwachte temperatuurverloop na het uitschakelen van de warmtetoe en -afvoer.
4. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, omvattende tenminste één in het beton op te nemen temperatuuropnemer met zender, welke draadloos een temperatuurs- 20 afhankelijk signaal zendt naar een ontvanger/meetinrichting en met een gegevensinvoerorgaan en met de ontvanger/meetinrichting verbonden besturingseenheid, voor het bepalen van de momentane rijpheid van het beton en het vergelijken hiervan met een gegeven rijpheid en voor het draadloos besturen van de warmtetoe en -afvoerinrichting op basis van 25 de vergelijking.
5. Inrichting voor het tonen van de momentane rijpheid van beton, gekenmerkt door een met tenminste één temperatuurvoeler met zender draadloos te verbinden ontvanger/temperatuurmeetinrichting, een met de ontvanger/temperatuurmeetinrichting verbonden, de momentane rijpheid 30 bepalend, van een gegevensinvoerorgaan en een bepaalde momentane rijpheid tonend vertoonorgaan voorzien rekentuig.
6. Inrichting volgens conclusie 5, gekenmerkt door een, de momentane sterkte tonend, vertoonorgaan. i ': ' ft ft * · . H /