SE455889B - Sett och apparat for att meta egenskaperna, serskilt kompakttillstandet, hos en styv massa som skall gjutas - Google Patents

Description

455 889 Kompakttillståndet hos en betongmassa är huvudsakligen beroen- de av massans styvhet. Om massan är för styv, erhålls en dåligt komprimerad gjutning, som innehåller många luftbubblor, medan en för plastisk massa resulterar i låga hållfasthets- värden, och vidare är formen och toleranserna av en produkt gjuten utan fixerad form svår att kontrollera. Kompakttill- ståndet hos en massa påverkas inte bara av mängderna och förhållandena mellan de olika ingredienserna utan också av kvaliten och storleken därav och andra sådana varierande faktorer. net är därför viktigt att erhålla pålitlig information med avseende på kompakttillståndet hos massan redan före gjutningen därav.

Plasticiteten och komprimeringsegenskaperna hos plastíska betongmassor studeras nu för tiden med flera olika metoder, bland vilka följande kan nämnas såsom de viktigaste: - Kompakttillståndsfaktor-test eller en mätning av Mo- värdet, varvid betongmassan orsakas att passera genom en mätapparat genom fallstötar.

- Konsistensprov eller hopsjunkningsmätning, varvid en form för en betongkon komprimerad på ett bestämt sätt avlägsnas och sättningen i konen mäts. ° - Återformnings-tidstest eller Vebe-test, varvid en sättning bildad i en konisk betongkropp mäts på liknande sätt men här intensifieras nedsjunkningen genom vibration.

Dessa metoder, såväl som flera andra sätt att undersöka en massa, är lämpliga för plastiska massor och vissa av dem även för s.k. halv-styva massor. Ju styvare massa, desto sämre möjligheter finns f.n. tillgängliga för korrekt bestämning av massegenskaperna.

I fallet med styva betongmassor har det förut t.o.m. varit nödvändigt, ;ng.a. avsaknaden av lämpliga mätmetoder och apparater, att försöka bestämma kompakttillståndet hos betongmassan, som skall gjutas, genom att känna med händerna med utgångspunkt från personens professionella förmåga och erfarenhet. Emellertid är sådana bestämníngar av en färsk styv .fur 455 889 massa med hjälp av händerna otillförlitlig och subjektiv, och leder således ofta till tillbakavisade gjutprodukter.

Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett sätt, som undviker ovanstående nackdelar och möjliggör en mer korrekt mätning av kompakttillståndet hos en styv massa som skall gjutas. Detta mål uppnås med hjälp av ett sätt enligt uppfinningen, vilket kännetecknas av att - provet komprimeras i två motsatta riktningar med en konstant kraft, - provet utsätts för skjuvande bearbetning under konstant komprimering mellan två lutande plattor, vilka sträcker sig parallellt med varandra och ändrar postition genom rotation, och - volymen av provet mäts vid början av bearbetningen och efter vissa komprimeringsimpulser.

Uppfinningen baseras på att bestämningen av kompakt- tillståndet hos en betongmassa utförs med en maskin under noggranna och enhetliga betingelser, vilka är reproducerbara för olika prov, varvid den erhållna informationen om kompakt- tillståndet alltid är tillförlitlig. Finska patent- specifikationen 64 073 beskriver ett sätt att effektivt bear- beta styva betongmassor, nämligen en så kallad skjuvnings- bearbetningsmetod. vid denna mätning, kan de olika parametrarna, såsom vikten av provet och trycket utövat på provet, hållas konstant så att endast provets komposition varieras. Vid tillverkning av betongstycken, utförs en testserie med en speciell gjutningsmaskin för bestämning av kompakttillståndet mätt från provet, dvs. densítetsföränd- ringentoch vidare för bestämning av hållfastheten ay de färdiga gjutprodukterna, vilket på detta sätt ger en övre och en lägre gräns för massans kompakttillstånd. Dessa gränser är specifika för denna speciella qjutmaskín och inom dessa gränser är det lätt att därefter gjuta dessa betongmassor till önskade produkter.

Tack vare sättet enligt föreliggande uppfinning är det möjligt 455 889 i - att omedelbart justera kompositionen av betongmassan, som skall tillverkas, i betongblandaren med utgångspunkt från kompakttillståndet bestäms från ett prov, så att densiteten och den färska hållfastheten av gjutprodukten blir så som önskas. Pâ detta sätt är det möjligt att undvika tíllbakavisande av färdiga produkter såväl som bortkastat arbete förknippat därmed. Kompakttillståndet hos en styv betongmassa kan undersökas så noggrannt som tidigare endast har varit möjligt med plastiska massor. Följaktligen är metoden enligt föreliggande uppfinning lämpad för kontroll vid tillverkning av betongprodukter.

En kompakttillståndsmätning enligt föreliggande uppfinning ger korrekta uppgifter med avseende på densitetsökningen av provet taget från massan medan massan komprimeras på ett exakt, förutbestämt sätt. Provets densitet kan bestämmas kontinuerligt under testen genom konventionella beräkningar genom att provet vägs och volymen av massprovet observeras kontinuerligt i testapparaten. Både den slutliga densiteten av teststycket och densitetsförändringarna vid de initiala stadierna av testet, är signifikanta för kompakttillståndet.

För att uppskatta kvaliteten av betongen som skall gjutas, är det särskilt viktigt att veta hur stadig betongen kommer att bli efter det att våtgöringsprocessen har avslutats. I praktiken kontrolleras betongkvaliten med hjälp av hållfast- hetstestande delar och prov utskurna ur den färdiga produkten.

Bildande av hållfasthetstestande delar från styv betongmassa är svårt och opålitligt p.g.a. att det är svårt att erhålla komprimerade prov med de för närvarande använda testmetoderna.

Vibration resulterar i vissa fall inte i någon komprimering alls. Att skära ut ett prov från en färdig produkt förstör ofta en dyr, användbar produkt.

Föreliggande metod möjliggör bildande av komprimerade testdelar av enhetlig kvalitet, så att även kompakttillståndet hos styva massor kan undersökas. Föreliggande uppfinning . 455 889 garanterar att komprimeringen av proven till testdelar alltid utförs av en maskin under noggranna, enhetliga betingelser och att hållfasthetsmätresultaten är jämförbara mellan olika laboratorier både med färsk betong och efter att betongen har härdnat.

Uppfinningen avser också en apparat för utförande av det beskrivna sättet, vilken apparat kännetecknas av att den innefattar en komprimeringsanordning innehållande två komprimeringsplattor, vilkas ytor sträcker sig parallellt med varandra och vilka är roterbara runt en rotationsaxel som är placerad lutande med avseende på komprimeringsplattornas ytor för att styra en skjuvningskomprimering på provet som är inrymt i nämnda behållare, från två motsatta riktningar, och organ för att pressa den ena av komprimeringsplattorna mot den andra komprimeringsplattan.

Skjuvningskomprimeringen, som skall utföras på provet, kan kontrolleras extremt noga i denna apparat, så att alla mätresultat som erhållits från proven är jämförbara med varandra under enhetliga mätningsbetingelser.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare nedan i anslutning till de bifogade ritningarna, i vilka fig. 1 är en detaljerad frontvy av konstruktionen av en apparat enligt uppfinningen i ett påfyllningsläge, fig. 2 och 3 är sektionsvyer av apparaten längs linjerna II-II resp. III-III i fig. 1. s fig. 4 är en förstorad axiell sektion av apparatehs komprimeringsbehållare och komprimeringskolvar i operativt läge, fig. 5 visar olika operationsstadier av metoden enligt uppfinningen, och 455 saa fig. 6 är ett exempel på en kompakttillstândsmätning av en betongmassa utförd med hjälp av apparaten.

Den i fig. 1-4 illustrerade apparaten visar en vertikal komprimeringscylinder eller behållare 2 fastsatt på en ram 1 och en undre komprimeringskolv 3, som är fastsatt på en roterbar vertikal axel 4 och som försluter den lägre änden av cylindern. En vertikal axel 6 är roterbart monterad på en vagn 5, som är glidbart monterad i vertikalled på ramen ovanför komprimeringscylindern. En övre komprimeringskolv 7 är fastsatt på nämnda axel 6 för att försluta den övre änden av komprimeringscylindern. Den vertikala axeln 6 är fastsatt på en kolvstång av en hydraulcylinder 8 monterad på ramen, med hjälp av vilken kolvstång vagnen och kolven är vertikalt förskjutbara.

Vid ramens botten uppbärs en växellåda 9, som med hjälp av en mellanliggande axel 10 och överföringshjul 11 är ansluten till den vertikala axeln 4 av den lägre komprimeringskolven och den vertikala axeln 6 av den övre komprimeringskolven, så att de vertikala axlarna roterar med samma hastighet. Växellådan roteras av en elektrisk motor 12.

Varje komprimeringskolv bildar en rund platta 13 resp. 14, som är placerad lutande i förhållande till den vertikala axeln.

Båda kolvarna är monterade på sådant sätt på axlarna att plattorna 13 och 14 är placerade parallellt med varandra, som framgår ur fig. 1-2.

Apparaten innefattar vidare en mätpanel 15, som är försedd med t.ex. visare 16-18 för hydraulcylinderns 8 tryck, antalet varv av komprimeringskolvarna och förskjutningen av vagnen. En mätskala 19 är fäst vid sidan av ramen för att direkt indikera vagnens vertikala läge.

Fig. 5 visar ett sätt att mäta som utförs med apparaten. ru 455 889 Ett prov 20 med en förutbestämd massa m tas från betongmassan.

Provet hälls i komprimeringscylindern 2, som har en tvärsektionsarea F, och den övre komprimeringskolven 7 sänks ned mot provet. Kolven pressas mot provet med en konstant kraft P med hjälp av hydraulcylindern. Därefter roteras kolvarna med hjälp av den elektriska motorn, varvid plattorna 13, 14 därav, vilka är monterade i lutande läge, styr en skjuvningskomprimerings-effekt på provet. Såsom ett resultat därav, komprimeras provet, efter att kolvarna har roterat ett förutbestämt antal varv n, över ett avstånd S, som kan avläsas också från mätskalan 19, varvid provets volym ändras till ett värde Vt. Det komprimerade provet kan avlägsnas såsom ett cylindriskt teststycke 22 från vilket hållfasthetsegenskaperna hos betongmassan beräknas efter härdning.

Den elektriska motorn styrs av ett valfritt program så att den stannar vid förutbestämda intervall för att avläsa antalet varv n och motsvarande nedsänkning S. Alternativt kan den elektriska motorn roteras kontinuerligt, varvid antalet varv av kolvarna och nedsänkningen kontinuerligt överförs till minnet av en bearbetningsenhet 23 så provets kompakttillstånd illustreras genom en registreringsapparat 21.

Kompakttillståndet hos provet kan illustreras grafiskt, t.ex. provets densitetsvärde såsom en funktion av kolvarnas varvantal, dvs. såsom en funktion av komprimeringsimpulserna.

Fig. 6 visar ett exempel på ett sätt att kontrollera kompakttillståndet hos betong. Kurvan A i figuren visar förändringen av densiteten av ett prov taget från betongmassan medan komprimeringen fortgår och provet utsätts för skjuvningskomprimering genom den tidigare beskrivna apparaten under påverkan av ett konstant komprimeringstryck P = 1,5'bar.

Vatten/cementförhâllandet, v/c, av betongmassan representerad av kurvan A, var 0,328.

Kurvan B visar på motsvarande sätt resultaten av ett test utfört med samma betongmassa, varvid vatten/cementförhållandet var 0,361. I andra hänseenden var massan identisk i dessa två 455 889 tester.

Vid detta exempel genomförde gjutningsmaskinen gjutnings- processen med dessa två betongmassor på framgångsrikt sätt.

Erfarenheten talar för att betonggjutningen också kommer att lyckas med andra typer av betongmassor, förutsatt att deras komprimeringsegenskaper ligger inom kurvorna A och B när mätningen enligt uppfinningen utförs.

Tack vare sättet enligt uppfinningen är det möjligt att snabbt, dvs. på några tiondelar av en sekund, mäta kompakttillståndet hos en betongmassa som tillverkas, vilket således ger pålitlig information med avseende på användbarheten av betongmassan för gjutningsarbete i varje speciellt fall med hjälp av en speciell gjutningsmaskin.

Ritningarna och beskrivningen i samband härmed är endast avsedda att illustrera uppfinningsiden. Sättet och apparaten enligt uppfinningen kan variera inom ramarna för innehållet i kraven. Uppfinningen är också lämplig för mätning av egenskaperna av andra massor liknande färsk betong, såsom t.ex. vid tillverkning av tegelstenar, och för mätning av vissa geodetiska egenskaper av jord. (a)

Claims (9)

V» 455 889 9 PATENTKRAV

1. Sätt att mäta egenskaperna, särskilt kompakttillståndet, hos styva massor som skall gjutas, t.ex. en färsk betongmassa, i vilket - ett prov (20) med förutbestämd vikt tas från massan. - provet utsätts för en komprimeringseffekt, och ~ storleken av provets komprimering (S) och det härför använda arbetet bestäms, k ä n n e t e c k n a t av att - provet (20) komprimeras i två motriktade riktningar med en konstant kraft (P), - provet utsätts för skjuvningsbearbetning under konstant komprimering mellan två lutande plattor (13, 14), vilka sträcker sig parallellt med varandra och ändrar sin position genom rotation, och ~ volymen (V och Vt) av provet mäts i början av komprimeringen och efter vissa komprimeringsimpulser (nh

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att provet (20) vägs och mäts efter komprimeringen för bestämning av densiteten.

3. - Sätt enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att provets (20) volym (Vt) respektive densitet mäts såsom en funktion av ett förutbestämt komprimeringsarbete, t.ex. rotationsrörelsen (n) av nämnda lutande plattor (13, 14).

4. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att hållfastheten av ett teststycke (22), som är bildat av det komprimerade provet (ZOL bestäms efter härdning av teststycket (22). . *

5. Apparat för mätning av egenskaperna, särskilt kompakt- tillståndet, hos en styv massa som skall gjutas, t.ex. en färsk betongmassa, vilken apparat innefattar - en behållare (2) för ett betongprov (20) med en förutbestämd vikt (m), 45.75 889 I 10 - organ (8) för komprimering av provet, och - organ (19) för mätning av provets komprimering, k ä n n e t e c k n a d av att apparaten innefattar en komprimeringsanordning innehållande två komprimeringsplattor (13, 14), vilkas ytor sträcker sig parallellt och vilka är roterbara runt en rotationsaxel (4, 6), som är placerad lutande i förhållande till komprimeringsplattornas ytor, för att rikta en skjuvningskomprimering på provet (20), som är inrymt i nämnda behållare (2), från två motsatta riktningar, och organ (6, 8) för att pressa den ena av komprimerings- plattorna mot den andra komprimeringsplattan.

6. Apparat enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att komprimeringsplattorna (13, 14) är bildade av kolvar (3, 7) som sträcker sig in i en cylindrisk behållare (2) från motsatta sidor, vilka kolvar är monterade på koaxiellt roterande axlar (4, 6) på sådant sätt att komprimerings- plattorna är placerade lutande i förhållande till de roterande axlarna.

7. Apparat enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att den roterande axeln (6) av en (7) av kolvarna är axiellt förskjutbar med hjälp av en anordning.(8) som aktiveras av ett tryck-medium för att pressa komprimeringsplattan (14) mot det i behållaren (2) placerade provet (20).

8. Apparat enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att apparaten är försedd med ett instrument (19) som indikerar den axiella rörelsen av den roterande axeln (6).

9. Apparat enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av_att apparaten är försedd med ett instrument (17) som indikerar antalet varv (n) av roteringsaxeln (6L 'få fl