Baustellenfilterpresse
Hintergrund
Das Pumpen von Beton ist aus bauverfahrenstechnischen und bauablauftechnischen Gründen die wirtschaftlichste Möglichkeit, um eine große Betonmenge in angemessener Zeit und Qualität fördern zu können. Trotz langjähriger Erfahrungen mit dem Pumpen von Beton, ist die Pumptechnik auch heute noch mit zahlreichen Risiken verbunden, insbesondere wenn „moderne“ Betone in sehr weicher oder fließfähiger Konsistenz zuverlässig und schnell gefördert werden sollen. Bei unzureichender Pumpstabilität eines Betons kann der Druck, insbesondere auf langen Pumpwegen oder im Bereich von Krümmern zur Entmischung in der Förderleitung führen. Steigt der Grad der Entmischung zwischen Bindemittelleim und Gesteinskörnung unverhältnismäßig hoch an, kann dies zu einer Verzahnung der groben Gesteinspartikel und damit zu einer vollständigen Blockade der Förderleitung führen. Die Pumpstabilität kann daher in betontechnologischer Hinsicht als Schlüssel für einen effektiven Pumpprozess angesehen werden. Allerdings existiert derzeit kein praxistaugliches Prüfverfahren, das eine zuverlässige Aussage über die Pumpstabilität von Beton liefert. Ausgehend von den unerlässlich hohen Drücken, die mit steigenden Bauwerkshöhen, Leitungslängen oder Förderleistungen einhergehen, sowie der stetigen Weiterentwicklung der Betontechnologie, ist es daher notwendig, geeignete Labor- und baustellentaugliche Prüfverfahren anzuwenden, welche in ausreichendem Maß in der Lage sind, die Eignung eines Betons hinsichtlich seiner Pumpstabilität zu erfassen
Messgerät
Die Baustellen-Filterpresse besteht aus einem zylindrischen Gefäß, in dem die Frischbetonprobe eingefüllt wird und einem hydraulischen Druckkolben, der die aufzubringende Kraft über einen Druckstempel gleichmäßig auf die Betonprobe überträgt. Mit der am IfB in einem vom DBV geförderten Forschungsvorhaben entwickelten Hochdruck-Filterpresse wird das Entwässerungsverhalten von zementösen Baustoffen unter hohem Druck untersucht.
Druckkraft wird von Hand über eine Handpumpe aufgebracht und von einem hydraulischen Druckkolben auf den Druckstempel übertragen. Der aufgebachte Druck beträgt bis zu 70 bar.
Die Hochdruck-Filterpresse ist sowohl für das Labor als auch für die oftmals schwierigeren Baustellenbedingungen geeignet.
Messprinzip
Das ausgepresste Filtratwasser wird im Zeitverlauf aufgezeichnet. Aus der Filtratwassermenge-Zeit-Kurve werden Kenngrößen zum Entwässerungsverhalten abgeleitet.
Das Entwässerungsverhalten von zementösen Baustoffen unter hohem Druck liefert Aufschluss über das Verhalten von Beton während des Pumpprozesses beim Einbau.
Rotationsprobenteiler
Mit dem Rotationsprobenteiler Haver RPT 1:8 des Herstellers Haver-Boecker werden feine und gemischtkörnige Korngemische in vergleichbare Teilproben unterteilt. Hierdurch wird eine hohe Übereinstimmung der Korngrößenverteilung in Korngemischen zur Herstellung von Mörteln für weitergehend Untersuchung gewährleistet.
- Abmessungen: 609 x 383 x 660 mm³ (L x B x H)
- Gewicht: ca. 30 kg
- Maximale Probenmenge: 4.000 ml Schüttvolumen (8 x 500 ml)
- Maximale Partikelgröße: 10 mm
- Netzspannung: 230 Volt oder 110 Volt mit Transformator Frequenz: 50-60 Hz
Siebtechnik
Siebmaschine der Firma Haver-Boecker
- Siebdurchmesser: 400 mm
- Sieböffnungen: 150 µm bis 32 mm
- ...
- ...
- ...
Sedimentationsprüfstand
- ...
- ...
- ...
- ...
- ...
Großprüfstand für Verfüllversuche
Der Großprüfstand für Verfüllversuche ist eine Eigenkosntruktion des Instituts für Baustoff
Komponenten
Kipprahmen: Hergestellt durch die Firma Metallbau Brandt
- Transparente Prüfschalung: Harsco Infrastructure, WiKu KG
- Mischeinheiten: UEZ Mischtechnik Gmbh
- Pumpeinheit: Knauf PFT
Abmessungen
- Höhe gesamt: 4,9 m
- Höhe der Prüfschalung: 3,75 m
- Breite: 3,3 m
- Spaltbreite: 5 cm bis 20 cm
- Gesamtgewicht: bis 9,5 t
- Einfüllstutzen: DN 50 bis DN 150
Messtechnik
Absolutdrucksensoren (12 Kanäle)
- Pumpe
- Pumpenleitungen
- Prüfschalung
- Temperatursensoren (16 Kanäle)
- Pumpe
- Schalung
- Luft
- Schalungsankerkräfte (6 Kanäle)
Verwendung
- Simulation von offshoretypische Verfüllvorgängen bei Grouted Joints
- Allgemeine Verfüllversuche von Betonen
Rheometer Haake Mars 60
©
IfB
Mit dem Rheometer Haake MARS 60 von ThermoFisher werden rheologische Untersuchungen an Zementsuspensionen und Mörteln, sowie äquivalenten Modellfluiden durchgeführt. Das Rheometer ist ein Searle-System, das heisst die Probe ist statisch und die Messeinheit rotiert darin.
Gerätedaten
- Min. Drehmoment bei Rotation (CS/CR): 0,01 µNm
- Min. Drehmoment bei Oszillation: 0,002 µNm
- Max. Drehmoment: 200 mNm
- Drehmomentsauflösung: 0,1 nNm
- Winkelauflösung: 12 nrad
- Min. Frequenzbereich bei Oszillation: 10-6 Hz
- Max. Frequenzbereich bei Oszillation: 100 Hz
- Min. Normalkraft: 0.01 N
- Max. Normalkraft: 50 N
- Min. Drehzahl (CS): 10-7 rpm
- Min Drehzahl (CR): 10-8 rpm
- Max. Drehzahl: 4500
Gerätedaten des Haake MARS 60 (CS = Spannungsgesteuert; CR = Rotationsgesteuert)
Baustoffzelle
Mit der Baustoffzelle lassen sich Zementsuspensionen und Mörtel präzise analysieren und rheologische Parameter ableiten. Die Baustoffzelle ist im Inneren mit Lamellen ausgestattet, um ein Wandgleiten zu verhindern. Die dazugehörigen Messpaddel sind so konstruiert, dass der Sedimentation, dem Wandgleiten und dem Bluten entgegengewirkt wird. In Kombination mit dem Field-ESA-Messgerät der Fa. PA Partikel-Analytik-Messgeräte können Zetapotentialmessungen sowie pH-Wert-Bestimmungen der Probe während der Rheometermessung vorgenommen werden. Ergänzt durch eine Titrationseinheit der Fa. PA Partikel-Analytik-Messgeräte können automatisiert definierte Lösungen in die Messzelle während der Messung hinzugegeben werden.
Platte-Platt und Kegel-Platte
Suspensionen mit geringeren Partikelgrößen können bei kleinerem Scherspalt mittels Platte-Platte- oder Kegel-Platte-System untersucht werden.
Viskomat NT
Viskomat NT
Das Rheometer Viskomat NT von der Fa. Schleibinger Geräte Teubert und Greim GmbH ermöglicht rheologische Messungen an Zementsuspensionen und Mörteln, sowie vergleichbaren Baustoffen wie Putzen, mineralischen Klebern oder Versatzstoffen bis zu einem Größtkorn von 2 mm. Das Rheometer ist vom Typ Couette, so dass die Probe mit dem Probenbehälter rotiert während das Messpaddel statisch bleibt. Während einer rheologischen Messung wird meist die Rotationsgeschwindigkeit des Probenbehälters gesteuert. Gemessen wird dabei das auf das Messpaddel übertragene Drehmoment. Diese beiden Größen dienen zur Abbildung von Fließkurven, die zur Auswertung und damit zur Bestimmung von rheologischen Kenngrößen herangezogen werden.
Am Institut für Baustoffe (IfB) gibt es aktuell zwei umfangreich ausgestattete Rheometer des Modells Viskomat NT. Dazu zählen unter anderem Umlaufkühler und Temperiertopf, die eine temperierte Messung ermöglichen, sowie zahlreiche Paddelgeometrien (Mörtelpaddel, Leimpaddel, modifiziertes Leimpaddel, Kugel-Mess-System) sowie die Korbzelle nach Prof. Vogel.
Viskomat XL
Viskomat XL
Mit dem Viskomat XL der Fa. Schleibinger Geräte Teubert und Greim GmbH verfügt das Institut für Baustoffe (IfB) über ein Rheometer für rheologische Messungen an Mörtel und Frischbeton bis zu einem Größtkorn von 8 mm. Beim Viskomat Xl handelt es sich wie beim Viskomat NT, um ein Rheometer vom Typ Couette, bei dem die Probe mit dem Probenbehälter rotiert, während das Messpaddel statisch ist und durch eine Kraftmessdose das resultierende Drehmoment bestimmt. Neben den rotartorischen Messungen können mit dem Viskomat XL optional auch schubspannungsgesteuerte Messungen und Oszillationsmessungen durchgeführt werden. Die Temperatur kann während der Messung konstant gehalten werden.
Schwindkegel
Schwindkegel
Mit dem Schwindkegel wird das Schwind- und Dehnverhalten von Werkstoffen erfasst. Das Prüfmediums wird in flüssiger Form eingebaut und die Messung kann bereits kurz nach dem Einbau der Probe beginnen. Das Ende der Messung kann je nach Anforderungen variabel festgelegt werden. Die Dehnung des Baustoffes wird berührungslos und extrem genau mittels Laserdistanzmessung erfasst. Die Geometrie des Prüfgutbehälter stellt sicher, dass die Änderung der erfassten Wegstrecke genau der relativen Längenänderung entspricht. Die Wegdaten werden in 1/10 Mikrometer aufgelöst, automatisch digitalisiert und aufgezeichnet.
