Durch Änderung des Meßprofils können auch Förderstörungen unter Tage simuliert werden. Das Viskomatmoment wird dann für eine Zeitspanne auf Null gesetzt und anschließend wieder auf den alten Wert hochgefahren.
Frau Dipl. Ing. Mona Woitkowitz, AZBUT, Ennigerloh p+q@azag.de
Die Anneliese Baustoffe für Umwelt und Tiefbau GmbH (AZBUT) vertreibt Spezialbaustoffe für den Berg- und Tiefbaubereich. Um den Kundenanforderungen gerecht zu werden, ist eine effektive Produktentwicklung im Labor notwendig, bei der die wesentlichen Baustoffeigenschaften praxisgerecht abgebildet werden sollten. Bei Baustoffen, die in fließfähiger Konsistenz verarbeitet werden, war die Fließrinne lange Zeit das Meßgerät der Wahl. Hoher Materialaufwand, Meßungenauigkeiten, umständliches Handling und das Erhalten von nur einem Meßwert pro Messung führte zur Suche nach alternativen Meßverfahren. Mit der Einführung des Viskomat PC ist es möglich, rheologische Parameter unter dem Einfluß verschiedener Temperaturen über einen längeren Zeitraum aufzunehmen.
Im Bergbaubereich werden z.T. hohe Anforderungen an die rheologischen Eigenschaften von Baustoffen gestellt. In vielen Fällen wird der Baustoff über Tage zur fließfähigen Suspension aufbereitet und zur Schachtleitung gepumpt. Im Schacht geht es bis zu 1100 m nach unter Tage und anschließend über Entfernungen bis zu 5 km söhlig zum jeweiligen Verarbeitungsort. Hierbei ist der Baustoff 40-60 min bei 30-35 °C unterwegs. Mit Hilfe des Viskomat PC kann die Konsistenz im Labor über diesen Zeitraum bei 30 °C beobachtet werden. Ein frühzeitiges Ansteifen, welches unter Tage die Leitung verstopfen würde, kann somit erkannt und behoben werden (siehe Abbildung).
Durch
Änderung des Meßprofils können auch Förderstörungen
unter Tage simuliert werden. Das Viskomatmoment wird dann für
eine Zeitspanne auf Null gesetzt und anschließend wieder auf
den alten Wert hochgefahren.
Auch im Bereich des Spezialtiefbaus z.B. für Hohlraumverfüllungen, Unterpressungen, Verpressungen, Relining etc. werden Baustoffe entwickelt, die verschiedenen rheologischen Anforderungen entsprechen müssen. Mit Hilfe des Viskomat PC können Aussagen über den Einfluß von Zusatzmitteln wie Verflüssiger, Verzögerer, Beschleuniger... auf die Verarbeitungsdauer eines Produktes getroffen werden. Auch die Simulation von Temperaturschwankungen, z.B. von Winter auf Sommer, auf der Baustelle im Labor ist möglich. Somit sind spezifische, praxisrelevante Aspekte besser abbildbar als mit konventionellen Methoden.
Prof. Dr. Ing.habil. R. Vogel, Institut für Schüttguttechnik, Weimar. rv.labor@t-online.de
Die bislang bekannt gewordenen Mörtel-, insbesondere Putzmörteluntersuchungen machen deutlich, daß konventionelle Scherzellen zur rheologischen Identifikation von Putzmörtel in nur unbefriedigendem Maße geeignet sind. Dieser Sachverhalt ist die Folge der besonderen physikalischen Eigenschaften des Untersuchungsgegenstandes, die eher mit denen von Schüttgütern mit fluidbenetzten Partikeln als mit denen von Fluiden mit Feststoffbeladung vergleichbar sind.
Zur Erfassung verarbeitungstechnisch relevanter Eigenschaften von Putzmörtel wird eine Scherzelle verwendet, die einerseits aus einem Teller, anderseits aus einem in Segmente unterteilten Ringraum besteht. Um die Einflüsse der Mörtelaufbereitung ausreichend zu reflektieren, kann die Probenvorbereitung nicht willkürlich geschehen. Sie muß die entscheidenden technologischen Abläufe widerspiegeln. Als normierungsfähige Variante der Probenvorbereitung und letztlich der Schertellerbelegung wird u.a. die Bestimmung des bekannten Ausbreitmaßes mit dem Hägermanntisch verwendet. In den so vorbereiteten Mörtelkuchen taucht der Scherring ein und vollzieht eine vorprogrammierte Scherung des Mörtels. Die Drehbewegung des Scherringes beträgt teilweise nur Bruchteile eines Winkelgrades und endet bereits vor Erreichen einer halben Umdrehung.
Die Eignung des Untersuchungsverfahrens und der speziellen Zellenkonstruktion wurde mit handelsüblichen Putzmörteln getestet. U.a. wurden in Abhängigkeit vom Wasser/Trockenmörtel-Verhältnis neben dem Ausbreitmaß die elastischen, elastoviskosen und viskosen Scheranteile der jeweiligen Mörtel bestimmt, ebenso wie der Torsionsmodul, die primäre Fließspannung, die Bruchspannung und die sekundäre Fließspannung.
Aus den umfangreichen Versuchsergebnissen ist zu erkennen, daß Unterschiede bei vergleichbaren Daten bis zu Zehnerpotenzen vorliegen, die auf die zweifelsohne verschiedene stoffliche Zusammensetzung der untersuchten Mörtel zurückzuführen sind. Während die Fließspannungen ebenso wie die Bruchspannung konkreten Arbeitsschritten des Putzprozesses zugeordnet werden können, ist die technologische Wichtung der anderen Meßwerte noch zu klären. Hier stehen weitere Versuche an der Wand parallel zu den rheologischen Messungen noch aus. Es bliebe zu wünschen, daß sich hierfür und für gezielte stoffliche Untersuchungen kompetente Industriepartner finden.
Prof. Teubert, Bauberatung Aufhausen, Prof. Schnell FH Regensburg
Prof. Manfred Schnell, FH Regensburg, manfred.schnell@bau.fh-regensburg.de
Diplomanden des Fachbereichs Bauingenieurwesen an der FH Regensburg untersuchten 35 süddeutsche Sande, die als Estrichzuschläge verwendet werden, hinsichtlich Wasseranspruch, Frischmörtelverhalten und Prismenkennwerte. Sämtliche Mörtel wurden dabei auf Konsistenz entsprechend den Vorstellungen der Estrichleger angemischt („kleines“ Ausbreitmaß nach DIN 18555, T. 2;a = 12,8.....13,4 cm).
Hierbei ergaben sich markante Unterschiede hinsichtlich Frischmörteldichte, Luftporengehalt, WZ-Wert, Schwindmaß und Trocknungsverhalten. Mit den Körnungsziffern der gewählten Sande zwischen 2,19 und 3,59 (!) wurde eine praxisgerechte Konsistenz mit WZ-Werten zwischen 0,57 und 0,93 (!) erzielt. Entsprechend weit war auch die Streuung der Schwindmaße, gemessen nach Graf-Kauffmann (0,52 bis 1,05 mm/m) und der Druckfestigkeiten, gemessen an Prismen (20 bis 57 N/mm²).
Während die Schwankung der Festigkeiten erwartungsgemäß gut mit den unterschiedlichen WZ-Werten korrelierte, war die Abhängigkeit des Wasserbedarfs von der Körnungsziffer uneinheitlich. Als zusätzliche Parameter treten hier die ebenfalls betrachtete Kornform und der Kalkgehalt der Zuschläge in Erscheinung, wobei die bisherigen Versuche nur mit einer Zementqualität durchgeführt wurden.
Zusammengefaßt erscheinen vor allem Flußsande aus den Gebieten des Inn, der Isar und des Lechs als besonders geeignet für die Estrichherstellung, Zuschläge aus dem Bereich der mittel- und nordbayerischen Flüsse stellen sich nur als mäßig geeignet dar. Eine Mittelstellung nehmen Donau- und Neckarsande ein. Gruben- und Brechsande zeigen uneinheitliches Verhalten mit der günstigeren (gerundeten) Kornform der Zuschläge aus dem südlichen Moränengebiet.
Die Verarbeiter können die Qualität ihrer Estriche der vorgestellten Untersuchung zufolge durch geschickte und gewissenhafte Auswahl der Sande beeinflussen - und zwar deutlicher und kostengünstiger als durch Verwendung von Zusatzmitteln.
Dipl.Ing. A. Föhr, FH Trier, ibu
Hochfester Beton und Betonrheometer BT2
Kurzfassung steht noch aus !
Dipl. Ing. Markus Pfeuffer, Universität Innsbruck, (Pfeuffer@uibk.ac.at)
Der Rückprall von Spritzbeton wird durch verfahrenstechnische und betontechnologische Faktoren beeinflußt. Dabei ist die Spritzbetonkonsistenz an der Auftragsfläche, die durch den Kornaufbau des Fein- und Grobzuschlags sowie durch Menge und Fließfähigkeit des Zementleims beeinflußt wird, eines der entscheidensten Kriterien.
Im Vordergrund der durchgeführten Untersuchungen standen die Wirkung unterschiedlicher W/Z-Werte sowie verflüssigender, verdickender und klebender Zusatzmittel bzw. Zusatzstoffe auf die Fließfähigkeit von Fein- oder Feinstmörtelmischungen, d. h. Mörtel mit einem Sandanteil bis 0,5 mm Korndurchmesser.
Mit Hilfe des Viskomaten NT der Firma Schleibinger Geräte wurden anhand eines speziell eingestellten Meßprofiles die rheologischen Kenndaten (relative Fließgrenze und relative plastische Viskosität) von Mörteln mit obigen Einflußfaktoren ermittelt. Der Geschwindigkeitsbereich bewegte sich dabei zwischen 0 und 120 Umdrehungen pro Minute. Verwendet wurde ein Mörtelpaddel. Infolge mehrfacher und erfolgreicher Untersuchungen konnte am Institut für Baustofflehre und Materialprüfung der Universität Innsbruck eine Korrelation zwischen den genannten rheologischen Eigenschaften und dem Rückprall - ermittelt durch Betonspritzversuche im Labor - festgestellt werden.
Diese Erkenntnis ermöglicht eine einfache schnelle Beurteilung der Wirkung einzelner Zusatzmittel bzw. Zusatzstoffe hinsichtlich ihrer Rückprallminimierung im Labor, bevor diese im Spritzversuch (Versuchsstand oder Baustelle) eingesetzt werden.
Dipl. Ing. D. Niehoff, th-beton & Co. KG Dorndorf-Steudnitz, dz-Niehoff@t-online.de
Die in der Zement-, Mörtel- und Betonindustrie zur Zeit angewendeten Prüfverfahren zur stofflichen Parameteridentifikation tragen zum überwiegenden Teil beschreibenden Charakter. Damit ist oftmals eine praxisnahe Interpretation der gewonnenen Ergebnisse nur mit Vorbehalt möglich. Um bereits während des Anmischens von Zement, Zuschlagstoff und Zusatzmittel mit Wasser reproduzierbare Daten zum Verarbeitungsverhalten und Wasseranspruch der genannten Baustoffe zu erhalten, wurde das im Vortrag vorgestellte Prüfgerät entwickelt.
Zielstellung war, ein Gerät zu bauen, welches zwei völlig unterschiedliche Eigenschaften in sich vereint.
Es sollte intensiv mischen und gleichzeitig Informationen über die Verarbeitungszustände im Mischgut liefern. Die Rheologie schied von vornherein aus, da man in einer laminaren, geschichteten Strömung die beim Mischen entstehenden Wirbel nicht gebrauchen konnte. So wurde ein Mörtelmischer mit sehr guter Mischwirkung umgebaut. Zur Ermittlung des Mischwiderstandes wurde ein Meßglied so plaziert, daß die Mischkraft als Auflagerreaktion abgegriffen werden kann.
Die Entwicklung des Gerätes erfolgte in Magdeburg bei der Firma Zabel und nahm über zwei Jahre in Anspruch.
Der Konsistenzmischer dient der Einstellung beliebiger Verarbeitbarkeiten von Baustoffgemischen mit Bestandteilen von 0 – 2 mm Größtkorn. Der Meßbereich geht von plastischen bis hin zu extrem fließfähigen Konsistenzen. Die Einstellung einer gewüschten Verarbeitbarkeit während des Mischprozesses kann dabei über die Zugabe von Verflüssigern (oder Wasser) oder über eine „Verdickung“ mittels Feststoffzugabe erfolgen.
Wie es durchgeführt wird, hängt von der jeweiligen Meßaufgabe ab.
Da bei der Prüfung der Zemente nach EN 196 der Wasseranspruch unberücksichtigt bleibt (w/z = konst. = 0,5), wird in jede Probe ein sich ständig verändernder Porenraum impliziert. Die so gewonnene Zementdruckfestigkeit widerspiegelt kaum die wahre Leistungsfähigkeit der Zemente.
Vielmehr muß Wert auf eine konstante Einbaukonsistenz gelegt werden, welche beim Anmischen der Probe einzustellen ist. Die dann zu ermittelnde Druckfestigkeit ist das Ergebnis des Zusammenwirkens von Wasseranspruch, Porenraum und Festigkeitspotential.
Der bisher begangene Weg der Beurteilung von Sanden nach ihrem k-Wert, abschlämmbaren Bestandteilen u.s.w. ist recht unübersichtlich und subjektiv zu werten. Es war nicht möglich, den Wasseranspruch von Sand mit seinem Einfluß auf w/z-Wert und Verarbeitbarkeit im Beton genau zu quantifizieren.
Ein am Mischer entwickeltes Prüfverfahren läßt nunmehr eine Beschreibung der Sande diesbezüglich zu. Dabei werden bestimmte Zielwerte durch Wasserzugabe eingestellt, welche dann in Wasseranspruchszahlen umgerechnet werden. Es konnten so erhebliche Unterschiede zur k-Wert-Betrachtung gefunden werden.
Mit dem Konsistenzmischer steht uns heute ein vielseitig einsetzbares Werkzeug zur Untersuchung unterschiedlichster, die Verarbeitbarkeit von Beton, Estrich, Putzen, Mörteln u.ä. beeinflussender Materialien, zur Verfügung.
Es lassen sich hervorragend die Wirksamkeiten von verflüssigenden Zusatzmitteln darstellen bzw. vergleichen.
Die dabei zur Anwendung kommenden Prüfverfahren sind exakt auf das zu untersuchende Material abstimmbar und von sehr hoher Praxisrelevanz gekennzeichnet.
Veranstalter
FH Regensburg Prof. Schnell FB Bauingenieurwesen Prüfeninger Straße 58 93049 Regensburg Fax: 0941 943 14 22 Tel: 0941 943 - 12 00 oder -12 06 (Prof. Schnell) E-Mail an Prof. Schnell
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