METHOD FOR THE DETERMINATION OF THE WATER CONTENT IN FRESH CONCRETE

Abstract: 1. Process for determining the water content of a material, whereby a material specimen is weighed, then heated and vacuum-dried and weighed again, and the water content determined from the weight difference, characterized by the fact that the process can be applied to fresh-concrete specimens with a mass of at least 4000 grams.

Description: Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Wassergehaltes in Frischbeton Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung des Wassergehaltes in Frischbeton, bei dem eine Frischbetonprobe gewogen, danach unter Wärmezufuhr getrocknet, wieder gewogen und dann aus dem Gewichtsverlust der Wassergehalt bestimmt wird. Ausserdem bezieht sich die Erfindung auf eine für die Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung. Die Festigkeit von Beton ist abhängig vom Mischungsverhältnis und kann nach 28 Tagen Abbindezeit durch einen Druckversuch an Probekörpern ermittelt werden. Die Festigkeit wird durch das Verhältnis Wasser/Zement (Wasserzementwert) bestimmt. Zur Erzielung einer bestimmten Festigkeit muss daher dieses Verhältnis genau eingehalten werden, bzw. bei Beton mit besonderen Eigenschaften darf ein bestimmter Wasserzementwert nicht überschritten werden. Der Druckversuch ist nur zum Nachweis der Betongüte, nicht aber zur Überwachung des Betoniervorganges einsetzbar. Zur Frischbetonüberwachung beim Erzeuger oder auf der Baustelle ist die Ermittlung des sogenannten WZ-Wertes (Wasserzement- - wertes) geeignet. Bei Beton B II ist die Prüfung des Wasserzementwertes in einem bestimmten Umfang Vorschrift. Die wichtigste und bisher am meisten angewendete Methode zur Bestimmung dieses Wertes ist das Darr-Verfahren. Bei diesem vorbekannten Verfahren wird eine gewogene, in einem offenen Behälter befindliche Frischbetonprobe z. B. auf einem Gasbrenner möglichst schnell erhitzt und rasch getrocknet. Danach wird der Beton nochmals gewogen und aufgrund des Gewichtsverlustes der WZ-Wert berechnet. Nachteilig an diesem vorbekannten Verfahren ist, dass durch das Rühren, durch Dampfblasenbildung und auch durch Siedeverzüge Stoffverluste eintreten, welche die Feststellung des Gewichtsverlustes erheblich beeinträchtigen können. Weiterhin besteht die Gefahr einer ungenügenden Trocknung, da die Feststellung des Trocknungsendzeitpunktes mit Hilfe einer über die Probe gehaltenen Glasplatte ungenau ist. Eine weitere Fehlerquelle ist darin zu sehen, dass durch ein bereits einsetzendes Abbinden der Betonprobe während des Erhitzens ein Teil des Wassers chemisch gebunden wird und nicht mehr verflüchtigen kann. Schliesslich erfordert das vorbekannte Verfahren ständig die Anwesenheit einer Person, die die Betonprobe umrühren muss. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die Bestimmung des Wassergehaltes bzw. des WZ-Wertes von Frischbeton wesentlich einfacher und exakter erfolgen kann. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Trocknung der Frischbetonprobe unter Vakuum, vorzugsweise bei einem Druck kleiner 100 mbar, vorgenommen wird. Ein wesentlicher Vorteil dieser Massnahme besteht darin, dass in der ersten Phase des Vakuumtrocknungsvorganges trotz hoher Trocknungsgeschwindigkeit (infolge des Absaugens des Wasserdampfes durch die angeschlossene Vakuumpumpe) die Temperatur der Frischbetonprobe unter der Abbindetemperatur gehalten werden kann, da die zur Verdunstung des Wassers notwendige Energie zunächst der Betonprobe in Form von Wärme entzogen wird. Um zu verhindern, dass die Temperatur zu stark absinkt, ist es erforderlich, von aussen Wärme zuzuführen. Erst in der zweiten Phase des Vakuumtrocknungsvorganges nimmt die Betonprobe höhere Temperaturen an, wodurch die Restfeuchte quantitativ ausgetrieben wird. In dieser Phase findet praktisch kein Abbinden mehr statt. Da der Behälter, in dem sich die Frischbetonprobe während des Vakuumtrocknungsvorganges befindet, notwendigerweise geschlossen sein muss, können Stoffverluste nicht mehr auftreten und die Messungen verfälschen. Ein ständiges Umrühren der Probe entfällt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die zurückbleibende Trockenmasse gegenüber der ursprünglichen Trockenmischung unverändert ist, so dass sich durch nachträgliche Untersuchungen (z. B. durch Siebanalysen) die genauen Zusammensetzungen und die Eigenschaften der Einsatzstoffe (z. B. die Menge und die Eigenschaften des eingesetzten Zements, der Mehlkorngehalt des Frischbetons, die Sieblinie der Zuschläge) ermitteln lassen. Infolge der grösseren Prüfgenauigkeit kann dieses Verfahren zur Steuerung und Korrektur des Mischungsverhältnisses bei Lieferbeton und auf der Baustelle dienen. Dadurch kann die Vorhaltung reduziert und neben der Materialeinsparung eine grössere Produktionssicherheit erzielt werden. Die Genauigkeit kann noch erhöht werden, wenn die Frischbetonprobe vorab eingefroren wird, also ein Gefriertrocknungsverfahren angewendet wird. Allerdings erhöht sich dann ebenfalls der Aufwand für die Durchführung des Verfahrens. Eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens umfasst zweckmässigerweise einen beheizbaren Behälter, der vakuumdicht verschliessbar und an eine Vakuumerzeugungseinrichtung anschliessbar ist. Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert werden. In der Figur ist mit 1 eine Heizplatte bezeichnet, auf der sich der Behälter 2 für die Frischbetonprobe befindet. Der Behälter 2 ist mit einem Deckel 3 vakuumdicht verschliessbar. Dazu weisen behälter 2 und Deckel 3 einander angepasste Flansche 4 und 5 auf, zwischen denen sich in geschlossenem Zustand eine Dichtung 6 befindet. Der Deckel 3 ist mit einem AnschlussstUtzen 7 ausgerüstet, an den über die Leitung 8 - vorzugsweise eine flexible Leitung, z. B. ein Kunststoff-Schlauch - die Vakuumpumpe 9 angeschlossen ist. In die Leitung 8 sind noch eine Belüftungsklappe 11 und ein Ventil 12 eingeschaltet. Ausserdem ist ein Vakuummeter 13 an die Leitung 8 angeschlossen. Weiterhin ist der Deckel 3 noch mit einem Schauglas 14 versehen, so da die Probe während des Vakuumtrocknungsvorganges beobachtet werden kann. Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird die Frischbetonprobe, deren Wassergehalt bestimmt werden soll, in den Behälter 2 eingebracht. Die Grösse des Behälters soll so bemessen sein,dass mindestens 4 kg Frischbeton darin eingefüllt werden können, da sonst keine exakte Probenzusammensetzung gewährleistet ist. Danach wird der Behälter 2 mit Hilfe des Deckels 3 verschlossen und die bereits warm gefahrene Vakuumpumpe 9 über den Stutzen 7 und die Leitung 8 durch Öffnen des Ventils 12 an den Innenraum des Behälters 2 angeschlossen. Dadurch wird der Vakuumtrocknungsvorgang eingeleitet. Während dieses Trocknungsvorganges wird dem Behälter 2 mit Hilfe der Heizplatte 1 Wärme zugeführt, so dass ein schnelles Verdunsten des in der Probe enthaltenen Wassers gewährleistet ist. Die Leistung der Heizplatte 1 und das Saugvermögen der Vakuumpumpe 9 sind der Grösse des Behälters 2 bzw. der üblicherweise in diesem Behälter 2 zu trocknenden Frischbetonmenge anzupassen. Die Feststellung des Endes des Trocknungsvorganges kann durc Beobachtung des Druckes im Behälter 2 bei geschlossenem Ventil 12, also vom Behälter 2 abgetrennter Vakuumpumpe 9, festgestellt werden. Ist die Betonprobe noch nicht trocken, wird nach dem Schliessen des Ventils 12 der Druck im Behälter 2 relativ schnell ansteigen. Tritt praktisch kein Druckanstieg mehr ein, ist der Trocknungsvorgang beendet. In diesem Fall wird das Ventil 12 geschlossen und der Behälter 2 mit Hilfe der Klappe 11 belüftet, so dass der Deckel 3 abgenommen werden kann. Zur Feststellung des Gewichtsverlustes sind folgende Werte durch Wägen zu bestimmen: G1: Leergewicht des Behälters 2 G2: Gesamtgewicht der Frischbetonprobe und des Behälters 2 G3: Gesamtgewicht der Trockenmasse und des Behälters 2. Aus diesen Werten lassen sich dann wie beim vorbekannten Darr-Verfahren der Wassergehalt und der WZ-Wert des Frischbetons berechnen Es kann zweckmässig sein, mit der Zufuhr von Wärme zur Frischbetonprobe erst dann zu beginnen, wenn der Druck im Behälter 2 bereits einen bestimmten Wert (z. B. 100 mbar) erreicht hat. Die vor diesem Zeitpunkt bereits verdunstende Wassermenge kühlt dann infolge der notwendigen Verdunstungsenergie die Frischbetonprobe ab, so dass mit Sicherheit erreicht wird, dass die Temperatur der Frischbetonprobe unter der Abbindetemperatur bleibt.

Claims: Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Wassergehaltes in Frischbeton ANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Bestimmung des Wassergehaltes in Frisch beton, bei dem eine Frischbetonprobe gewogen, danach unter Wärmezufuhr getrocknet, wieder gewogen und dann aus dem Gewichtsverlust der Wassergehalt bestimmt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Trocknung der Frischbetonprobe unter Vakuum vorgenommen wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vakuumtrocknung der Frisch betonprobe bei einem Druck kleiner 200 mbar - vorzugsweise kleiner 100 mbar - erfolgt. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mit der Wärmezufuhr zur Frischbetonprobe erst dann begonnen wird, wenn nach dem Beginn der Vakuumtrocknung ein bestimmter Druckwert erreicht worden ist. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Ende der Trocknung durch Beobachtung des Drucks nach einer Abtrennung der Vakuumpumpe festgestellt wird. 5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Frischbetonprobe vor der Vakuumtrocknung eingefroren wird. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein in an sich bekannter Weise beheizbarer, vakuumdicht verschliessbarer und an eine Vakuumerzeugungseinrichtung (9) anschliessbarer Behälter (2) vorgesehen ist. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h f g e k e n n z e i c h n e t , dass der Behälter (2) mit einem Deckel (3) verschliessbar ist und dass der Deckel (3) mit einem Anschlussstutzen (7) für die Vakuumerzeugungs einrichtung (9) ausgerüstet ist. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Anschlussstutzen (7) des Deckels (3) über eine zumindest abschnittsweise flexible Leitung (8) an die Vakuumpumpe (9) angeschlossen ist. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungs ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in die den Behälter (2) mit der Vakuumerzeugungsein richtung (9) verbindende Leitung (8) ein Ventil (12) und eine Belüftungsklappe (11) eingeschaltet sind. 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungs ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass ein den Druck im Behälter (2) anzeigendes Vakuummeter daB ein den Druck im Behälter (2) anzeigendes Vakuummeter (13) vorgesehen ist.

Inventors: FISCHER, WILLI, LAMBERTUS, ECKHARD
Applicants: LAMBERTUS, ECKHARD
Application year: 1981
Main classification: G01N5
IPC codes: G01N33, G01N5