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Messungen im Grenzbereich Messungen im Grenzbereich flüssig - festflüssig - fest

Dipl. Ing. Markus Greim

Dipl. Ing. Oliver Teubert

Schleibinger Geräte, Buchbach,

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VorwortVorwort

Der Vortrag zeigt die Anwendung neuer Prüfgeräte und Techniken an ausgewählten Beispielen.

Die Firma Schleibinger ist kein Baustoffprüfinstitut!

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EinleitungEinleitung

Verformung

Schwerkraft

Innere Kräfte

Zeit

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MessverfahrenMessverfahren

Viskomat NT

Schwindkegel

Schwindrinne

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Viskomat NTViskomat NT

Messung der Erstarrungsverhaltens von Mörtel

Drehzahl : 0,5 / Stunde = 0,083 Upm

Abbruch bei 200 Nmm

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SchwindrinneSchwindrinne

Eine Seite fest, eine Seite beweglich, 1m, 60x40mm, temperiert.

Auflösung besser 1mm

Kompressibles Fließ, gegen Reibung und Klemmen.

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SchwindkegelSchwindkegel

Berührungslose Messung durch Laserstrahl

Auflösung besser 1 mm

Keine Behinderung bei Schwinden oder Dehnen in alle 3 Raumrichtungen

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ZylinderZylinder Eine Änderung d in jede

Dimension x, y und z führt durch die Behinderung der Dehnung zu einer Umlagerung

In Falle einer Flüssigkeit ist h' = 3Dh +h +...;

Wenn fest keine Umlagerung mehr möglich!

Wann ist „fest“ ?

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KegelKegel

Eine Änderung von D in jede Dimension x, y, und z führt zu einer Höhenänderung: h' = D*h+h;

Dies gilt für freies und durch ein Gefäß behindertes Schwinden oder Dehnen

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ZementsteinZementstein Verschiedene Mahlfeinheiten und w/z Werte

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4 Ausgleichsmassen4 Ausgleichsmassen

u. normal

D u. D mit Gips

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Schwinden / WasserabgabeSchwinden / Wasserabgabe

..Frühschwinden..entsteht im noch plastischen Zustand infolge scharfen Austrocknens. Es ist wesentlich größer als das Schwinden des erhärteten Betons. ... Die Größe entspricht der Wasserabgabe in cm3 . (Scholz, Baustoffwissen 1987)

..Wenn das System aus Feststoff und Wasser den Haftkräften keinen Widerstand entgegensetzt, entspricht die Volumenverringerung dem Volumen des entzogenen Wassers. (Riechert, Schubert, Brameshuber, ibausil Weimar, 2000)

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Schwund durch Wasserverlust Schwund durch Wasserverlust (f4quell)(f4quell)

Masse /g DV/% Stunden

1523,6 100 1,00000 0 0 01522,3 99,91 0,99972 - 0,03 0,5 - 284,51520,8 99,82 0,99939 - 0,06 0,85 - 612,96

1520 99,76 0,99921 - 0,08 1,67 - 788,231519,2 99,71 0,99904 - 0,1 2,42 - 963,561518,6 99,67 0,99890 - 0,11 3,09 - 1095,11517,7 99,61 0,99871 - 0,13 4,17 - 1292,471516,6 99,54 0,99847 - 0,15 5,42 - 1533,811515,1 99,44 0,99814 - 0,19 7,42 - 1863,11513,5 99,34 0,99779 - 0,22 9,34 - 2214,58

1512 99,24 0,99746 - 0,25 11,67 - 2544,321506 98,84 0,99613 - 0,39 23,17 - 3865,45

1500,7 98,5 0,99496 - 0,5 34,34 - 5035,381494,8 98,11 0,99366 - 0,63 50,25 - 6340,991492,4 97,95 0,99313 - 0,69 60,59 - 6873,07

Dh / % dh/mm Dh / m

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Schwinden durch MasseverlustSchwinden durch Masseverlust Theoretisches Schwinden durch Masseverlust

unabhängig vom tatsächlichen Schwindverhalten

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Masseverlust f2 mit und ohne Masseverlust f2 mit und ohne AbdeckungAbdeckung

Ohne AbdeckungStunden Masse /g DV/% Stunden

0 1501,5 100 1,00000 0 0 052,05 1491,8 99,35 0,99784 - 0,22 52,05 - 2158,06

Mit FolieStunden Masse /g DV/% Stunden

0 1556,5 100 1,00000 0 0 040 1553,4 99,8 0,99934 - 0,07 40 - 664,32

Dh / % dh/mm Dh / m /m

Dh / % dh/mm Dh / m /m

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Masseverlust Masseverlust

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55- 2250

- 2000

- 1750

- 1500

- 1250

- 1000

- 750

- 500

- 250

0

Schwund durch Austrocknen f2 ohne/mit Folie

Zeit / h

Sch

wun

d / µ

m/m

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Kegel abgedeckt / offenKegel abgedeckt / offen Eine Abdeckung des Kegels mit Folien verändert die

Volumenänderung

Die Abdeckung verändert nicht das Schwindverhalten

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ModellModell

Verformung

Schwerkraft

Innere Kräfte

Zeit

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Schwindkegel / -rinneSchwindkegel / -rinne Ankopplung der Rinne erst nach ca. 1h

Unempfindlicher

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Viskomat NTViskomat NT Masse f2, 0,5 Umdrehungen / h

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Festigkeit / SchwindenFestigkeit / Schwinden Die Schwindrinne koppelt erst bei hoher Festigkeit an.

Bei f2 besteht ein Zusammenhang zwischen Schwinden und Festigkeit

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Zusammenfassung IZusammenfassung I

Das frühe Schwinden liegt im Bereich von bis zu 1 cm / m

Zur Vermeidung von Umlagerungseffekten muss z.B eine Kegelform gewählt werden.

Um Ankopplungseffekte zu verhindern muss berührungslos gemessen werden.

Der Schleibinger Schwindkegel erlaubt es das ganz frühe Schwinden reproduzierbar zu messen.

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Zusammenfassung IIZusammenfassung II

Ein Zusammenhang zwischen Schwinden und Wasserverlust konnte bei den untersuchten Massen nicht festgestellt werden.

Mit dem Viskomat NT kann der Erstarrungverlauf quantifiziert werden.

Bei dem Untersuchten Material besteht ein Zusammenhang zwischen Erstarrungverlauf und Verformung.

Die Nassschwindrinne trifft systembedingt über das frühe Schwinden keine reproduzierbare Aussage.

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Resüm₫Resüm₫

Mit den Untersuchungen konnte die Tauglichkeit der verwendeten Messtechnik gezeigt werden.

Im Grenzbereich fest/flüssig sind einige neue interessante Effekte zu beobachten.

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