DE2233831C2

DE2233831C2 - Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Verarbeitbarkeit von Frischbeton

Info

Publication number: DE2233831C2
Application number: DE19722233831
Authority: DE
Inventors: Karim Wade Prof. Saskatoon Saskatchewan Nasser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-07-10
Filing date: 1972-07-10
Publication date: 1982-12-30
Also published as: DE2233831A1

Description

»Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Es sind bereits eine große Anzahl derartiger Vorrichtungen bekannt, die jedoch auf die Verarbeitbarkeit selbst einen Einfluß haben können, zumal es schwierig ist, einen Test für die Verarbeitbarkeit selbst zu entwickeln. Die zur Zeit am meisten angewendeten sind die Testprobe und der Verdichtungsteiit (Powers PC, Studien d?r Verarbeitbarkeit von Beton«, ACI Journal, Proceedings, Band28, Nr. 6, Februar 1932, Seite 419-530 und Kelly J. W. und Polivka, Miles: »Kugeltest für die Außenkontrolle der Beton-Zusammensetzung«, ACI Journal, Proceedings, Band 51, Nr. 9, Mai 1955, Seite 881-888.

Obwohl sie ursprünglich zur Messung der Verarbeitbarkeit entwickelt worden ist, hat die Setzprobe seit langem ihre Bedeutung als solche bei den meisten Autoren verloren und wird nun ausschließlich als ein praktischer Kontrolltest zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Grades der Gleichmäßigkeit des Betons angesehen, auch soll die übermäßige Verwendung von Wasser in der Mischung hierdurch verhindert werden. Es gibt zwei Gründe, warum die Setzprobe nicht als Maß der Verarbeitbarkeit dienen kann. Vor allem besteht keine offensichtliche Verwandtschaft zwischen diesem Test und der Verarbeitbarkeit. Zweitens können die gleichen Versuchswe-te Mischungen verschiedener Verarbeitbarkeiten repräsentieren. Das kann leicht nachgewiesen werden, indem man den Wasseranteil einer Versuchsmischung ändert, um eine Setzprobe zu erhalten, die gleich einer reinen Mischung ist, die tatsächlich aber von der Verarbeitbarkeit weit entfernt ist. Ein weiterer Nachteil dieser Setzprobe besteht darin, daß dann, wenn sie bei genau ähnlichen Mischungen zur Anwendung gelangt, die Ergebnisse infolge des Verfahrens selbst sehr weit auseinandergehen können, und hierzu können auch noch persönliche Faktoren bei der Durchführung des Verfahrens eine Rolle spielen. Allgemein gibt es drei bestimmte Arten von Setzproben. Die erste Art kann das wahre Setzen bestimmen und besteht in einer allgemein gleichförmigen Senkung. Die zweite Art, nämlich die Schersenkung, gibt es dann, wenn eine Hälfte eines Konus an einer geneigten Ebene abschert, während die andere Hälfte eine wahre Absenkung ausführt. Die dritte Art gibt es schließlich dann, wenn der Beton-Konus zusammenbricht. Die wahre und die zusammengebrochene Absenkung zeigen keinerlei Schwierigkeiten bei der Messung, wobei sich die erstere im Falle von trockenen oder angereicherten Mischungen einstellt, während die letztere sich bei mageren und steinigen Mischungen einstellt. Die normale Mischung tendiert hierbei zu einer Kombination der Formen der wahren und abgescherten Absenkung, oder die zusammenfallenden Setzungen hängen von dem Feuchtigkeitsgrad ab. Bei der Seher-Setzung gibt es zumindest zwei mögliche Bewertungen der Setzung, nämlich die minimale Absenkung und die maximale Absenkung, und im allgemeinen ist das Maß der Absenkung in dieser Art ganz willkürlich und wird in der Mitte abgenommen. Darüber hinaus empfehlen die meisten Autoren, daß der Versuch wiederholt werden sollte, wenn die Seher-Setzung stetig ist. Trockene Mischungen mit steifer Konsistenz zeigen nun Setzungen, und daher ist derlei Bestimmungen der Verarbeitbarkeit in einem kleinen Bereich von derartigen Mischungen möglich. Angereicherte Mischungen verhalten sich dagegen zufriedenstellend, wobei die Setzung von der erwähnten wahren Art ist und die Empfindlichkeit für Änderungen solche Faktoren betrif.'t, die die Verarbeitbarkeit beeinflussen. Dabei zeigen magere Mischungen das Bestreben, die Seher-Setzung auszuführen, wenn der Anteil an Mischwasser erhöht wird. Trotz der Einschränkung dient die Setzprobe einem nützlichen Zweck zur Steuerung des Wassergehalts einer

Mischung. Aber die Zuverlässigkeit ist bei mageren Mischungen am geringsten, für die die Bedeutung der Kontrolle aber gerade am größten ist Daher mißt die Setz-, probe nur die Konsistenz einer bestimmten Mischung, und die Messung kann nicht zum Vergleich verschiedener Mischungen dienen, sie sind keineswegs als ein einheitliches Maß der Verarbeitbarkeit oder Verdichtung des frischen Betons anzusehen, und insgesamt ist der Versuch aufwendig und stark von persönlichen Faktoren des Bedienungspersonals abhängig.

Es ist weiter eine Vorrichtung dieser Art bekannt, bei der ein zylindrisches Gefäß auf einem Rütteltisch mit einer zylindrischen Führung verwendet wird, durch die das Rohr hindurchgeht und aufgesetzt wird. Das hohle Rohr ist oben mit einem Kautschukstopfen verschlossen. Durch eine sche.natische Darstellung soll hiermit möglich sein, die Verarbeitbarkeit aus einer einzigen Prüfung der Eindringzeit zu bestimmen. Aber auch hier zeigen sich wieder die erwähnten Nachteile, daß die Ergebnisse sehr weit auseinander gehen können und daß vor allem die Zuverlässigkeit bei mageren Mischungen am geringsten ist (Zement-Kalk-Gips, Nr. 10, 1968, Seite 424-429).

Auch bei einer weiteren Vorrichtung dieser Art war man bemüht, eine ausreichende Empfindlichkeit zu erhalten und gleichzeitig den Zeitpunkt der Beendigung der Prüfung möglichst genau zu bestimmen. Hierzu wurde die Betonmischung auf dem Rütteltisch in einer Stahlform wie bei der Herstellung von Probewürfeln verdichtet. Anschließend wurde eine Vorrichtung, durch deren Öffnung eine Penetrationsstange eingeführt wurde, an der Stahlform befestigt. Der untere Teil der Stange wird auf die Oberfläche des verdichteten Betons aufgesetzt, der Rütteltisch eingeschaltet und die Zeit bis zum Anschlag der Platte gemessen. Dabei löst die Berührung beider Metalle einen Schall aus. Bei einer Verkoppelung des Prüfgerätes mit einem Schreibgerät kann das Ende der Prüfung noch genauer festgelegt werden. Man konnte aber diese Penetrationsstange nicht in eine optimale Endform bringen, durch die die erwähnten Nachteile vermie- den werden (Baustoffindustrie 1963, Heftl, Seiten 11 14).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß die erwähnten Nachteile behoben sind und insbesondere die Zuverlässigkeit der Meßergebnisse bei mageren Betonmischungen wesentlich erhöht ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung sind die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Dadurch wird unter anderem zuverlässig eine Be-Ziehung zu der Verarbeitbarkeit der frisch vorbereiteten Betonmischung erhalten. Darüber hinaus wird durch die Erfindung der Vorteil des Einflusses der Kohäsion und Adhäsion auf die Verdichtung und die Segregation von frischer Betonmasse nutzbar gemacht. Ein n^;cht-homogenes Material wie eine frisch angerührte Betonmischung kann kaum vollkommen verdichtet werden, ohne daß genügend Kohäsion und Adhäsion zwischen den Partikeln besteht, um diese in ein sehr dichtes Stadium zu bringen. Obschon die Faktoren, die die Verdichtung beeinflussen, nicht leicht zu analysieren sind, ist es doch bekannt, daß das Wasser eine bedeutende Rolle bei der Beeinflussung des Verhaltens von feinkörnigem Material spielt. Wenn dem Zement Wasser beigegeben wird und die Mischung entsteht, absorbieren sehr feine Partikel einen Wasserfilm, und es spielen auch Kohäsions- und Adhäsions-Kräfte eine Rolle. Wenn mehr Wasser beigegeben wird, werden diese Filme dicker und ermöglichen den Partikeln, leichter übereinander zu gleiten. Dieser Prozeß wird oft »Schmierung« genannt und hilft bei der Verdichtung der gesamten Menge der Partikel. Wenn noch mehr Wasser beigegeben wird, beginnen die Kohäsions- und Adhäsions-Kräfte der Mischung abzunehmen und die Segregation folgt. Daher erzeugt ein Optimum des Mischwassers bei einer bestimmten Mischung eine maximale Verdichtung und eine minimale Segregation. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist dazu geeignet, die physikalische Menge zu messen, die zu der Kohäsion und zu der Adhäsion der Mischung in einem Verhältnis steht, und die gleiche Menge steht darüber hinaus in Beziehung zu der Verarbeitbarkeit der Mischung.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Bestimmung der Verarbeitbarkeit einer unter definierten Bedingungen frisch präparierten Betonmischung unter Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem dafür gesorgt wird, daß die Vorrichtung senkrecht nach unten in die Mischung eindringt, bis die Platte eben auf der Mischung aufliegt. Hierzu sind die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 8 erfindungsgemäß vorgesehen. Die verbleibende Höhe der Mischung in der Bohrung des Rohres, d.h. nach dem Entfernen der Vorrichtung aus der Mischung, schafft eine Ablesemöglichkeit, die in einer Beziehung zu der Verarbeitbarkeit der Betonmischung steht, und daher ist die Verarbeitbarkeit ein Index für die spezielle Betonmischung.

Die Erfindung wird durch die nun folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung zur Bestimmung der Verarbeitbarkeit einer frisch vorbereiteten Betonmischung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 1 und

Fig. 4-6 Diagramme des Verarbeitbarkeits-Index in Abhängigkeit von dem Wasser-Zementverhältnis der Betonmasse, die mittels einer Vorrichtung nach den Fig.

1 - 3 ermittelt wurde.

In der Zeichnung zeigt die Vorrichtung ein Rohr 1, das vorzugsweise aus Messing gefertigt ist und eine Bohrung

2 aufweist. Das Rohr 1 hat eine Kappe 3 mit einem Luftauslaß 4 an dem einen Ende und einen festen Konus 5 an dem anderen Ende, um ein weiches Einführen der Vorrichtung in eine frisch vorbereitete Betonmischung zu erleichtern. Zwischen den Enden des Rohres 1 ist eine keilförmige Schwimmerscheibe 6 angeordnet, die fest quer zu dem Rohr 1 befestigt ist und verhindert, daß das Rohr in die Betonmischung einsinkt. Die Scheibe 6 wird bei dem Versuch oben auf die Mischung aufgelegt. Hierbei unterteilt diese Scheibe 6 das Rohr 1 in einen Handgriffteil Ie und einen Versuchsteil Ib. Das Versuchsteil 1 b des Rohres 1 weist geschlitzte Öffnungen 7 auf, die sich in Längsrichtung des Rohres 1 erstrecken und ein Eindringen der Mischung die Bohrung 2 gestatten und zwar einschließlich der Betonpaste und der groben Partikel der Mischung. Der Versuchsteil 1 b des Rohres 1 zeigt darüber hinaus in Längsrichtung im Abstand zueinander angeordnete Ringe mit kleinen Öffnungen 8, die gleichfalls ein Eindringen der Betonmischung in die Bohrung 2 des Rohres 1 erlauben und darüber hinaus ermöglichen, daß das Niveau der Betonmischung bestimmt wird, wenn dieses über der Ebene der geschlitzten Öffnung 7 liegt. Darüber hinaus machen diese Öffnungen 8 die Vorrichtung besonders günstig bei nassen und mageren Betonmischungen. Das Versuchsteil 16 des Rohres 1 zeigt gleichfalls einen Index 9 zur Verwendung bei der Bestimmung

' der übrigbleibenden Höhe der Mischung in der Vorrichtung, nachdem diese aus dem Betongemisch herausgezogen ist. Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung beträgt die Gesamtlänge des Rohres 1 33,3 cm bei einem Außendurchmesser von 1,9 cm und einem Innendurchmesser von 1,3 cm.

Der Handgriffteil 1 η ist 19 cm lang und das Versuchsteil 1 b zeigt einen Konus 5 mit einer Länge von 15,8 cm. Es gibt 4 geschlitzte Öffnungen 7, die um 90° rechtwinklig zueinander angeordnet sind, sie sind 5,08 cm lang und 0,8 cm breit, wodurch die Paste und die groben Partikel bis zu einer Größe von 0,635 cm der Betonmischung in die Bohrung 2 eindringen können. Die Öffnungen 8 sind in 4 Reihen von 8 Öffnungen angeordnet, die je einen .Durchmesser von 0,5 cm haben und um 45° zueinander angeordnet sind. Der Index 9 ist 10,16 cm lang und ist in Teile von 0,3 cm unterteilt, die auf dem Rohr 1 eingraviert sind. Die Schwimmerscheibe 6 ist 6,35 cm im Durchmesser und 0,25 cm stark. Das typische Gewicht einer solchen Vorrichtung beträgt etwa 340 kg.

Im nachfolgenden wird die Verwendung beschrieben. Hierzu wird die Vorrichtung in die frisch vorbereitete Betonmischung bis zu der Scheibe 6 eingeführt. Die Betonmischung kann beliebig angeordnet werden und die . Vorrichtung nach der Erfindung ist sowohl im Laboratorium als auch auf der Baustelle verwendbar.

Dabei kann sie in einen Standard-Druckzylinder oder in einem gewöhnlichen Behälter oder einem fahrbaren Behälter oder in Bauteile des Baues, ferner in Balken, Anhäufungen oder Wände eingeführt werden, bevor das Absetzen erfolgt ist. Die Mischung dringt dabei in die Bohrung 2, und nach einem geeigneten Zeitablauf von ca. 15 Sekunden bis 5 Minuten wird die Vorrichtung entfernt und die verbleibende Höhe der Mischung in der Bohrung 2 durch den Index 9 gemessen. Dabei hat sich herausgestellt, daß die Ablesung im allgemeinen von der Verweilzeit der Vorrichtung in der Betonmischung über ein breites Band von Mischungsverhältnissen abhängig ist. Dadurch steht die Ablesung im direkten Verhältnis zu der Verarbeitbarkeit der Betonmischung, und daher handelt es sich hierbei um einen Verarbeitbarkeits-Index. Die Ablesung kann darüber hinaus Verwendung finden, um die Zusammendrückung des Betons zu ermitteln, nachdem dieser eingefüllt worden ist, und es kann auch die erwartete Festigkeit des erhärteten Betons vorausgesagt werden, wenn genügend Versuche bezüglich dieser Mischung durchgeführt worden sind.

Die Eigenschaft der Vorrichtung, die Verarbeitbarkeit einer frischen Betonmischung zu bestimmen, wird im nachfolgenden anhand von Beispielen erläutert, bei denen die Hauptfaktoren der Verarbeitbarkeit, das sind die Wasser-Zement-Anteile und die Abstufung der Zuschlagstoffe variiert werden. Es wurde eine Vorrichtung mit den oben erwähnten genauen Dimensionen verwendet.

Vorbereitung der Testproben

Zement der Type III: Ein-Portland-Zement wurde verwendet.

Zwei Arten von feinen Zuschlagstoffen und drei Arten von groben wurden hierbei verwendet, wobei die feinen Zuschlagstoffe mit S 5 und 57 bezeichnet sind, während die groben Zuschlagstoffe »CA 2, CA 3 und CA 4« waren, was die verschiedenen Stufen bedeutet. Die Tabellen 1 und 2 zeigen die Ergebnisse der Siebanalyse, die gemäß CFA USA-Standard A 23,2,2 AFCM₁ USA-Standard Bezeichnung C 136-63 durchgeführt wurden.

Tabelle 1 zeigt Kombinationen von groben Zuschlagstoffen, die mit grob, mittel und fein bezeichnet sind. CA₅ und CA₁ wurden den Extremwerten angenähert, die durch CFA und ASTM definiert wurden, während CA_b der Durchschnitt war. Die Abstufung wurde zunächst berechnet und anschließend durch den Test ermittelt.

Wie die Tabelle 2 zeigt, wurde S₅ mit grob ermittelt, während S₇ eine feine Abstufung zeigte. S₆ erwies sich als mittel. Alle Zuschlagstoffe wurden raum-trocken gehalten und in getrennten geschlossenen Holzbehältern aufbewahrt. Die Wetteränderungen hatten nur unbedeuten» de Wirkung auf die Versuchsergebnisse, weil die Zuschlagstoffe in einem Laboratorium aufbewahrt wurden.

Drei Serien von Betonmischungen I^ 2 und 3 wurden vorbereitet, die Verhältnisse bei jeder Serienmischung 1, 2 und 3 sind in den Tabellen 3 a, b und c, 4 a, b und c und 5a, b und c enthalten.

Bei der Bestimmung dieser Mischserien sind die nun folgenden wichtigen Faktoren berücksichtigt worden, die die Bearbeitbarkeit beeinflussen:

1. Das Verhältnis der feinen und groben Zuschlagstoffe wurde bei jeder Abstufung konstant gehalten.

2. Die drei Verhältnisse Zuschlagstoff und Zement von 5,7 und 9 wurden verwendet, die angereicherte, mittlere und magere Mischung repräsentieren.

3. Das Wasser-Zement-Verhältnis wurde für jedes Zuschlagstoff-Zement-Verhältnis geändert. Ein Durchschnitt von 6-9 Mischungen wurde in jedem Falle verwendet, in Abhängigkeit von der Anreicherung und der Abstufung der eingesetzten Gruppen.

4. Tabelle 6 zeigt die Abstufung, die für diese Mischserien 1, 2 und 3 verwendet wurde und als fein, mittel und grob bezeichnet wurde.

Tabelle 1 Ergebnisse der Sieb-Analyse der groben Zuschlagstoffe

	Prozentsatz des	CA₃	Durcheanss	CA₅	98	CA₆	99	CA₇	Test
Sieb-	CA₂		CA₄		87		90		100
Nr.					20		36		97
		100		(CA₂: CA₃= 1:0,45)	8	(CA₂: CA₄ = 1:0,35)	17	(CA₃: CA₄= 1:0,78)	54
1	95,90	93,2	100	Berechnung Test	4	Berechnung Test	8	Berechnung	22
3/4	83,70	25,2	100	97		97		100	8
3/8	16,2	4,5	93,5	86,5		88		96
4	8,30	3,1	36,0	19	36	55
B	4,60	:ufuns	13,10	7	16	18
Bestimmte Absi		4	7	7
ßrob	mittel	fein

Tabelle 2	Ergebnisse der Sieb-Analyse bei	S₆	feinen	100	S,
	Zuschlagstoffen			92.1
Sieb-	Durchgegangene ]	irozentuale Menge	81,2	100
Nr.			66.4	96,7
	S₅	(S₅: S₇ = 1:0,5)	45,6	90,4
		Berechnung Test	19.5	78,0
3/8	100	100	4,00	54,5
4	89,3	91,8		21,5
8	77,0	81,4		4,9
16	60,8	66,5	fein
30	41,4	45,7
50	18,00	19,2
100	3,50	4,00
Abstufung	grob	miiiei

Die feinen Mischserien 1 wurden dadurch erhalten, daß man die feinen und die groben Zuschlagstoffe der oben definierten Abstufung kombinierte. Die anderen Kombinationen wurden bei einem ähnlichen Verfahren erhalten.

Alle Mischungen wurden in einem Mischer hergestellt. Die einzelnen Bestandteile wurden zunächst getrennt mittels einer Waage abgewogen, die eine Empfindlichkeit bis zu einem Gramm zeigte, anschließend wurden sie in den Mischer gegeben und zwei Minuten lang trocken gemischt. Daraufhin wurde das Wasser langsam beigegeben, während der Mischer umlief, und die Mischung wurde zusätzlich \ⁱ/₂ bis 2 Minuten lang fortgesetzt, in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit und der Anreicherung der Mischung. Die Vorrichtung wurde anschließend vor dem Versuch angefeuchtet.

Ein Standardzylinder mit 15,24 χ 30,48 cm Kartonwänden wurde mit Beton durch einen Behälter in drei Lagen gefüllt und auf einem mechanischen Rütteltisch durch 25 Rüttelstöße gerüttelt. Anschließend wurde die Vorrichtung langsam senkrecht nach unten in den Beton eingeführt bis die Schwimmerscheibe auf der Oberfläche auflag. Danach wurde die Vorrichtung eine Minute lang in dem Beton gehalten, woraufhin sie sorgfältig herausgezogen wurde und zwar langsam, daraufhin wurde schließlich die Höhe des in der Bohrung verbleibenden Materials abgelesen und aufgezeichnet. Die hierdurch erzielten Ergebnisse sind in den Tabellen 7, 8 und 9 und den Figuren 4, 5 und 6 zusammengestellt.

Es kann den Tabellen 7, 8 und 9 mit Klarheit entnommen werden, daß für eine Mischung mit einem bestimmten Verhältnis von Zuschlagstoff zu Zement die Senkung mit dem Wasser-Zement-An teil variiert, d.h., je feuchter der Beton ist, desto höher liegt die Senkung. Aber die Kurven und die Tabellen zeigen auch, daß die Verarbeitbarkeit mit dem Wasser-Zement-Anteil bis zu einem gewissen Punkte anwächst, dann beginnt der Abfall, der einen möglichen Einsatz der Segregation anzeigt. Daher gibt es für irgendein bestimmtes Verfahren der Verdichtung einen optimalen Wasseranteil der Mischung, bei der die Summe der Volumina der Luftblasen und des Wasserraumes ein Minimum ist. Bei diesem optimalen Wasseranteil ist die höchste Dichte des Betons erreicht. Es wird die Meinung vertreten, daß der Verlust an Verarbeitbarkeit für die sehr nassen Mischungen in erster Linie auf der Segregation, wie oben erwähnt, beruht und darüber hinaus auf dem Abfall der Kohäsion und der Adhäsion des Materials. Es kann darüber hinaus klargestellt werden, daß die höchste Verarbeitbarkeit-Ablesung der Mischung mit dem geringsten Zuschlagstoff/Zementanteil

ίο für die gleiche Körnung entspricht. Somit ist die Verarbeitbarkeit der Mischung erheblich von der Menge der feinen Partikel beeinflußt, die das Sieb Nr. 50 passieren. Diese feinen Partikel bestehen aus Zementteilchen und einem Anteil von Sand in der Mischung. Beide Materials lien ergeben, wenn sie mit Wasser gemischt werden, die hauptsächlichen Kohäsions- und Adhäsionse'.emente ir. der Mischung.

Es wird darüber hinaus klar, daß die Körnung des Zuschlagstoffes, die Verarbeitbarkeit der Zementmischung beeinflußt. Bei feiner Körnung wird mehr Wasser benötigt, um die Oberfläche anzufeuchten, um die gleiche Verarbeitbarkeit zu erhalten. Die Ergebnisse zeigen, daß bei einem bestimmten Zuschlagstoff/Zementverhältnis das Optimum der Verarbeitbarkeit innerhalb einer beliebigen Mischung weniger Wasser bedeutet, wenn die Körnung gröber ist. Daher hat z. B. in Fig. 5 die gröbere Körnung ihre optimale Bearbeitbarkeit bei einem Easser-Zementverhältnis von etwa 0,77, während das feine Korn ein Optimum der Verarbeitbarkeit bei einem Wasser-Zementverhältnis von 0,82 aufweist. Bei der mittleren Abstufung ist die Bearbeitbarkeit grob gesehen etwa durchschnittlich. Weiter kann man feststellen, daß die feinere Körnung weniger leicht ihre Verarbeitbarkeit bei hohen Wasser-Zementverhältnissen verliert, weil der grobkörnige Zuschlagstoff anfangt sich abzusondern und bei einem verhältnismäßig geringen Wasser-Zementverhältnis die Verarbeitbarkeit verliert.

Daher ist klar, daß die Verarbeitbarkeit nicht immer

mit einem Anwachsen des Wasseranteils der Mischung abfällt. Nachdem ein Optimum des Wassergehaltes erreicht ist, beginnt die Verarbeitbarkeit wieder mit der weiteren Wasserzugabe abzufallen. Zweifellos macht diese Wasserzugabe das Einfüllen des Betons und die Verdichtung leichter, aber hierbei ergeben sich einige Einschlüsse und ein Verlust von Kohäsion und Adhäsion. Wenn Segregation stattfindet, sollte eine bestimmte zusätzliche Arbeitsmenge aus theoretischen Gründen geleistet werden, um den Beton wieder in ein homogenes Stadium zurückzuversetzen, und auf diese Weise ergibt sich der Verlust bezüglich der Verarbeitbarkeit infolge der Wasserbeigabe. Es ist bekannte Praxis auf diesem Gebiet, irgendeine Betonmischung mit einer Senkung von 5,08-5,70cm (2-5") als bearbeitbar und somit zufriedenstellend anzusehen. Somit ist klar, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung einen einfachen und leichten Test ermöglicht, um die Verarbeitbarkeit von Beton festzustellen und insbesondere, um die beiden Faktoren Verdichtung und Segregation zu berücksichtigen, die einen Einfluß auf die Verarbeitbarkeit des Betons haben.

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Tabelle 3 a Bestimmung der Mischserien I - fein

Mischungs- Zuschlag- Wasser-Nr. stoff Zement-Zement- Verhältnis verhältnis

Gewicht in Gramm Wasser Zement

grober	Zuschlagstoff CA₇	feiner
		Zuschlag
CA₃	CA₄	stoff S₇
20,450	15,950	45,500
20,450	15,950	45,500
20,450	15,950	45,500
20,450	15,950	45,500
20,450	15,950	45,500
20,450	15,950	45,500

»5«

0,52

0,60

0,63

0,66 .

0,675

0,72

8,518
9,828
10,319
10,811
11,057
11,794

16,380 16,380 16,380 16,380 16,380 16,380

Tabelle 3 b Bestimmung der Mischserien I - fein

Gewicht in Gramm

Mischungs-	Zuschlag	Wasser-	Wasser	Zement	grober	Zuschlagstoff CA,
Nr.	stoff	Zement-
	Zement	Verhältnis			CA₃	CA₄
	verhältnis		7,373	12,291
D₁		0,60	8,112	12,291	21,483	16,757
D₂		0,66	8,850	12,291	21,483	16,757
D₃		0,72	9,587	12,291	21,483	16,757
D₄		0,78	10,079	12,291	21,483	16,757
D₅		0,82	10,669	12,291	21,483	16,757
D₆		0,868	12,291	12,291	21,483	16,757
D₇		1,00		21,483	16,757

feiner
Zuschlagstoff
S₇

47,800 47,800 47,800 47,800 47,800 47,800 47,800

Tabelle 3 c Bestimmung der Mischverhältnisse I - fein

	Zuschlag	Wasser-	Gewicht	in Gramm	grober
Mischungs-	stoff	Zement-
Nr.	Zement	Verhältnis	Wasser	Zement	CA₃
	verhältnis
		0,85			22,500
F₁	»9«	0,90	8,510	10,012	22,500
F₂		0,95	9,011	10,012	22,500
F₃		1,00	9,511	10,012	22,500
F₄		1,03	20,012	10,012	22,500
F₅		1,06	10,312	10,012	22,500
F₆		1,08	10,613	10,012	22,500
F₇		10,813	10,012

toff CA₇	feiner
	Zuschlag
CA₄	stoff
	S₇
17,550	50,062
17,550	50,062
17,550	50,062
17,550	50,062
17,550	50,062
17,550	50,062
17,550	50,062

Tabelle 4a Bestimmung der Mischverhältnisse II - mittel

	Zuschlag-	»5«	Wasser-	Gewicht in	Gramm	grober	Zuschlagstoff	feiner Zuschlagstoff	S₇
Mischungs-	stoff-		Zement-			CA₆		S₆	15,167
Nr.	Zement-		Verhältais						15,167
	verhältnis			Wasser	Zement	CA₂	CA₄	S₅	15,167
						26,963	9,437	30,333	15,167
	-		0,50			26,963	9,437	30,333	15,167
A₁		0,55	8,190	16,380	26,963	9,437	30,333	15,167
A₂		0,60	9,009	16,380	26,963	9,437	30,333	15,167
A₃	0,62	9,828	16,380	26,963	9,437	30,333	15,167
A₄	0,625	10,165	16,380	26,963	9,437	30,333
A₅	0,63	10,238	16,380	26,963	9,437	30,333
A₆	0,65	10,319	16,380	26,963	9,437	30,333
A₇	0,68	10,647	16,380
A₈	11,138	16,380

i I	Bestimmung	11	22 33 83	Gewicht in	Gewicht in	Gewicht in	Gewicht in	- mittel	1	12	grober Zuschlagstoff	CA₄	CA₄	CA₃	CA₃	feiner Zuschlagstoff
I							Gramm			CA₆	9,894	10,422	11,300	11,870	S₆
iTabelle 4b i	Zuschlag-	der Mischverhältnisse II -			Wasser	Wasser					9,894	10,422	11,300	11,870
i	stoff-		Wasser	Wasser						CA₂	9,894	10,422	11,300	11,870	S₅ _ S₇
;Mischungs-	Zement-	Wasser-					Zement		28,266	9,894	10,422	11,300	11,870	31,800 15,900
\|lr.	verhältnis	Zement-			9,009	6,760			28,266	9,894	10,422	11,300	11,870	31,800 15,900
i		Verhältnis	7,603	7,236	9,337	7,375		28,266	9,894	10,422	11.300	11,870	31,800 15,900
P			8,584	8,543	9,582	8,604	12,263	28,266	9,894		11,300	11,870	31,800 15,900
1			9,197	9,246	9,992	8,911	12,263	28,266	9,894		11.300		31,800 15,900
S fei B₁		0,62	9,381	9,548	10,238	9,218	12,263	28,266					31,800 15,900
B₂		0,70	9,810	10,050	10,319	9,526	12,263	28,266		grober Zuschlagstoff			31,800 15,900
!B₃	»7«	0,75	9.872	10,352	10,647	9,833	12,263	28,266		CA₅			31,800 15,900
PB₄		0,765	10,056	der Mischverhältnisse III	10.975		12.263		grober Zuschlagstoff	CA₂	grober Zuschlagstoff
'B₅		0,80	10,241	Wasser-	der Mischverhältnisse III	12,263		CA₆	25,100	CA₅
■K		0,805	der Mischverhältnisse II -	Zement-	Wasser-	12,263			25,100	CA₂
	Bestimmung	0,82		Verhältnis	Zement-	- mittel		CA,	25,100	26,370	feiner Zuschlagstoff
ψ		0,835	Wasser-		Verhältnis	Gramm		29,778	25,100	26,370	S₆
I !,Tabelle 4c	Zuschlag	Zement-				29,778	25,100	26,370
I	stoff-	Verhältnis	0,55			29,778	25,100	26,370	S₅ S₇
tMischungs-	Zement-		0,57	0,55	Zement	29,778	25,100	26,370	33,500 16,750
lNr.	verhultnis		0,585	0,60		29,778	25.100	26,370	33,500 16,750
s I		0,72	0,61	0,70		29,778		26,370	33,500 16,750
P		0,85	0,625	0,725	10,050				33,500 16,750
Ic₁		0,92	0,63	0,75	10,050			33,500 16,750
^l	»9«	0,95	0,65	0,775	10,050			33,500 16,750
		1,00	0,67	0.80	10,050
IQ		1,03	10,050
Ic₅		10,050
Ψ*	Bestimmung	- grob	feiner Zuschlagstoff
^Tabelle 5 a	Zuschlag	Gramm	S₅
iMisch.-	stoff
\|Nr.	Zement	Zement	45,500
1	verhältnis		45,500
i			45,500
j.		16,380	45,500
IC₁		16,380	45,500
sC_a		16,380	45,500
Ic₃	»5«	16,380	45,500
Ic₄		16,380	45,500
Ic₅		16,380
Ic₆		16,380
"C₇		16,380
'ir j.—8	Bestimmung	-grob	feiner Zuschlagstoff
fTabelle 5 b	Zuschlag	Gramm	S₅
iMisch.-	stoff
p.	Zement	Zement	47,800
I	verhältnis		47,800
is			47,800
h		12,291	47,800
		12,291	47,800
	»7«	12,291	47,800
:\|H₄		12,291	47,800
Ip5		12,291
BrI₆		12,291
Ih,		12,291

'■	Il	"i I I	Tabelle	13	Wasser-	22 33 83!	Zement	14	CA₃	i
%	- - * i_.	. j	Misch.-		Zement-				12,165	j
i.		I	Nr.		Verhältnis	ΠΙ - grob			12,165	1
?■ V						Gewicht in Gramm	9,800		12,165	I
C K ^:	■- J'	i		5 c Bestimmung der Missverhältnisse			9,-300	grober Zuschlagstoff	12,165	I
		! I		Zuschlag	0,80	Wasser	9,800	CA₅	12,165
si		j	Ii	stoff	0.85		9,800	CA₂	12,165	feiner Zuschlagstoff j
I			I₂	Zement	0,875		9,800	27,035	12,165	S₅ §
I	- . fd			verhältnis	0,90	7,840	9,800	27,035	Abstufung der kombinierten groben und feinen Zuschlagstoffe	I
I	-^		I₄		0,95	8,330	9,800	27,035	49,000 i
1		ί	I₅		1,00	8,575		27,035	49,000 I
f	xl ■		I₆		1,02	8,820		27,035	49,000 I
	urj- - ■&		I₇			9,310		27,035	49,000 1
			»9«	9,800		27,035	49,000 I
I	I			9,996			49,0Ό0 I
-ν· •J						49,000 §
					i
			Tabelle 6

Sieb-	Prozentsatz des Durchlaufs	mitiel	fein	I
Nr.		CA₆: S₆ = 1:1,25	CA₇: S₇ = 1:1,25	I
	grob	99	100	$
	CA₅:S₅ = 1:1,25	95	100
1	98	72	80	1
3/4	94	58	62
3/8	64	48	53	1
4	53	37	45	ι
8	44	26	31
16	31	11	14	i
30	24	3	4
50	10	4,51	4,11
100	2	verwendet in	verwendet in
	4,80	Mischserien 2	Mischserien 1
Bemerkungen	verwendet in
	Mischserien 3

Tabelle 7 Ergebnisse der Verarbeitbarkeit und der Setzprobe bei den Mischungen der Serie L

Mischungsnummer

E₁ E₂ E₃ E₄

Zuschlagstoff-Zement-Verhältnis

Wasser-Zement-Verhältnis 0,52 0,60 0,63 0,66 0,675 0,72

Durchschnittlicher

Verarbeitungsindex (mm) 17,8 39 45 54 53 30,5

durchschnittliche

Setzung (mm) 17,8 104 128 198 204 210

Mischungsnummer

D,

D₄ D₅ D,

₆ D₇ Zuschlagstoff-Zement-Verhältnis

Wasser-Zement-Verhältnh 0,60 0,66 0,72 0,78 0,82 0,868 1,00

durchschnittlicher

Verarbeitungsindex (mm) 11 17 21 32 46 37 9,4

durchschnittliche

Setzung (mm) 6 27 34 89 127 203 260

Mischungsnummer

F₆ F₇ Zuschiagstoff-

Zement-Verhältnis

Wasser-Zement-Verhältnis 0,85 0,90 0,95 1,00 1,03 1,06 1,08

durchschnittlicher

Vefarbeitungsindex (mm) 19 25,4 35 39 41 39 32

durchschnittliche

Setzung (mm) 10,4 22,4 46 10,5 140 180 211

	22	A₁	A₂	A₃	33	831	•	A₅	A₆	1	A₈	Zuschlagstoff- , I	I
15										16 I		Zement-Verhältnis 1	Ü Zuschlagstoff- "^r j
	Tabelle 8 Ergebnisse der Verarbeitbarkeil				. und der Setzprobe			der Mischserie 2 I			Zement-Verhältnis
	Mischungsnummer	0,50	0,55	0,60	A₄	0,625	0,63	A₇	0,68

	Wasser-Zement-	84	20	66		48	50		44	*5 {**
Verhältnis				0,62			0,65			7
durchschnittlicher Ver	3,5	16	64		117	124		220
arbeitungsindex (mm)	B₁	B₂	B₃	40	B₅	B₆	50,5	B₈
durchschnittliche									Zuschlagstoff- i
Setzung (mm)				114			165		Zement-Verhältnis '
Mischungsnummer	0,62	0,70	0,75	B₄	5 0,80	0,805	B₇	0,835

Wasser-Zement	14	21	29		46	45,5		32	ρ
Verhältnis				0,76.			0,72		9 1
durchschnittlicher Ver	13	20	45		152	172		241	1
arbeitungsindex (mm)	C₁	C₂	C₃	43	C₅	C₆	44	C₈
durchschnittliche
Setzung (mm)				98			205
Mischungsnummer	0,72	0,85	0,92	C₄	1,00	1,03	C₇

Wasser-Zement-	7,5	27	32		27	18
Verhältnis				0,95
durchschnittlicher Ver	7,5	35	83		185	235
arbeitungsindex (mm)	35
durchschnittliche
Setzung (mm)	140

Tabelle 9 Ergebnisse der Verarbeitbarkeit und der Setzprobe der Mischserie 3

Mischungsnummer

Gj G₄

G₇ G₈ Zuschlagstoff-Zement-Verhältnis

Wasser-Zement-Verhältnis

durchschnittlicher Verarbeitungsindex (mm) durchschnittliche Setzung (mm)

0,55 0,57 0,585 0,61 0,625 0,63 0,65 0,67

21 28 30 36 38 41 33 27

36 58 76 114 133 144 182

Mischungsnummer

H,

H₂ H₃ H₄ H₅ H₆ H₇ H₈ Zuschlagstoff-Zement-Verhältnis

Wasser-Zement Verhältnis

durchschnittlicher Verarbeitungsindex (mm) durchschnittliche Setzung (mm)

0,55 0,60 0,70 0,725 0,75 0,775 0,80 — 3 7 21 28 31 35 27 — 2 6,5 33 51 102 133,5 178 —

Mischungsnummer

I,

Zuschlagstoff-Zement-Verhältnis

Wasser-Zement-Verhältnis

durchschnittlicher Verarbeitungsindex (mm) durchschnittliche Setzung (mm)

0,80 0,85 0,875 0,90 0,95 1,00 1,02 — 13 25,5 30,5 28 23 155 12,5 — 25,5 63,5 82 102 152,5 190,5 216 —

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Pa tentansprüche:

1. Vorrichtung zur Bestimmung der Verarbeitbarkeit einer unter definierten Bedingungen frisch präparierten Betonmischung mit einem Rohr, das eine Mittenbohrung aufweist und an dem im oberen Teil eine im wesentlichen quer zum Rohr liegende, die Eindringtiefe des Rohres in die Mischung begrenzende Platte befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Öffnung (7) in Form eines Schlitzes in Längsrichtung des Rohres (1) - beginnend am von der Platte (6) entfernt liegenden Ende - sowie zwischen dem anderen Ende der geschlitzten Öffnung (7) und der Platte (6) zumindest ein Satz von längs eines Ringes am Rohrumfang sich erstreckenden kleinen Öffnung (8) angeordnet ist, durch die die Mischung in die Bohrung beim Hinführen der Vorrichtung in die Mischung eindringen kann, und daß eine Index-Einrichtung (9) dem Rohr (1) zugeordnet ist, um die verbleibende Höhe abzulesen, die die Mischung in der Bohrung des Rohres nach dem Herausziehen der Vorrichtung aus der Mischung aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) vier Längsschlitze (7) aufweist, die um 90 Grad am Umfang des Rohres (1) gegeneinander versetzt angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sätze von kleinen Öffnungen (8) in Längsrichtung des Rohres (1) im Abstand zueinander angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vier Sätze von kleinen Öffnungen (8) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Versuchsteil (Ib) des Rohres (1) abgewandten Seite der Platte (6) ein Handgriff (la) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Index-Einrichtung \9) Markierungen an der Außenseite des Rohres (1) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein fester Konus (5) am Ende des Rohres (1) von der Platte (6) entfernt angeordnet ist, um das Einführen der Vorrichtung in die Betonmischung zu erleichtern.

8. Verfahren zur Bestimmung der Verarbeitbarkeit einer unter definierten Bedingungen frisch präparierten Betonmischung unter Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem dafür gesorgt wird, daß die Vorrichtung senkrecht nach unten in die Mischung eindringt bis die Platte eben auf der Mischung aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung langsam in die Mischung eingeführt und nach einer Einführung eine vorbestimmte Zeit in der Mischung gehalten wird, woraufhin die Vorrichtung aus der Mischung herausgezogen und die verbleibende Höhe der Mischung in der Bohrung des Rohres als Maß für die Verarbeitbarkeit ermittelt wird.