Hochmoderne Analysesysteme zur Steigerung der Qualität und Kosteneffizienz im Betonwerk

Abb. 1: Die Walz-Kurve zeigt den Zusammenhang zwischen dem Wasser/Zement-Verhältnis, der Zementfestigkeitsklasse und der erwarteten Druckfestigkeitsentwicklung im Beton Figure: Thyssenkrupp Industrial Solutions
Abb. 1: Die Walz-Kurve zeigt den Zusammenhang zwischen dem Wasser/Zement-Verhältnis, der Zementfestigkeitsklasse und der erwarteten Druckfestigkeitsentwicklung im Beton
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Abb. 2: Das vollautomatische Laborsystem Polab Linea ist weltweit in vielen Zementwerken installiert Figure: Thyssenkrupp Industrial Solutions
Abb. 2: Das vollautomatische Laborsystem Polab Linea ist weltweit in vielen Zementwerken installiert
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Abb. 3: Berechnete Gaußsche Verteilungskurven für Betongemenge mit einer Druckfestigkeit von 30 MPa und maximal 5 % der Datenpunkte unter 30 MPa. (B) Dieselben Daten aufgetragen als kumulativer Plot; die gestrichelte Linie zeigt 5 % Ausreißer. Entlang des Pfeils ist für die jeweilige Standardabweichung die Verschiebung des Vorhaltemaßes ablesbar Figure: Thyssenkrupp Industrial Solutions
Abb. 3: Berechnete Gaußsche Verteilungskurven für Betongemenge mit einer Druckfestigkeit von 30 MPa und maximal 5 % der Datenpunkte unter 30 MPa. (B) Dieselben Daten aufgetragen als kumulativer Plot; die gestrichelte Linie zeigt 5 % Ausreißer. Entlang des Pfeils ist für die jeweilige Standardabweichung die Verschiebung des Vorhaltemaßes ablesbar
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Abb. 4: Das Wärmeflussdiagramm (Leistungskurve) zeigt diezu einem bestimmten Zeitpunkt freigesetzte Energie (links) für zwei Zementproben. Die kumulative Kurve zeigt die aufsummierte abgegebene Wärme zu einem bestimmten Zeitpunkt (rechts) Figure: Thyssenkrupp Industrial Solutions
Abb. 4: Das Wärmeflussdiagramm (Leistungskurve) zeigt diezu einem bestimmten Zeitpunkt freigesetzte Energie (links) für zwei Zementproben. Die kumulative Kurve zeigt die aufsummierte abgegebene Wärme zu einem bestimmten Zeitpunkt (rechts)
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Abb. 5a+b: Das Polab- Cal-System: Finaler werkseitiger Aufbau für die Auslieferung an den Kunden. Die Hauptkomponenten sind auf dem Präparationstisch  (links) aufgebaut. Die Proben werden von einem Roboter bewegt. Die isothermen I-Cal- Flex-Kalorimeter sind unter dem Vorbereitungstisch montiert (rechts) Figure: Thyssenkrupp Industrial Solutions
Abb. 5a+b: Das Polab- Cal-System: Finaler werkseitiger Aufbau für die Auslieferung an den Kunden. Die Hauptkomponenten sind auf dem Präparationstisch  (links) aufgebaut. Die Proben werden von einem Roboter bewegt. Die isothermen I-Cal- Flex-Kalorimeter sind unter dem Vorbereitungstisch montiert (rechts)
Figure: Thyssenkrupp Industrial Solutions
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Abb. 6: Hauptkomponenten des Vorbereitungstisches des Systems PolabH2. Die Kabine und die Probenhandhabung wurden vom System PolabCal übernommen Figure: Thyssenkrupp Industrial Solutions
Abb. 6: Hauptkomponenten des Vorbereitungstisches des Systems PolabH2. Die Kabine und die Probenhandhabung wurden vom System PolabCal übernommen
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Abb. 7: Messung der Freisetzung von gasförmigem Wasserstoff aus dem Zement während der Hydratation in Abhängigkeit von der Zeit. Die Wasserstofffreisetzung setzt sehr schnell ein und endete nach 30-60Minuten Figure: Thyssenkrupp Industrial Solutions
Abb. 7: Messung der Freisetzung von gasförmigem Wasserstoff aus dem Zement während der Hydratation in Abhängigkeit von der Zeit. Die Wasserstofffreisetzung setzt sehr schnell ein und endete nach 30-60Minuten
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Abb. 8: Kalibrierungskurve für elementares Aluminium im Zement. Die Wasserstofffreisetzung verläuft linear zum steigenden Gehalt an elementarem Aluminium Figure: Thyssenkrupp Industrial Solutions
Abb. 8: Kalibrierungskurve für elementares Aluminium im Zement. Die Wasserstofffreisetzung verläuft linear zum steigenden Gehalt an elementarem Aluminium
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Abb. 9: Möglicher Ablauf der Qualitätssicherung für eine verbesserte Betonkonsistenz in einer Betondosier- und -mischanlage. In einem direkten Regelkreis wird lediglich der Zementgehalt im Beton an die PolabCal- und PolabH2-Messwerte angepasst. Figure: Thyssenkrupp Industrial Solutions
Abb. 9: Möglicher Ablauf der Qualitätssicherung für eine verbesserte Betonkonsistenz in einer Betondosier- und -mischanlage. In einem direkten Regelkreis wird lediglich der Zementgehalt im Beton an die PolabCal- und PolabH2-Messwerte angepasst.
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Die Beton- und Fertigteilindustrie muss sich an den kontinuierlichen Wandel in der Zementindustrie anpassen. Künftig ist für die Betondosierung auch das Verhalten des Zements gründlich zu analysieren, um Rezepturen kostengünstig optimieren und dabei die Konformität des Betons sichern zu können. Die Laborautomationslösungen PolabCal und PolabH2 können hier einen wichtigen Beitrag leisten.

Die Beton- und Fertigteilindustrie sieht sich einem kontinuierlichen Wandel in der Zementindustrie gegenüber. In naher Zukunft werden die im Beton eingesetzten zementären Bindemittel aufgrund geringerer Klinkergehalte geringere CO2 Emissionen verursachen. Dieser reduzierte Klinkergehalt führt jedoch auch zu einer Verlangsamung des Hydratationsprozesses. Daher ist künftig für die Betonherstellung auch das Verhalten des Zements gründlich zu analysieren, um Rezepturen kostengünstig zu optimieren und dabei die Konformität des Betons sichern zu können.

Die Laborautomationslösungen PolabCal (Analyse...

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BFT 09/2021

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Ressort:  CONCRETE TECHNOLOGY | BETONTECHNOLOGIE
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Text: Jasmin Holzer MSc., Dr. Michael Enders
 
 

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