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Projekt
Charakterisierung der rheologischen Eigenschaften von Suspension, Mörteln und Beton unter Einfluss der Hydratation, Temperatur, Druck und Vibration
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Harald Garrecht
Fachliche Zuordnung
Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik
Förderung
Förderung von 2017 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 387065685
Um rheologische Messungen durchführen zu können, muss die Homogenität des Mischgutes durchgängig gegeben sein. Mit einer neuen Messtechnik kann die Homogenität während rheologischer Messungen in zwei Rheometern gemessen werden (MODUL II). In den bekannten Rheometern findet während der Vorscherung eine scherinduzierte Entmischung statt. Somit wird in der nachfolgenden Messung ein heterogenes Mischgut vermessen. Entmischungen infolge Sedimentation können ebenfalls nicht erfasst werden. Das IWB besitzt eine Maschine, welche als Intensivmischer und Rheometer genutzt werden kann und Entmischungen in der Vorscherphase aktiv verhindert. In diesem Forschungsvorhaben sollen die Herstellung und die (wiederholte) Messung rheologischer Parameter in dieser Maschine erfolgen. Eine Besonderheit ist, das die Vorscherung auf dem Niveau während des Mischens erfolgt. Der Intensiv-Mischer erlaubt es unterschiedliche Mischertypen und Baugrößen abzubilden.Zudem kann die Maschine das Mischgut in der Vorscherphase aktiv homogenisieren und der Sedimentation damit entgegen wirken. Die Strukturbildung infolge Thixotropie kann abgebaut werden, ohne die Mischgüte zu vermindern.Gemäß MODUL II werden die rheologischen Eigenschaften granularer Suspensionen mit zwei bekannten Betonrheometern bestimmt. Besondere Aufmerksamkeit wird dabei auf die Entmischung infolge Scherung und Sedimentation gelegt. Die Entmischungen werden durch vier Miniatursonden erfasst, die in den Behältern des ICAR und KNIELE verbaut sind. Dabei werden die lokalen Feuchtigkeiten und der sogenannte radarbasierte Leitwert genutzt. Die Mischerkamera des Kniele ermöglicht es, den tatsächlich gescherten Bereich zu detektieren, und bei den Berechnungen zu berücksichtigen. Nur mit den richtigen Messwerten können die rheologischen Eigenschaften von Frischbeton richtig berechnet werden. Erst dann können Zusammenhänge zwischen Ausgangsstoffen und rheologischen Eigenschaften korrekt untersucht werden. Die Miniatur-Sonden messen auch die Ionenleitfähigkeit der Suspension. Es soll untersucht werden, ob Veränderungen der Rheologie durch Änderungen der Ionenleitfähigkeit erklärt werden können. Die Anbindung an MODUL I ist somit erreicht und ein weiterer Parameter zur Beschreibung der Frischbetoneigenschaften gefunden. Weitere Anbindungen an die MODULE I und III sind durch die rheologiebasierte Mischungsentwicklung gegeben. Für sieblinienoptimierte Mischungen werden die idealen Mengen an Wasser und Betonzusatzmitteln durch Auswertung der Antriebsdaten des Mischers bestimmt. Durch die Sonden wird zudem die Entwicklung der Ionenleitfähigkeit erfasst (Modul I). Um die beschriebenen Messungen auch unter anderen Randbedingungen durchführen zu können, wird der KNIELE erweitert: Um eine Druckzelle, eine Temperiereinheit, ein Kalorimeter und eine Vibrationseinheit.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
