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eBT-V - mobiles Rheometer für Frischbeton

Der eBT-V in der Antarktis - Messung der Viskosität von Frazil-Eis in der Antarktischen See

 

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"Von Mitte Juli bis Anfang August 2019 begaben sich vier Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen für drei Wochen auf eine Expedition in den Südlichen Ozean und die Marginale Eis Zone (MIZ) der Antarktis. Zusammen mit 89 weitern Wissenschaftlern aus 13 Nationen waren sie auf dem südafrikanischen Forschungsschiff S.A. Agulhas II unterwegs, um in vielzähligen Experimenten die Eigenschaften des Meereises zu untersuchen.

Die Wissenschaftler Dr.-Ing. Tommy Mielke und Felix Paul, B.Sc. vom Institut für Materialwissenschaften, sowie auch Prof. Jörg Schröder und Dr.-Ing. Carina Nisters vom Institut für Mechanik waren Teil eines interdisziplinären Projekts, finanziert durch das SA National Antarctic Project (Southern Ocean Seasonal Experiment – SCALE), um die Bedingungen in der Antarktis-Region ins Besondere in den Wintermonaten zu erforschen.

Mit einer vom Institut für Materialwissenschaften speziell für diese Expedition konstruierten Apparatur Proben des sogenannten Frazil-Eises genommen. Als Frazil-Eis bezeichnet man ein Gemisch aus Ozean-Salzwasser und ersten kristallinen Strukturen von Eis zwischen den Eisschollen. Für dieses Gemisch wurde neben dem Salzgehalt und der Temperatur insbesondere die Viskosität gemessen."

Quelle und mehr Infos und Bilder unter: https://www.uni-due.de/sea_ice/winter_cruise_2019_bericht.php

Die Ergebnisse der Messungen sind nachzulesen in:  
Experimental setup to determine rheologicalproperties of frazil ice, Felix Paul, Tommy Mielke, Doru C. Lupascu, Institute for Materials Science and Center for Nanointegration Duisburg-Essen
(CENIDE), University of Duisburg-Essen, Germany, felix.paul@uni-due.de, www.uni-due.de/materials/

veröffentlich in:  Markus Greim, Wolfgang Kusterle, Oliver Teubert; Rheologische Messungen an Baustoffen 2020, Tagungsband zum 29. Workshop und Kolloquium,11. und 12. März an der OTH Regensburg, ISBN: 978-3-347-02886-9

Anwendung

eBT-V ist ein mobiles, elektrisch betriebenes, netzunabhängiges Rheometer für Frischbeton. Im Gegensatz zum Ausbreitmaß wird beim eBT-V der Fließwiderstand des Frischbetons gemessen. Es ist dadurch möglich, für den Frischbeton eine relative Fließgrenze, sowe eine relative Viskosität anzugeben. Das Gerät kann in zwei unterschiedlichen Modi betrieben werden:

P-Modus:
für konventionelle
Rüttelbetone
auch für steife Betone:

eBT-V, P-Modus

eBT-V in P-Modus

V-Modus:
für moderne Betone wie selbstverdichtende Betone
oder ultrahochfeste Betone:

eBT-V in V-Modus

eBT-V, V-Modus

Dabei ist das Gerät klein, leicht, netzunabhängig und kostengünstig.

 

Design

  • kompakt
  • leichter und schneller Wechsel der Modi
  • kabelfrei
  • netzunabhängig, batteriebetrieben
  • Bedienung am Smartphone (inkl.)
  • drahtlose Übertragung der Messergebnisse und Anzeige am Smartphone
  • Ideal für Qualitätskontrolle und insbesondere für Außeneinsatz auf der Baustelle.

 

Arbeitsweise

P-Modus:

Durch die Bedienung des Rheometers in P-Modus können die Frischbetoneigenschaften durch eine einzige Umdrehung (360°) des Messgerätes untersucht werden. Probleme wie Entmischen und Strukturbruch während der Messung können dabei nahezu vollständig vermieden werden. Die Messung erfolgt zu jedem Zeitpunkt im nicht gescherten Beton. In einem Messtopf ist eine Zentrierstange lotrecht fest angebracht. Auf dieser wird waagrecht das Messgerät eBT-V aufgesteckt. Die Messsonde befindet sich in einem Abstand zur Zentrierstange und rotiert um diese. Die Geschwindigkeitsprofile können frei gewählt werden. Die Messdauer beträgt in der Regel weniger als eine Minute.

V-Modus:

Bei der Bedienung des Rheometers im V-Modus kann die weitverbreitete Vane-Zelle als eine Annäherung an die klassische Zylinder-Geometrie zur Messung der rheologischen Parameter eingesetzt werden. Durch die sternartige Anordnung der Vane-Flügel wird das Gleiten von dem Material an der Zellwand vermieden. Auch das Wandgleiten am Messtopf wurd durch die Verwendung der speziel hierfür konstruierten Gerätehalterung mit integrierten Antislipstangen unterbunden. eBT-V wird auf der Gerätehalterung fixiert und die Vane-Zelle an der Antriebswelle befestigt. Der Messtopf wird mit der Probe befüllt und die Gerätehalterung mit dem Gerät in den Messtopf gesetzt. Die Vane-Zelle rotiert und das Drehmoment wird gemessen. Die Geschwindigkeitsprofile können frei gewählt werden.

 

  • wählen Sie P- oder V-Modus aus
  • bereiten Sie das Gerät entsprechend vor
  • füllen Sie Frischbeton in den Messtopf
  • setzen Sie das Gerät in den Messtopf ein
  • laden Sie ein Geschwindigkeitsprofil von dem Smartphone auf das Gerät eBT-V
  • drücken Sie "Start"
  • eBT-V beginnt zu rotieren. Warten Sie bis es stopt.
  • die Messdaten werden nichtflüchtig im Gerät gespeichert.
  • es können bis zu 35 Datensätze im Gerät gespeichert werden
  • anschließend können die Ergebnisse dratlos auf das Smartphone übertragen werden.
  • auf dem Smartphone können die Messdaten graphisch dargestellt und zwischengespeichert werden. Von dort können die Daten als Excel XML Dateien per USB, WLAN, Bluetooth oder LTE auf einen PC oder in die Cloud übertragen werden.

Literatur 

 

 

 

 

 

 Ein anderes Video, aufgenommen am IIT Bombay, veranschaulicht die Funktion im P-Modus

 

Technische Daten

 (Änderungen vorbehalten)
 

 

  P-Modus V-Modus
Messtopf 40 l (alternativ 20 l) 15 l
Messtopfdurchmesser 500 mm 244 mm
Max. Drehmoment 10 Nm 10 Nm
Anzeige, Bildschirm aktuell auf dem Markt verfügbares
robustes Smartphone
 
Handhabung Ein- und Ausschalter + Smartphone (inkl.)  
Schnittstelle drahtlos  
Stromquelle  NiMH Batteriepack incl. Ladegerät  
Gewicht ohne Messtopf ca. 9.9 kg (ohne Batterie)  

 

Datenblatt

Benutzerhandbuch

 

Letzte Bearbeitung: 17.03.2020, 11:08
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