Der zeitliche Verlauf des Abbindens wird in Europa mit dem Eindringversuch nach Vicat, in den USA mit dem Penetrometer bestimmt. Diese Verfahren haben einige Prinzip bedingte Nachteile. Bereits in den frühen 60er Jahren wurde erstmals die Messung der Ultraschalllaufzeit als Methode
vorgeschlagen, das Abbinden zu messen. In Zusammenarbeit mit einem Deutschen Trockenmörtelhersteller hat Schleibinger hat Schleibinger ein spezielles Ultraschallmessgerät mit passender Messzelle genannt Vikasonic entwickelt.
Frischmörtel wird in eine Messzelle eingebracht die die Form des bekannten Vicat Ringes hat. Im Abstand von 1s oder langsamer wird ein Ultraschallpuls durch die Probe geschickt, und die Schalllaufzeit durch den Mörtel gemessen. Die Schallfrequenz beträgt 54 kHz. Die Laufzeit ändert sich mit der Festigkeitsentwicklung oder genauer gesagt mit dem dynamischen E-Modul. Mit zunehmender Festigkeit sinkt die Ultraschalllaufzeit.
Jede Messzelle besteht aus einem Ultraschallsender und einem Ultraschallempfänger. Das Vikasonic misst kontinuierlich die Ultraschalllaufzeit, die Signalstärke und die Temperatur in der Probe. Die Daten werden auf einem normalen USB Stick aufgezeichnet. Gleichzeitig wird die Schallgeschwindigkeit und das dynamische E-Modul berechnet und ebenfalls mit aufgezeichnet.
Das Schleibinger Vikasonic ist ein autonomes Messgerät. Während der Messung wird kein PC benötigt. Sie können die Daten direkt in Excel importieren. Die Software wird in unserem Hause entwickelt, und kann auf Wunsch an ihre speziellen Anforderungen angepasst werden.
Jede Messzelle ist mit einem Paar Ultraschall Sender/Empfänger
ausgestattet.
Das Vikasonic kann natürlich jederzeit auch für andere Messaufgaben, z.B. Festigkeitsuntersuchungen am Bauwerk, oder an Proben im CDF Test verwendet werden.
Bei der Firma hasit wurden von Dr. B. Gerstner und Dipl. Min. F. Richartz Vergleichsmessungen Ultraschallmethode / Vicat Messung durchgeführt. Es wurde die Reproduzierbarkeit beider Methoden, sowie der Zusammenhang Ultraschallmessung / Vicat Methode untersucht.
Beim Vicatgerät ist die prozentuale Abweichung (prozentualer Fehler) bei der Messung abhängig von der Eindringtiefe und beträgt für die Fixpunkte der Putzfertigstellung 27 % bis 40 % (Ursache dafür ist die abflachende Messkurve).
Für die Ultraschallgeschwindigkeit liegt die prozentuale Abweichung bei 18 % (Ursache ist die Linearität der Messkurve der Ultraschallgeschwindigkeit im Zeitraum der Putzfertigstellung).
Der Zusammenhang zwischen Vicatversuch und Ultraschallmethode ist für verschiedene Materialien und Rezepturen unterschiedlich. Für jede Rezeptur und Konsistenz muss für die Interpretation der Messwerte, die mit der Ultraschallmesszelle erhalten wurde, ein Abgleich über das Abbinden mit dem Vicat-Ring (Eindringtiefe) vorgenommen werden. Ist diese erfolgt kann die Ultraschallmessung den Vicatversuch ersetzen.
Das Ultraschall-Messverfahren ist genauer als die Messung der Eindringtiefe im Vicat-Ring. Die Geräteanschaffungskosten sind beim Ultraschall-Messverfahren etwas höher, dafür ist aber der Zeitaufwand beim Messen mit der Ultraschallmesszelle kleiner und die Ergebnisse sind objektiver
Das Vikasonic kann auch verwendet werden um die innere Schädigung bzw. das E-Modul von Probekörpern oder Bauwerksteilen zu bestimmen. Dies kann durch direktes Anlegen der Messköpfe 54 khz an den Probekörper (Bestellnummer U0009) erfolgen.
Wesentlich unabhängiger vom Laboranten ist die verwendung einer Ultraschallvorlaufstrecke im Wasserbad. Der Probe-Würfel steht im Wasserbad (Bestellnummer C0026). An beiden Enden des Bades sind Ultraschall Messköpfe eingebaut. Diese Prüfung ist in der CEN/TS 12390-9 und in der CEN/TR 15177 2006-06 Prüfung des Frost-Tauwiderstandes von Beton - Innere Schädigung
DIN CEN/TS 12390-9:2017-05 DIN SPEC 91167:2017-05 Prüfung von Festbeton - Teil 9: Frost- und Frost-Tausalz-Widerstand - Abwitterung; Deutsche Fassung CEN/TS 12390-9:2016
| Messbereich | 0,1µs bis 24000µs |
| Auto-ranging | 0.1µs .. 24ms |
| Frequenz | 54kHz, andere auf Anfrage (27kHz..1MHz) |
| Genauigkeit | +/- 0.2µs |
| Bereichsüberschreitung | Anzeige am Display |
| Kalibrierbereich | - 199,9µs + 199,9µs |
| Eingangsempfindlichkeit | 250µV |
| Bandbreite -3db | 10kHz ... 1.25MHz |
| Erregungsspannung | 200V, 500V, 1000V, 1500V |
| Pulsweite | < 1µs |
| Puls Wiederholrate | 0.1 .. 4 Pulse / s |
| Stromversorgung | Netz oder Batterien, 3 x AA |
| Netzspannung | 85V .. 265V 50/60Hz |
| Temperaturmessung | Thermolement Typ K Ni/CrNi |
| Display | Flüssigkristall-Anzeige 56mm x 38mm |
| USB Schnittstelle | USB-Stick |
| Messzelle | Ultraschallempfänger und Sender 54 kHz u. Vicat-Ring: Durchmesser oben 70 mm, unten 80 mm, Höhe 40 mm. Probenvolumen ca. 177 cm³ wie in ASTM C472-99: Vicat Ring: Ø70/80 x 40 mm oder in EN 196-3: Vicat Ring: Ø70/80 x 40 mm beschrieben. |
| Echtzeituhr | gepuffert mit SuperCap |
| Sensoranschlüsse | BNC |
| Schleibinger Vikasonic mit Messzelle, Prüfköpfen, Temperaturmessung, Datenabspeicherung auf USB | U0001 |
| Vikasonic wie oben, aber ohne Messzelle | U0002 |
| Ultraschallprüfköpfe 80 kHz 25 x 60 mm | U0037 |
| Ultraschallprüfköpfe 54 kHz 50 x 60 mm | U0038 |
Messungen an Alpha-Halbhydrat und einem Anhydrit Fließestrich
Vergleich Vicat Messung - Ultraschallmessung
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