Formgebung und Verdichtung von Gemengen

Bei der Verarbeitung von Beton im Betonfertigteilwerk oder auf Baustellen, bei der Herstellung von Kalksandsteinen und Ziegelsteinen, bei der Herstellung von Straßen aus Asphalt oder Beton gibt es einen Vorgang, der entscheidend ist für die Qualität des fertigen Bauprodukts: Die Verdichtung. Bei vielen Herstellungsprozessen erhält das Produkt gleichzeitig mit der Verdichtung seine Form, z.B. bei der Herstellung von Kalksandsteinen und von Betonwaren. Die Anlagen und Geräte zur Formgebung und Verdichtung sind aber nicht nur unter dem Gesichtspunkt der Produktqualität zu planen, auch die Wirtschaftlichkeit und der Lärm- und Arbeitsschutz sind wichtige Planungsparameter. Dieser Kernprozess ist für die anderen Teilprozesse qualitativ und quantitativ bestimmend. Das vorliegende Buch ist eine wichtige Arbeitshilfe für den Planungsprozess der erforderlichen Anlagen- und Gerätetechnik.



Im Grundlagenteil werden zunächst die zu verarbeitenden Gemenge (Beton - Keramik - Asphalt) anhand entsprechender Kenngrößen und Kennwerten für die Untersuchung des Formgebungs- und Verdichtungsprozesses charakterisiert. Die möglichen Formgebungs- und Verdichtungsverfahren werden ausführlich dargestellt und entsprechende Kenngrößen beschrieben.



Auf dieser Basis werden die Möglichkeiten zur Modellierung von Formgebungs- und Verdichtungsprozessen erläutert. Darüber hinaus wird die Analyse dieser Prozesse mit Hilfe experimenteller Untersuchungen im labor-, klein- und großtechnischen Maßstab sowie die Überprüfung von Modellvorstellungen beschrieben. Die dazu notwendigen messtechnischen Grundlagen werden dargestellt.



Anschließend folgen praxisnahe Ausführungen und Empfehlungen zur anlagentechnischen Umsetzung der Formgebung und Verdichtung von Gemengen. Die Grundsätze der Lärm- und Schwingungsabwehr finden dabei Berücksichtigung. Das Buch schließt mit der Beschreibung von Systemen zur Prozessüberwachung und Qualitätssicherung.



Dozent Dr.-Ing. habil. Helmut Kuch war von 1984 bis 1992 Leiter des Wissenschaftsbereiches Maschinen und Anlagentechnik an der Hochschule für Architektur und Bauwesen Weimar.1992 bis 2007 leitete er als Direktor das Institut für Fertigteiltechnik und Fertigbau Weimar e. V. Dabei war er speziell auf dem Gebiet der Auslegung von Ausrüstungen für die Herstellung von Betonerzeugnissen, insbesondere Formgebung und Verdichtung sowie Lärm- und Schwingungsabwehr, tätig.



Dr.-Ing. Jörg-Henry Schwabe schloss 1993 sein Studium des Maschinenbaus

/ Angewandte Mechanik an der Technischen Universität Chemnitz als Diplom-Ingenieur ab und ist seitdem wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Fertigteiltechnik und Fertigbau Weimar e.V. 2002 promovierte er an der Technischen Universität Chemnitz zum Thema "Schwingungstechnische Auslegung von Betonrohrfertigern". Seit 2006 ist er Forschungsbereichsleiter Fertigteiltechnik des Instituts und besonders auf den Gebieten der Maschinendynamik bei Baustoffmaschinen, numerischen Simulation von Maschinen und Verarbeitungsprozessen sowie der Lärm- und Schwingungsabwehr tätig.



Dr.-Ing. Ulrich Palzer studierte 1979 bis 1984 Baustoffverfahrenstechnik an der HAB Weimar, heute Bauhaus Universität Weimar. 1984 bis 1989 war er dort wissenschaftlicher Assistent. 1990 folgte die Promotion. 1990 trat er als Geschäftsführer in die Ritter Verwaltung GmbH ein und wechselte 1995 als Geschäftsführer zur PBM Projektbau- und Baumanagement GmbH, Weimar. Seit Juli 2007 ist er Institutsdirektor des IFF Weimar e. V. und schwerpunktmäßig auf dem Gebiet der Baustoffforschung, der Simulation von Verarbeitungsprozessen und der Lärm- und Schwingungsabwehr in der Rohstoffindustrie tätig.



0 Einführung



1 Ziel der Formgebung und Verdichtung von Gemengen



2 Charakterisierung von Gemengen

Übersicht / Idealisierte Beschreibung des materialverhaltens von Gemengen / Fluide Gemenge / Schüttgüter / Schüttgutartige Gemenge / Bildsame Gemenge



3 Der Formgebungs- und Verdichtungsprozess



4 Formgebungs- und Verdichtungsverfahren

Grundlagen / Pressen / Rollen und Walzen / Schleudern / Extrudieren / Evakuieren / Stampfen / Schocken / Vibration / Kombinationen



5 Formgebungs- und Verdichtungskenngrößen

Gemengeeigenschaften / Technologische Kenngrößen



6 Modellierung und Simulation von Formgebungs- und Verdichtungsprozessen

Analytische Modelle / Strukturmechanische Modelle / Strömungsmechanische Modelle / Korpuskulare Modelle / Zusammenfassung und Ausblick



7 Analyse von Formgebungs- und Verdichtungsprozessen

Grundsätze / Messung charakteristischer physikalischer Kenngrößen / Experimentelle untersuchungen / Überprüfung von Modellen / Messtechnische Untersuchungen in der Praxis



8 Technische Realisierung

Prinzipieller Aufbau von Formgebungs- und Verdichtungssystemen / Systeme zur Eintragung von Verdichtungsenergie / Gestaltungsgrundsätze für Formgebungs- und Verdichtungsausrüstungen / Hinweise zur Auswahl und Planung von Formgebungs- und Verdichtungsausrüstungen / Lärm- und Schwingungsabwehr



9 Qualitätssicherung

IMQ-System für Betonsteinformmaschinen / Flächendeckende Verdichtungskontrolle bei Walzen / Automatisierungstechnisches Konzept für stationäre Anlagen / Überwachung der verarbeitbarkeit von Gemengen



10 Ausblick



11 Literatur



12 Stichwortverzeichnis