@phdthesis{Ressel2004,
  author    = {Ressel, Oliver},
  title     = {Entscheidungshilfen f{\"u}r die Planung von Anlagen zum naßmechanischen Recycling von Betonrestmassen},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.79},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040511-831},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2004},
  abstract  = {Trotz der weiten Verbreitung erfolgt die Planung der Restbetonrecyclinganlagen immer noch durch learnig-by-doing, da verfahrenstechnisches Grundlagenwissen nicht vorliegt. Wer an verantwortlicher Stelle die Investition in eine neue oder in die Verbesserung einer bestehenden Restbetonrecyclinganlage beurteilen soll, steht vor einer komplexen Entscheidung, die unter Ber{\"u}cksichtigung unterschiedlichster Kriterien getroffen werden muss. In der Praxis besteht hinsichtlich der Qualit{\"a}tssicherung der Recyclingprodukte, der Ablagerungen der noch reaktiven Zementpartikel, der Bemessung der eingesetzten Maschinen, der praktikablen Handhabung hinsichtlich einiger Detailprobleme sowie der Anordnung der verfahrenstechnischen Komponenten in Bezug zur Gel{\"a}ndeoberkante weitgehend Unklarheit. Das allgemeine Verlangen nach einer durchdachten Entscheidungshilfe und die Notwendigkeit, zu einem sachlich begr{\"u}ndeten Urteil zu kommen, macht Entscheidungshilfen f{\"u}r die Planung von Restbetonrecyclinganlagen erforderlich. Insbesondere da Fehlentscheidungen nicht nur mit großem Aufwand r{\"u}ckg{\"a}ngig gemacht werden k{\"o}nnen. Hierf{\"u}r wurden 18 maßgebliche Entscheidungskriterien entwickelt. Diese Entscheidungskriterien wurden im Rahmen der Nutzwertanalyse als Projektziele entwickelt. Die erarbeiteten Kriterien einteilen: - Kriterien zur Qualit{\"a}tssicherung bei der Verwendung der Recyclingprodukte F{\"u}r die Wiederverwendung der Recyclingprodukte Restwasser und Restbetonzu- schlag sind im technischen Regelwerk Verfahrensweisen vorgechrieben. Hinsichtlich der Prozesse bei der Wiederverwendung konnten deutliche Ver- besserungspotentiale aufgezeigt werden. Besonders die Anwendung von online- Dichtemessverfahren im Vergleich zur Ar{\"a}ometermessung verbessert die Len- kungsprozesse zur Qualit{\"a}tssicherung. Aber auch die weitere Klassierung oder das getrennte Lagern und Dosieren des Restbetonzuschlags im Vergleich zu der im technischen Regelwerk vorgeschriebenen Verfahrensweise des volumetrischen Absch{\"a}tzens bringt Verbesserungspotential. - Kriterien zur Minimierung von Ablagerungen Noch reaktive Zementpartikel kommen zeitweise permanent mit Anlagen- komponenten, Leitungen und Beckeninnenfl{\"a}chen der Recyclinganlage in Be- r{\"u}hrung. Ablagerungen von Zementpartikeln, die den Betrieb der Anlage be- hindern, verschlechtern oder sogar verhindern, sind unvermeidbar. Aller- dings kann, wie im Rahmen dieser Arbeit gezeigt wurde, eine Minimierung der Ablagerungen durch geeignete Maßnahmen herbeigef{\"u}hrt werden. Die Ablage- rungen im Suspensionsbeckenlassen sich durch den Zustand der homogenen Suspension sowie durch das Str{\"o}mungsbild angepasste Formgebung minimieren. Durch die geeignete Gef{\"a}llewahl und vor allem durch die korrekte Wahl der Pumpenart k{\"o}nnen die Ablagerungen in Leitungen minimiert werden. - Kriterien zur Bemessung der verfahrenstechnischen Apparate Die Auslegung der Recyclinganlage hinsichtlich der Auswaschleistung, der R{\"u}hrerleistung und der Gr{\"o}ße des Suspendierraumes erfolgt bisher anhand von praktischen Erfahrungswerten. In dieser Arbeit wurde f{\"u}r die Auswasch- leistung ein allgemeing{\"u}ltiges Berechnungsmodel hergeleitet. Dar{\"u}ber hinaus wurde gezeigt, dass die R{\"u}hrerleistung f{\"u}r das Suspendieren von Restwasser berechnet werden kann. Die Gr{\"o}ße des Suspendierraumes kann unter Be- r{\"u}cksichtigung der zu- und abfließenden Materialstr{\"o}me berechnet werden. Das Trennverhalten des mechanischen Klassierers wurde im Rahmen einer Ver- suchsreihe mit folgenden Ergebnissen ermittelt: a. Die Klassierdurchs{\"a}tze steigen mit gr{\"o}ßer werdendem Entleerdurchsatz. ufgrund der Pufferwirkung des mechanischen Klassierers, bei der die diskontinuierlich in den Aufgabetrichter gef{\"u}llte Restbetontr{\"u}be (Ent- leeren) in einem kontinuerlichen Prozess (Klassieren) durch den Trog gef{\"o}rdert wird, n{\"a}hert sich der Klassierdurchsatz asymtotisch einem Grenzwert an. b. Das Masseausbringen rbz wird signifikant vom Klassierdurchsatz und weniger vom Entleerdurchsatz beeinflusst. c. Die Korngr{\"o}ßenverteilung des Restbetons, des Restbetonzuschlags und des Restwassers belegen anschaulich den erreichten Trenneffekt. d. Die Trennkorngr{\"o}ße steigt mit zunehmendem Klassierdurchsatz an. Diese Tendenz ist allerdings nur bei Betrachtung des "nassen" Klassier- durchsatzes signifikant erkennbar. Bei Betrachtung des "trockenen" Durchsatzes ergibt sich keine Abh{\"a}ngigkeit. Die Ursache hierf{\"u}r ist, dass in den "nassen" Durchsatz Prozesse wie Tr{\"u}beagitation und Feinkorn- konzentration indirekt eingehen. e. Der Fehlkornanteil < 125 µm im Restbetonzuschlag steigt ebenfalls mit "nassem" Klassiersatz an. f. Im Unterschied dazu bestehen f{\"u}r den Fehlkornanteil > 125 µm im Rest- wasser signifikante Abh{\"a}ngigkeiten zu Entleer- und Klassierdurchs{\"a}tzen. Ursache ist der tote Fluss. - Kriterien zur Praktikabilit{\"a}t des Anlagenberiebes - Interdependenzen zwischen Anlagenkomponenten},
  subject      = {Restbeton},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Mothes2009,
  author    = {Mothes, Steffen},
  title     = {Das F{\"u}llen der Form mit Betongemenge bei der Formgebung und Verdichtung von Betonsteinen in Steinformmaschinen},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.1423},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20100712-15117},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2009},
  abstract  = {Bei der Produktion von Betonsteinen mit vollautomatischen Steinformmaschinen ist das F{\"u}llen der Form mit Betongemenge die erste Phase des Formgebungs- und Verdichtungsprozesses. Trotz langj{\"a}hriger praktischer Erfahrungen mit Steinformmaschinen wird der Formgebungs- und Verdichtungsprozess nicht ausreichend stabil beherrscht. Im industriellen Routinebetrieb erweist sich insbesondere die Realisierung einer gleichm{\"a}ßigen F{\"u}llung als das prim{\"a}re Problem. Die in dieser Phase entstehenden Defizite beeinflussen direkt die Qualit{\"a}t der zu erzeugenden Betonsteine. Eine Kompensation dieser M{\"a}ngel ist mit den nachfolgenden Prozessphasen nicht mehr m{\"o}glich. Die Zielstellung der vorliegenden Arbeit ist es, ausgehend von einer systematischen Analyse des Formgebungs- und Verdichtungsprozesses im Allgemeinen und der Analyse des F{\"u}llvorganges im Besonderen, die tats{\"a}chlich an Steinformmaschinen erreichbare F{\"u}llungsg{\"u}te zu ermitteln, Einfl{\"u}sse auf die erreichte F{\"u}llungsg{\"u}te und deren Wechsel-beziehungen zu untersuchen sowie ein Modell zur Beschreibung und Simulation des F{\"u}llvorganges zu entwickeln und zu verifizieren. Als wesentliche Voraussetzung f{\"u}r eine systematische Analyse der F{\"u}llstufe(n), wird eine Methode zur Berechnung und Bewertung der F{\"u}llungsg{\"u}te entwickelt. Grundlage der Methode bildet dabei die systematische Erfassung der Steinmassen mi von vollst{\"a}ndigen, aufeinander folgend gefertigten Einheiten. Entsprechend der Lage innerhalb der Form und der Folge der gefertigten Einheiten werden die Massen als quantitatives stetiges Merkmal der zu untersuchenden Grundgesamtheit in eine Urliste editiert und f{\"u}r die weitere Auswertung genutzt. Unter Anwendung der entwickelten Methode zur Berechnung und Bewertung der F{\"u}llungsg{\"u}te wird das tats{\"a}chlich im industriellen Routinebetrieb erreichbare Niveau analysiert. Daf{\"u}r werden in einem erstmals durchgef{\"u}hrten, umfangreichen Feldversuch an elf Steinformmaschinen in Deutschland und der Schweiz die erreichten F{\"u}llungsg{\"u}ten erfasst, die Prozessabl{\"a}ufe dokumentiert und die Wechselbeziehungen zwischen den eingef{\"u}llten Massen mi und den Einflussgr{\"o}ßen mit Hilfe der Varianzanalyse nach Variationsursache untersucht. Dar{\"u}ber hinaus werden ausgew{\"a}hlte Festbeton-eigenschaften der Proben bestimmt und deren Korrelation zu den jeweils erreichten Massen mi mit Hilfe der empirischen Regression analysiert. Basierend auf den systematischen Prozessbeobachtungen im industriellen Routinebetrieb wird unter Ber{\"u}cksichtigung der F{\"u}llwagenkinematik, des Gemengef{\"u}llstandes im F{\"u}llwagen und der sukzessiven {\"U}bergabe diskreter Massen in die Formzellen ein ph{\"a}nomenologisches Modell zur Beschreibung der ersten F{\"u}llstufe entwickelt. Das Bewegungsverhalten des F{\"u}llwagens und das Fließverhalten des zu verarbeitenden Betongemenges werden dabei zun{\"a}chst stark vereinfacht dargestellt. Unter Ber{\"u}cksichtigung der zeilenabh{\"a}ngigen {\"U}berdeckungszeit und des F{\"u}llstandes im F{\"u}llwagen werden koordinatenabh{\"a}ngige Druckprofile im F{\"u}llraum, so genannte Zellendruck-Zeit-Funktionen, entwickelt. Als Arbeitshypothese wird formuliert, dass mit diesen Funktionen die unterschiedlichen Bedingungen w{\"a}hrend des F{\"u}llvorgangs im Prozessraum beschrieben werden k{\"o}nnen und diese Funktionen dar{\"u}ber hinaus mit den im Ergebnis des Vorgangs eingef{\"u}llten Massen mi korrelieren. Zur numerischen Nachbildung der ersten F{\"u}llstufe bei der Betonsteinherstellung wird die auf der Diskrete-Elemente-Methode basierenden Simulationssoftware Particle Flow Code in 3 Dimensions genutzt. Damit wird es m{\"o}glich, den Verlauf des F{\"u}llprozesses und die sich im Prozessraum ausbildenden Fließprofile durch eine realit{\"a}tsnahe Computeranimation detailliert und gut einsehbar darzustellen. An Hand der numerisch erzeugten F{\"u}llungsg{\"u}ten wird eine Gegen{\"u}berstellung mit den empirischen Ergebnissen m{\"o}glich. Gleichzeitig erfolgt die Berechnung der Druck-Zeit-Funktionen am Boden aller Formzellen, um kausale Wechselbeziehungen zwischen der F{\"u}llaufgabe, der F{\"u}llausr{\"u}stung und dem Prozessverlauf bzw. dem Prozessergebnis aufzeigen zu k{\"o}nnen. Zur Verifizierung des der Simulation zu Grunde gelegten Gesamtmodells wird das numerische Experiment an einer speziellen Versuchseinrichtung nachgestellt. Um die Aufnahme der Zellendruck-Zeit-Funktionen w{\"a}hrend des F{\"u}llens vornehmen zu k{\"o}nnen, ohne dadurch den F{\"u}llvorgang zu st{\"o}ren, wird ein eigens f{\"u}r den Verifizierungsversuch entwickelter Drucksensor genutzt. Auf allen Abstraktionsebenen werden die Ergebnisse mit den f{\"u}r den industriellen Routinebetrieb entwickelten Methoden ausgewertet und gegen{\"u}bergestellt. Mit Hilfe von Varianzanalysen wird die Einflussst{\"a}rke verschiedener Parameter verglichen. Zur {\"U}berpr{\"u}fung der Arbeitshypothese werden die Zellendruck-Zeit-Funktionen w{\"a}hrend der numerischen und der realen Experimente aufgenommen und die Korrelationen zu den eingef{\"u}llten Massen mi {\"u}berpr{\"u}ft.},
  subject      = {Betonsteinherstellung},
  language  = {de}
}