Porenbetonherstellung
Mikrowellenmesstechnik für optimale Mischung
ETTLINGEN (ABZ). - Zur Herstellung von Wand- oder Deckenplatten, Block- und Plansteinen sowie im Mauerwerksbau wird unter anderem gerne der Baustoff Porenbeton in verschiedenen Ausführungen und Dichten verwendet. Für eine hohe und gleichbleibende Qualität des Endprodukts, ist es jedoch essentiell, die Bestandteile – vor allem Kalk, Zement und Sandmehl – entsprechend der Produktrezepturen exakt zu dosieren. Dabei gilt Wasser als entscheidender Faktor. Die proMtec Theisen GmbH hat ein Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe der Wassergehalt durch die Messung des Trockensubstanzgehalts kontinuierlich bestimmt werden kann. Dies geschieht inline während des Prozesses, wodurch Abweichungen während der Herstellung sofort erkannt und korrigiert werden können. Durch den Einsatz der robusten Mikrowellenmesstechnik, die selbst unter rauen Umgebungsbedingungen exakte Ergebnisse liefert, können daneben auch die Rohstoffe zur Sandschlamm-Aufbereitung optimal dosiert werden. Diese Technologie wird mittlerweile von allen namhaften, führenden Porenbetonherstellern europaweit eingesetzt.
Für das Mikrowellentransmissionsverfahren bei der Porenbetonherstellung wird die Sensorik mit einem Inlinemessrohr in Ausführung eines konstruktiven Variventgehäuses kombiniert. Das Messfenster ist dabei hygienisch und totraumfrei in die Wandung des Messrohres eingearbeitet, wodurch die Messung selbst eingriffs- und berührungsfrei erfolgen kann. "Das Standardgerät µ-ICC Standard ist ein Vierkanal-Messsystem und damit die preisgünstigere Variante bei mehreren Messstellen", erklärt Karl-Heinz Theisen, Geschäftsführer der proMtec Theisen GmbH. "Das Compactgerät µ-ICC Compact ist dagegen als Einkanal-Messsystem für Einzelanwendungen konzipiert."
Bei den vorher üblichen Offline-Messungen, bei denen manuell Proben entnommen und ausgewertet wurden, sowie bei den herkömmlichen mechanischen Wägeverfahren konnten Abweichungen im Prozess lediglich zeitversetzt festgestellt werden. Nach erfolgter Probennahme läuft die Herstellung weiter.
Erst, wenn die Veränderungen nach Auswertung der Probe entdeckt werden, kann darauf reagiert und entsprechend in den Prozess eingegriffen werden. Mithilfe der proMtec-Messgeräte kann die Trockenmasse des Porenbetons dagegen inline erfasst werden. Dazu werden sie direkt im Hauptstrom installiert, ein Bypass ist dafür nicht nötig.
Durch die Verwendung eines Mikrowellenoszillators, der elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz von 2,45 GHz erzeugt, kann ein sehr genaues Messergebnis erwartet werden. Besonderer Vorteil des Mikrowellentransmissionsverfahrens ist es, dass es nicht auf die optische Durchlässigkeit eines Mediums, in diesem Fall des Porenbetons, angewiesen ist. Die elektromagnetischen Wellen durchdringen alle metallfreien, nicht leitenden Materialien und sprechen sehr gut auf Wasser an, da dieses mit seiner hohen Dielektrizitätszahl von 80 die elektromagnetischen Wellen stark absorbiert. Da Wasser bei der Herstellung des Baumaterials eine wesentliche Komponente darstellt, kann durch die Messung des Trockensubstanzgehaltes – unabhängig von Materialablagerungen, optischer Durchlässigkeit und Partikelgröße der eingebetteten Trockenmasseanteile – auch kontinuierlich der Wassergehalt bestimmt werden. "Die Mikrowelle reagiert sehr sensitiv auf den Wassergehalt des zu erfassenden Materials, wodurch eine exakte Erfassung der Trockenmasse des Mediums möglich wird", erläutert der Experte die Vorteile.
In der Porenbetonindustrie wird mit einem Produkt von sehr hoher Dichte gearbeitet. Dazu kommt, dass der Baustoff hauptsächlich aus Sand besteht und daher sehr abrasiv ist. Alle produktberührenden Materialien werden dadurch stark beansprucht. "Die Mikrowellensensoren von proMtec sind jedoch eingriffsfrei, das heißt ohne direkte Produktberührung, seitlich an der Rohrleitung installiert und durch ein Fenster aus verschleißfestem Material geschützt", so Theisen. Materialablagerungen auf diesen Fenstern während des Prozesses haben auf die Messgenauigkeit keinen Einfluss.
Trotz rauer Umgebungsbedingungen, wie sie in Form von typisch hoher Luftfeuchtigkeit, hohen Temperaturen und Staub und Produktresten in der Porenbetonproduktion vorliegen, arbeiten die Mikrowellen-Dichtemessungen so zuverlässig über viele Betriebsjahre hinweg. "Aufgrund unserer langjährig erprobten Technologie, der stabilen Bauweise und der nötigen Betriebserfahrung kann mittlerweile von einer Standzeit von über zehn Jahren ausgegangen werden", berichtet Theisen.
Neben dem Sandschlamm am Ausgang der Kugelmühle, in der der Sand auf eine bestimmte Größe zerkleinert wird, kann die Messsonde auch für den Rücklaufschlamm eingesetzt werden: "Die Formgebung der Porenbetonprodukte erfolgt normalerweise nicht im erhärteten Zustand. Die hier anfallenden Porenbetonabfälle werden als Rückgutschlamm sofort wieder dem Prozess zugeführt. Auch bereits erhärteter Porenbeton kann in gemahlener Form erneut in der Produktion eingesetzt werden", erklärt Theisen.
Um für jeden Kunden optimale Messwerte erzeugen zu können, benötigt das Ettlinger Unternehmen von den Anwendern lediglich Angaben zum Installationsort, zum Messbereich sowie Rohrleitungsquerschnitt und Prozess, zur Produktion und zum Produktzustand. Dazu zählen bspw. die Produkteigenschaften, die Temperatur, der pH-Wert oder die genauen Zutaten.
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