moisture measurement feuchtemessung

PRODUCTS //
MOISTURE MEASUREMENT
In a time when most organisations are looking to maximise profits while reining
in costs and maintaining quality, it is no longer economical to overlook the
benefits that moisture measurement can bring to the manufacturers of concrete,
both Ready Mix and Precast.
FEUCHTEMESSUNG
In einer Zeit, in der die meisten Unternehmen nach Gewinnmaximierung bei gleichzeitiger Kosteneindämmung und gleichbleibender Qualität streben kann man unter wirtschaftlichen Aspekten über die Vorteile der Feuchtemessung für Betonhersteller und hier
sowohl Transportbeton wie auch Fertigteilbeton nicht mehr hinwegsehen.
 One of the major sources of inconsistency in
 Eine der Hauptursachen für Ungleichmäßigkeiten
TYPICAL MOISTURE RANGES FOR CONCRETE
concrete production is the ever varying mois-
in der Betonherstellung ist ein stetig schwankender
AGGREGATES
ture content of the sand and aggregates. Water
Feuchtegehalt bei Sand und Gesteinskörnungen.
As can be seen from the table above, the range
content changes can originate from different
Veränderungen beim Wassergehalt können in den
of moistures which different size aggregates can
parts of the concrete production process with
verschiedenen Stufen der Betonherstellung mit je-
‘hold’ as free water, increases with the fineness
differing effects:
weils unterschiedlichen Auswirkungen auftreten:
of the aggregate. Therefore concrete producers
1.Natural moisture content variation in aggre-
1.Schwankungen beim natürlichen Feuchtigkeits-
should initially concentrate on measuring mois-
gates.
gehalt der Gesteinskörnungen.
ture in the finest materials.
2.Accuracy of water feeding system into the
2.Genauigkeit bei der Wasserzuführung in den Be-
concrete mixer, not usually an issue in mo-
tonmischer, was bei modernen Betonanlagen
SIZE
MOISTURE % RANGE
dern concrete plants.
normalerweise kein Problem darstellt.
Fine Sand
0 to 16
3.Uncovered material transport or storage sys-
3.Erhöhung des Wassergehalts aufgrund von Re-
Coarse Sand
0 to 12
tems allow increments of water content by
gen oder Reduzierung durch Verdampfung bei
8 mm
0 to 10
rainfall or their reduction by evaporation.
offenem Materialtransport oder offenen Lager-
10 mm
0 to 4
systemen.
12 mm
0 to 3
20 mm
0 to 2
The most significant source of moisture variation is the natural aggregate moisture content.
A variation of 1% moisture content in a dry aggregate by weight results in a change in 10 Kg
FIG. 1 Typical moisture sensor. //
ABB. 1 Typischer Feuchtesensor.
TABLE 1 Typical moisture ranges for concrete
aggregates.
of aggregate loaded into the mixer for every
1,000 Kg of dry aggregate weighed. Therefore
OPTIONS FOR MOISTURE MEASUREMENT IN
the greater the variation of moisture, and the
CONCRETE PRODUCTION
greater the weight of aggregate used, the more
Today there are products available in the mar-
serious this condition becomes. Water content
ket that allow the measurement of the mois-
in aggregates can be as high as 16% which
ture content of aggregates and fresh concretes
has large repercussions to the economics of
with a high degree of accuracy. The microwave
trading in this material.
technique has emerged as the most suitable
278 BFT 02/2011 www.bft-online.info
// PRODUKTE
FIG. 2 Typical installation
positions for a Moisture
Sensor. // ABB. 2 Typische
Einbaulagen von Feuchtemesssensoren.
FIG. 3 Sensor installed under a
bin. // ABB. 3 Unter einem Behälter
angebrachter Sensor.
Die Hauptursache für Feuchtigkeitsschwankungen
ist jedoch im natürlichen Feuchtegehalt der Gesteinskörnungen zu sehen. Eine Schwankung von
nur 1% Feuchtegehalt in Trockenzuschlägen nach
Massenanteil führt zu einer Veränderung von 10kg
Gesteinskörnung bezogen auf 1000 kg in einem
Mischer eingewogene Trockenzuschläge. Daher
gilt, je größer die Feuchtigkeitsschwankung und
je höher der Gewichtsanteil der verwendeten Gesteinskörnung desto größer ist die Auswirkung.
Der Wassergehalt von Zuschlägen kann bis zu 16%
betragen, was sich hier weitreichend auf die Wirtschaftlichkeit beim Handel auswirkt.
GRÖSSE
FEUCHTIGKEITSBEREICH %
feinkörniger Sand
0 bis 16
grobkörniger Sand
0 bis 12
8 mm
0 bis 10
10 mm
0 bis 4
12 mm
0 bis 3
20 mm
0 bis 2
TABELLE 1 Typischer Feuchtebereich bei Betonzuschlägen.
for measurement of moisture in concrete pro-
Kalibrierung) sowie die Tatsache, dass Staub und
duction, mainly due to its accuracy (usually in
Farbe nicht zu Beeinträchtigung führen und auf
the range of +/- 0.2% depending on the quality
das wettbewerbsfähige Kosten-Nutzen-Verhältnis
of the calibration), its lack of influence by dust
dieser Geräten zurückzuführen ist.
TYPISCHER FEUCHTEBEREICH BEI
or colour, and the competitive cost-benefit re-
BETONZUSCHLÄGEN
lationship of this type of equipment.
Die oben stehende Tabelle zeigt, dass sich der Feuch-
FEUCHTEMESSUNG IM ZUSCHLAGBEHÄLTER
Beim Transportbeton kann der Feuchtegehalt so-
tigkeitsbereich, den unterschiedliche Gesteinskör-
MEASURING MOISTURE IN AGGREGATE BINS
wohl Auswirkungen auf den bei einer bestimmten
nungen als freies Wasser „halten“ können, vergrößert
In ready-mix concrete, varying moisture con-
Zementmenge erzielten Ertrag wie auch auf die
je feiner die Gesteinskörnung ist. Daher sollten sich
tent affects both the yield achieved for a given
Qualität und Festigkeit des Betons haben. Bei mo-
Betonhersteller zunächst auf die Feuchtemessung
amount of cement and the quality and strength
dernen Transportbetonanlagen sind Mikrowellen-
der sehr feinkörnigen Zuschläge konzentrieren.
of the concrete. A modern ready-mix plant
Feuchtemesssensoren gewöhnlich an der Klappe
would typically install microwave moisture
des Zuschlagbehälters angebracht. Sobald der
MÖGLICHKEITEN DER FEUCHTEMESSUNG BEI
sensors at the gate of the aggregate bins. Once
Sensor entsprechend eingerichtet ist können die
DER BETONHERSTELLUNG
the sensor has been set up correctly, average
Feuchtemessungen chargenweise erfolgen. Diese
Es sind heute Produkte im Markt erhältlich, die eine
moisture readings can be taken for each batch.
Werte können dann von der Anlagensteuerung zur
hoch präzise Messung des Feuchtigkeitsgehalts
The plants’ control system can then use these
entsprechenden Anpassung der „Feuchtgewichte“
von Zuschlägen und Frischbeton ermöglichen. Hier-
values to adjust the ‘wet weights’ of the ag-
von Zuschlägen genutzt werden, um so sicherzu-
bei ist das Mikrowellenverfahren für die Feuchte-
gregates to ensure that the correct dry weight
stellen, dass Zuschläge mit dem korrekten Trocken-
messung von Betonprodukten am besten geeignet,
of each aggregate is loaded into the mixer. A
gewicht in den Mixer gelangen. Bei einer Anlage,
was in erster Linie auf die Genauigkeit (üblicher-
plant producing 160 m3 of concrete would see
mit der 160 m³ Beton hergestellt werden, würde
weise im Bereich von +/- 0,2% je nach Qualität der
a payback period for moisture measurement
sich so ein Feuchtemessgerät bei 3% Feuchtig-
www.bft-online.info BFT 02/2011 279
PRODUCTS //
FIG. 4 The latest “In-Mix”
sensor. // ABB. 4 Der neueste
„In-Mix“ Sensor.
achieve constant water contents inside the
mixer, batch after batch.
HOMOGENEITY CONTROL USING MOISTURE
MEASUREMENT
Using moisture as an indicator of the degree of
homogeneity achieved by the concrete mixer
at any stage of mixing is also possible using
microwave mixer sensors. Based on the use of
water as an indicator of material dispersion,
when materials are loaded onto the mixer the
sensors ‘see’ variable moisture contents over
time as usually aggregates will be wet and
cementitious materials will be dry. As these
materials mix with water and admixtures, gradually a flatter trace is achieved as the water
disperses evenly over the entire mix. A flat
trace output from the mixer sensor indicates
that homogeneity has been reached.
equipment of 3 months at 3% moisture error,
keitsabweichung in 3 Monaten amortisieren und
The use of homogeneity control allows the
thereafter gaining considerable benefits in
dann bedeutenden Nutzen hinsichtlich Ertrags- wie
optimization of mix cycles. Once the producer
both increased yield and improved quality.
auch Qualitätssteigerung leisten.
can evaluate whether the mix is homogenous
For precast and concrete product manufac-
Für Hersteller von Betonfertigteilen und -pro-
or not, he can then adjust the mixing time to
turers, high quality materials and well control-
dukten sind hochwertige Rohstoffe und sehr gut
ensure that only the time required to homo-
led moisture levels are critical to ensure con-
überwachte Feuchtigkeitsgrade für die Sicherstel-
genize the mix is used. This in turn has large
sistent products. Significant savings in cement,
lung von konsistenten Produkten entscheidend.
benefits in terms of reduced power consump-
colour and admixtures as well as reductions in
Beachtliche Einsparungen beim Zement, den
tion, reduced wear of parts, and increased
the number of wasted batches are all common
Pigmenten und Zusätzen sowie eine Reduzie-
production output.
benefits of moisture measurement. As well as
rung von Fehlchargen sind die generellen Vorteile
installing aggregate bin moisture sensors at
einer Feuchtemessung. Neben der Installation
ASPHALT AND OTHER QUARRY PRODUCT
their plants to ensure aggregate dry weight
von Feuchtemesssensoren am Zuschlagbehälter
APPLICATIONS
gradings, precast and concrete product ma-
einer Anlage zur Sicherstellung der Trockenge-
In asphalt production, cost savings and quali-
nufacturers will generally also opt for a mixer
wicht-Verteilung bei den Zuschlägen entschei-
ty improvements can also be achieved. Initial
system to ensure the correct total water in the
den sich die Hersteller von Betonfertigteilen und
correction for dry weight before the aggregate
mix, batch after batch.
-produkten in der Regel gleichermaßen für die
reaches the burners can help to prevent in-
Anbringung in der Mischanlage, um so die Zugabe
correct material gradings and the consequent
MEASURING MOISTURE IN MIXERS
der richtigen Wassermenge Charge für Charge
effect on quality. Too high a moisture content
Measuring the moisture of fresh concrete in
sicherzustellen.
will cause the bitumen not to bond correctly
a mixer allows the concrete producer to have
with the aggregate. Too low and moisture and
full control over the final moisture content
FEUCHTEMESSUNG IM MISCHER
fuel will be wasted heating the aggregate to
before the mix is discharged. This ensures
Die Feuchtemessung von Frischbeton im Mischer
higher temperatures than those required. Mois-
that due to aggregate wetting/drying during
ermöglicht dem Betonhersteller die volle Kontrolle
ture correction optimises the efficiency of the
transport from the hopper to the mixer, or
der Endfeuchte noch vor Entleeren der Mischung.
burners and can therefore lead to a reduction
variable water pressure are eliminated.
Hierdurch lassen sich Unterschiede durch Be-
in energy costs.
There are two options for moisture measure-
feuchtung/Trocknung der Zuschläge während der
There is increasing pressure on users of
ment in mixers – flush mounted sensors that
Beförderung vom Silo zum Mischer oder unter-
quarry products to ensure that their yields
are fitted to the floor of concrete mixers, or
schiedlicher Wasserdruck ausgleichen.
are maximised while ensuring their products
‘in-mix’ sensors that are either rotating with
Für die Feuchtemessung im Mischen stehen zwei
conform to the required standard. If raw
mixer arms or static in rotating pan mixers.
Möglichkeiten zur Verfügung - eingebaute Sen-
materials delivered by the quarry are of vary-
The latest version of the “in-mix” sensor, the
soren, die am Boden des Mischers angebracht
ing mois-ture contents, in-line measurement
Hydro-Probe Orbiter from Hydronix uses a
sind oder „In-Mix“ Sensoren, die entweder mit
allows the control of the exact ‘dry weight’
fully ceramic sensing head unit to offer pro-
der Mischschaufel rotieren oder statisch in rotie-
of material used. Consequently the next lo-
ducers the fastest response available in the
renden Tellermischern angebracht sind. Der neu-
gical step is to associate or compare the final
market.
este „In-Mix“ Sensor, der Hydro-Probe Orbiter von
yield to the production costs and purchased
The measurements from mixer floor moisture
Hydronix nutzt einen vollkeramischen Sensorkopf,
materials. With a heightened awareness of
sensors and in-mix sensors are used to calcu-
womit den Herstellern eine schnellstmögliche Re-
both material and energy costs, producers
late the correct volume of water required to
aktionszeit zur Verfügung gestellt wird.
that would not have previously considered
280 BFT 02/2011 www.bft-online.info
// PRODUKTE
Die Messungen mit Feuchtemesssensoren am Boden oder im Mischer werden für die Berechnung
Hydronix Mixer Analysis // Hydronix Mischer-Analyse
des korrekten Wasservolumens verwendet, um so
Flat trace indicates homogeneity //
Ein flacher Verlauf zeigt Homogenität
im Mischer zu erzielen.
Unneccessary mixing time //
Unnötige Mischzeit
HOMOGENITÄTSKONTROLLE DURCH
FEUCHTEMESSUNG
Zur Nutzung der Feuchtigkeit als Indikator für den
im Mischer in der jeweiligen Mischphase erzielten
Homogenitätsgrad lassen sich Mikrowellen-Mi-
Unscaled // unskaliert
Charge für Charge einen konstanten Wassergehalt
Variable trace indicates
further mixing is required //
Ein variabler Verlauf – weiteres
Mischen ist notwendig
schersensoren ebenfalls einsetzen. Basierend
auf der Verwendung von Wasser als Indikator
für die Dispergierung des Mischmaterials stellt
der Sensor bei der Zuführung von Mischmaterial
Time (seconds) // Zeit (Sekunden)
in den Mischer im Zeitverlauf unterschiedlichen
Feuchtegehalt fest, da Zuschläge feucht und zementhaltige Werkstoffe trocken werden. Da sich
diese Materialien mit Wasser und Zuschlägen
FIG 5 A typical mix cycle as seen by a Hydronix mixer sensor (Hydronix data). // ABB 5 Ein typischer vom
Hydronix Mischsensor erfasster Mischzyklus (Hydronix Daten).
vermischen wird schrittweise eine flachere Linie
erreicht, da sich das Wasser gleichmäßig über
moisture measurement or control can now
ferte Rohmaterial unterschiedliche Feuchtegehalte
die gesamte Mischung verteilt. Eine flache Linie
justify this cost-effective investment.
auf, so kann mit Hilfe der Inline-Messung das ex-
zeigt an, dass die entsprechende Homogenität
akte „Trockengewicht“ des verwendeten Materials
erreicht ist.
MOISTURE MEASUREMENT IN CONCRETE
kontrolliert werden. Folglich besteht der nächste
Durch die Homogenitätskontrolle lässt sich der
PRODUCTION IS COST-EFFICIENT
logische Schritt in der Zuordnung oder dem Ver-
Mischzyklus optimieren. Sobald der Hersteller
As well as improvements in quality, the use of
gleich von Endertrag zu Produktionskosten und
in der Lage ist zu bestimmen, ob eine Mischung
moisture control also allows improved profita-
dem eingekauftem Material. Mit dem gesteigerten
homogen ist oder nicht, kann er die Mischdauer
bility for a concrete production operation. Con-
Bewusstsein sowohl die Material- wie auch der
entsprechend anpassen und so sicherstellen, dass
crete producers will achieve reduced material
Energiekosten zu senken können Hersteller, die
nur die tatsächlich zur Homogenisierung benötigte
costs and increase production yield. Although
bisher nicht einmal an Feuchtemessung oder -kon-
Zeit verwendet wird. Dies bring wiederum große
more difficult to quantify, the reduced number
trolle gedacht haben, jetzt eine kostensparende
Vorteile in punkto Energieeinsparung sowie eine
of sub-standard batches, reduced wear part
Investition begründen.
verminderte Abnutzung und eine Steigerung der
and energy savings, all increase profitability.
produzierten Menge mit sich.
The improvement is such that the general
FEUCHTEMESSUNG VON BETONPRODUKTEN IST
consensus by Hydronix customers is that the
KOSTENGÜNSTIG
ASPHALT UND ANDERE ANWENDUNGEN MIT
equipment’s return on investment period is
Neben der Qualitätssteigerung ermöglicht der Ein-
STEINBRUCHPRODUKTEN
between 3 to 6 months.
satz von Feuchtemessung ebenso eine Verbesse-
Bei der Asphaltproduktion lassen sich ebenfalls
rung der Rentabilität für den Betonherstellungsbe-
Kosteneinsparungen und Qualitätssteigerungen
If you are considering using moisture control
trieb. Betonhersteller können ihre Materialkosten
erzielen. Durch Anfangskorrektur des Trockenge-
equipment or wish to receive further advice,
reduzieren und ihren Produktionsertrag erhöhen.
wichts vor Zugabe der Zuschläge in den Brenner
ensure that you choose a company that has an
Obwohl schwieriger zu beziffern, so führen ver-
kann eine unkorrekte Materialverteilung und die
excellent reputation, that can integrate with
ringerte Fehlchargen, reduzierter Verschleiß und
damit verbundene Auswirkung auf die Qualität
your current system and that will be able to
Energieeinsparungen zur Erhöhung der Rentabilität.
verhindert werden. Bei einem zu hohen Feuchte-
give you the customer service and after-sales
Die Verbesserungen sind derart, dass die Kunden
gehalt verbindet sich das Bitumen nicht richtig mit
support that you expect.
von Hydronix übereinstimmend angeben, dass sich
den Zuschlägen. Ist der Gehalt zu niedrig werden
For further information on the Hydronix
die Geräte in einem Zeitraum von 3 bis 6 Monaten
Feuchtigkeit sowie Brennstoff für das Beheizen
range of products please see the website
amortisieren.
von Zuschlägen auf eine höhere als die notwendige
www.hydronix.com. 
Hersteller, die den Einsatz von Feuchtemess- und
Temperatur verschwendet. Durch die Feuchtigkeitskorrektur wird die Effizienz der Brenner optimiert, was zur Reduzierung der Energiekosten
regelgeräten in Betracht ziehen oder weitere Infor-
Walnut Tree Close
Anwender von Steinbruchprodukten sind mit dem
GU1 4UG
wachsenden Druck hinsichtlich einer Ertragsma-
Guildford/ United Kingdom
ihre Produkte dem geforderten Standard entsprechen, konfrontiert. Weist das vom Steinbruch gelie-
Unternehmen wenden, das sich in das bestehende
7 Riverside Business Centre
führen kann.
ximierung bei gleichzeitiger Gewährleistung, dass
mation wünschen, sollten sich an ein renommiertes
Hydronix Limited
Tel.: +44 1483 468900
Fax: +44 1483 468919
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