🪨 Bestimmung des Wassergehalts von Gesteinskörnungen durch Ofentrocknung — PN-EN 1097-5

Bauwesen PN-EN 1097-5

Übersicht

DAS IST DAS REFERENZVERFAHREN, NICHT DAS EINZIG ZULÄSSIGE — UND DIE NORM ENTSCHEIDET DAS SELBST. Der Anwendungsbereich, angeführt aus dem Normtext: „This standard describes the REFERENCE METHOD used for type testing and in cases of dispute for the determination of the water content of aggregates by drying in a ventilated oven. For other purposes, in particular FACTORY PRODUCTION CONTROL, other methods may be used provided that an appropriate working relationship with the reference method has been established." Ein Leser mit einem Akkreditierungsbereich gewinnt daraus zwei Dinge zugleich. Erstens: Diese Norm entscheidet im Streitfall und dient der Typprüfung. Zweitens: In der werkseigenen Produktionskontrolle darf ein anderes, schnelleres Verfahren verwendet werden — aber nur, wenn seine Beziehung zum Referenzverfahren festgestellt wurde. „Wir messen anders, weil es schneller geht" reicht allein nicht aus; es bedarf einer festgestellten Beziehung.

WAS DIESES VERFAHREN MISST UND WAS NICHT. Die Norm sagt es geradeheraus: „The oven-drying method provides a measure of the TOTAL FREE WATER present in a test portion of aggregate. The water can be from the surface of the aggregate and from water accessible pores within the aggregate particles." Das Ergebnis umfasst also das Oberflächenwasser ZUSAMMEN MIT dem Wasser aus wasserzugänglichen Poren — es ist weder die bloße Oberflächenfeuchte noch die Wasseraufnahme. Wer diese beiden Dinge trennen muss, braucht eine andere Prüfung.

MASSEKONSTANZ IST ZAHLENMÄSSIG DEFINIERT, ALSO KEINE ERMESSENSFRAGE. Definition 3.3: „successive weighings after drying AT LEAST 1 H APART not differing by more than 0,1 %". Zwei Bedingungen zugleich — Zeitabstand und Massendifferenz —, und beide müssen erfüllt sein. Die Norm fügt eine Anmerkung hinzu, dass Massekonstanz in vielen Fällen nach einer im Voraus festgelegten Trocknungszeit erreicht wird und dass das Laboratorium diese Zeit für seine Probenarten und -größen in Abhängigkeit von der Leistung des Trockenschranks bestimmen darf. Das erlaubt, die Routine zu verkürzen, ändert aber nicht die Definition: Im Streitfall entscheidet die Differenz zwischen zwei Wägungen, nicht der Zeitablauf.

DAS ERGEBNIS BEZIEHT SICH AUF DIE TROCKENMASSE — HIER IST EIN FEHLER AM LEICHTESTEN. Die Formel der Norm lautet w = (M1 − M3) / M3 × 100, wobei M1 die Masse der feuchten Probe und M3 die Masse nach dem Trocknen bis zur Massekonstanz ist. Im Nenner steht die TROCKENE Masse. Dieselbe Massendifferenz, bezogen auf die feuchte Masse, ergäbe eine kleinere Zahl, sieht aber gleich aus — „Prozent Wasser". Ein Prüfbericht, der nur den Prozentwert ohne Angabe der Bezugsgrundlage nennt, lässt nicht entscheiden, welche der beiden Zahlen angegeben wurde.

DER SCHUTZ DER PROBE VOR FEUCHTEÄNDERUNG IST TEIL DES VERFAHRENS, KEINE ORDNUNGSEMPFEHLUNG. Die Norm verlangt, dass die Laboratoriumsprobe und die daraus entnommene Messprobe in allen Stadien der Behandlung und Vorbereitung VOR Beginn der Prüfung gegen Wasserverlust und gegen Wasseraufnahme geschützt werden. Deshalb muss der Behälter korrosionsbeständig und verschlossen sein, und die Norm warnt eigens davor, die Probe lange in einem Kunststoffbeutel aufzubewahren. HIER LIEGT DIE STELLE, AN DER EIN FEHLER EIN SCHEINBAR KORREKTES ERGEBNIS LIEFERT: Wasser, das zwischen Probenahme und Wägung verloren geht, hinterlässt im weiteren Ablauf keine Spur. Die Trocknung verläuft ordnungsgemäß, die Massekonstanz wird erreicht, die Formel rechnet ohne Beanstandung, und das Ergebnis ist um so viel ZU NIEDRIG, wie unterwegs verdunstet ist. Keine Kontrolle im Laboratorium deckt das auf, weil es beim Eingang der Probe nichts gibt, womit ihre Masse verglichen werden könnte — deshalb sind die Bedingungen von Transport und Lagerung Teil des Verfahrens und keine organisatorische Angelegenheit.

DIE MINDESTMASSE DER PROBE HÄNGT VOM GRÖSSTKORN AB. Die Norm gibt die Regel an: Ist D ≥ 1,0 mm, beträgt die Mindestmasse in Kilogramm 0,2 D; ist D < 1,0 mm, beträgt die Mindestmasse 0,2 kg. Die Messprobe wird aus der Laboratoriumsprobe nach EN 932-2 gewonnen.

Prinzip der Methode

Die gewogene Messprobe der Gesteinskörnung wird in einem belüfteten Trockenschrank bei einer Temperatur von (110 ± 5) °C bis zur Massekonstanz getrocknet, auf Raumtemperatur abgekühlt und erneut gewogen. Der Masseverlust entspricht dem gesamten freien Wasser — Oberflächenwasser und Wasser aus wasserzugänglichen Poren. Der Wassergehalt wird als Prozentsatz der Masse der trockenen Probe angegeben.

Anwendungen

• Typprüfung von Gesteinskörnungen und Streitfälle — die Norm ist für sie das Referenzverfahren
• Gesteinskörnungen für Beton, für Asphaltmischgut und für ungebundene Gemische
• Korrektur der Betonrezeptur um das mit der Gesteinskörnung eingebrachte Wasser
• Abrechnung der Masse von in feuchtem Zustand gelieferter Gesteinskörnung
• Leichte Gesteinskörnungen — die Norm sieht für sie eine Verfahrensvariante in Anhang A vor
• Temperaturempfindliche Gesteinskörnungen — mit herabgesetzter Trocknungstemperatur
• Feststellung der Beziehung zwischen dem Referenzverfahren und einem schnelleren Verfahren der werkseigenen Produktionskontrolle

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN 1097-5:2008 (wersja angielska; wprowadza EN 1097-5:2008 [IDT])

Titel (PL)

Badania mechanicznych i fizycznych właściwości kruszyw — Część 5: Oznaczanie zawartości wody przez suszenie w suszarce z wentylacją

Title (EN)

Tests for mechanical and physical properties of aggregates — Part 5: Determination of the water content by drying in a ventilated oven

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Gewinnung der Messprobe

   Die Laboratoriumsprobe wird nach EN 932-2 verjüngt. Die Mindestmasse wird aus der oberen Siebgröße D berechnet: bei D ≥ 1,0 mm beträgt sie 0,2 D Kilogramm, bei D < 1,0 mm — 0,2 kg.

2. Schutz der Probe vor Feuchteänderung

   Unmittelbar nach der Vorbereitung wird die Probe in einen sauberen und trockenen Behälter gegeben, sofern die Bestimmung nicht sofort erfolgt. In allen Stadien vor Beginn der Prüfung ist die Probe gegen Wasserverlust und gegen Wasseraufnahme zu schützen.

3. Wägen der Schale

   Die Schalen werden gereinigt und getrocknet, danach gewogen und ihre Masse (M2) notiert.

4. Wägen der feuchten Probe

   Die Probe wird auf der Schale ausgebreitet, die Schale mit der Probe gewogen und die Masse der feuchten Probe (M1) durch Abzug der Schalenmasse (M2) bestimmt.

5. Trocknen

   Die Schalen werden in den Trockenschrank mit einer Temperatur von (110 ± 5) °C gestellt und bis zur Massekonstanz getrocknet. Bei feinen Gesteinskörnungen darf die Verdunstung durch gelegentliches Rühren unterstützt werden — das Rührgerät bleibt dann bis zum Ende der Trocknung in der Schale, damit kein Feststoff herausgetragen wird.

6. Kontrolle der Massekonstanz

   Die Schale wird auf Raumtemperatur abgekühlt (bei Bedarf im Exsikkator), die Probenmasse Md1 bestimmt, die Schale für mindestens eine Stunde zurück in den Trockenschrank gestellt, erneut abgekühlt und gewogen (Mdi). Ist die Differenz zum vorherigen Ergebnis kleiner als 0,1 %, gilt die Massekonstanz als erreicht; beträgt sie 0,1 % oder mehr, wird der Vorgang wiederholt.

7. Feststellung der Trockenmasse

   Der zuletzt bestimmte Wert Mdi wird als M3 angenommen. Bei mehreren Schalen ist M3 die Summe der Mdi-Werte aller Schalen.

8. Berechnung

   Der Wassergehalt wird nach der Formel w = (M1 − M3) / M3 × 100 berechnet und auf 0,1 % angegeben.

9. Prüfbericht

   Der Prüfbericht enthält verpflichtend: Verweis auf EN 1097-5:2008, Identifikation der Probe, Identifikation des Laboratoriums, Art und Nenngröße der Gesteinskörnung sowie das Ergebnis. Freiwillige Angaben sind unter anderem Name und Lage der Herkunft der Probe, die einzelnen Wägeergebnisse, eine Beschreibung der Probenahme, die Masse der getrockneten Probe und das Prüfdatum.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Schalen und Probe haben nach der Entnahme aus dem Trockenschrank über 100 °C — Zangen und hitzebeständige Handschuhe, Abkühlen im Exsikkator
• Feine Gesteinskörnungen stauben beim Ausbreiten und Rühren — Atemschutz bei der Arbeit mit Sandfraktionen
• Der Trockenschrank bleibt viele Stunden heiß, und die Prüfung erfordert ihrer Natur nach wiederholtes Öffnen
• Calciumchlorid als Trockenmittel reizt Haut und Augen; Kieselgel mit Indikator ist mitunter mit Cobaltverbindungen gefärbt — wie ein Reagenz behandeln, nicht wie ein Füllstoff
• Mehrere Kilogramm schwere Proben werden auf die Höhe des Trockenschranks gehoben — Gefahr der Überlastung und des Fallenlassens einer heißen Schale

Häufige Fragen