Quarzsand-Korngrösse für Befüllung einer Säule

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Stellarfire

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Hallo miteinander,

Ich habe eine Frage im Zusammenhang mit der Quarzsand-Befüllung einer Stahlsäule: Ist eine Korngrösse von 0,70-1,20mm geeignet, oder ist eine feinere Korngrösse vorzuziehen? (und falls ja, weshalb?)

Es würde mich freuen, eure diesbezüglichen Meinungen zu erfahren. Danke zum Voraus für eure Rückmeldungen.

Stephan

 
Hallo Stephan,

es geht dabei ja vor allem um die Dämpfung der Schwingungen. Die Korngröße ist da ziemlich egal. Ich würde vor allem darauf achten dass der Sand trocken ist damits nicht rostet.

CS,
Martin
 
Hallo zusammen,

ganz egal ist die Korngröße nicht: Die Dämpfung entsteht durch Reibung der Körner gegeneinander, und die wird - stark vereinfacht - umso grösser, je mehr Körner in einem gegebenen Volumen liegen und gegeneinander arbeiten können. Kleineres Korn des gleichen Materials ist damit also im Vorteil.

Annahmen dabei:
- die Rauhigkeit skaliert ausreichend runter
- die Grössen gehen nicht soweit runter, dass ein Pulver entsteht, das bei Luftfeuchtigkeit verbackt
Beides ist bei Quarzsand der gängigen Größen aber gegeben ;)

Und genug geklugmeiert... in der Praxis habe ich bisher leider noch keine Teleskopsäule bedämpft, nur Gerüstrohr.

Hintergrund: Daraus habe ich u.a. mal Sonnensegelmasten gebaut und kam im letzten Jahr auf die Idee, die auch als Stative für die Foto-Doku eines Gartenprojekts zu nutzen... wenn man sie nur bedämpft bekommt. Quarzsand war für das Projekt eh da. Dummerweise habe ich mich dabei erstmal im Sack vergriffen und die falsche Körnung erwischt, damit aber nebenbei auch einen direkten Vergleich gehabt.

Ergebnis: ja, Sand 0,1/0,8 dämpft klar besser als 0,7/1,2. Das allerdings mit vergleichsweise sehr dünnem (und bei mir auch noch sehr langem) Gerüstrohr! Bei einer anständigen Teleskopsäule nimmt sich das vlt nicht mehr messbar viel. Ich würde trotzdem zum kleineren Korn tendieren bzw. je nach Gesamtmenge den letzten Rest in grobem Korn einmischen und den Rest von dem Sack dann z.B. zum Aufsanden der Flächen drumrum nehmen.

Gruss,
Ralf
 
Hallo Ralf,

Deine interessante Rückmeldung ist gerade noch rechtzeitig reingekommen. Ich wollte nämlich morgen Quarzsand der Körnung 0,7/1,2mm einkaufen gehen. Das lasse ich jetzt bleiben und werde wohl die feinere Körnung anschaffen.

Nochmals vielen Dank, Ralf und Martin, für eure Empfehlungen.

Stephan
 
Hallo,

mich würde interessieren, ob das Befüllen der Säule mit Sand messbar etwas bringt. Hat da jemand schon mal den Vorher-Nachher-Effekt nachgemessen? Das Befüllen ist ja nicht ganz unumstritten, da sich damit auch das Gewicht erhöht. Eine Erhöhung der (statischen) Säulensteifigkeit wird ja damit kaum erreicht, aber das könnte man ja nachmessen. Verändern könnte sich aber die dynamische Steifigkeit, also das Schwingungsverhalten. Nicht minder interessant wären auch die Methoden, wie gemessen wurde.

Viele Grüße,
Herbert
www.zellix.de
 
Moin zusammen,
das wäre auch meine Frage: Ist bei einer stationären Säule eher Sand oder Beton zu empfehlen. Gibt es da Erfahrungen?
 
Hallo zusammen,

warum wollt ihr eine fest installierte Säule mit Beton ausgießen??? Giest die Säule doch gleich aus Beton und spart euch den teuren Stahl. Oder versteh ich hier was falsch?

CS,
Martin
 
Moin Martin,

bei der Stahlsäule ist der Rückbau (falls notwendig) wesentlich einfacher.
 
Hallo Ulf,

da geb ich dir recht. Diese dann aber mit Beton zu füllen ist unter dem Aspekt des evtl. Rückbaus kontraproduktiv, oder? :)

CS,
Martin
 
Moin Martin,
eigentlich nicht. Die Stahlsäule ist mit dem Fundament verschraubt. Sie wieder davon zu lösen ist unabhängig von der Füllung (Luft, Sand, Beton) möglich. Aber natürlich ist sie schlechter zu transportieren. Da ich grundsätzlich immer eine reversible Lösung bevorzuge (wenn ich die Wahl habe), wäre Quarzsand schon eine Variante. Deshalb meine obige Frage, ob es vergleichende Erfahrungen Beton vs. Quarzsand gibt, vor allem bezüglich Schwingungsdämpfung.
 
Hallo Ulf,

mit direkten Vergleichen kann ich zwar nicht dienen, aber vielleicht trotzdem Sinnvolles beitragen.

Was Schwingungs-*Dämpfung* betrifft ist Beton wegen seiner Steifigkeit dem Sand zunächst prinzipiell unterlegen (bei den max. Amplituden bei gleicher Erregung aus dem gleichen Grund wieder überlegen :)). In puncto masseabhängigen Verhaltens liegen beide Materialien dabei knapp gleich auf (Quarzsand hat eine Dichte von ca. 1,7-1,9, "hausgerührter" Beton typ. 2,0-2,4, sog. Estrichbeton dabei eher am unteren Ende).

Gegeben eine in sich hinreichend stabile Säule - ggf. noch per Knotenblechen, Rippen etc. aufgemöppelt - ist Sand unter den Standardmaterialen eigentlich ein wunderbarer (und breitbandiger!) Dämpfer. Die Eigenschaften sind allerdings extrem unterschiedlich zu denen des Stahls, d.h. die Güte des Gesamtsystems hängt sehr stark davon ab, wieviel Energie zwischen Säule und Sand ausgetauscht werden kann.

Innen glatte Säulen sind dabei eher kontraproduktiv; deutlich vorzuziehen sind vergammelte rostnarbige oder sonstwie grobe Innenseiten. Einen deutlichen Zugewinn bekommt man nochmal durch Einbringen kammartiger Strukturen (dabei möglichst unregelmäßig und schwer) vor Verfüllung, z.B. ist Einklemmen von "Würsten" aus eng gewickeltem Hexagongeflecht (vulgo Hasendraht) ein simples und effizientes Mittel.

Wer ein übriges tun will - aber das habe ich selber bisher weder praktisch durchgeführt noch ist das in puncto Rückbaubarkeit allzu ideal: Zusätzlich in die Füllung immer wieder mal eine grobe Keksscheibe aus Mörtel setzen. Wenn sinnvoll gesetzt sollte das Zumindest theoretisch nochmal die innere Reibung erhöhen und verbleibende Moden des Gefüges weiter entschärfen helfen.


Viele Grüsse,
Ralf
 
Moin Ralf,
danke für die Infos. Innen rostig oder vergammelt wird die Säule „leider“ nicht sein. Ein Bekannter macht die mir nebenbei auf Arbeit und die haben da nur Neuware. Ich werde die Variante mit Hasendraht und Quarzsand probieren. Vielleicht setze ich auch gleich noch ein paar Mörtelkekse mit rein. Wenn ich die nicht zu stark mache, sollten sie bei einer eventuellen Demontage ja relativ einfach rauszuschlagen sein.
 
Hallo zusammen,

allgemeiner Hinweis bez. Säule: diese sollte am besten konisch, nicht im Querschnitt rund, sondern 5-oder 6-eckig ausgeführt sein. Die Schwingungsamplituden der Säule sind dann extrem gering und die Korngröße des Quarzsandes ist dadurch sekundär. Viele Grüße kopernikuss
 
.....................falls man es aber bis auf die "Spitze treiben will" bez. Professionalität wäre das Auffüllen der Stahlsäule mit Stahl-Schweißtropfen (die aus verschiedenen Größen bestehen) aus der Schwerindustrie, gemischt mit groben Quarzsand das Optimalste; aber da sollte auch die Fundamentierung entsprechend statisch ausgelegt sein und keine "Gelenkverbindung" (Verschraubung) sondern eine "eingespannte Festverbindung" ausgeführt werden; also Verschweißung des Ganzen mit zuvor in Betonfundament eingelassenen Stahl-Anschlußprofilen; Viele Grüße kopernikuss
 
Hallo kopernikuss,

ich gehe hier aber doch mal von der einfachen Frage oben aus, und jenseits davon, dass Grundvoraussetzung einfach eine halbwegs gängige Stahl-*Säule* ist. D.h. vor allem erstmal was Rundes, was rundum auch nicht zuviel aufträgt (und eben auch ein Grundvorteil von Stahlsäulen ggü. anderen Varianten ist), dazu hoff. ein sinniges Verhältnis von d zu l hat, ebenso eine sinnige Wandstärke, und an den Montagepunkten wie auch allgemein (erwähnte Knotenbleche etc.) nach den Regeln der Kunst gebaut.

Freilich kann man auch eine konische Stahlkonstruktion bauen, wie auch um den besten denkbaren Ständer diskutieren (der wahrscheinlich eine hybride Lösung wäre, und für den Einzelfall gerechnet!). Aber - mit Verlaub - das wurde hier nicht angefragt und geht m.E. bisserle weit :) Da kämen dann auch Fragen zum Fundament etc. dazu.

Zum Thema des Anschlusses (oben wie unten): Wie das *konkret* an welchem Teil am besten durchgeführt wird richtet sich sehr nach dem Drumherum, den Ansprüchen und den Möglichkeiten. Allgemein denke ich dazu übrigens "lieber n-mal gut verschraubt als einmal schlecht verschweisst".

Zustimmung geb ich freilich prinzipiell zu Schweisstropfen auf der Innenseite einer zu füllenden Säule. Das ist eine der Möglichkeiten, die ich oben unter "sonstwie grobe Innenseiten" gepackt habe.

Viele Grüsse,
Ralf

P.S. Was mich übrigens interessieren würde: Wie kamen Stephan (TE) und Ulf soweit mit ihren Säulen weiter?
PPS. (auch wenn ich mich damit als pingelig oute:) Das Adjektiv "optimal" hat keine Steigerungsformen, das kommt in sich schon vom Superlativ des lat. "bonum" ;)


 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Hallo Stefan,
Ein Hinweis noch, den ich bislang vermisse:
Falls Du in der Nähe einer vielbefahrenen Strasse wohnst, solltest Du die Schwingneigung beachten und das Fundament unsymmetrisch ausführen, so, dass sich ankommende Schwingungen (von Schwerlaster z.B.) totlaufen und nicht zur Resonanz aufschaukeln können.

Gruß
Sven
 
Moin zusammen,
danke für die ergänzenden Vorschläge, auch wenn ich sie kaum berücksichtigen werde. Zwar möchte ich mich auch einer optimalen Lösung annähern, aber bei dabei spielt (aus meiner Sicht) das Aufwand-Nutzen-Verhältnis eine wesentliche Rolle. Obige Vorschläge gehen da schon eher in Richtung ideale Lösung. Wie schon von Ralf angemerkt, dürfte sich eine ideale Lösung nicht nur auf die Säule beschränken, sondern müsste z.B. auch das Fundament einbeziehen (z.B. Doppelfundament, Entkopplung, Schwingungsüberwachung, aktive Schwingungsdämpfung).

Da bei mir auf der Säule nur ein 8 Zoll Newton spazieren fahren soll (gut, später vielleicht auch mal noch eine Nummer größer) und nicht das E-ELT, beschränke ich mich auf eine Variante, die kostengünstig und weitgehend mit Bordmitteln realisierbar ist.

@Ralf: Thema Fortschrittsbericht: Derzeit gibt es einen Terminverzug bei der Säulenproduktion :-( Mein Bekannter kann das nur erledigen, wenn in der Firma nicht so viel zu tun ist. Derzeit ist aber das Gegenteil der Fall. Ich hoffe aber, dass die Säule in den nächsten Wochen bei mir landet und ich sie noch im Sommer aufbauen kann. Ich berichte dann mal.
 
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