TY - JOUR A1 - Wiggenhauser, Herbert A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Milmann, Boris T1 - Zerstörungsfreie Ultraschallprüfung dicker und hochbewehrter Betonbauteile T1 - Nondestructive testing of thick and highly reinforced concrete structures with ultrasound N2 - Ein Ultraschallsystem mit großer Apertur, genannt LAUS – Large Aperture UltraSound, wird vorgestellt und die technischen Eigenschaften erläutert. Es besteht aus zwölf Prüfköpfen, die beliebig auf Betonoberflächen mit Unterdruck befestigt und jeweils als Sender oder Empfänger genutzt werden. Alle möglichen Kombinationen ergeben 132 Einzelmessungen, die zur Rekonstruktion des durchschallten Volumens genutzt werden. Das System wurde an zwei Bauwerken erfolgreich erprobt. Die Dicke einer sehr stark bewehrten Fundamentplatte eines Fallturms wurde bestimmt. Die Messungen erfolgten in einem Raster auf einer Fläche von 2,0 × 1,8 m2 und die Rückseite konnte eindeutig abgebildet werden. Weitere Anzeigen aus dem Inneren der Platte zeigen das Potenzial des Systems. An einem Brückenbauwerk wurden indirekt Verdichtungsmängel lokalisiert. Dazu wurden mit dem LAUS-System die im Brückenträger verlaufenden Spannkanäle durch fast 2 m Beton abgebildet. N2 - An ultrasound system with a large aperture, called LAUS - Large Aperture UltraSound, is presented and the technical characteristics are explained. It consists of twelve sensor units which can be attached independently on concrete surfaces with vacuum and which are used as transmitters or receivers respectively. All possible combinations result in 132 individual measurements which are used to reconstruct the insonificated volume. The system has been successfully tested on two structures. The thickness of a very heavily reinforced foundation slab of a drop tower was determined. The measurements were carried out in a grid on a surface of 2.0 x 1.8 m(2) and the back side could be clearly imaged. Further indications from inside the foundation show the potential of the system. Voids in concrete were indirectly located in a bridge structure. For this purpose, the LAUS system was used to image the tendon ducts running in the bridge beam through almost 2 m of concrete. KW - Ultraschall KW - Beton KW - Brücke KW - Fundament KW - LAUS PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1002/bate.201700040 SN - 0932-8351 VL - 94 IS - 10 SP - 682 EP - 688 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-42614 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Wiggenhauser, Herbert A1 - Milmann, Boris T1 - LAUS - Erste praktische Erfahrungen mit einem neuartigen Ultraschallsystem großer Eindringtiefe N2 - Konventionelle Systeme zur Ultraschall-Echo-Prüfung von Betonbauteilen sind in ihrer Eindringtiefe auf etwa einem Meter begrenzt. Zur Prüfung stärkerer Objekte war die Entwicklung eines neuartigen Prüfsystems notwendig. Das LAUS-System (Large Aperture UltraSound) besteht aus 12 einzelnen Arrays, die mit jeweils 32 Einzelprüfköpfen (Scherwellen, 25 – 50 kHz) als Sender oder Empfänger betrieben werden können. Sie werden unabhängig auf Betonoberflächen mit Unterdruck befestigt und kommunizieren drahtlos untereinander und mit der Zentraleinheit. Alle möglichen Kombinationen ergeben 132 Einzelmessungen, die zur Rekonstruktion des durchschallten Volumens genutzt werden. Mehrere dieser Datensätze lassen sich zu einer 3D-Auswertung kombinieren. Das System wurde an mehreren Testobjekten und Bauwerken erfolgreich erprobt. So konnte die fünf Meter dicke, sehr stark bewehrte Fundamentplatte des Fallturms auf dem BAM-Testgelände bei Horstwalde durchschallt werden. Ein zweites Beispiel ist die erfolgreiche Detektion von Spannkanälen in 1,8 m Tiefe in einem massiven Brückenbauwerk. T2 - Bauwerksdiagnose 2018 CY - Berlin, Germany DA - 15.2.2018 KW - Ultraschall KW - Beton KW - LAUS KW - Brücke KW - Fundament PY - 2018 AN - OPUS4-44577 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mayer, K. A1 - Krause, Martin A1 - Wiggenhauser, Herbert A1 - Milmann, Boris T1 - Investigations for the improvement of SAFT imaging quality of a large aperture ultrasonic system N2 - In parallel to the hardware development of an ultrasonic system for the investigation of thick concrete structures, a software package for interactive reconstruction of data for that special arrangement of ultrasonic transducers was developed. The system which is presented in a further contribution to this conference as "large aperture ultrasonic system" (LAUS) requires special features to the evaluation software because measuring positions can be in a non equidistant grid and there is the possibility to improve the measurement by adding measuring points interactively. Starting from theoretical considerations to the image generation by measuring arrangements of synthetic aperture problems, solution approaches for imaging with SAFT (Synthetic Aperture Focusing Technique) algorithms in space and frequency domain of data from insufficient grid density are presented. A wide range of issues that may arise in the application is precalculated by simulations and experimental studies, so that unavoidable artifacts can be identified and classified. A special focus is put on the application of thick concrete structures considering missing measuring points in a grid, grating lobes and surface waves. T2 - NDT-CE 2015 - International symposium non-destructive testing in civil engineering CY - Berlin, Germany DA - 15.09.2015 KW - Ultraschallecho-Verfahren KW - Betonbauteile KW - Grating lobe reduction KW - Linear array KW - Synthetic aperture focusing technique (SAFT), KW - Ultrasound imaging PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-346421 SN - 1435-4934 SP - 1026 EP - 1034 PB - Technische Universität Berlin / Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung AN - OPUS4-34642 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Helmerich, Rosemarie A1 - Mielentz, Frank A1 - Milmann, Boris A1 - Adam, Louisa A1 - Villalobos, S. A1 - Guimaraes, M. A1 - Wiggenhauser, Herbert T1 - Detection of cracks perpendicular to the surface using acoustic methods N2 - Cracks perpendicular to the surface may be initial indicators for a deterioration process of concrete structures. Moisture penetrates inside the structure and transports adverse chemicals. The paper presents an investigation about the reliability of available commercial non-destructive evaluation techniques to reliably estimate the depth of surface-breaking cracks in reinforced concrete structures. Aim of the study was the investigation of surface-braking cracks under laboratory conditions. Commercial acoustic devices as impact echo equipment, single ultrasonic transducers and arrays were applied even if they have not been developed for this purpose. The commercial software and descriptions for application was followed strictly to compare the function, precision and repeatability of the measurements. Both, perpendicular notches and cracks have been considered. The study was completed with a discussion about reference specimens. The study was the basis for formulation of gaps in research. The Electric Power Research Institute (EPRI) has initiated and funded a Project. T2 - NDT-CE 2015 - International symposium non-destructive testing in civil engineering CY - Berlin, Germany DA - 15.09.2015 KW - Acoustic test KW - Commercial acoustic devices KW - Ultrasonic test KW - Crack depth KW - Concrete specimens PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-345729 UR - https://www.ndt.net/?id=18412 SN - 1435-4934 VL - 20 IS - 11 SP - 1 EP - 9 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-34572 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Feldmann, Rüdiger A1 - Zoёga, Andreas A1 - Milmann, Boris A1 - Krause, Martin T1 - Ortung tiefliegender Bewehrung durch Ultraschall mit bildgebender Phasenauswertung N2 - Die Ortung von schlaffer Bewehrung in Beton erfolgt routinemäßig mit bildgebenden Radar- oder Wirbelstromverfahren. Die Anwendung dieser Verfahren ist aber begrenzt, wenn es sich um die Ortung tiefliegender Bewehrung (ab ca. 30 cm) oder um jungen Beton handelt. Grund ist die Schwächung der Radarpulse durch oberflächennahe Bewehrung oder durch die Betonfeuchte. Das bildgebende Ultraschallechoverfahren bietet den Vorteil, dass die Ultraschallpulse in diesen Fällen eine wesentlich höhere Eindringtiefe erreichen. Im vorliegenden Beitrag wird eine Fallstudie vorgestellt, bei der mehrlagig eingebrachte Bewehrungseisen in einer nur einseitig zugänglichen 60 cm dicken Betonplatte geortet werden sollten, um eine Kernbohrung ohne Verkanten der Bohrkrone durchzuführen. Zur Ortung der Bewehrung wurde das Ultraschallechoverfahren mitScherwellen der Mittenfrequenz 50 kHz mit einem automatisch arbeitenden Bauwerksscanner eingesetzt. Aus den flächig aufgenommenen Messdaten wurde mit der Rekonstruktionsrechnung nach dem Prinzip der synthetischen Apertur (SAFT, Synthetic Aperture Focusing Technique) die Position der Bewehrungseisen bildhaft ortsgenau dargestellt. Dies gelingt mit einer Auswertungsoption, bei der die Phase der reflektierten Ultraschallpulse ermittelt und farbcodiert dargestellt wird (Phasenauswertung). Damit lassen sich Reflexionen der Bewehrung eindeutig von eventuellen Fehlstellen oder Rückwandechos unterscheiden. T2 - Fachtagung Bauwerksdiagnose 2014 CY - Berlin, Germany DA - 13.02.2014 KW - Ultraschallecho-Verfahren KW - SAFT KW - Bewehrung KW - Beton KW - Abbildungsverfahren PY - 2014 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-351056 UR - https://www.ndt.net/?id=15885 SN - 1435-4934 VL - 19 IS - 8 SP - 1 EP - 11 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-35105 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wolf, Julia A1 - Mielentz, Frank A1 - Milmann, Boris A1 - Wiggenhauser, Herbert T1 - Grundlagenuntersuchungen von Ultraschall-Sensoren in Beton N2 - Für Ultraschallmessungen in Betonbauteilen wurden neuartige radialsymmetrisch abstrahlende Longitudinalwellenprüfköpfe mit einer Mittenfrequenz von 60 kHz auf deren Eignung hinsichtlich Abstrahlcharakteristik, Empfindlichkeit und Frequenzspektrum untersucht. Für die Messung der Abstrahlcharakteristiken wurden die Prüfköpfe vertikal und horizontal in Betonzylinder eingebettet und die Richtungsabhängigkeiten der Schallschnelle mithilfe eines Laservibrometers gemessen. Die Streuung der Prüfkopfempfindlichkeit wurde im Wasserbad unter Verwendung verschiedener Köpfe gleicher Bauart bestimmt. Außer Änderungen der Signalamplituden zeigten sich auch Schwankungen im Frequenzbereich bei verschiedenen Sender-Empfängerkombinationen. Die Schallschwächung des Betons hat Einfluss auf die erreichbare Auflösung der Messungen und damit auf die maximal möglichen Senderabstände im Bauteil. Durch experimentelle Untersuchungen und Simulationen erfolgte eine Optimierung der Abstände hinsichtlich des Aufwandes und der geforderten Auflösung. Die Signalschwächung im Beton wurde mit verschiedenen Impulsen im Frequenzbereich von 50 kHz bis 100 kHz in Abhängigkeit verschiedener Bewehrungsgrade und Korngrößen ermittelt. Hierfür wurden die Sensoren in unterschiedlichen Abständen in die Probekörper einbetoniert und die Empfangssignale hinsichtlich Amplitudenabfall und Frequenzspektrum untersucht. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2013 CY - Dresden, Germany DA - 06.05.2013 PY - 2013 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-294153 SN - 978-3-940283-49-8 IS - DGZfP-BB 141 (Poster 56) SP - 1 EP - 9 PB - Deutsche Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung e.V. (DGZfP) AN - OPUS4-29415 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Krause, Martin A1 - Mauke, R. A1 - Effner, Ute A1 - Milmann, Boris A1 - Völker, Christoph A1 - Wiggenhauser, Herbert T1 - Ultrasonic testing of a sealing construction made of salt concrete in an underground disposal facility for radioactive waste N2 - For the closure of radioactive waste disposal facilities engineered barriers- so called “drift seals” are used. The purpose of these barriers is to constrain the possible infiltration of brine and to prevent the migration of radionuclides into the biosphere. In a rock salt mine a large scale in-situ experiment of a sealing construction made of salt concrete was set up to prove the technical feasibility and operability of such barriers. In order to investigate the integrity of this structure, non-destructive ultrasonic measurements were carried out. Therefore two different methods were applied at the front side of the test-barrier: 1 Reflection measurements from boreholes 2 Ultrasonic imaging by means of scanning ultrasonic echo methods This extended abstract is a short version of an article to be published in a special edition of ASCE Journal that will briefly describe the sealing construction, the application of the non-destructive ultrasonic measurement methods and their adaptation to the onsite conditions -as well as parts of the obtained results. From this a concept for the systematic investigation of possible contribution of ultrasonic methods for quality assurance of sealing structures may be deduced. T2 - NDT-CE 2015 - International symposium non-destructive testing in civil engineering CY - Berlin, Germany DA - 2015-09-15 KW - Ultrasonic reflection measurement KW - Dry contact transducers in boreholes KW - Interface salt-concrete / rock salt KW - Ultrasonic imaging of internal reflectors PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-346203 UR - http://www.ndt.net/?id=18304 SN - 1435-4934 VL - 20 IS - 11 SP - 1 EP - 4 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-34620 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hong, Shuxian A1 - Lai Wai-Lok, Wallace A1 - Helmerich, Rosemarie A1 - Milmann, Boris ED - Biondini, F. ED - Frangopol, D.M. T1 - NDT-based monitoring of accelerated steel corrosion in concrete N2 - This paper presents an example of monitoring the corrosion process with NDT techniques. The impressed current technique was used for accelerating reinforcement corrosion in a large-sized concrete slab with chloride contamination. Periodic NDT-CE inspections were carried out making use of ground penetrating radar (GPR), ultrasonic echo array and half-cell potential measurement. The work presents an example of monitoring the corrosion process with NDT techniques and shows the way to the ultimate goal of finding objective tools to evaluate the corrosion state. The work was carried out during the Initial Training Network SmartEN, funded by the European Commission. T2 - IABMAS 2012 - 6th International conference on bridge maintenance, safety and management CY - Stresa, Lake Maggiore, Italy DA - 08.07.2012 KW - Concrete KW - Reinforcement corrosion KW - Nondestructive testing KW - Ground penetration radar KW - Ultrasonic echo PY - 2012 SN - 978-0-415-62124-3 SN - 978-0-203-10338-8 SP - 1 EP - 8 PB - CRC Press CY - London, UK AN - OPUS4-29581 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -