TY - JOUR A1 - Hüsken, Götz A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Hofmann, Detlef A1 - Basedau, Frank A1 - Gründer, Klaus-Peter A1 - Kadoke, Daniel T1 - The load-bearing behaviour of a reinforced concrete beam investigated by optical measuring techniques N2 - Bending beams and slabs are typical examples for structural elements used for reinforced concrete structures such as bridge girders, T-beams and bridge decks. Their strength related failure modes at maximum loading can be divided into bending and shear failure. The failure of beams loaded in bending can occur with or without indication. Therefore, conventional design concepts aim on failure modes with sufficient indication (e.g. large deflections or cracks), as it occurs in the case of secondary flexural compression failure. These indicating factors can also be used for Structural Health Monitoring (SHM) of civil infrastructure systems (e.g. bridges) to identify structural changes. In this context, non-destructive testing (NDT) methods offer different techniques for measuring deflections or crack formation and opening. However, profound knowledge on the determining failure modes of bending beams and their detection by NDT methods is required for the reliable application of SHM. Different NDT methods have been used in this study for analysing the load-bearing behaviour of a reinforced concrete beam in bending. The different measuring techniques are briefly described and their applicability is discussed by means of experimental results. For this purpose, the load-bearing behaviour of a reinforced concrete beam having a span of 2.75 m was investigated in a four-point bending flexural test at laboratory scale. The focus is on the characterization of determining failure modes by optical NDT and the comparison with classical measuring techniques (e.g. deformation measurements by displacement transducers). The bending beam was equipped with two single-mode (SM) sensor fibres. One fibre served as Distributed Optical Fibre Sensor (DOFS), whereas the other fibre contained Fibre Bragg Grating (FBG) sensors. In addition, optical deformation measurements using Digital Image Correlation (DIC) and Stereophotogrammetry (SP) were conducted. KW - Concrete beam KW - Bending KW - Digital image correlation KW - Stereophotogrammetry KW - Distributed fibre optic sensor KW - Fibre bragg grating PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-524762 DO - https://doi.org/10.1617/s11527-021-01699-6 VL - 54 IS - 3 SP - Article 102 PB - Springer AN - OPUS4-52476 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Trattnig, H. A1 - Boehm, C. ED - Rogge, Andreas ED - Meng, Birgit T1 - Spanndrahtbrüche und ihr digitaler akustischer Zwilling N2 - Die Planung eines Monitorings von Spanndrahtbrüchen mit Schallemissionsanalyse erfordert viel Erfahrung und setzt eine akustische Analyse der Spannbetonstruktur voraus. Eine akustische Simulation der Struktur unterstützt die Optimierung der Sensoranordnung und erhöht die Zuverlässigkeit der Drahtbrucherkennung durch die Fusion von Simulations- und Messergebnissen in einer Datenbank. Künftig können Baulastträger und Monitoringanbieter von standardisierten – FAIR-en – akustischen Daten profitieren. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Spanndrahtbruch KW - Digitaler akustischer Zwilling PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-613038 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 224 EP - 229 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61303 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Thiele, Marc A1 - Herrmann, Ralf A1 - Degener, Sebastian A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Loewe, Anna ED - Rogge, Andreas ED - Meng, Birgit T1 - Monitoring an Türmen von Onshore Windenergieanlagen in Betonbauweise im Hinblick auf Ermüdung N2 - Der Beitrag stellt das Messkonzept sowie dessen Umsetzung für ein umfassendes Monitoringsystem an einer onshore Windenergieanlage mit einem Hybridturm vor. Dieses ist Bestandteil des Forschungsvorhabens Win-ConFat – Structure, welches neben der Validierung geeigneter Sensorik auch die Bewertung des Zustands und der möglichen Restlebensdauer der ermüdungsbeanspruchten Betonstruktur zum Ziel hat. Neben dem Monitoringsystem werden erste Messergebnisse aus den Betriebsdaten sowie vom Verhalten der Turmstruktur vorgestellt. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Monitoring KW - Windenergieanlage und Hybridturm KW - Ermüdung KW - WinConFat – Structure PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-613276 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 286 EP - 293 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61327 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Deresse, N. E. A1 - Thiele, Marc A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Sarem, M. A1 - Francois, St. A1 - Verstrynge, E. T1 - Evaluation of Concrete Fatigue Damage with Elastic Wave-based Measurement Techniques N2 - The fatigue damage evolution and the fatigue life of quasi-brittle materials such as concrete are not yet completely understood. Accordingly to get better insights, researchers have recently been incorporating advanced measuring techniques in their fatigue experiments. In this research, acoustic emission techniques (AET), active ultrasonic, and deformation measurements are used to track the damage evolution of concrete samples subjected to fatigue loading. The samples are subjected to constant amplitude and stepwise fatigue loading in Brazilian splitting test set-ups. Initially, a good agreement is observed between the deformation and the ultrasonic measurements in capturing the crack propagation during Brazilian splitting tests. The three fatigue damage phases could be identified with all of the three techniques. The Phase II damage rates quantified by deformation measurements and AET in stepwise fatigue tests were used to predict the number of cycles to failure at various stress levels. The predictions were validated using the number of cycles to failure of the constant amplitude fatigue tests. T2 - 36th Conference of the European Working Group on Acoustic Emission CY - Potsdam, Germany DA - 18.09.2024 KW - Concrete KW - Acoustic emission KW - Ultrasonic testing KW - Fatigue PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-615677 DO - https://doi.org/10.58286/30228 SN - 1435-4934 VL - 29 IS - 10 SP - 1 EP - 10 PB - NDT.net AN - OPUS4-61567 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Zaripova, Gulshat A1 - Brinkmann, Nienke A1 - Gebraad, Lars A1 - Boehm, Christian A1 - Trattnig, Horst T1 - Simulation der Schallemissionen von Spanndrahtbrüchen N2 - In den 1950er Jahren setzte sich die Spannbetonbauweise für Brücken mit größeren Spannweiten durch. Heute existieren im deutschen Bundesfernstraßennetz ca. 21.000 Spannbetonbrücken. Die mangelnde Erfahrung in der Anfangszeit dieser Bauweise stellt uns heute vor Probleme hinsichtlich einer Kombination aus Korrosion und Ermüdung der Spannglieder. Hauptursachen sind Spannungsrisskorrosion, deutlich gewachsene Verkehrslasten sowie ungenügende Annahmen zu Temperaturlasten. Insbesondere Spanndrahtbrüche infolge Spannungsrisskorrosion können zu einem Strukturversagen ohne Ankündigung führen. Spannstähle mit einer starken Gefährdung für Spannungsrisskorrosion wurden in der Bundesrepublik bis 1965, in der ehemaligen DDR bis Ende der 1980er Jahre verbaut. Um katastrophale Schadensfälle zu verhindern, müssen Bauwerke unter Verdacht auf Spannungsrisskorrosion in Kombination mit unzureichendem Ankündigungsverhalten überwacht werden. Derzeit ist die Schallemissionsanalyse die einzige zuverlässige und ökonomisch vertretbare Überwachungsmethode. Damit kann der sichere Betrieb der Bauwerke über die verbleibende Nutzungsdauer gewährleistet werden. Die DGZfP-Richtlinie SE05 “Detektion von Spanndrahtbrüchen mit Schallemissionsanalyse” beschreibt detailliert Planung, Installation und Betrieb solcher Monitoringsysteme. Im Projekt SimAS “Digitaler Zwilling zur Simulation der Ausbreitung akustischer Wellen in Spannbetonelementen” werden die Grundlagen für eine Optimierung der Monitoringsysteme auf Basis der Schallemissionsanalyse gelegt. Eine akustische Simulation der Struktur und deren Fusion mit Messdaten unterstützt sowohl die vorbereitenden akustischen Analysen der Brücken als auch die Planung der Monitoringsysteme und die Drahtbrucherkennung T2 - SCHALL 25 – Schallemissionsanalyse und Zustandsüberwachung mit geführten Wellen CY - Dresden, Germany DA - 27.03.2025 KW - Acoustic Emission KW - Simulation KW - Schallemission KW - Spannbetonbrücke KW - Spanndrahtbruch KW - Digitaler akustischer Zwilling KW - Spannungsrisskorrosion KW - Schallemissionsanalyse KW - Schallausbreitung PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-628347 DO - https://doi.org/10.58286/30964 VL - 4 SP - 1 EP - 6 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung AN - OPUS4-62834 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Frei, Vivian A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Thiele, Marc A1 - Rogge, Andreas T1 - Ermüdungsverhalten von Beton für unterschiedliche Probekörpergeometrien N2 - Die heute in der Anwendung befindlichen Bemessungskonzepte für Ermüdung von Beton stammen zum Teil noch aus den 1990er Jahren und sind speziell hinsichtlich hochfester Betone konservativ ausgelegt. Um die Vorteile von Türmen für Windkraftanlagen, vor allem auch aus hochfesten Betonen, im Zuge des geplanten Ausbaus der Windenergieversorgung in Deutschland wirtschaftlich nutzbar zu machen, müssen diese Bemessungskonzepte weiterentwickelt werden. Dafür sind umfangreiche Untersuchungen zur Ermittlung von Bruchlastwechselzahlen und zur Charakterisierung der Schädigungsentwicklung unter Ermüdungsbeanspruchung erforderlich. Allgemein anerkannte bzw. verbindliche Regelwerke oder Verfahren zur experimentellen Bestimmung der Ermüdungsfestigkeit (Bruchlastwechselzahlen) an Betonproben gibt es zurzeit aber nicht und die bisher durchgeführten Untersuchungen variieren in Parametern wie Probengeometrie, Probengröße und Prüffrequenz. Eine vergleichende Analyse der Ergebnisse der Studien und insbesondere die Übertragbarkeit auf bauteilrelevante Abmessungen ist auf dieser Grundlage nur sehr eingeschränkt möglich. KW - Ermüdungsverhalten KW - Probekörpergeometrien KW - Druckschwellenversuch KW - Bruchlastwechselzahlen KW - Beton PY - 2023 UR - https://www.betonverein.de/dbv-heft-52-materialermuedung-von-stahl-und-spannbeton-unter-hochzyklischer-beanspruchung-ergebnisse-des-verbundforschungsvorhabens-win-con-fat IS - 52 SP - 19 EP - 22 PB - Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V. CY - Berlin AN - OPUS4-58746 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wallau, Wilma A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Voland, K. A1 - Meng, Birgit T1 - Continuous expansion measurement in accelerated concrete prism testing for verifying ASR-expansion models N2 - The susceptibility of concrete structures due to alkali–silica reaction (ASR) can be assessed by means of ASR concrete prism testing at 60 °C, according to RILEM AAR 4.1. There, expansion of concrete prisms indicates alkali-reactivity of the examined concrete mix. This work applies in situ expansion measurement to accelerated concrete prism testing. Automated measuring facilitates both storage without the usually necessary interruptions for manual measurement and acquisition of quasi-continuousexpansion data. A comparative experimental programme showed that conventional testing resulted in stronger expansion and leaching of alkalis than automated testing. Experimental simulation of interruptions, typically associated with manual measurements in conventional testing, could prove the influence of these cooling–heating cycles. Two phenomenological approaches, frequently used for describing reaction kinetics of ASR by linking it to expansion results from ASR-testing, were validated with continuous expansion data of three types of aggregate. Experimental expansion depicted s-shaped curves similar to them of the modelling approaches. However, strong swelling recorded in the beginning of the test was not covered by the model curves. Auxiliary measurement of acoustic emissions and ultrasonic velocity helped characterising mechanisms such as hydration and cracking, which also influence prism expansion. The proposed modification of the measurement procedure provides an extended basis to analyse expansion mechanisms. Regarding data for validation of ASR-expansion models, continuous expansion results are preferable to conventional test results. KW - Alkali–silica reaction KW - Accelerated concrete prism test KW - Automated expansion measurement KW - ASR modelling PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-455959 DO - https://doi.org/10.1617/s11527-018-1205-0 SN - 1359-5997 SN - 1871-6873 VL - 51 IS - 3 SP - 51 EP - 79 PB - Springer AN - OPUS4-45595 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Thiele, Marc A1 - Löhr, Manuel A1 - Loewe, Anna A1 - Degener, Sebastian A1 - Herrmann, Ralf T1 - Acoustic emission for monitoring of fatigue damage in concrete elements of wind turbine towers N2 - Wind energy has become an important player in the energy transition in Germany. Towers of onshore wind turbines are often designed as hybrid structures: the lower part is made of prestressed concrete whereas the upper part is made of steel tubes. The tall structures are permanently subjected to cyclic loads. A research project of BAM as part of the joint project WinConFat - Structure focusses on the evelopment of techniques to monitor fatigue damage evolution in the concrete part. Results of a previous project show that a combination of ultrasonic and acoustic emission testing can give an indication for critical conditions near the end of the fatigue life of the concrete. In the ongoing project acoustic emission sensors have been installed at the base and at the transition piece between concrete and steel of a hybrid wind turbine tower. Beside of acoustic emission measurement the sensor spacing allows for measuring the concrete ultrasonic velocity along the circumference in both levels. Additional measurements like strain, temperature, inclination, or acceleration allow for comparison of environmental loads and change of acoustic properties of the concrete. The paper focusses on first acoustic measurements recorded since December 2023 in comparison to operating data of the wind turbine. T2 - EWGAE2024: 36th Conference of the European Working Group on Acoustic Emission CY - Potsdam, Germany DA - 18.09.2024 KW - Concrete fatigue monitoring KW - Acoustic emission KW - Ultrasound KW - Hybrid wind turbine tower PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-612197 DO - https://doi.org/10.58286/30234 SN - 1435-4934 VL - 29 IS - 10 SP - 1 EP - 9 AN - OPUS4-61219 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Telong, Melissa A1 - Zoriyatkha, Aida A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Meng, Birgit ED - Rogge, Andreas ED - Meng, Birgit T1 - Beton-Datenmanagement anhand von wissensbasierten Datenstrukturen unter Nutzung von Ontologien und Wissensgraphen N2 - Im Rahmen der Entwicklung von Betonrezepturen, bei der Betonherstellung und während der Nutzungsphase im Bauwerk, wird eine Vielzahl von Materialdaten generiert. LeBeDigital (Lebenszyklus von Beton - Ontologie- Entwicklung für die Prozesskette der Betonherstellung) ist ein Verbundprojekt innerhalb der Initiative Plattform Material Digital. Das Projekt zielt darauf ab, eine Struktur für Betonmaterialdatenbanken zu entwickeln, die dem FAIR-Prinzip folgt und sowohl praxisnah als auch flexibel genug ist, um zukünftige Entwicklungen in der Betonforschung und -produktion zu unterstützen. Ontologien stellen ein geeignetes Werkzeug zur Generierung von Wissensgraphen dar, um Workflows zur automatisierten Datenerfassung und zur semantischen Datenabfrage zu gestalten. Daher ist die Erarbeitung betonspezifischer Ontologien zentraler Bestandteil des Verbundprojektes, das dazu beitragen will, die Vorrausetzungen für eine Teilhabe der Betonbranche am digitalen Wandel im Bereich der Materialforschung zu sichern. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Beton-Datenmanagement PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-612984 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 201 EP - 208 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61298 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Sigrüner, M. A1 - Hüsken, Götz A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Herz, J. A1 - Muscat, D. A1 - Strübbe, N. T1 - Pull-out behavior of polymer fibers in concrete N2 - The bond between polymer fibers and the surrounding cementitious matrix is essential for the development of concrete reinforcement. The single fiber pull-out test (SFPT) is the standard characterization technique for testing the bond strength. However, the different phases of debonding cannot be distinguished by the SFPT. This study investigates the debonding of different polymer fibers from the surrounding cementitious matrix with a modified SFPT and proposes methods to change the SFPT setup to generate more valuable information on the debonding mechanism. The SFPT was equipped with linear variable differential transformers (LVDT), digital image correlation (DIC) and acoustic emission (AE) analysis. The results demonstrate that the modified SFPT allows a better understanding of the different phases of debonding during fiber pull-out. Furthermore, bond strength values calculated by different methods reveal that the chemical bond of the investigated polymers is not different as reported by previous studies. Deformation measurements performed using LVDTs and DIC are suitable measuring techniques to characterize the debonding mechanism in SFPT. A correlation between recorded AE and debonding phases was not found. KW - Polymer Fibres KW - Concrete KW - Pull-Out Behaviour KW - Debonding Mechanism PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-582918 DO - https://doi.org/10.1002/pol.20230264 SN - 2642-4169 SP - 1 EP - 13 PB - Wiley Periodicals, LLC. AN - OPUS4-58291 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - Richtlinie „Detektion von Spanndrahtbrüchen mit Schallemission“ N2 - Ein großer Teil unserer Brücken wurden in den 1950er bis 1970er Jahren als Spannbetonbrücken gebaut. Mit der damals noch relativ jungen Technologie entstanden elegante, teilweise gewagte Bauwerke mit großen Spannweiten, welche die Vorteile der Materialien Stahl und Beton geschickt kombinieren. Die Standsicherheit einiger dieser Brücken ist heute gefährdet. Die Ursachen liegen in der enorm gewachsenen Belastung durch Schwerverkehr, teilweise ungenügender Wartung und in konstruktiven und Materialschwächen, die der mangelnden Erfahrung mit der Technologie in der Bauzeit geschuldet sind. Ein neuralgischer Punkt der Bauwerke sind die in den Beton integrierten Spannglieder. Infolge von Korrosion und Ermüdung können Elemente der Spannglieder reißen, wodurch die für das Tragwerk notwendige Spannung und somit die Tragfähigkeit reduziert werden. Nicht bei allen Brücken kündigen sichtbare Risse im Beton oder auffällige Verformungen den Tragfähigkeitsverlust bzw. das finale Versagen rechtzeitig an. Die Schallemissionsanalyse ist die derzeit einzige Methode, das Reißen einzelner Spannstähle zuverlässig und mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand zu detektieren. Trotzdem es schon einige Spannbetonbauwerke gibt, die mit Schallemissionsanalyse überwacht werden, ist das Verfahren noch wenig bekannt. Außerdem fehlen technische Richtlinien, was die Ausschreibung und Vergabe von entsprechenden Aufträgen und die Bewertung der Angebote sehr erschwert. Um sowohl Baulastträger als auch Dienstleistungsanbieter in den Vergabeverfahren und im Betrieb der Monitoringsysteme zu unterstützen, hat sich eine Gruppe von Experten aus den Bereichen Bauingenieurwesen und Schallemission zum Entwurf einer Richtlinie „Detektion von Spanndrahtbrüchen mit Schallemission“ zusammengefunden. Mit diesem Beitrag wird die Richtlinie vorgestellt, deren Bearbeitung bis zur SCHALL 23 abgeschlossen sein soll. T2 - SCHALL 23 Entwicklung und Anwendung der Schallemissionsanalyse und Zustandsüberwachung mit geführten Wellen CY - Wetzlar, Germany DA - 21.03.2023 KW - Schallemission KW - Spannbeton KW - Brücke KW - Spannstahlbruch PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-573904 SP - 1 EP - 4 PB - DGZfP CY - Berlin AN - OPUS4-57390 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Herrmann, Ralf A1 - Hille, Falk A1 - Munsch, Sarah Mandy A1 - Telong, Melissa A1 - Unger, Jörg F. A1 - Andrés Arcones, Daniel A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - 63. DAfStb-Forschungskolloquium in der BAM - Themenblock 4: Digitalisierung im Bauwesen N2 - Die Digitalisierung hat sich in vielen Bereichen des Bauwesens durchgesetzt. So sind Planung und Entwurf selbst kleinerer Bauvorhaben heute vollständig digitalisiert. Auch das Monitoring von Bestandsbauwerken ist ohne digitale Datenerfassung, -verarbeitung und -speicherung nicht denkbar. Trotzdem sind Fragen hinsichtlich der strukturierten Speicherung und künftigen Nutzung von Daten noch offen. Einige Aspekte der Digitalisierung wurden im Rahmen des 63. DAfStb-Forschungskolloquiums (Tagungsband: DOI 10.26272/opus4-61338) in Vorträgen und Veröffentlichungen aufgegriffen und werden im Folgenden zusammengefasst. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Digitalisierung KW - Infrastruktur KW - Structural Health Monitoring KW - Digitaler Zwilling PY - 2025 SN - 0005-9846 VL - 75 IS - 4 SP - 136 EP - 138 PB - concrete content UG CY - Schermbeck AN - OPUS4-63070 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Weise, Frank A1 - Meng, Birgit A1 - Rogge, Andreas T1 - Vom Baustoff zum sicheren Bauwerk: Einsatz der Schallemissionsanalyse in der Bauabteilung der BAM N2 - Seit 2006 wird die Schallemissionsanalyse (SEA) in der Abteilung 7 Bauwerkssicherheit der BAM genutzt, um Gefügeveränderungen in Betonen zu untersuchen. Dabei haben sich bis heute im Wesentlichen folgende vier Forschungsbereiche herauskristallisiert: Hydratation Während der Hydratation von Beton ist eine ausgeprägte Schallemissionsaktivität zu beobachten, anhand derer der Hydratationsverlauf nachvollzogen werden kann. Zur Aufklärung der Quellmechanismen der Schallemissionen besteht noch weiterer Forschungsbedarf. Des Weiteren kann mit Hilfe der SEA die frühe Rissbildung in Betonen, hervorgerufen durch autogenes oder plastisches Schwinden, analysiert werden. Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) Bei der AKR handelt es sich um eine Reaktion alkaliempfindlicher Gesteinskörnungen mit den Alkalien des Betons bzw. mit extern, z.B. durch Tausalze, zugeführten Alkalien. Dabei werden um die oder in der Gesteinskörnung quellfähige Gele gebildet, die zu einer völligen Zerstörung des Gefüges führen können. Mit der SEA können die Rissbildung detektiert und somit die Schädigungsphasen im Verlauf der AKR identifiziert werden. Brandverhalten Unter Brandeinwirkung platzt die Oberfläche gefügedichter Hochleistungsbetone explosionsartig ab. Um dies zu verhindern und somit den Feuerwiderstand von Bau-teilen aus Hochleistungsbeton zu erhöhen, werden dem Beton Polypropylenfasern beigemischt. Das Schmelzen der Fasern bei einer Temperaturerhöhung trägt zu einer erhöhten Mikrorissbildung bei, die einen Spannungsabbau ermöglicht. Die SEA konnte erfolgreich eingesetzt werden, um diesen Wirkmechanismus der Fasern nachzuweisen und weiter aufzuklären. Ermüdungsverhalten Durch die hohen zyklischen Lasten, für die Türme und Fundamente von Windkraft-anlagen ausgelegt werden müssen, gewinnen gesicherte Kenntnisse über das Ermüdungsverhalten von Betonen an Bedeutung. Mit der SEA ist es bei hochzyklischen Belastungsversuchen an Betonen möglich, den Schädigungsgrad im Verlauf der Beanspruchung zu bestimmen. Die Schallemissionsaktivität eignet sich als Kriterium, um die Versuche bei vorab definierten Schädigungsgraden zu unterbrechen und so Proben für weitergehende Untersuchungen zu gewinnen. Diese Ergebnisse sollen perspektivisch für Überwachungssysteme für Betonbauwerke unter zyklischer Beanspruchung genutzt werden. T2 - 19. Kolloquium Schallemission - Statusberichte zur Entwicklung und Anwendung der Schallemissionsanalyse CY - Augsburg, Germany DA - 12.09.2013 KW - Bauwerkssicherheit KW - Schallemissionsprüfung KW - Beton KW - Hydratation KW - Alkali-Kieselsäure-Reaktion KW - Brandverhalten KW - Ermüdungsverhalten PY - 2013 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-300290 SN - 978-3-940283-51-1 N1 - Serientitel: DGZfP-Berichtsband – Series title: DGZfP-Berichtsband IS - 142 SP - 1 EP - 12 (Beitrag 10) PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung CY - Berlin AN - OPUS4-30029 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Schmidt, S. T1 - Detection of wire breaks in prestressed concrete bridges by Acoustic Emission analysis N2 - problem. One reason is the sensitivity to stress corrosion cracking of the prestressing steel. Failure of prestressing wires can result in collapse of the entire structure without premature indication by transverse bending cracks or considerable deformation. The response of a structure to significant number of prestressing wire breaks was studied on a bridge in Brandenburg, Germany. Two thirds of the prestressing wires in concentrated tendons of two girders were cut before the bridge was demolished. Acoustic Emission Analysis was used to detect the wire breaks. Thus, the number of wire breaks was correlated with results of other measurement techniques, in particular strain measurements on the girders. In preparation of the measurements, the acoustic properties of the bridge were determined and the suitability of Schmidt hammer impacts as an acoustic reference source was validated. KW - Real scale test KW - Acoustic emission monitoring KW - Structural health monitoring (SHM) KW - Prestressed concrete bridge KW - Stress corrosion cracking KW - Wire break KW - Destructive testing KW - Nondestructive testing PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-573927 DO - https://doi.org/10.1016/j.dibe.2023.100151 SN - 2666-1659 VL - 14 SP - 1 EP - 10 PB - Elsevier Ltd AN - OPUS4-57392 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Gebauer, D. A1 - Gutiérrez, R, A1 - Marx, S. A1 - Butler, M. A1 - Grahl, K. A1 - Thiel, T. A1 - Maack, Stefan A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Breit, W. A1 - Schickert, M. A1 - Krüger, M. T1 - Interrelated dataset of rebound numbers, ultrasonic pulse velocities and compressive strengths of drilled concrete cores from an existing structure and new fabricated concrete cubes N2 - Two test series were examined using nondestructive measuring methods by six independent laboratories before determining their compressive strength. The nondestructive test methods used were the rebound hammer and ultrasonic pulse velocity measurement. Two types of geometries were investigated: drilled cores and cubes. The measurement procedure for each of these datasets is conditioned to the geometry and is therefore different. The first series consists of 20 drilled cores (approximately diameter/height = 10 cm/20 cm) from the 55-year-old Lahntal Viaduct near Limburg, Germany. After preparation in the first laboratory, the lateral surface of the drilled cores was tested with the rebound hammer using a given pattern. Every laboratory tested every drilled core at different locations. Ultrasonic measurements in transmission were performed repeatedly at predefined points on the flat surfaces of the specimen. The second series consisted of 25 newly manufactured concrete cubes of a mix with a target concrete strength class of C30/37. The edge length was 15 cm. Each laboratory received five specimens of this test series. Thus, contrary to the first series, each specimen was tested by only one laboratory. Two side faces of each cube were tested with the rebound hammer. In addition, ultrasonic measurements were performed by one laboratory. The time of flight was measured between the tested side faces of the rebound hammer at different positions. For both series, rebound hammers were used to determine the R-value as well as the Q-value. The rebound hammer models within the laboratories were always the same, while they differed between the laboratories. The ultrasonic measurements took place with different measurement systems and couplants. Finally, both specimen series were tested destructively for compressive strength. The dataset contains the raw data summarized in tabular form. In addition, relevant calculated data are included in some cases. For the ultrasonic measurements, the time of flight has already been converted into the ultrasonic velocity. Besides, in addition to the raw data of the compressive strength test (force, weight, and geometry values), the calculated compressive strengths and densities are also provided. KW - Nondestructive testing KW - Ultra sound KW - Rebound hammer KW - Existing structure KW - Civil engineering PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-574655 DO - https://doi.org/10.1016/j.dib.2023.109201 SN - 2352-3409 VL - 48 IS - 109201 SP - 1 EP - 13 PB - Elsevier Inc. AN - OPUS4-57465 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Steinbock, O. A1 - Hille, Falk A1 - Schmidt, S. A1 - Hofmann, Detlef T1 - Erfahrungen aus dem Rückbau der Brücke am Altstädter Bahnhof in der Stadt Brandenburg - Teil 2: Schadensmonitoring bei zerstörenden Versuchen N2 - Im Dezember 2019 wurden bei einer turnusmäßigen Inspektion der B 1-Brücke am Altstädter Bahnhof in Brandenburg an der Havel massive und schnell voranschreitende Schäden festgestellt. Als Ursache für die Risse entlang der Längsträger wurde das Versagen eines signifikanten Anteils der Spanndrähte der konzentrierten Spannglieder vermutet. Die Brücke wurde umgehend für den Verkehr gesperrt und im Mai 2021 gesprengt. Im Vorfeld der Sprengung wurden durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) weiterführende Untersuchungen zum Schadensbild veranlasst, welche vom Landesbetrieb Straßenwesen Brandenburg koordiniert und in den Bauablauf integriert wurden. Das von der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Dresden erstellte Versuchskonzept ist Bestandteil des vorangestellten ersten Teils des Beitrags [1]. Hier im zweiten Teil werden ausgewählte Ergebnisse der umfangreichen versuchsbegleitenden Mess- und Monitoringmaßnahmen beschrieben, welche in Kooperation der HTW Dresden, der Bilfinger Noell GmbH sowie der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) durchgeführt wurden. N2 - A routine inspection of the B1 bridge at the Altstädter Bahnhof in Brandenburg an der Havel in December 2019 revealed massive and rapidly progressing damage. The cause of the cracks along the longitudinal girders was suspected to be the failure of a significant portion of the prestressing wires of the concentrated tendons. The bridge was immediately closed to traffic and demolished in May 2021. Prior to the demolition, the Federal Ministry for Digital and Transport (BMDV) initiated further investigations into the damage pattern, which were coordinated and integrated into the deconstruction process by the Landesbetrieb Straßenwesen Brandenburg. The test concept was developed by the Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTW) and is described in the previous article (Part 1). The article at present (Part 2) describes selected results of the extensive measurement and monitoring measures accompanying the tests. The Tests were carried out in cooperation with the HTW Dresden, Bilfinger Noell GmbH and the Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM). KW - Spannbetonbrücke KW - Spannstahlbruch KW - Schallemission KW - Fotogrammetrie KW - Faseroptik KW - Stochastische Subspacebasierte Schadensdetektion PY - 2022 DO - https://doi.org/10.1002/best.202200052 SN - 1437-1006 VL - 117 IS - 8 SP - 581 EP - 589 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-55513 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Schmidt, S. A1 - Steinbock, O. T1 - Rückbau der Brücke Altstädter Bahnhof, Brandenburg/Havel - Detektion von Spanndrahtbrüchen mit Schallemissionsanalyse N2 - Bei einer turnusmäßigen Inspektion der B1 Brücke am Altstädter Bahnhof in Brandenburg an der Havel wurden im Dezember 2019 Risse und Hohlstellen entlang der Längsträger festgestellt. Als Ursache wurde das Versagen eines signifikanten Anteils der Spanndrähte der konzentrierten Spannglieder vermutet. Die Brücke wurde umgehend für den Verkehr gesperrt und nach weiteren, umfassenden Untersuchungen im Mai 2021 abgebrochen. Um die Sicherheit des unter der Brücke geführten Verkehrs zu gewährleisten, wurde die Brücke unter anderem mit einem Schallemissionsmesssystem überwacht. Mit diesem Verfahren ist es möglich, Spanndrahtbrüche zuverlässig zu detektieren und zu lokalisieren. In dem gut einjährigen Überwachungszeitraum wurden mehr als einhundert Spanndrahtbrüche detektiert, die in einigen Bereichen der Brücke besonders konzentriert auftraten. Vor dem Abbruch der Brücke war es möglich, den Nachweis der Detektion von Spanndrahtbrüchen mit der Schallemissionsanalyse und ihre Ortungsgenauigkeit anhand von künstlich erzeugten Drahtbrüchen zu validieren. Weiterhin konnte das sichtbare Schadensbild, Längsrisse und Hohlstellen über den Spannkanälen, auf die lokale Schädigung der Spanndrähte zurückgeführt werden. Derzeit wird ein Merkblatt erarbeitet, in dem die Erfahrungen in der bisherigen Anwendung der Schallemissionsanalyse zum Monitoring von Spanndrahtbrüchen zusammengefasst werden. In diesem Beitrag werden die Grundlagen der Schallemissionsanalyse und die Ergebnisse der Validierungsversuche an der Brücke in Brandenburg dargestellt. Weiterhin werden die Vorteile und Grenzen der Brückenüberwachung mittels Schallemissionsanalyse sowie Maßnahmen zur Sicherstellung der Qualität und der Zuverlässigkeit diskutiert. T2 - 5. Brückenkolloquium CY - Esslingen, Germany DA - 05.09.2022 KW - Spannbeton KW - Spannstahlbruch KW - Schallemission KW - Brücke PY - 2022 SN - 978-3-8169-3549-0 SN - 978-3-8169-0125-9 SP - 549 EP - 553 PB - expert verlag - Narr Francke Attempto Verlag GmbH + Co. KG AN - OPUS4-55685 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - Richtlinie zur Detektion von Spanndrahtbrüchen mit Schallemissionsanalyse N2 - Ein großer Teil unserer Brücken wurden in den 1950er bis 1970er Jahren als Spannbetonbrücken gebaut. Mit der damals noch relativ jungen Technologie entstanden elegante, teilweise gewagte Bauwerke mit großen Spannweiten, welche die Vorteile der Materialien Stahl und Beton geschickt kombinieren. Die Standsicherheit einiger dieser Brücken ist heute gefährdet. Die Ursachen liegen in der enorm gewachsenen Belastung durch Schwerverkehr, teilweise ungenügender Wartung und in konstruktiven und Materialschwächen, die der mangelnden Erfahrung mit der Technologie in der Bauzeit geschuldet sind. Ein neuralgischer Punkt der Bauwerke sind die in den Beton integrierten Spannglieder. Infolge von Korrosion und Ermüdung können Elemente der Spannglieder reißen, wodurch die für das Tragwerk notwendige Spannung und somit die Tragfähigkeit reduziert werden. Nicht bei allen Brücken kündigen sichtbare Risse im Beton oder auffällige Verformungen den Tragfähigkeitsverlust bzw. das finale Versagen rechtzeitig an. Die Schallemissionsanalyse ist die derzeit einzige Methode, das Reißen einzelner Spannstähle zuverlässig und mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand zu detektieren. Trotzdem es schon einige Spannbetonbauwerke gibt, die mit Schallemissionsanalyse überwacht werden, ist das Verfahren noch wenig bekannt. Außerdem fehlen technische Richtlinien, was die Ausschreibung und Vergabe von entsprechenden Aufträgen und die Bewertung der Angebote sehr erschwert. Um sowohl Baulastträger als auch Dienstleistungsanbieter in den Vergabeverfahren und im Betrieb der Monitoringsysteme zu unterstützen, hat sich eine Gruppe von Experten aus den Bereichen Bauingenieurwesen und Schallemission zum Entwurf einer Richtlinie „Detektion von Spanndrahtbrüchen mit Schallemission“ zusammengefunden. Mit diesem Beitrag wird die Richtlinie vorgestellt, die 2024 erscheinen soll. T2 - Fachtagung Bauwerksdiagnose CY - Berlin DA - 29.02.2024 KW - Spannbeton KW - Brücke KW - Spannstahlbruch KW - Schallemission PY - 2024 AN - OPUS4-59688 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - B1 - Brücke am Altstädter Bahnhof in Brandenburg an der Havel - Detektion von Spanndrahtbrüchen mit Schallemissionsanalyse N2 - Bei einer turnusmäßigen Inspektion der B1 Brücke am Altstädter Bahnhof in Brandenburg an der Havel wurden im Dezember 2019 Risse und Hohlstellen entlang der Längsträger festgestellt. Als Ursache wurde das Versagen eines signifikanten Anteils der Spanndrähte der konzentrierten Spannglieder vermutet. Die Brücke wurde umgehend für den Verkehr gesperrt und nach weiteren, umfassenden Untersuchungen im Mai 2021 abgebrochen. Um die Sicherheit des unter der Brücke geführten Verkehrs zu gewährleisten, wurde die Brücke unter anderem mit einem Schallemissionsmesssystem überwacht. Mit diesem Verfahren ist es möglich, Spanndrahtbrüche zuverlässig zu detektieren und zu lokalisieren. In dem gut einjährigen Überwachungszeitraum wurden mehr als einhundert Spanndrahtbrüche detektiert, die in einigen Bereichen der Brücke besonders konzentriert auftraten. Vor dem Abbruch der Brücke war es möglich, den Nachweis der Detektion von Spanndrahtbrüchen mit der Schallemissionsanalyse und ihre Ortungsgenauigkeit anhand von künstlich erzeugten Drahtbrüchen zu validieren. Weiterhin konnte das sichtbare Schadensbild, Längsrisse und Hohlstellen über den Spannkanälen, auf die lokale Schädigung der Spanndrähte zurückgeführt werden. Derzeit wird ein Merkblatt erarbeitet, in dem die Erfahrungen in der bisherigen Anwendung der Schallemissionsanalyse zum Monitoring von Spanndrahtbrüchen zusammengefasst werden. In diesem Beitrag werden die Grundlagen der Schallemissionsanalyse und die Ergebnisse der Validierungsversuche an der Brücke in Brandenburg dargestellt. Weiterhin werden die Vorteile und Grenzen der Brückenüberwachung mittels Schallemissionsanalyse sowie Maßnahmen zur Sicherstellung der Qualität und der Zuverlässigkeit diskutiert. T2 - 5. Brückenkolloquium CY - Esslingen, Germany DA - 05.09.2022 KW - Spannbetonbrücke KW - Spannstahlbruch KW - Schallemission KW - Fotogrammetrie KW - Faseroptik PY - 2022 AN - OPUS4-55686 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Gebauer, D. A1 - Beltrán Gutierrez, R. A1 - Marx, S. A1 - Maack, Stefan A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Breit, W. A1 - Mechtcherine, V. A1 - Grahl, K. A1 - Thiel, T. A1 - Schickert, M. A1 - Krüger, M. T1 - Interrelated Data Set from Nondestructive and Destructive Material Testing of Concrete Compressive Strength Specimens N2 - "This data set contains three different data types obtained from concrete specimens. For each specimen, the rebound numbers, ultrasonic data (ultrasonic velocity, time of flight), and destructive concrete strength are given. Two kind of specimen geometries were tested: cubes and drilled cores. The files are labeled according to the specimen geometry as "cube" or "core" and the type of measurement data as "compressive_strength", "rn_R" and "rn_Q" for rebound numbers as well as "us" for ultrasonic data. The ultrasonic data were generated by six independent laboratories, the rebound numbers by five independent laboratories and the destructive tests by one laboratory. The designation of each specimen establishes the relationship between the different data types." KW - Compressive Concrete Strength KW - Rebound Hammer KW - Ultrasonic Pulse Velocity PY - 2023 DO - https://doi.org/10.7910/DVN/AFCITK PB - Harvard College CY - Cambridge, MA, USA AN - OPUS4-57223 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Wallau, Wilma A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Greim, M. A1 - Teubert, O. T1 - AKR-Schadensmonitoring im 60 °C-Betonversuch: Abschlussbericht zum MNPQ-Projekt N2 - Zur Vermeidung der schädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) in Betonbauwerken wird die Alkalireaktivität von Gesteinskörnungen getestet. Der 60°C-Betonversuch ermöglicht eine vergleichsweise schnelle Einschätzung nach fünf-monatiger Testdauer. Dazu wird die Dehnung von Betonprüfkörpern, die mit der zu testenden Gesteinskörnung hergestellt wurden, manuell alle 28 Tage gemessen. Ein alternatives, an der BAM in den vergangen Jahren entwickeltes Verfahren setzt Dehnungssensoren ein, um kontinuierlich und online zu messen. Ziel dieses MNPQ-Projektes war es ein Messmodul zu entwickeln, welches eine kontinuierliche Dehnungsmessung leicht handhabbar umsetzt. Das von der Firma Schleibinger Geräte Teubert und Greim GmbH und der BAM in Kooperation entwickelte Messmodul lässt sich entweder in die herkömmliche AKR-Prüftruhe, in einen Wärmeschrank oder einen eigens entwickelten Minireaktor einlagern. Die kontinuierliche berührungslose Dehnungsmessung mittels Wirbelstromsensoren hat sich als robust und leicht handhabbar herausgestellt. Im Rahmen des Projektes ausgeführte Messungen untersuchen Einflüsse von gegenüber dem konventionellen Test variierten Testparametern, wie u.a. der Prüfkörperzahl je Behälter und dem ausbleibenden Drehen der Prüfkörper während des Tests. Die kontinuierliche Erfassung von Schallemissionen und Ultraschallgeschwindigkeit erweist sich als interessante Option um ein umfassendes Bild der Schädigungs-, Expansions-, und Hydratationsvorgänge zu gewinnen. Der eingefügte Erfolgskontrollbericht stellt den Projektverlauf dar und zeigt Chancen des entwickelten Gerätes auf. KW - Alkali-Kieselsäure-Reaktion KW - 60 °C-Betonversuch KW - Automatisierte Dehnungsmessung KW - Kontinuierliche Lagerung KW - Geräteentwicklung PY - 2017 DO - https://doi.org/10.2314/GBV:106750463X SP - 1 EP - 17 AN - OPUS4-47782 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Recknagel, Christoph A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Huth, Christian T1 - Alterungsverhalten von Fugenfüllsystemen in Verkehrsflächen - Teilbericht zur Bearbeitungsphase 2: Stoff- und Systemuntersuchungen an heiß verarbeitbaren Fugenmassen KW - Fugen KW - Fahrbahnbeläge KW - Funktionsfähigkeit KW - Dauerhaftigkeit KW - Unikaler Prüfstand KW - Plastische Fugenvergussmassen KW - Performance-orientierte Stoff- und Systemkennzeichnung PY - 2005 SP - 1 EP - 148 CY - Berlin AN - OPUS4-11966 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Bösche, Thomas A1 - Carstens, Ole A1 - Hille, Falk A1 - Holst, Ralph A1 - Käding, Max A1 - Kaplan, Felix A1 - Löhr, Manuel A1 - Richter, Walter A1 - Saloga, Katrin A1 - Schmidt, Sebastian A1 - Sodeikat, Christian A1 - Thenikl, Thomas T1 - Detektion von Spanndrahtbrüchen mit Schallemissionsanalyse N2 - Dieses Dokument beschreibt das Verfahren Schallemissionsanalyse zur Detektion von Spanndrahtbrüchen in Spannbetonbrücken im Rahmen einer kontinuierlichen Überwachung. Die Überwachung mit Schallemission liefert eine Aussage über die Anzahl von Spanndrahtbrüchen innerhalb des Überwachungszeitraumes und innerhalb der Reichweite der installierten Sensoren. Mit dem Verfahren können die Spanndrahtbrüche lokalisiert werden. Auf Basis einer weitgehend automatisierten Datenanalyse stehen Informationen über Drahtbrüche kurzfristig nach dem Ereignis zur Verfügung. Der Anwendungsbereich des Dokuments umfasst Brücken- und Ingenieurbauwerke mit Spanndrähten mit sofortigem oder nachträglichem Verbund. Spannsysteme ohne Verbund fallen nicht in den Anwendungsbereich. Die beschriebenen Verfahren können auf Spannsysteme ohne Verbund übertragen werden. Mit dem Verfahren Schallemissionsanalyse ist es nicht möglich, Spanndrahtbrüche zu finden, die vor dem Beginn der Überwachung entstanden sind. Das Dokument richtet sich an Baulastträger, Anbieter und Betreiber von Monitoringsystemen auf Basis der Schallemissionsanalyse sowie Ingenieurbüros, welche die Ergebnisse der Überwachung bewerten und Maßnahmen daraus ableiten. Es gibt Hinweise zur Planung, Ausschreibung, Installation und zum Betrieb von Monitoringsystemen zur Detektion von Spanndrahtbrüchen mit Schallemission sowie zur Überprüfung der Funktion installierter Systeme. Zur Funktionskontrolle werden Signale mit der Referenzquelle am Bauwerk ausgelöst. Diese Signale sind zu detektieren, innerhalb der vorgegebenen Genauigkeit zu lokalisieren und die vorgegebene Alarmkette muss angestoßen werden. KW - Schallemission KW - Brücke KW - Spannbeton KW - Spannstahlbruch PY - 2024 SN - 978-3-947971-34-3 VL - Richtlinie SE 05 SP - 1 EP - 33 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin ET - Ausgabe Mai 2024 AN - OPUS4-60679 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Thiele, Marc A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Baeßler, Matthias A1 - Rogge, Andreas T1 - Untersuchung der Schädigungsevolution in Beton unter Ermüdungsbeanspruchung mit Hilfe der Schallemissionsanalyse N2 - Unter zyklischen Belastungen findet im Beton, wie bei anderen Materialien auch, ein Ermüdungsprozess statt, der letztlich im Versagen des Materials enden kann. Im derzeitigen Erkenntnisstand zum Materialverhalten des Betons gibt es gerade bei dessen Ermüdungsverhalten noch viele nicht oder nicht ausreichend geklärte Fragestellungen. Deshalb wurde in Laborversuchen das Ermüdungsverhalten von Beton unter Druckschwellbeanspruchungen untersucht. Im Fokus dieser Untersuchungen standen dabei die während der Lebensdauer im Materialgefüge ablaufenden Prozesse, die zur Schädigung des Gefüges und schließlich auch zum Ermüdungsversagen führen können. In den Ermüdungsversuchen wurden versuchsbegleitend Dehnungsmessungen, Ultraschall-Laufzeitmessungen und Schallemissionsmessungen an den Proben zur Erfassung der Schädigungsevolution eingesetzt. Die Schallemissionsmessung ist dabei ein wichtiges Instrument, da sie die Rissentwicklungsprozesse detektiert, die die Ursache für die Materialschädigung sind. Mit ihr konnten die unterschiedlichen Phasen der Rissentwicklungen über die gesamte Lebensdauer der Betonproben festgestellt werden. Diese Phasen sind gekennzeichnet durch sich stabilisierende, stabile und instabile Rissprozesse, die entsprechende Auswirkungen auf das Materialverhalten haben. Ein Vergleich mit den Ergebnissen der anderen Messtechniken zeigt den entsprechenden Einfluss der Rissentwicklungen auf die Materialeigenschaften des Betons. T2 - 18. Kolloquium Schallemission CY - Wetzlar, Deutschland DA - 27.10.2011 KW - Beton KW - Ermüdung KW - Schallemission PY - 2011 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-247223 SN - 978-3-940283-37-5 IS - DGZfP-BB 131 (Vortrag 02) SP - 1 EP - 8 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) AN - OPUS4-24722 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Recknagel, Christoph A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - Entwicklung eines Prüfverfahrens zum Alterungsverhalten von Fugenfüllsystemen in Verkehrsflächen (BASt-Projekt "Alterungsverhalten von Fugenfüllsystemen" FE 08.169/2001/FRB) KW - Fugen KW - Fahrbahnbeläge KW - Funktionsfähigkeit KW - Dauerhaftigkeit KW - Unikaler Prüfstand PY - 2005 SP - 1 EP - 95 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung CY - Berlin AN - OPUS4-11965 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - Digital acoustic twin for prestressed concrete structures N2 - In den 1950er Jahren setzte sich die Spannbetonbauweise für Brücken mit größeren Spannweiten durch. Heute existieren im deutschen Bundesfernstraßennetz ca. 21.000 Spannbetonbrücken. Die mangelnde Erfahrung in der Anfangszeit dieser Bauweise stellt uns heute vor Probleme hinsichtlich einer Kombination aus Korrosion und Ermüdung der Spannglieder. Hauptursachen sind Spannungsrisskorrosion, deutlich gewachsene Verkehrslasten sowie ungenügende Annahmen zu Temperaturlasten. Insbesondere Spanndrahtbrüche infolge Spannungsrisskorrosion können zu einem Strukturversagen ohne Ankündigung führen. Spannstähle mit einer starken Gefährdung für Spannungsrisskorrosion wurden in der Bundesrepublik bis 1965, in der ehemaligen DDR bis Ende der 1980er Jahre verbaut. Um katastrophale Schadensfälle zu verhindern, müssen Bauwerke unter Verdacht auf Spannungsrisskorrosion in Kombination mit unzureichendem Ankündigungsverhalten überwacht werden. Derzeit ist die Schallemissionsanalyse die einzige zuverlässige und ökonomisch vertretbare Überwachungsmethode. Damit kann der sichere Betrieb der Bauwerke über die verbleibende Nutzungsdauer gewährleistet werden. Die DGZfP-Richtlinie SE05 “Detektion von Spanndrahtbrüchen mit Schallemissionsanalyse” beschreibt detailliert Planung, Installation und Betrieb solcher Monitoringsysteme. Im Projekt SimAS “Digitaler Zwilling zur Simulation der Ausbreitung akustischer Wellen in Spannbetonelementen” werden die Grundlagen für eine Optimierung der Monitoringsysteme auf Basis der Schallemissionsanalyse gelegt. Eine akustische Simulation der Struktur und deren Fusion mit Messdaten unterstützt sowohl die vorbereitenden akustischen Analysen der Brücken als auch die Planung der Monitoringsysteme und die Drahtbrucherkennung. T2 - SCHALL 25 – Schallemissionsanalyse und Zustandsüberwachung mit geführten Wellen CY - Dresden, Germany DA - 27.03.2025 KW - Acoustic Emission KW - Spannbeton KW - Brücke KW - Digitaler akustischer Zwilling KW - Schallausbreitung KW - Schallemissionsanalyse PY - 2025 AN - OPUS4-62835 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Fiedler, Max A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Kaplan, Felix A1 - Holst, Ralph A1 - Saloga, Katrin A1 - Schmidt, Sebastian A1 - Sodeikat, Christian T1 - Detektion von Spanndrahtbrüchen mit Schallemissionsanalyse T1 - Detection of Wire Breaks using Acoustic Emission Analysis - The New Guideline SE 05 of the German Society for Non- Destructive Testing (DGZfP) N2 - AbstractSpannungsrisskorrosion stellt Brückenbetreiber vor immense Herausforderungen, da sie zu gravierenden Schäden an den Spanngliedern führen kann und gleichzeitig die Methoden zur frühzeitigen Schadenserkennung und Tragfähigkeitskontrolle stark eingeschränkt sind. In diesem Kontext hat sich die Schallemissionsanalyse (SEA) zur Detektion von Spanndrahtbrüchen als bedeutsame Methode etabliert. Diese Technologie bietet einzigartige Vorteile und kann einen wichtigen Beitrag zur Sicherstellung des Weiterbetriebs gefährdeter Bauwerke liefern. Gleichzeitig erfordert die Anwendung der SEA tiefgehende spezialisierte Fachkenntnisse. Mit der zunehmenden Verbreitung und dem steigenden Interesse an dieser Methode ist auch der Bedarf an standardisierten Prozessen und Qualitätskontrollen gewachsen. Diesen Bedarf hat der Fachausschuss Schallemissionsprüfung der DGZfP erkannt und die Richtlinie  SE 05 entwickelt. Diese Richtlinie setzt klare Standards und bietet umfassende Anleitung für die Implementierung und Anwendung der Schallemissionsanalyse zur Detektion von Spanndrahtbrüchen. N2 - Stress corrosion cracking confronts bridge operators with immense challenges, as it can lead to severe damage to the tendons while the methods for early damage detection and load-bearing capacity control are highly limited. In this context, Acoustic Emission Analysis (AEA) has established itself as an important method for detecting wire breaks. This technology offers unique advantages and can make a vital contribution to ensuring the continued operation of endangered structures. However, the application of AEA requires deep specialized expertise. With the increasing adoption and growing interest in this method, the need for standardized processes and quality controls has also grown. The DGZfP’s Acoustic Emission Testing Committee recognized this need and developed Guideline SE 05. This guideline sets clear standards and provides comprehensive guidance for the implementation and application of Acoustic Emission Analysis for detecting wire breaks. KW - Brücke KW - Spannungsrisskorrosion KW - Monitoring KW - Schallemission KW - Spanndrahtbrucherkennung KW - Schadensdetektion KW - Richtlinie SE 05 KW - DGZfP PY - 2025 DO - https://doi.org/10.1002/best.202400098 SN - 1437-1006 VL - 119 IS - 2 SP - 150 EP - 164 PB - Ernst & Sohn GmbH CY - Berlin AN - OPUS4-62753 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Gebauer, D. A1 - Gutierrez, B. A1 - Marx, S. A1 - Maack, Stefan A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Breit, W. A1 - Mechtcherine, V. A1 - Grahl, K. A1 - Thiel, T. A1 - Schickert, M. A1 - Krüger, M. T1 - Interrelated data set from nondestructive and destructive material testing of concrete compressive strength specimens N2 - This data set contains three different data types obtained from concrete specimens. For each specimen, the rebound numbers, ultrasonic data (ultrasonic velocity, time of flight), and destructive concrete strength are given. Two kind of specimen geometries were tested: cubes and drilled cores. The files are labeled according to the specimen geometry as "cube" or "core" and the type of measurement data as "compressive_strength", "rn_R" and "rn_Q" for rebound numbers as well as "us" for ultrasonic data. The ultrasonic data were generated by six independent laboratories, the rebound numbers by five independent laboratories and the destructive tests by one laboratory. The designation of each specimen establishes the relationship between the different data types. KW - Non-destructive testing KW - Rebound number KW - Ultrasonic pulse velocity KW - Compressive concrete strength KW - Interlaboratory comparison PY - 2023 DO - https://doi.org/10.7910/DVN/AFCITK PB - Harvard College CY - Cambridge, MA, USA AN - OPUS4-57499 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - Acoustic emission for monitoring of fatigue damage in concrete elements of wind turbine towers N2 - Wind energy has become an important player in the energy transition in Germany. Towers of onshore wind turbines are often designed as hybrid structures: the lower part is made of prestressed concrete whereas the upper part is made of steel tubes. The tall structures are permanently subjected to cyclic loads. A research project of BAM as part of the joint project WinConFat - Structure focusses on the development of techniques to monitor fatigue damage evolution in the concrete part. Results of a previous project show that a combination of ultrasonic and acoustic emission testing can give an indication for critical conditions near the end of the fatigue life of the concrete. In the ongoing project acoustic emission sensors have been installed at the base and at the transition piece between concrete and steel of a hybrid wind turbine tower. Beside of acoustic emission measurement the sensor spacing allows for measuring the concrete ultrasonic velocity along the circumference in both levels. Additional measurements like strain, temperature, inclination, or acceleration allow for comparison of environmental loads and change of acoustic properties of the concrete. The paper focusses on first acoustic measurements recorded since December 2023 in comparison to operating data of the wind turbine. T2 - 36th Conference of the European Working Group on Acoustic Emission CY - Potsdam, Germany DA - 18.09.2024 KW - Concrete fatigue monitoring KW - Acoustic emission KW - Ultrasound KW - Hybrid wind turbine tower PY - 2024 AN - OPUS4-61566 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Thiele, Marc A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - Analysis of damage evolution in concrete under fatigue loading by acoustic emission and ultrasonic testing N2 - The fatigue process of concrete under compressive cyclic loading is still not completely explored. The corresponding damage processes within the material structure are especially not entirely investigated. The application of acoustic measurement methods enables a better insight into the processes of the fatigue in concrete. Normal strength concrete was investigated under compressive cyclic loading with regard to the fatigue process by using acoustic methods in combination with other nondestructive measurement methods. Acoustic emission and ultrasonic signal measurements were applied together with measurements of strains, elastic modulus, and static strength. It was possible to determine the anisotropic character of the fatigue damage caused by uniaxial loading based on the ultrasonic measurements. Furthermore, it was observed that the fatigue damage seems to consist not exclusively of load parallel oriented crack structures. Rather, crack structures perpendicular to the load as well as local compacting are likely components of the fatigue damage. Additionally, the ultrasonic velocity appears to be a good indicator for fatigue damage beside the elastic modulus. It can be concluded that acoustic methods allow an observation of the fatigue process in concrete and a better understanding, especially in combination with further measurement methods. KW - Concrete KW - Fatigue KW - Damage evolution KW - Ultrasonic testing KW - Acoustic emission PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-541891 DO - https://doi.org/10.3390/ma15010341 SN - 1996-1944 VL - 15 IS - 1 SP - 341 EP - 355 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-54189 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Weise, Frank A1 - von Werder, Julia A1 - Manninger, Tanja A1 - Maier, Bärbel A1 - Fladt, Matthias A1 - Simon, Sebastian A1 - Gardei, Andre A1 - Höhnel, Desirée A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Meng, Birgit T1 - A multiscale and multimethod approach to assess and mitigate concrete damage due to alkali-silica reaction N2 - Alkali-silica reaction (ASR) is a chemical reaction within concrete which can lead over time to cracking and spalling. Due to the complexity of the problem, it still causes damage to concrete constructions worldwide. The publication aims to illustrate the interdisciplinary research of the German Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) within the last 20 years, considering all aspects of ASR topics from the macro to the micro level. First, methods for characterization and assessment of ASR risks and reaction products used at BAM are explained and classified in the international context. Subsequently the added value of the research approach by combining different, preferably nondestructive, methods across all scales is explained using specific examples from a variety of research projects. Aspects covered range from the development of new test-setups to assess aggregate reactivity, to analysis of microstructure and reaction products using microscopical, spectroscopical and X-ray methods, to the development of a testing methodology for existing concrete pavements including in-depth analysis of the visual damage indicator and the de-icing salt input using innovative testing techniques. Finally, research regarding a novel avoidance strategy that makes use of internal hydrophobization of the concrete mix is presented. KW - Mitigation strategies KW - Concrete KW - Damage analysis KW - Alkali silica reaction KW - Road pavement KW - Accelerated testing KW - Non-destructive testing KW - Microstructure PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:101:1-2022052515100075090235 DO - https://doi.org/10.1002/adem.202101346 SN - 1527-2648 VL - 24 IS - 6 SP - 1 EP - 36 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim AN - OPUS4-54951 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Menningen, J. A1 - Siegesmund, S. ED - Siegesmund, S. ED - Middendorf, B. T1 - Acoustic emissions - Insights into the decay mechanisms of thermally treated marbles N2 - Since ancient times, marble has been the preferred material for monuments, sculptures, Ornaments and architecture. Though the stone is often a Chosen material, long-term exposure of marble results in cumulative deterioration of the rock fabric. The rate and extent of deterioration depends on the rock fabric and the climatic conditions. Besides the thermal vulnerability of marble, a combination of thermal and hygric fluctuation accelerates the deterioration process. The weathering sensitivity of marbles can be characterised by the irreversible length change of samples after heating under thermohygric conditions as residual strain. This residual strain is a non-reversible deterioration and caused by microcracking induced by a pronounced anisotropy of the thermal dilatation coefficient of calcite. In brittle materials like marble, cracking and crack growth or friction on crack surfaces are accompanied by release of acoustic waves. The analysis of these acoustic emissions can give a deeper insight into the deterioration mechanism of marble. In this study, acoustic emissions of thermohygric treated marble were analysed and correlated with ultrasonic velocities, thermal dilatation and residual strains. Therefore, different types of calcitic marble were cyclically heated from 20 °C to 90 °C and after equilibration of the samples cooled down again to 20 °C. While the first cycles were performed under dry conditions, the following were executed in a humid environment. The analysis of acoustic emissions enables one to determine when cracking occurs during the thermal treatment. It is also possible to differentiate microcracking from internal friction. Furthermore, the evolution of Deterioration can be estimated based on ultrasonic velocities. The combination of acoustic Methods and strain measurement gives an insight into the disintegration mechanism and Supports the development of prevention strategies. T2 - 14th International Congress on the Deterioration and Conservation of Stone CY - Göttingen, Germany DA - 07.09.2020 KW - Marble KW - Weathering sensitivity KW - Cracking KW - Acoustic emission KW - Residual strain PY - 2020 SN - 978-3-96311-172-3 SP - 185 EP - 190 PB - mdv Mitteldeutscher Verlag GmbH CY - Halle (Saale) AN - OPUS4-51964 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Schmidt, S. A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - Monitoring mit Schallemissionsmessung N2 - Die Brücke am Altstädter Bahnhof in Brandenburg an der Havel stand bei ihrer Eröffnung im Jahr 1969 für die höchste Ingenieurskunst der damaligen Zeit und für einen in die Zukunft gerichteten Blick. Sie trug den Namen "Brücke des 20. Jahrestag", denn am 20. Jahrestag der DDR wurde die Brücke für den Verkehr freigegeben. Sie verbindet die westlichen Stadtbezirke mit dem Zentrum der Stadt Brandenburg an der Havel und wurde so von vielen Einwohner:innen genutzt. Zu Fuß, mit dem Rad, dem Auto oder mit der Straßenbahn. 50 Jahre später, im Dezember 2019, wurde bei einer Bauwerksprüfung eine starke Schadenszunahme festgestellt. Eine sofortige Sperrung für den Verkehr war unumgänglich. Das hatte es im Land Brandenburg bislang nicht gegeben und stellt einen einzigartigen Sonderfall bei der Bewertung von Bauwerken dar. Die Sperrung führte zu starken Einschränkungen für den Verkehr, für den Landesbetrieb Straßenwesen aber hatte die Sicherheit oberste Priorität. Um die Belastung für die Stadt so gering wie möglich zu halten, hat der Landesbetrieb Straßenwesen sofort mit der Planung für Abriss und Neubau der Brücke begonnen. So gelang es innerhalb von kurzer Zeit den Rückbau umzusetzen und die Pläne für den Ersatzneubau vorzustellen. Gleichzeitig bot sich die einmalige Gelegenheit, kurz vor dem Rückbau noch umfangreiche Untersuchungen zur Verifizierung des Schadensbilds durchzuführen und verschiedene Monitoringverfahren zum Einsatz zu bringen. Damit wurden wertvolle Erfahrungen gesammelt, die der Landesbetrieb Straßenwesen anderen Baulastträgern zur Verfügung stellen möchte. Sie ermöglichen es, bei baugleichen Bauwerken zielgerichteter handeln zu können. Die Fülle der untersuchten Aspekte ist in diesem Bericht dokumentiert. Diese umfangreichen Untersuchungen wurden vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur finanziert. Dafür möchten wir uns herzlich bedanken. Mit großem Engagement digitabeteiligt haben sich auch die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, die Technische Universität Dresden, die Hochschule für Wirtschaft und Technik Dresden sowie das Unternehmen Bilfinger Noell und die Ingenieursozietät Zech, Ruth, Blasius. Auch bei Ihnen bedankt sich der Landesbetrieb Straßenwesen. KW - Baustoffe KW - Korrosion KW - Beton KW - Spannbeton KW - Brücke KW - Spannstahl KW - Spannungsrisskorrosion KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Schallemissionsanlayse KW - Spanndrahtbruch PY - 2021 SP - 65 EP - 71 PB - Landesbetrieb Straßenwesen Brandenburg CY - Hoppegarten AN - OPUS4-54600 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - Spanndrahtbrüche und ihr digitaler akustischer Zwilling N2 - Die Planung eines Monitorings von Spanndrahtbrüchen mit Schallemissionsanalyse erfordert viel Erfahrung und setzt eine akustische Analyse der Spannbetonstruktur voraus. Eine akustische Simulation der Struktur unterstützt die Optimierung der Sensoranordnung und erhöht die Zuverlässigkeit der Drahtbrucherkennung durch die Fusion von Simulations- und Messergebnissen in einer Datenbank. Künftig können Baulastträger und Monitoringanbieter von standardisierten – FAIR-en – akustischen Daten profitieren. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Spanndrahtbrüche KW - Spannbetonbau KW - Spannbetonbrücken KW - Digitaler akustischer Zwilling PY - 2024 AN - OPUS4-61740 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - Analyse der Schadensmechanismen biegebeanspruchter Stahlbetonbalken mittels zerstörungsfreier Prüftechniken N2 - Der durch Kräfte senkrecht zur Stabachse belastete Balken ist eines der Haupttragelemente des Stahlbetonbaus. Biegebalken finden unter anderem Anwendung in Form von Brückenträgern oder Unterzügen. Die bei maximaler Beanspruchung auftretenden Versagensformen unterteilen sich dabei in Biege- und Querkraftversagen (Schubversagen). Ein Versagen des Balkens kann je nach Versagensmechanismus mit oder ohne Vorankündigung erfolgen. Gebräuchliche Bemessungskonzepte der Baupraxis zur Dimensionierung entsprechender Tragelemente zielen auf ein Versagen mit ausreichender Vorankündigung (große Verformungen oder breite Risse) ab, wie es z.B. beim sekundären Biegedruckversagen entsteht. Für die Zustandsüberwachung von Bauwerken (z.B. Brücken) mittels zerstörungsfreier Prüftechniken sind fundierte Kenntnisse zu den bei Biegebeanspruchung auftretenden Schadensmechanismen erforderlich. Im Rahmen eines BAM-internen Projektes sollen durch praxisnahe Untersuchungen an einer brückenähnlichen Referenzstruktur unterschiedliche auf das Tragwerk einwirkende thermische und mechanische Belastungen untersucht werden und in die Entwicklung eines Monitoringsystems einfließen. Anhand der aus Biegeversuchen vorliegenden Ergebnisse wird der Einsatz unterschiedlicher Methoden der zerstörungsfreien Materialprüfung gezeigt und deren Anwendbarkeit für die Analyse des Verformungsverhaltens von Stahlbetonbalken diskutiert. Hierzu wurde das Verformungsverhalten eines Stahlbetonbalkens (L = 2,75 m) in einem Vierpunkt-Biegeversuch im Labormaßstab untersucht. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Charakterisierung der ausschlaggebenden Versagensmodi durch die einzelnen zerstörungsfreien Prüfverfahren und der Vergleich zu klassischen Messmethoden (z.B. Verformungsmessung mittels induktiver Wegaufnehmer (IWA)). Die Biegeversuche wurden dazu durch Schallemissionsanalyse (SEA) und optische Verformungsanalyse mittels Stereo-Fotogrammetrie (SF) und Bildkorrelationsverfahren (BKV) begleitet. T2 - 21. Kolloquium Schallemission CY - Fulda, Germany DA - 09.03.2017 KW - Optische Verformungsanalyse KW - Rissbildung KW - Schallemission KW - Stahlbeton KW - Tragverhalten bei Biegebeanspruchung PY - 2017 AN - OPUS4-39362 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weise, Frank A1 - Meng, Birgit A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Voland, K. T1 - Influence of simultaneous cyclic loading and external alkali supply on the alkali-silica reaction in concrete pavements N2 - In recent years the German motorway network has seen an increase in the occurrence of damage to concrete road surfaces which can be attributed to the alkali-silica reaction (ASR). In view of the often drastically reduced life expectancy of road surfaces due to ASR, research activity in this field has notably increased. Alongside preventative measures in concrete technology, the main research focus up to now has been the development of performance-oriented testing procedures for ASR prevention. This included more specifically the accelerated simulation of climatic effects and external alkali penetration on road surfaces. The effects of mechanical pre-damage resulting from cyclic traffic loading and climatic impact had previously not been taken into consideration. Since 2011, the five-partner research group 1498 sponsored by the German Research Foundation (DFG) has been pursuing research on how simultaneous cyclic loading and external alkali penetration impacts destructive ASR in road surface concretes. The depiction of the myriad degradation and transport processes necessary for an understanding of these effects requires close interaction between experiments and their multi-scale modelling. This paper aims to focus on the aforementioned experiments by means of innovative testing techniques. The research is founded on a series of cyclic fatigue tests performed on large-format beams, both with and without previous application of a sodium chloride (NaCl) solution, with simultaneous tracking of crack development. Subsequently, smaller test specimens were extracted from the pre-damaged beams for further experiments. These included the spatial visualization and quantification of fatigue-induced cracks using micro X-ray 3D-computed tomography (3D-CT). Additionally, the effects of fatigue-induced cracks on alkali transport were investigated using Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS). Subsequent storage of the small-format test specimens, with and without cyclic pre-damage, in an ASR-conducive environment then provided initial findings on the influence of fatigue-induced predamage on the ASR. T2 - 15th International Conference on Alkali-Aggregate reaction (ICAAR 2016) CY - Sao Paulo, Brazil DA - 03.07.2016 KW - concrete pavements KW - alkali-silica-reaction KW - fatigue KW - damage monitoring PY - 2016 SP - Paper 191 AN - OPUS4-37142 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Renate A1 - Weise, Frank A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - Numerische Simulation von Heat-Island-Phänomenen an innerstädtischen Straßenbelägen in Nagoya - Arbeitsweise des Simulationsprogramms T2 - Hannover-Messe 2007 (PST-Fraunhofer Patentstelle für die Deutsche Forschung) CY - Hanover, Germany DA - 16.04.2007 PY - 2007 AN - OPUS4-14672 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - Zwangsinduzierte Rissbildung bei erhärtendem Hochleistungsbeton T2 - 52. DAfStb-Forschungskolloquium, BAM CY - Berlin, Germany DA - 2011-11-07 PY - 2011 AN - OPUS4-25230 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Frei, Vivian A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Thiele, Marc A1 - Rogge, Andreas T1 - Ermüdungsverhalten von Beton für unterschiedliche Probekörpergeometrien N2 - Die zunehmende Anwendung hochfesten Betons in ermüdungsbelasteten Bauwerken, herausfordernde Belastungsszenarien im Bereich von On- und Offshore Windenergieanlagen bezüglich sehr hoher Lastwechselzahlen sowie das gleichzeitige Streben nach energie- und ressourcenschonendem Bauen stellen die Bemessung von Beton gegen Ermüdung vor neue Aufgaben. Eine Vielzahl von Studien beschreibt bereits die Auswirkung von Einflussfaktoren wie Mischungszusammensetzung, Feuchte, Probekörpergröße oder Belastungsart auf die Ermüdungsfestigkeit und den Ermüdungsprozess. Aufgrund der unterschiedlichen Geometrien und Mischungen der in den verschiedenen Studien verwendeten Proben sind die Auswirkungen der Einflussfaktoren jedoch kaum miteinander vergleichbar. In dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten Verbundprojekt WinConFat wurden deshalb verschiedene Einflussfaktoren gezielt an Proben mit einheitlichen Mischungen untersucht. Das durch die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) bearbeitete Teilprojekt fokussierte sich auf den „Einfluss der Probengeometrie und -größe auf die Ermüdung von Beton“. Neben der Erhebung von Daten zur Ermüdungsfestigkeit wurde der Ermüdungsprozess mit zerstörungsfreien Prüf- und Messmethoden untersucht. Diese Prüfmethoden wurden auch hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit zur Erfassung der ermüdungsbedingten Schädigungsentwicklung an Betonbauwerken im Rahmen von Monitoringkonzepten bewertet. Untersucht wurden die Ermüdungsfestigkeiten und der Ermüdungsprozess an Zylindern mit drei unterschiedlichen Betonmischungen sowie unterschiedlicher Größe und Schlankheit. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden im Folgenden vorgestellt und diskutiert. KW - Ermüdung KW - Hochfester Beton KW - Probengröße KW - Probengeometrie PY - 2024 VL - 644 SP - 1 EP - 135 PB - Beuth CY - Berlin AN - OPUS4-59647 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - Combination of Digital Image Correlation and Acoustic Emission for Characterizing Failure Modes in SHCC N2 - The tensile behavior of strain-hardening cement-based composites (SHCC) is usually investigated on macroscopic scale by means of direct tension tests or bending tests. Additionally, the micromechanical properties of the composites are often described based on single fiber tension and pull-out tests. Such investigations, performed both on macroscopic and microscopic scales, are based on ‘classical’ force and displacement measuring techniques. Advanced test methods such as digital image correlation (DIC) and acoustic emission analysis (AE) may facilitate the identification and the analysis of the failure mechanisms in SHCC, which is important for both monitoring loaded SHCC elements and further material development and optimization. In this study, these two techniques are combined to characterize the failure mechanisms of three different types of SHCC in direct tension tests. The results are related to data of stress and strain measurements. It is shown that DIC provides detailed spatially resolved and stress related strain measurements. Furthermore, it is demonstrated that AE allows for the localization of active cracks, quantification of the damage accumulation under increasing stresses, and characterization of the dominant crack bridging mechanisms and failure modes observed in the different types of SHCC. T2 - 4th International RILEM Conference on Strain-Hardening Cement-Based Composites (SHCC4) CY - Technische Universität Dresden, Germany DA - 18.09.2017 KW - Cementitious composites KW - Strain-hardening KW - Fiber reinforcement KW - Tension KW - Multiple cracking KW - Acoustic emission analysis KW - Digital image correlation PY - 2017 AN - OPUS4-42132 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Shamsuddoha,, Md A1 - Hüsken, Götz A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Baeßler, Matthias A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Thiele, Marc T1 - Remediation of Cracks Formed in Grouted Connections of Offshore Energy Structures under Static Loads N2 - The future energy demand necessitates the exploration of all potential energy sources both onshore and offshore. Global trend has shifted towards offshore energy, which can be obtained from either carbon intensive or renewable options, hence requiring structures such as rigs, platforms, and monopiles. Most of these structures adopt easily installable construction techniques, where lower foundation need to be connected with the super structure by mean of grouted composite joints. Generally, these composite connections have exterior sleeve, interior pile and infill grout. Being located in remote offshore conditions, connections can experience considerable adverse loading during their lifetimes. Degradations were reported inside similar connections, which were installed in last three decades. Besides, grouting in the offshore sites may often be proven difficult, which eventually leads to reduced capacity of connections in the long run. Thus, repair and rehabilitation of such connections should be planned ahead to minimize operational delays and costs in the future. This study aims at characterizing the nature of crack generation in grouted connections and thereby identifying the potential of repair using suitable repair material. Scaled grouted joints were manufactured using a novel mold, and connections were loaded under static load to visualize the main failure pattern. The failure mechanism and loading capacity are found compatible to previous results from earlier literature. Grouted connection was then repaired using cementitious injectable grout. The effectiveness of the repair system is also discussed. T2 - Twenty-eighth (2018) International Ocean and Polar Engineering Conference CY - Sapporo, Japan DA - 10.06.2018 KW - Offshore KW - Energy KW - Grouted Connection KW - Cracks KW - Repair KW - Rehabilitation PY - 2018 SP - 120 EP - 126 AN - OPUS4-45227 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - The burned shield-bearers: a detective story N2 - Severe fires at the Friedrichshain flak bunker in May 1945 destroyed or severely damaged an important part of the collection of the Kaiser-Friedrich-Museum, Berlin, today’s Bode Museum. Fragments of two marble sculptures by Tullio Lombardo, sculptor of the Italian renaissance, have survived and are now stored in the Bode Museum. In preparation for restoration, the condition of the sculptures has been documented in detail in 2010. The study revealed that the fragments are not stable enough to exhibit them in a horizontal nor in an upright position. The intention of a further study in 2012 was to find a correlation between ultrasonic velocity and mechanical properties of burned Carrara marble as a basis for stabilization measures. The results and numerous supplementary experiments show that the current condition of the sculptural fragments can not only be explained by the exposure to fire. KW - Marble sculptures KW - Marble deterioration KW - Fire KW - Ultrasonic velocities KW - Mechanical properties PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1007/s12665-018-7267-z SN - 1866-6280 SN - 1866-6299 VL - 77 IS - 4 SP - Article 130, 1 EP - 12 PB - Springer-Verlag GmbH CY - Berlin Heidelberg AN - OPUS4-44159 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Unger, Jörg F. A1 - Gründer, Klaus-Peter A1 - Hille, Falk A1 - Liehr, Sascha A1 - Maack, Stefan A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Rogge, Andreas A1 - Said, Samir A1 - Viefhues, Eva A1 - Zorn, Sebastian ED - Baeßler, Matthias ED - Möller, G. ED - Rogge, Andreas ED - Schiefelbein, N. T1 - Innovative Messsysteme zum Brückenmonitoring am Beispiel einer Versuchsbrücke – vom Sensor bis zur Zustandsprognose N2 - In der aktuellen Projektphase liegt der Fokus auf der Datenaufnahme, -bearbeitung und -speiche-rung mit dem Ziel, automatisierte Auswerteverfahren einsetzen zu können. Aktuell wurden primär punktuelle Messungen an ausgewählten Messtagen aufgenommen. Die Systeme sollen so weiter-entwickelt werden, dass sie sich auch für kontinuierliche Messungen im Rahmen von Monitoring-aufgaben eignen. Ein wichtiger Fokus bei der Auswertung ist die Kombination mit numerischen Modellen, die mithilfe von Bayesian Update Verfahren und den aufgenommenen Messdaten kalibriert und im Verlauf der Monitoringaufgabe angepasst werden sollen. Insbesondere sollen auch zeitabhängige Modelle, die eine zeitliche Entwicklung von Struktureigenschaften beinhalten (Kriechen, Schwinden, Ermüdung, Korrosion) dazu verwendet werden, die zukünftige Performance der Struktur bewerten zu können. Basierend darauf werden dann Konzepte zur Planung von Inspektion und Wartung erstellt. T2 - Messen im Bauwesen 2017 CY - Berlin, Germany DA - 14.11.2017 KW - Brückeninfrastruktur KW - Innovative Messverfahren KW - Stereofotogrammetrie PY - 2017 SN - 978-3-9818270-8-8 VL - 2017/1 SP - 7 EP - 19 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-44306 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - Early Age Cracking in High Performance Concrete T2 - RILEM PhD-student Workshop on "Modelling the Durability of Reinforced Concrete" CY - Guimarães, Portugal DA - 2009-10-22 PY - 2009 AN - OPUS4-20809 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ruedrich, J. A1 - Rieffel, Y. A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Alpermann, H. A1 - Joksch, U. A1 - Gengnagel, C. A1 - Weise, Frank A1 - Plagge, R. A1 - Zhao, J. A1 - Siegesmund, S. T1 - Development and assessment of protective winter covers for marble statuaries of the Schlossbrücke, Berlin (Germany) N2 - The present study documents the results of an inter-disciplinary model project that was planned with the aim of developing an innovative winter covering system for marble statuaries located on the Schlossbru¨cke (Berlin). Such a system would need to fulfil the various requirements for structural stability, aesthetics, climate and practical use. This applied research represents the first complex scientific study of the sustainability of a winter covering system. The study is characterised by the use of complex scientific instruments such as special laboratory analysis and numerical simulation tools. The interaction between the environment and the artefacts in connection with the innovative winter covering structures were studied by extensive climatic monitoring. KW - Marble sculptures KW - Marble weathering KW - Winter cover KW - Climate data KW - Numerical simulations PY - 2011 DO - https://doi.org/10.1007/s12665-010-0765-2 SN - 1866-6280 SN - 1866-6299 VL - 63 IS - 7-8 SP - 1823 EP - 1848 PB - Springer CY - Berlin; Heidelberg AN - OPUS4-22363 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weise, Frank A1 - Pirskawetz, Stephan T1 - Detektion von Rissen in Fundamenten von Windenergieanlagen T2 - Nesse Husum Wind CY - Husum, Germany DA - 18.09.2007 PY - 2007 AN - OPUS4-15916 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Fontana, Patrick A1 - Weise, Frank T1 - Detection of early age cracking using acoustic emission T2 - 16. Kolloquium Schallemissionsanalyse CY - Puchberg am Schneeberg, Austria DA - 2007-09-12 PY - 2007 AN - OPUS4-15917 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Weise, Frank A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Müller, Urs A1 - Meng, Birgit T1 - Charakterisierung der Schädigungsprozesse in Betonen mit innovativen Prüftechniken KW - Beton KW - Naturstein KW - Schadensanalyse KW - Innovative Prüftechnik PY - 2007 IS - 13 SP - 14 EP - 20 AN - OPUS4-15715 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Müller, Renate A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Weise, Frank T1 - Einfluss der Wärmeabstrahlung, -leitfähigkeit und -kapazität von Mineralstoffen auf die Energiebilanz von Fahrbahnbefestigungen N2 - Zur Aufstellung einer Wärmebilanz an der Fahrbahnoberfläche von Asphaltbefestigungen wurden die zu berücksichtigenden Wärmetransportvorgänge und deren mathematische Ansätze im Rahmen eines Literaturstudiums zusammengestellt. Validierungsberechnungen anhand von Messungen an einer Betonfahrbahn haben ergeben, dass das eingesetzte Rechenprogramm alle an der Fahrbahn-oberfläche auftretenden Wärmetransportvorgänge sehr gut simulieren kann. Der Einfluss heller Gesteinskörnungen in der Asphaltdeckschicht auf die Wärmebilanz an der Straßen-oberfläche wurde für zwei typische Bauweisen mit Asphaltdeckschicht (Autobahn bzw. Landstraße) in zwei Varianten (mit bzw. ohne hydraulisch gebundene(r) Tragschicht) mittels Parametervariation untersucht. Als klimatische Randbedingungen wurden ein extrem heißer Sommertag bzw. ein extrem kalter Wintertag in Anlehnung an die Wetterverhältnisse der Region Freiburg im Jahr 2003 zugrunde gelegt. Im Sommer können tagsüber durch ein erhöhtes Reflexionsvermögen infolge Aufhellung der Fahrbahnoberfläche bei der Autobahn und der Landstraße große Absenkungen der Oberflächen-temperatur erzielt werden, was die Gefahr der Spurrinnenbildung vermindern kann. Eine Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit der Asphaltdeckschicht bewirkt nur wenige Kelvin Temperaturrückgang. Eine Änderung des Wärmespeichervermögens der Asphaltdeckschicht hat keinen signifikanten Einfluss auf deren Oberflächentemperatur. Im Winter ergeben sich tendenziell die gleichen Auswirkungen, aber in abgeschwächter Form, was die Gefahr der Eisbildung erhöhen und damit die Verkehrssicherheit beeinträchtigen kann. Trotz unterschiedlichem Schichtenaufbau und unterschiedlicher Stoffkennwerte differieren die Oberflächentemperaturen von Autobahn und Landstraße nur sehr wenig. Das Vorhan-densein einer hydraulisch gebundenen Tragschicht wirkt sich nicht auf die Oberflächentemperatur der Asphaltdeckschicht aus. Mittels Regressionsanalyse wurden schließlich allgemeingültige funktionale Zusammenhänge zwischen den Einflussgrößen und der Oberflächentemperatur als Zielgröße aufgestellt. KW - Reflexionsvermögen KW - Autobahn KW - Energiebilanz KW - Wärmebilanz KW - Fahrbahnbefestigungen KW - Asphaltdeckschicht KW - Sonneneinstrahlung KW - Wärmeleitfähigkeit KW - Wärmekapazität KW - Mineralstoffe KW - Simulation KW - Wärmeabstrahlung KW - Landstraße KW - Sommer KW - Winter PY - 2007 SN - 0344-0788 IS - 968 SP - 1 EP - 45 PB - Wirtschaftsverl. NW CY - Bremerhaven AN - OPUS4-16186 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Weise, Frank T1 - Entwicklung und Überprüfung von Einhausungssystemen für außenexponierte Marmorobjekte, Schlossbrückenfiguren Unter den Linden, Berlin T2 - Entwicklung und Überprüfung von Einhausungssystemen zur Reduzierung umweltbedingter Schädigungen von außenexponierten Marmorobjekten Expertenkolloquium CY - Berlin, Germany DA - 2007-10-12 PY - 2007 AN - OPUS4-16174 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -