TY - JOUR A1 - Strangfeld, Christoph T1 - Quantification of the Knudsen Effect on the Effective Gas diffusion Coefficient in Partially Saturated Pore Distributions N2 - The effective gas diffusion coefficient describes the process of gas diffusion in porous materials. Several materials have a significant number of micropores in the lower nanometre range leading to a reduction of gas diffusion (Knudsen effect). In the case of partial pore saturation during adsorption, the available pore space is further reduced, as is the gas diffusion. In this study, the influence of partially saturated pores on the Knudsen effect and on the gas diffusion is quantified. Three different pore geometries are investigated (slit, cylindrical and spherical pores) and three different types of pore size distribution, including a broad equal distribution, three narrow normal distributions and two measured distributions of concrete. Besides the intensive computation of the exact pore saturation, a simplified model with low computational requirements is suggested. This study shows that the influence of the water layer thickness on the effective diffusion becomes significant for pore radii below 50 nm and the assumed pore geometry is important. At the end, the overall effect is quantified for an amorphous material with most pore radii below 30 nm. At a moisture level of 50% relative humidity, the effective diffusion is reduced by 35% due to partial saturation. KW - Effective gas diffusion coefficient KW - Gas transport in porous media KW - Knudsen diffusion KW - Moisture transport KW - Nanopores PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-528509 DO - https://doi.org/10.1002/adem.202100106 VL - 23 IS - 10 SP - 2100106 PB - Wiley AN - OPUS4-52850 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Grotelüschen, Bjarne A1 - Bühling, Benjamin T1 - Air-Coupled Broadband Impact-Echo Actuation Using Supersonic Jet Flow N2 - The impact-echo method (IE) is a non-destructive testing method commonly used in civil engineering. We propose a completely new approach for air-coupled actuation based on supersonic jet flow. The impinging jet sound generates continuously high sound pressures with a broad frequency bandwidth. This novel concept of utilising aeroacoustic sound for air-coupled IE was evaluated on two concrete specimens and validated using a classical IE device with physical contact. The results show a high agreement with the expected frequencies. Delaminations are correctly detected in depth and size. This proves the high reliability of air-coupled IE based on supersonic jet flow. KW - Air-coupled impact-echo KW - Impact-echo actuation KW - Building materials KW - Delamination KW - Aeroacoustic actuation · KW - Impinging jet PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-600093 DO - https://doi.org/10.1007/s10921-023-01043-8 SN - 0195-9298 VL - 43 IS - 2 SP - 1 EP - 20 PB - Springer Science and Business Media LLC CY - Berlin AN - OPUS4-60009 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schönsee, Eric A1 - Jeyifous, Olubunmi Anthony A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Hüsken, Götz T1 - Investigations on multi-sensor data for monitoring volume flow during the printing process N2 - Extrusion based 3D concrete printing (3DCP) is a growing technology because of its high potential for automating construction and the new possibilities of design. In conventional construction methods, a sample is taken to be representative for one material batch. However, in 3DCP continuous mixing is used which results in variations during the mixing process. Therefore, one sample is not representative for the entire structure. This leads to the necessity of continuous and real-time process monitoring. This study focuses on the variations of pressure and temperature which are caused by changes in the material due to the ongoing mixing process. Changes in material, which is transported downstream, are influencing sensor signals in different positions with a time delay. In the following, the data is analysed to investigate if the changing material and the so caused change in pressure can be used to calculate volume flow. T2 - Digital Concrete 2024 CY - Munich, Germany DA - 04.09.2024 KW - Additive manufacturing KW - In-line Monitoring KW - Volume Flow KW - Process Control PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:084-2024081513042 DO - https://doi.org/10.24355/dbbs.084-202408151304-0 SP - 1 EP - 3 AN - OPUS4-61001 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Munsch, Sarah Mandy A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Kruschwitz, Sabine T1 - Application of 1H proton NMR relaxometry to building materials - A review N2 - Since nuclear magnetic resonance with focus on 1H protons is highly sensitive to pore filling fluids, it is nowadays often applied for the investigation of porous media. Mainly in materials research and especially in the field of non-destructive testing in civil engineering it is increasingly used. Scientific questions about and based on NMR meanwhile cover a broad spectrum. To give an overview, we have reviewed various studies dealing with the determination of moisture contents and parameters such as the pore-size distribution, surface relaxivity, porosity, etc. In some papers, the monitoring of moisture transport in connection with degradation processes or admixtures was the main objective. In other papers, NMR was used for pore space analysis or even applied on site to assess the state of conservation of cultural heritage. Building materials that have been investigated in the presented studies are for example cement, concrete, woods, sandstones etc. In this paper, short descriptions and the significant results of the reviewed articles are summarized and their measurement problems and discrepancies are pointed out. A special feature of this review article is the concise tabular compilation of determined 𝑇1 and 𝑇2 relaxation times, as well as of surface relaxivity values for various materials and components. Finally, relevant aspects are summed up and conclusions about the increasing potential of NMR relaxometry for investigations of porous building materials are drawn, followed by an outlook about future applications and the need for technical development. KW - NMR relaxometry KW - Building materials KW - Natural stones KW - Relaxation times KW - Surface relaxivities KW - Moisture KW - Pore space characterization PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-521888 DO - https://doi.org/10.1016/j.jmro.2021.100012 N1 - Geburtsname von Munsch, Sarah Mandy: Nagel, S. M. - Birth name of Munsch, Sarah Mandy: Nagel, S. M. VL - 6-7 SP - 100012 PB - Elsevier Inc. CY - Amsterdam AN - OPUS4-52188 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Maack, Stefan A1 - Braml, T. A1 - Taffe, A. A1 - Strübing, T. T1 - Bewertung von Bestandsbauwerken mit gemessenen Daten - Teil 2: Berechnung der Tragwerkszuverlässigkeit unter Einbeziehung der ZfP-Messergebnisse T1 - Reassessment of existing structures based on measured data - Part 2: Structural reliability analyses using NDT results N2 - Durch die Einbeziehung von gemessenen Daten bei der Bewertung von bestehenden Bauwerken können Unsicherheiten bei der Beurteilung des Tragverhaltens reduziert werden, ohne das normative Zuverlässigkeitsniveau einzuschränken. Informationen sind die wesentliche Grundlage für die Analyse der Zuverlässigkeit von Tragwerken. Umso wichtiger ist die Kenntnis über die Präzision und die Richtigkeit der verwendeten Informationen. Aus messtechnischer Sicht kann ein Messwert, dem keine Messunsicherheit beigeordnet wurde, als wertlos erachtet werden. Liegt ein vollständig dokumentiertes Messergebnis vor, so ist die Qualität der gemessenen Information bekannt und deren Vergleichbarkeit gewährleistet. In diesem Beitrag wird am Beispiel einer Spannbetonbrücke und zweier Grenzzustände gezeigt, wie Messergebnisse aus der zerstörungsfreien Prüfung in probabilistische Nachweise von Bestandsbauwerken einfließen können und welche Auswirkungen die Implementierung von gemessenen Daten bei der Bewertung von Bestandsbauwerken haben kann. N2 - Every decision about the reliability of a structure is associated with uncertainties. The reassessment of existing structures remains a major challenge. The decisive difference compared to the design of new structures is the possibility and necessity to collect individual information about the actual condition and properties of the structure. Such knowledge should be appreciated in the reassessment in order to reduce uncertainties and increase the validity of the results. Reliability analyses using measured data require the comparability of measurement results and the evaluation of the quality of the measured information. Both requirements can be met by adequate measurement uncertainty considerations. Besides, the destructive interventions necessary for the measurements should be kept to a minimum. This paper shows how non-destructively gathered measurement results can be incorporated into probabilistic reassessments and which effects the implementation of measured data can have when evaluating existing structures, using a prestressed concrete bridge as a case-study. KW - Nachrechnung KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Zuverlässigkeitsanalyse KW - Messung KW - Spannbetonbrücke PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-519480 DO - https://doi.org/10.1002/best.202000087 SN - 0005-9900 SN - 1437-1006 VL - 116 IS - 3 SP - 183 EP - 199 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-51948 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Maack, Stefan A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Epple, Niklas A1 - Aligholizadeh, M. T1 - Die Ultraschall-Echomethode – von der Messung zur bautechnischen Kenngröße T1 - Ultrasonic Echo Method - Deriving structural parameters from measured values N2 - Zerstörungsfreie Prüfverfahren liefern wichtige Informationen zur Beurteilung von Bauwerken. Mit ihnen können Materialeigenschaften bestimmt oder die innere Struktur von Bauteilen beschrieben werden. Für letzteres werden in der Regel Volumenverfahren angewandt. Einen besonderen Stellenwert haben in der Praxis die Radar- und die Ultraschall-Echoverfahren. Ihre Anwendung erfordert lediglich eine einseitige Zugänglichkeit zum Bauteil. Zudem lassen sich zahlreiche unterschiedliche Prüfaufgaben lösen. Zum Stand der Technik gehören beispielsweise die Ortung von Bewehrung und Spannkanälen, die Bestimmung der Dicke von Bauteilen oder die Fehlerlokalisierung. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie mithilfe von Ultraschall-Echomessungen gesammelte Messwerte in ein quantitatives Messergebnis überführt werden können, das wiederum in ingenieurtechnische Berechnungen einfließen kann. Einleitend werden die Prüfmethode und die Messtechnik erläutert. Anschließend wird das Vorgehen von der Auswertung der Messergebnisse bis zur Bestimmung der bautechnischen Kenngröße – Bauteildicke – gezeigt. Abschließend wird die Methodik an einem Referenzprüfkörper aus Polyamid demonstriert und den Ergebnissen von Messungen an Beton gegenübergestellt. KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Ultraschall-Echoverfahren KW - Messunsicherheit KW - Bildgebende Darstellung KW - Schallgeschwindigkeit PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-521113 DO - https://doi.org/10.1002/best.202000091 VL - 116 IS - 3 SP - 200 EP - 211 PB - Ernst & Sohn AN - OPUS4-52111 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bühling, Benjamin A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Maack, Stefan A1 - Schweitzer, T. T1 - Experimental analysis of the acoustic field of an ultrasonic pulse induced by a fluidic switch N2 - Ultrasonic inspection is a common tool for non-destructive testing in civil engineering (NDT-CE). Currently, transducers are coupled directly to the specimen surface, which makes the inspection time-consuming. Air-coupled ultrasound (ACU) transducers are more time-efficient but need a high pressure amplitude as the impedance mismatch between the air and the concrete is high and large penetration depth is needed for the inspection. Current approaches aim at eliminating the impedance mismatch between the transducer and the air to gain amplitude; however, they hardly fulfill the NDT-CE requirements. In this study, an alternative approach for ultrasound generation is presented: the signal is generated by a fluidic switch that rapidly injects a mass flow into the ambience. The acoustic field, the flow field, and their interaction are investigated. It is shown that the signal has dominant frequencies in the range of 35–60 kHz, and the amplitude is comparable to that of a commercial ACU transducer. KW - Air-coupled ultrasound KW - Non-destructive testing KW - Ultrasonic transducer KW - Acoustic-flow interaction PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-523862 DO - https://doi.org/10.1121/10.0003937 VL - 149 IS - 4 SP - 2150 EP - 2158 AN - OPUS4-52386 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Munsch, Sarah Mandy T1 - Möglichkeiten und Grenzen der zerstörungsfreien Erfassung niedriger Feuchtegehalte in teilgesättigten Sandsteinen mit 1H-NMR N2 - Die zerstörungsfreie Ermittlung der Materialfeuchte in Baustoffen ist für das Bauwesen von großer Bedeutung, denn ein erhöhter Feuchteeintrag kann zu Schimmelbildung, Alkali-Kieselsäure-Reaktionen, Korrosion etc. führen und somit ein hohes Schadenspotential mit sich bringen. Auch wenn zur qualitativen Lokalisierung möglicher Schad- und Risikostellen bereits zahlreiche zerstörungsfreie Verfahren in der Praxis Anwendung finden, besteht ein Mangel an quantitativen Verfahren, die auch bei niedrigen Feuchtegehalten sensitiv sind. Eine Methode zur zerstörungsfreien und quantitativen Bestimmung des Feuchtegehaltes und der effektiven Porosität ist die 1H-Kernspinresonzanzmethode (NMR). Da NMR sensitiv für die molekulare Beweglichkeit von Wasserstoffprotonen ist, lassen sich Informationen über die Bindungsform und -stärke sowie der Umgebung (Porengröße und Mineralzusammensetzung) der Wasserstoffprotonen gewinnen. Obwohl es bereits seit über 20 Jahren mobile NMR-Messeräte gibt, wird NMR heutzutage immer noch weitestgehend im Labor eingesetzt. Dies liegt daran, dass sie aufgrund der verwendeten Permanentmagnete schwer sind und nur äußerst geringe Eindringtiefen ermöglichen. In einer derzeit laufenden Forschungsarbeit wird deshalb ein speziell für Bohrkerne entworfener NMR-Tomograph eingesetzt. Mit seiner minimalen Echozeit von 50 µs lässt sich (abhängig von der Oberflächenrelaxivität) Wasser bis in nanometergroßen Poren erfassen. Um die Sensitivität von NMR bei Teilsättigung zu untersuchen, wurden verschiedene Sandsteinproben in Exsikkatoren mit relativen Luftfeuchten im Bereich von 33 % bis 96 % gelagert. Als Referenzen dienen zum einen das NMR-Signal bei Vollsättigung und zum anderen die Porengrößenverteilung aus Quecksilberporosimetriemessungen (MIP). Um die NMR-Sensitivität zu bewerten, wird die Korrelation der NMR-Amplitude mit den gravimetrisch ermittelten Feuchtegehalten sowie ein Vergleich der Porosität aus NMR und MIP betrachtet. Zu beachten ist in diesem Zusammenhang, dass sowohl die Reduzierung der Wasserfilmdicke als auch die Verkleinerung von Porengrößen zu einer ähnlichen Verkürzung der T2-Relaxationszeit führt. Als Ausblick wird ein Lösungsansatz vorgestellt, bei dem die NMR-Signale mit der Wasserfilmdickenberechnung basierend auf der relativen Luftfeuchte im Material korreliert werden. T2 - 81. Jahrestagung der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft CY - Online meeting DA - 01.03.2021 KW - NMR KW - Sandsteine KW - Porosität KW - Oberflächenrelaxivität KW - Feuchtegehalt PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-522271 DO - https://doi.org/10.23689/fidgeo-3957 N1 - Geburtsname von Munsch, Sarah Mandy: Nagel, S. M. - Birth name of Munsch, Sarah Mandy: Nagel, S. M. AN - OPUS4-52227 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kanzler, D. A1 - Schmitt, M. A1 - Maack, Stefan A1 - Baensch, F. T1 - Erarbeitung einer Norm für einen standardisierten Prozess zur probabilistischen Bewertung von Prüfverfahren N2 - Im DIN-Normenausschuss Materialprüfung (NMP) wurde das Normungsgremium NA 062-08-28 AA „Qualifizierung von zerstörungsfreien Prüfungen“ reaktiviert. Das Ziel der Reaktivierung ist die Erarbeitung einer Norm für einen standardisierten Prozess zur probabilistischen Bewertung von Prüfverfahren. In der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) führt die Ermittlung von Mess- / Prüfunsicherheiten von Prüfverfahren, in normativer Hinsicht in Deutschland und Europa, noch ein Schattendasein. Die Norm ISO IEC 17025 und auch der VDA-Band 5 wurden weiter in Richtung Messunsicherheit entwickelt, allerdings führt ihre Anwendung in der ZfP zu Problemen. Der Arbeitsausschuss NA 062-08-28 AA soll hier den Brückenschlag zwischen Messunsicherheit, objektiver statistischer Bewertung für ZfP-Verfahren und eine weitere Stärkung der probabilistischen Bruchmechanik erreichen. Geplant ist daher die Erarbeitung einer DIN-Norm, welche die Kriterien für eine korrekte Versuchsplanung, ein praktikables Vorgehen zur Bewertung der Prüfergebnisse und die mathematische Überführung in eine Zuverlässigkeitsaussage enthält. Es soll ein Leitfaden erstellt werden, der für ein möglichst breites Branchenspektrum eingesetzt werden kann, unabhängig von den Besonderheiten verschiedener Industriezweige. Dargestellt werden das relevante Normungsgremium sowie der Hintergrund des zu erstellenden Dokuments. T2 - DGZfP Jahrestagung 2023 CY - Friedrichshafen, Germany DA - 15.05.2023 KW - Validation KW - Probabilistischen Bewertung KW - Zerstörungsfreie Prüfverfahren KW - POD PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-584176 UR - https://www.ndt.net/search/docs.php3?id=28574 SN - 978-3-947971-29-9 SP - 1 EP - 8 PB - NDT.net AN - OPUS4-58417 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Weise, Frank A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Recknagel, Christoph A1 - Pittrich, Tim A1 - Neugum, Tim A1 - Hering, Marcus A1 - Fiedler, Georg A1 - Thiele, Marc A1 - Simon, Patrick A1 - Maack, Stefan T1 - 63. DAfStb-Forschungskolloquium in der BAM - Themenblock 5: Bauteile und Bauwerke N2 - Ein weiterer Fokus des 63. DAfStb-Forschungskolloquiums (Tagungsband: DOI 10.26272/opus4-61338) lag auf den Bauteil- und Bauwerksuntersuchungen. Insbesondere wurde hier ein Einblick in die Forschungsaktivitäten in den BAM-Themenfeldern „Infrastruktur“ und „Energie“ gegeben. Thematisch wird dabei der Bogen von der Dauerhaftigkeit von Betonfahrbahndecken über die Extrembeanspruchung von Bauteilen und Bauwerken mittels Brand und Impact bis zum Bauwerksmonitoring und der Zustandsanalyse von Bestandsbauwerken gespannt. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Dauerhaftigkeit von Betonfahrbahndecken KW - Alkali-Kieselsäurereaktion KW - Brand Impact KW - Bauwerksmonitoring PY - 2025 SN - 0005-9846 VL - 75 IS - 4 SP - 138 EP - 140 PB - concrete content UG CY - Schermbeck AN - OPUS4-63071 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Braml, T. A1 - Heinze, M. A1 - Kainz, C. A1 - Keuser, M. A1 - Kotz, P. A1 - Lechner, T. A1 - Maack, Stefan A1 - Reinke, K.-D. A1 - Schulze, S. A1 - Soukup, A. A1 - Stettner, C. A1 - Taffe, A. A1 - Wöstmann, Jens T1 - Guideline on NDT-supported reliability assessment of existing structures - Current developments in Germany N2 - Information about an existing structure can be collected at certain costs to evaluate the reliability and condition as realistically as necessary. This information can be relevant or irrelevant, true or biased, precise or imprecise. The incorporation of relevant and quality-assessed measured information into reliability reassessment offers the chance to extend remaining lifetimes and support decision making about optimal actions or maintenance strategies. This paper shows recent developments in a national research project that aims to produce a guideline on the NDT-based, structure-specific modification of partial safety factors. The general methodology, results from recalculations according to the Eurocodes and metrologically solvable testing tasks relevant in the recalculation of the concrete bridges are shown and compared with the non-destructive testing methods applicable to concrete bridges. A case study is used to demonstrate that as-built drawings, in this case of the positions of tendons and shear reinforcement, can be verified using the radar method. KW - Non-destructive testing KW - Concrete bridges KW - Partial safety factor modification PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-584862 DO - https://doi.org/10.1002/cepa.2168 SN - 2509-7075 VL - 6 IS - 5 SP - 537 EP - 543 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-58486 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Braml, T. A1 - Taffe, A. A1 - Maack, Stefan ED - Li, J. ED - Spanos, D. ED - Chen, J. B. ED - Peng, Y. B. T1 - Towards NDT-supported decisions on the reliability of existing bridges N2 - A major advantage in the reassessment of existing structures is the possibility of including measured data that describe the actual properties and the current condition of the structure to be reassessed. Currently, the incorporation of such measured information is mostly unregulated. However, the use of measurement results is vitally important, since a measured data-based improvement of the computation models level of approximation can lead at least to more meaningful results, possibly to extended remaining life times of the structure and in the best case to a saving of resources. Conversely, not appreciating well measurable and relevant information can be equated with a waste of resources. In this paper, a concept for the comparable use of non-destructively measured data as basic variables in probabilistic reliability assessments is outlined and examined using a typical prestressed concrete road bridge as a case-study. An essential requirement is the calculation of measurement uncertainties in order to evaluate the quality of the measurement results comparably. In conclusion, the example of ultrasonic and radar measurement data is used to demonstrate the effects that the incorporation of the measured information has on the reliability of the structure. T2 - 13th International Conference on Structural Safety and Reliability (ICOSSAR 2021-2022) CY - Online meeting DA - 13.09.2022 KW - Measurement uncertainty KW - Reliability assessment KW - Existing structures KW - Concrete Bridge KW - Non-Destructive Testing (NDT) PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-583013 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-58301 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bühling, Benjamin A1 - Maack, Stefan A1 - Strangfeld, Christoph T1 - Fluidic Ultrasound Generation for Non‐Destructive Testing N2 - AbstractAir‐coupled ultrasonic testing (ACU) is a pioneering technique in non‐destructive testing (NDT). While contact testing and fluid immersion testing are standard methods in many applications, the adoption of ACU is progressing slowly, especially in the low ultrasonic frequency range. A main reason for this development is the difficulty of generating high amplitude ultrasonic bursts with equipment that is robust enough to be applied outside a laboratory environment. This paper presents the fluidic ultrasonic transducer as a solution to this challenge. This novel aeroacoustic source uses the flow instability of a sonic jet in a bistable fluidic switch to generate ultrasonic bursts up to 60 kHz with a mean peak pressure of 320 Pa. The robust design allows operation in adverse environments, independent of the operating fluid. Non‐contact through‐transmission experiments are conducted on four materials and compared with the results of conventional transducers. For the first time, it is shown that the novel fluidic ultrasonic transducer provides a suitable acoustic signal for NDT tasks and has potential of furthering the implementation of ACU in industrial applications.This article is protected by copyright. All rights reserved KW - Aeroacoustics KW - Air-coupled ultrasound KW - Fluidics KW - Harsh environment KW - Laser Doppler vibrometer KW - Non-destructive testing PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-594273 DO - https://doi.org/10.1002/adma.202311724 SN - 0935-9648 SP - 1 EP - 14 PB - Wiley AN - OPUS4-59427 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Müller-Vahl, H. F. A1 - Nayeri, C. N. A1 - Paschereit, C. O. A1 - Greenblatt, D. T1 - Airfoil synchronous surging and pitching N2 - Combined surging and pitching of an airfoil at the identical frequency (i.e. synchronously), at four different phase differences, was investigated theoretically and experimentally. The most general unsteady theoretical formulation was adopted to calculate the lift coefficient, and then extended to explicitly compute the unsteady bound vortex sheet. This was used for comparison with experiments and facilitated the computation of both Joukowsky and impulsive-pressure lift contributions. Experiments were performed using a symmetric 18 % thick airfoil in an unsteady wind tunnel at an average Reynolds number of 3.0*10^5 , with a free-stream oscillation amplitude of 51 %, an angle-of-attack range of 2° +- 2° and a reduced frequency of 0.097. In general, excellent correspondence was observed between theory and experiment, representing the first direct experimental validation of the general theory. It was shown, both theoretically and experimentally, that the lift coefficient was not accurately represented by independent superposition of surging and pitching effects, due to variations in the instantaneous effective reduced frequency not accounted for during pure pitching. Deviations from theory, observed at angle-of-attack phase leads of 90° and 180°, were attributed to bursting of separation bubbles during the early stages of the acceleration phase. The largest deviations occurred when the impulsive-pressure lift contribution was small relative to the Joukowsky contribution, because the latter was most affected by bubble bursting. Bubble bursting resulted in large form-drag oscillations that occurred at identical phase angles within the oscillation cycle, irrespective of the phase difference between surging and pitching, as well as in the absence of pitching. KW - Unsteady aerodynamics KW - Dynamic stall KW - Separation bubble KW - Bubble bursting PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-630068 DO - https://doi.org/10.1017/jfm.2025.220 SN - 1469-7645 VL - 1009 SP - 1 EP - 33 PB - Cambridge University Press (CUP) AN - OPUS4-63006 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wiehle, Philipp A1 - Härder, M. A1 - Strangfeld, Christoph T1 - Moisture behaviour of earth block masonry under natural climate conditions – experimental and numerical studies N2 - The compressive stength of unstabilised earth masonry depends on the moisture content. Knowledge of the moisture content is necessary in order to be able to account for the impact of moisture on the structural design of earth block masonry. For conventional building materials it is possible to precisely forecast the component moisture according to the layered structure on the basis of hygrothermal simulations. However , it is still not clear to what degree these numerical calculations can offer valid results for earth building materials. Earth building materials have a number of special properties related to moisture storage and moisture transport that differ significantly from the physical simplifications that are a component of existing material models. The swelling and shrinking of earth materials and their organic components results in changes to the pore space, the sorption behaviour exhibits a clear hysteresis, and the experimental determination of hygrothermal parameters in continuous contact with liquid water is almost impossible. To adequately forecast the moisture content of earth block masonry under natural climate conditions, extensive investigations of the moisture behaviour of load-bearing earth block masonry have been carried out within the framework of this project. These efforts began with the performance of magnetic resonance spectroscopic tests on two load-bearing earth blocks, in order to quantify the adsorption and desorption processes at relative humidities of between 50 % and 90 % under controlled, isothermal laboratory conditions. Once this had been done, a modified test setup was used to determine the water absorption coefficient , from which the liquid transport coefficients were derived. Based on the hygrothermal parameters values that were thus determined, the model was calibrated using the WUFI software program [7]. Finally, long-term moisture measurements were conducted on an earth block masonry wall that was ex-Increasing shortages of raw materials and rising energy prices are resulting in continuous growth in the demand for earth construction. In comparison to conventional building materials, earth building materials offer three significant advantages that have become even more important in light of the energy crisis in 2021 and the associated increase in the price of building supplies by approx. 40 percent [1]. Firstly, water solubility makes it possible to fully separate and recover all of the material components, and in particular the sand component. Secondly, energy-intensive firing processes, such as those required for cement production or brick manufacture, are eliminated. And thirdly, earth is a local raw material that is available in large quantities [1]. However, the load-bearing capacity of earth building materials is very much dependent on the moisture content. An increase in the relative humidity results in a reduction in the clay mineral cohesion , and this in turn results in a decline in both the compressive strength and the modulus of elasticity. In this regard, the mechanical properties of earth block masonry change in inverse proportion to the relative humidity. In other words, with every percentage point increase in relative humidity, both the compressive strength and the modulus of elasticity decline by one percent [2] [4]. The internal walls of heated living areas are generally only subject to relatively small fluctuations in relative humidity (between 40 % and 60 %) [5], and short periods in excess of these levels (such as in bathrooms or kitchens) only lead to a significant increase in the moisture content of the uppermost layers [6]. Exterior walls, on the other hand, are subject to large seasonal fluctuations in temperate climates, with a relative humidity in excess of 90 % in winter months. However, the exterior walls of heated living areas must be insulated in accordance with the German Buildings Energy Act (GEG), and with masonry this is generally done us T2 - LEHM 2024 – 9. Internationale Fachtagung für Lehmbau CY - Weimar, Germany DA - 27.09.2024 KW - Earth stone KW - Masonry KW - Material moisture KW - Moisture monitoring KW - Hygrothermal simulations PY - 2024 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-61220 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lu, Xin A1 - Hicke, Konstantin A1 - Breithaupt, Mathias A1 - Strangfeld, Christoph T1 - Distributed Humidity Sensing in Concrete Based on Polymer Optical Fiber N2 - We present a preliminary investigation on distributed humidity monitoring during the drying process of concrete based on an embedded polymer optical fiber (POF). The water dissipated into the POF changes several properties of the fiber such as refractive index, scattering coefficient and attenuation factor, which eventually alters the Rayleigh backscattered light. The optical time Domain reflectometer (OTDR) technique is performed to acquire the backscattered signal at the wavelengths 650 nm and 500 nm, respectively. Experimental results show that the received signal increases at 650 nm while the fiber attenuation factor clearly increases at 500 nm, as the concrete dries out. In the hygroscopic range, the information retrieved from the signal change at 650 nm agrees well with the measurement result of the electrical humidity sensors also embedded in the concrete sample. KW - Distributed fiber optic sensing KW - Distributed humidity sensing KW - Polymer optical fibers KW - Concrete drying KW - Material moisture KW - Embedded humidity sensors PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-537644 DO - https://doi.org/10.3390/polym13213755 SN - 2073-4360 VL - 13 IS - 21 SP - 3755 PB - MDPI CY - Basel, Switzerland AN - OPUS4-53764 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hüsken, Götz A1 - Jeyifous, Olubunmi Anthony A1 - Schönsee, Eric A1 - Strangfeld, Christoph T1 - An assessment of the repeatability of 3D printed concrete structures N2 - Additive manufacturing of concrete structures, also known as 3D concrete printing, is a technology that received a lot of attention over the past decade due to its financial an ecological advantage as sustainable construction technology. Although several techniques and approaches demonstrate these advantages, quality control during printing is highly challenging and rarely applied and harmonized standards are not existing. Due to the continuous mixing process used in 3D concrete printing, it is impossible to exclude variations in the dry mixture or water content, and a single test sample is insufficient to be representative for the whole structure. A defect in one layer during the printing can affect the entire integrity of the whole structure. This study shows the results of an arch designed as framework structure that was printed multiple times under the same boundary conditions using an extrusion-based 3D concrete printer. Each arch was tested for its mechanical strength and load bearing behavior. The results of the mechanical testing of the printed arches are compared with material data obtained by classical tests and discussed regarding their statistical significance. T2 - Digital Concrete 2024 CY - Munich, Germany DA - 04.09.2024 KW - 3D concrete printing KW - Repeatability KW - Monitoring KW - Process control KW - Quality control PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-611012 DO - https://doi.org/10.24355/dbbs.084-202408150641-0 SP - 1 EP - 9 PB - TU Braunschweig AN - OPUS4-61101 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Munsch, Sarah Mandy T1 - Ermittlung der Porosität von Sandsteinen - Vergleich von Quecksilberporosimetrie, Tauchwägung und NMR N2 - Die Porosität sowie die Porengrößenverteilung (PSD) eines Baustoffs sind wichtige petrophysikalische Eigenschaften, die Transportprozesse im Material beeinflussen und im direkten Zusammenhang mit der Schadensanfälligkeit stehen (Frost-Tau-Schäden, Schäden durch Salzeinträge und sauren Regen). Verfahren zur Ermittlung der Porosität stellen die Quecksilberporosimetrie (MIP), das Prinzip der Tauchwägung nach Archimedes (triple weighing method, TWM) und die Nuklear Magnetische Resonanz (NMR) dar. Das Hauptziel dieser Arbeit ist der Vergleich der drei Methoden für die Porositätsbestimmung. Als Untersuchungsmaterial wurde Sandstein gewählt. Als Baustoff wird Sandstein trotz einer teilweise geringen Festigkeit, aber aufgrund seiner Farbvielfalt häufig für Kulturbauten, Gehwegmaterial und Fassaden eingesetzt. Sandsteine weisen zudem meist eine hohe effektive Porosität (bis zu ca. 30 %) und teilweise breite Porengrößenspektren auf, wodurch Feuchte- und Ioneneinträge begünstigt werden und zu z. B. langfristigen Verfärbungen an Sandsteinfassaden führen können. Im Rahmen dieser Arbeit werden die Porositäten von 10 verschiedenen Sandsteinen aus Deutschland und Tschechien bestimmt. Für die Untersuchungen mittels TWM und NMR wurden für jede Sandsteinart zwei zylinderförmige Proben unter Unterdruck mit Leitungswasser aufgesättigt. Beim Vergleich der Verfahren liegt der Fokus insbesondere auf NMR und der verwendeten Gerätetechnik, die mit einer minimalen Echozeit von 50 µs ein Wasserstoffsignal in Sandsteinen aus bis zu ca. 2 nm kleine Poren erfassen kann. Darüber hinaus wird das Auflösungsvermögen von MIP und NMR bezüglich der Poren- bzw. Poreneingangsgrößen diskutiert. Für den Vergleich von NMR und MIP werden an ausgewählten Sandsteinproben ebenfalls die zusätzlich ermittelten PSD in Korrelation zueinander gebracht. Erste Ergebnisse zeigen eine gute Korrelation von NMR- und TWM-Daten, aber teilweise starke Abweichungen zu den mit MIP bestimmten Porositäten. Ergebnisse zu den PSD zeigen teilweise nahezu identische Kurvenverläufe. Jedoch ist die Abschätzung des Umrechnungsfaktors für die NMR-Daten ohne Hinzuziehen von zusätzlichen Referenzverfahren wie Röntgen-Computer-Tomographie oder Spektral Induzierte Polarisation teilweise sehr schwierig. T2 - Bauwerksdiagnose CY - Berlin, Germany DA - 13.02.2020 KW - NMR KW - Porosität KW - Sandsteine KW - Quecksilberporosimetrie KW - Tauchwägung PY - 2020 N1 - Geburtsname von Munsch, Sarah Mandy: Nagel, S. M. - Birth name of Munsch, Sarah Mandy: Nagel, S. M. AN - OPUS4-50405 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maack, Stefan T1 - Nutzung von ZfP-Daten bei der Nachrechnung von Brücken - Beispiel Regenbrücke Roding N2 - Im Laufe des Lebenszyklus einer Brücke kann es erforderlich sein, diese hinsichtlich der Tragfähigkeit neu zu bewerten. Ursächlich hierfür sind beispielsweise sich ändernde Einwirkungen, wie steigende Verkehrslasten oder auch neuere Erkenntnisse, die beim ursprünglichen Bauwerksentwurf noch nicht berücksichtigt wurden. Die aufgeführten Ursachen treten hierbei meisten nach mehreren Jahrzehnten der Nutzung des Bauwerkes auf. In Deutschland findet eine planmäßige Neubewertung für Brückenbauwerken des Bundes und der Länder auf Basis der im Mai 2011 eingeführten Nachrechnungsrichtline statt. Neben der Neubewertung zur Gewährleistung der Zuverlässigkeit im laufenden Betrieb ist es insbesondere im Rahmen des Abbruches von Bauwerken wichtig Resttragfähigkeiten beurteilen zu können. Die Zuverlässigkeit der Berechnungsergebnisse hängt insbesondere von der Anzahl und von der Qualität der einbezogenen Informationen ab. Durch die Anwendung von zerstörungsfreien Prüfmethoden können quantitative Informationen gesammelt werden, die für die Beurteilung der Tragwerke sowohl relevant als auch ausreichend genau sind. Die gemessenen Daten können explizit in probabilistische Berechnungsmodelle für die Nachrechnung einer Brücke einfließen. Dadurch wird das Modell sukzessive an die Realität angenähert — in anderen Worten: "zugeschärft". Die Zuverlässigkeit der Ergebnisse der Nachrechnung steigt. In diesem Beitrag wird an einem konkreten Beispiel der gegenwärtige Stand von Technik und Forschung für ausgewählte Fragstellungen gezeigt. Im Rahmen der erstellten Abbruchstatik einer vorgespannten Brücke aus Beton wurden Ergebnisse der zerstörungsfreien Prüfung verwendet, um Spanngliedlagen für eine Beprobung zu detektieren. Darüber hinaus wurden die Messergebnisse mit wissenschaftlichen Methoden (Phasenauswertung) ausgewertet, um den Zustand der Verpressung der Spannglieder beurteilen zu können. Weiterhin werden die gewonnenen Messdaten der zerstörungsfreien Prüfung verwendet, um den Nachweis zu erbringen, dass auf deren Grundlage eine zuverlässigere Beurteilung der Tragfähigkeit des Bauwerkes erfolgen kann. Hierfür werden die ersten Ergebnisse der Voruntersuchungen für den Biegenachweis der vorgespannten Brücke präsentiert. T2 - Fachtagung Bauwerksdiagnose 2020 CY - Berlin, Germany DA - 13.02.2020 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Brückenbauwerke KW - Nachrechnungsrichtlinie KW - Abbruchstatik PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-504471 AN - OPUS4-50447 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Jeyifous, Olubunmi Anthony T1 - Correlation of continuously measured in-line process parameters and extruded geometry in 3D concrete printing experiments N2 - Additive manufacturing of concrete structures is a novel and emerging tech-nology. Free contouring in civil engineering, which allows for entirely new designs, is a significant advantage. Although several techniques and ap-proaches demonstrate these advantages, quality control during printing is highly challenging and rarely applied. Due to the continuous mixing process used in 3D concrete printing, it is impossible to exclude variations in the dry mixture or water content, and a single test sample is insufficient to represent the whole structure. A defect in one layer during printing can affect the in-tegrity of the entire structure. Therefore, continuous and real-time process monitoring is required to record and document the printing process. At the Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), a test rig for 3D concrete printing was developed to monitor the properties during the printing process. This study investigates the relationship between geometric accuracy and process parameters (pressure, pump torque, print speed, layer height, water content) in extrusion-based 3D concrete printing. Using a high-precision laser scanner, the geometric measurements of printed concrete ele-ments are evaluated in real-time. The concrete elements are printed under controlled conditions with varied process parameters. Preliminary findings indicate a significant correlation between process variables and geometric ac-curacy. T2 - Fourth RILEM International Conference on Concrete and Digital Fabrication CY - Munich, Germany DA - 04.09.2024 KW - 3D concrete printing KW - Geometric accuracy KW - Process monitoring KW - Quality control PY - 2024 DO - https://doi.org/https://doi.org/10.1007/978-3-031-70031-6_15 AN - OPUS4-61532 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Küttenbaum, Stefan T1 - Beurteilung von Bestandsbauwerken mit zerstörungsfrei gemessenen Daten - Erprobung eines neuen Konzepts an der Regenbrücke Roding N2 - Fortwährend besteht ein wesentlicher Bedarf an Nachrechnungen von bestehenden Brückenbauwerken. Die Zuverlässigkeit der Berechnungsergebnisse hängt insbesondere von der Anzahl und von der Qualität der einbezogenen Informationen ab. Durch die Anwendung von zerstörungsfreien Prüfmethoden können quantitative Informationen gesammelt werden, die für die Beurteilung der Tragwerke sowohl relevant als auch ausreichend genau sind. Die gemessenen Daten können explizit in probabilistische Berechnungsmodelle für die Nachrechnung einer Brücke einfließen. Dadurch wird das Modell sukzessive an die Realität angenähert — in anderen Worten: "zugeschärft". Die Zuverlässigkeit der Ergebnisse der Nachrechnung steigt. In diesem Posterbeitrag wird ein entwickeltes Konzept für die Verwendung von Messergebnissen (anstelle von deterministischen Informationen und Annahmen) im statischen Nachweis zusammengefasst. Am Fallbeispiel einer Spannbetonbrücke werden die Vorteile des dargestellten Ansatzes aufgezeigt. Die Messgrößen (hier die Positionen der Längsspannglieder) und die Messstrategien können anhand von Sensitivitätsanalysen definiert und die Anforderungen an die Messergebnisse aus der statischen Berechnung spezifiziert werden. Die Auswirkungen a) der Messunsicherheit auf die Tragwerkszuverlässigkeit sowie b) von gegenüber den vor den Messungen verfügbaren Informationen abweichenden Messwerten sind am Beispiel der Lokalisierung der Längsspannglieder durch Ultraschall- und Radarmessungen dargestellt. T2 - Fachtagung Bauwerksdiagnose 2020 CY - Berlin, Germany DA - 13.02.2020 KW - Spannbetonbrücke KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Messung KW - Nachrechnung PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-504014 AN - OPUS4-50401 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Maack, Stefan A1 - Taffe, A. A1 - Braml, T. ED - Sykora, M. ED - Lenner, R. ED - de Koker, N. T1 - On the Treatment of Measurement Uncertainty in Stochastic Modeling of Basic Variables N2 - The acquisition and appropriate processing of relevant information about the considered system remains a major challenge in assessment of existing structures. Both the values and the validity of computed results such as failure probabilities essentially depend on the quantity and quality of the incorporated knowledge. One source of information are onsite measurements of structural or material characteristics to be modeled as basic variables in reliability assessment. The explicit use of (quantitative) measurement results in assessment requires the quantification of the quality of the measured information, i.e., the uncertainty associated with the information acquisition and processing. This uncertainty can be referred to as measurement uncertainty. Another crucial aspect is to ensure the comparability of the measurement results.This contribution attempts to outline the necessity and the advantages of measurement uncertainty calculations in modeling of measurement data-based random variables to be included in reliability assessment. It is shown, how measured data representing time-invariant characteristics, in this case non-destructively measured inner geometrical dimensions, can be transferred into measurement results that are both comparable and quality-evaluated. The calculations are based on the rules provided in the guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM). The GUM-framework is internationally accepted in metrology and can serve as starting point for the appropriate processing of measured data to be used in assessment. In conclusion, the effects of incorporating the non-destructively measured data into reliability analysis are presented using a prestressed concrete bridge as case-study. T2 - International Probabilistic Workshop 2022 (IPW2022) CY - Stellenbosch, South Africa DA - 09.09.2022 KW - Reliability KW - Assessment KW - Existing structures KW - Measurement uncertainty PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-556580 DO - https://doi.org/10.14311/APP.2022.36.0109 SN - 2336-5382 VL - 36 SP - 109 EP - 118 PB - Czech Technical University CY - Prague AN - OPUS4-55658 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Maack, Stefan A1 - Taffe, A. T1 - Approach to the development of a model to quantify the quality of tendon localization in concrete using ultrasound N2 - Each engineering decision is based on a number of more or less accurate information. In assessment of existing structures, additional relevant information collected with on-site inspections facilitate better decisions. However, observed data basically represents the physical characteristic of interest with an uncertainty. This uncertainty is a measure of the inspection quality and can be quantified by expressing the measurement uncertainty. The internationally accepted rules for calculating measurement uncertainty are well established and can be applied straightforwardly in many practical cases. Nevertheless, the calculations require the occasionally time-consuming development of an individually suitable measurement model. This contribution attempts to emphasize proposals for modelling the non-destructive depth measurement of tendons in concrete using the ultrasonic echo technique. The proposed model can serve as guideline for the determination of the quality of the measured information in future comparable inspection scenarios. T2 - International Conference on Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting (ICCRRR 2022) CY - Kapstadt, South Africa DA - 03.10.2022 KW - Reliability KW - Measurement Uncertainty KW - Non-Destructive Testing KW - Existing Concrete Structures PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-559927 DO - https://doi.org/10.1051/matecconf/202236403007 SN - 2261-236X VL - 364 SP - 1 EP - 8 PB - EDP Sciences CY - Les Ulis, France AN - OPUS4-55992 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 - CONF A1 - Munsch, Sarah Mandy T1 - Ermittlung des Flüssigwasseranteils an voll- und teilgesättigten Sandsteinen mittels 1H-NMR und Hygrometrie N2 - Da Feuchte insbesondere in Form von Flüssigwasser ein hohes Schadenspotential für Baustoffe und Konstruktionen darstellt, finden zerstörungsfreie Verfahren wie die Kernspinresonanz (NMR) zunehmend Einsatz im Bauwesen. Auch wenn zur qualitativen Lokalisierung möglicher Schad- und Risikostellen bereits zahlreiche zerstörungsfreie Verfahren in der Praxis Anwendung finden, so besteht beispielweise bei der Porenraumcharakterisierung und dem Verständnis von Feuchtetransportmechanismen weiterhin Forschungsbedarf. Eine besondere Herausforderung stellt in diesem Zusammenhang die (ortsaufgelöste) Erfassung und Quantifizierung von Feuchteverteilungen bei Teilsättigung dar. Mittels 1H-NMR lassen sich der Wassergehalt sowie die Relaxationszeiten der Wasserstoffprotonen in Abhängigkeit von ihrer Bindungsart und der Porenumgebung messen. In vollgesättigten porösen Baustoffen kann somit das NMR-Signal als Porengrößenverteilung interpretiert werden. Da aber in der Praxis nur selten bis nie vollgesättigte Zustände vorliegen, befasst sich eine laufende Forschungsarbeit mit dem Verständnis der NMR-Signale teilgesättigter Porensysteme, die teilweise multimodale Porengrößenverteilungen aufweisen. Im Rahmen dieser Arbeit werden insgesamt 19 Sandsteine aus Deutschland, Tschechien und Italien sowohl im voll- als auch im teilgesättigten Zustand mit NMR untersucht. Definierte teilgesättigte Zustände werden durch Aufsättigen der Proben in Exsikkatoren mit verschiedenen relativen Luftfeuchten (z. B. 33 %, 75 %, 96%) erzeugt. Die Regulierung der Luftfeuchten erfolgt mit Hilfe von gesättigten Salzlösungen. Als Ergebnis wird die Veränderung der Signalamplitude und der T2-Relaxationszeitenverteilungen in Abhängigkeit von dem Feuchtezustand näher betrachtet. Des Weiteren erfolgt die Berechnung des Flüssigwasseranteils bzw. der adsorbierten Wasserfilmdicke einzelner Poren aus der mit Quecksilberporosimetrie bestimmten Porengrößenverteilung und der Annahme einer Porengeometrie (z.B. Schlitz-, Zylinderpore, etc.). Am Ende dieser Arbeit soll der Zusammenhang des NMR-Signals (Amplitude und Relaxationszeiten) mit dem Porensättigungsgrad in einem Porensystem mit multimodaler Porengrößenverteilung bei Teilsättigung aufgezeigt werden. T2 - Jahrestagung der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft CY - Online meeting DA - 18.05.2020 KW - NMR KW - Sandstein KW - Flüssigwasser KW - Teilsättigung KW - Hygrometrie PY - 2020 N1 - Geburtsname von Munsch, Sarah Mandy: Nagel, S. M. - Birth name of Munsch, Sarah Mandy: Nagel, S. M. AN - OPUS4-50861 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maack, Stefan T1 - CASPAR - FKZ: 19F2178A "Plattform für die beweissichere und rückführbare Datennutzung im Bauwesen" N2 - Bestandsunterlagen von älteren Bauwerken sind oft nicht in ausreichendem Umfang verfügbar. Soll jedoch der Zustand von z.B. Gebäude oder Brücken bewertet werden, stellen Bestandsunterlagen die Grundlage dafür dar. Ansonsten muss die Bauweise des Bauwerkes kostenintensiv nachvollzogen und mit nachträglichen Untersuchungsverfahren bewertet werden. Heute spielt die digitale Planung im Bauwesen eine immer größere Rolle und Bauvorhaben werden in sogenannten BIM Modellen (Building Information Modelling) geplant. Diese Daten müssen langfristig und manipulationssicher gespeichert werden. In diesem Projekt erarbeiten wir die technologischen Grundlagen, um Daten effizient und sicher zu speichern. Wir erarbeiten eine digitale Schnittstelle, um Daten aus unterschiedlichsten Quellen sicher zusammenzuführen und Informationen semantisch zu verknüpfen. Um den Nachweis für die Nutzbarkeit unserer Technologie zu erbringen, entwickeln wir im Rahmen des beantragten Projekts eine prototypische objektbezogene Datenablage in Form eines Demonstrators, in die digitale Informationen einer realen Brücke überführt werden. T2 - Kick-Off-Meeting Förderprogramm mFUND CY - Online meeting DA - 05.08.2021 KW - Digitalisierung KW - Messdaten KW - Brücken KW - Qualitätssicherung KW - Bauwesen PY - 2021 AN - OPUS4-53220 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Maack, Stefan A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Bühling, Benjamin T1 - Low-frequency ultrasound data (pulse-echo technique) with shear horizontal and longitudinal waves on the step-shaped concrete specimen “Pk050” N2 - This dataset contains raw data acquired in ultrasound measurements on a reference specimen made of concrete at Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Berlin (Germany). The internal specimen identifier is “Pk050”. The measurements were conducted using the pulse-echo method. The upper surface of the specimen was defined as measuring area. The aim of the measurements is to determine the geometrical dimensions (thickness) of the specimen “Pk050”. In addition to this, a dataset of a second specimen with identifier “Pk266” has been acquired. Pk266 has the same geometrical dimensions and concrete recipe as Pk050, but contains tendons [Reference: https://doi.org/10.7910/DVN/NUU0WZ]. KW - Ultrasound KW - Pulse echo method KW - Synthetic Aperture Focusing Technique KW - Validation KW - Elastic wave PY - 2023 DO - https://doi.org/10.7910/DVN/9EID5D PB - Harvard College CY - Cambridge, MA, USA AN - OPUS4-57231 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Feistkorn, S. A1 - Braml, T. A1 - Taffe, A. A1 - Maack, Stefan ED - Rizzo, P. ED - Milazzo, A. T1 - Methods to Quantify the Utility of NDT in Bridge Reassessment N2 - The purpose of this contribution is to introduce and to apply the developed approach of incorporating non-destructively gathered measurement results (instead of deterministic information and assumptions) into a reassessment model of a typical prestressed concrete road bridge and to outline the advantages. An essential part is the quality evaluation of the non-destructively measured information, that deals primarily with two questions. Could the object or parameter to be obtained reliably detected and if, how accurate are the inspection results achieved? Therefore, the importance of the combination of a probability of detection (POD)-approach and measurement uncertainty calculations is emphasized. With regard to the introduced case-study it is shown, for which structure parameters an assumption deviating from the actual (and measurable) situation has a particularly strong (and possibly arithmetically unfavorable) influence on the structural reliability. Measurements on such parameters are particularly beneficial for a reliable and robust reassessment. In conclusion, the individual reassessment results without consideration and with consideration of evaluated non-destructive inspection results are compared. KW - Non-destructive testing (NDT) KW - Structural safety KW - Concrete bridges KW - Measurement uncertainty KW - Probability of detection (POD) PY - 2021 SN - 978-3-030-64593-9 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-030-64594-6_40 SN - 2366-2557 VL - 127 SP - 403 EP - 413 PB - Springer Nature Switzerland CY - Cham, Switzerland AN - OPUS4-52009 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Johann, Sergej T1 - Implementation and validation of robot-enabled embedded sensors for structural health monitoring N2 - In the past decades, structural health monitoring (SHM) has matured into a viable supplement to regular inspections, facilitating the execution of repair and maintenance work in the early stages of structural damage. With the advent of wireless technologies and advancements in information and communication technologies, civil infrastructure has been increasingly instrumented with wireless sensor nodes to record, analyze, and communicate data relevant to SHM. A promising method for SHM is to embed sensors directly into concrete for recording SHM data from inside structural elements. In this paper, a sensor system for embedment into concrete is proposed, able to assess SHM data recorded from concrete. Power is supplied to the sensors on-demand by quadruped robots, which also collect the SHM data via radio-frequency identification (RFID), providing an automated and efficient SHM process. In laboratory experiments, the capability of the sensor system of automatically collecting the SHM data using quadruped robots is validated. In summary, the integration of RFID technology and robot-based inspection presented in this study demonstrates a vital approach to evolve current SHM practices towards more digitalized and automated SHM. T2 - VDI/VDE-GMA FA 4.52 - Strukturanalyse und- überwachung in der Bautechnik CY - Clausthal-Zellerfeld, Germany DA - 04.09.2024 KW - Structural health monitoring KW - RFID-based sensors KW - Smart sensors KW - Embedded sensors KW - Legged robots KW - Quadruped robots PY - 2024 AN - OPUS4-60978 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ringeloth, David T1 - DZSF - Rissdetektion Spannbetonschwellen - Statuspräsentation LOS C (BAM) N2 - Im Rahmen des DZFS-Forschungsvorhaben "Technische Machbarkeitsstudie zur Rissdetektion an Eisenbahn-Spannbetonschwellen mit Methoden der zerstörungsfreien Prüfung" ist die BAM mit einer Machbarkeitsstudie mit akustischen Verfahren an Eisenbahn-Spannbetonschwellen beteiligt. Die vorliegende Statuspräsentation für das DZSF zeigt Ergebnisse aus durchgeführten Untersuchungen mit dem Ultraschall-Reflexions-Verfahren. Darin Enthalten sind eine Darstellung untersuchter Schwellen sowie eine Einführung in grundlegende Begriffs-, Koordinaten- und Flächendefinitionen im Bezug zu den Untersuchungen an den Betonschwellen. Ebenfalls erfolgt eine Vorstellung des Messgerätes sowie der Messanordnung. Nachfolgend werden Ergebnisse aus den vergleichenden Untersuchungen an intakten und geschädigten Betonschwellen mit dem Ultraschall-Reflexions-Verfahren erläutert. Dabei werden bildgebende Darstellungen der Messergebnisse, ausgehend von verschiedenen Messflächen der Schwellen, für eine intakte und eine geschädigte Schwelle analysiert. Im Weiteren werden auch Ergebnisse aus der Betrachtung unterschiedlicher Frequenzbereiche für die Ultraschalluntersuchung an Betonschwellen dargestellt. T2 - 248. DGZfP-Arbeitskreis Dresden: Vortrag "Das DZSF als Ressortforschungseinrichtung für den Schienenverkehr und Vorstellung ausgewählter Projekte aus der ZfP" CY - Dresden, Germany DA - 13.11.2024 KW - Ultraschall KW - Betonschwellen KW - Rissdetektion KW - A1040 Mira 3D KW - Eisenbahn-Spannbetonschwellen PY - 2024 AN - OPUS4-62277 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Johann, Sergej T1 - Investigation of long-term embedded RFID sensors for structural health monitoring N2 - Ensuring the health of civil engineering structures is crucial for the safety and longevity of the built environment. In this direction, structural health monitoring (SHM) has been increasingly employed, providing insight into the structural behavior, based on sensor data representing structural responses. This paper investigates the plausibility of embedding sensors into concrete structures for SHM, leveraging radio frequency identification (RFID) technology, in an attempt to enable the passive operation of sensors without continuous power supply and to reduce potential sources of interference. In contrast to conventional SHM sensors, the uninterrupted operation of embedded sensors must be ensured because post-installation interventions are either impractical or impossible. RFID technology enables wireless data acquisition and energy transmission without mechanical impact on civil engineering structures, although it may be challenging when RFID sensors are embedded in concrete. This study presents a durable passive embedded RFID sensor system (i.e., a system without batteries), including the selection of components, such as housing and cable materials, suitable for withstanding the aggressive environment of concrete without damaging the sensitive electronics or contaminating the data recorded by the sensors. The proposed sensor system is validated in laboratory tests, the results of which provide insights into the influence of each component and are intended to advance the implementation of embedded sensor systems. T2 - IEEE Sensors 2024 CY - Kobe, Japan DA - 20.10.2024 KW - Structural health monitoring KW - RFID-based sensors KW - Smart sensors KW - Embedded sensors PY - 2024 AN - OPUS4-62163 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Strangfeld, Christoph T1 - Determination of the diffusion coefficient and the hydraulic conductivity of porous media based on embedded humidity sensors N2 - Reinforced concrete and several other building materials deteriorate during their service life. Almost all deterioration processes are related to moisture. For understanding those processes, knowing the exact amount of the moisture content and the moisture transport characteristics is crucial. In fact, the moisture transport in porous materials is a two-phase flow; consisting of the vapour and the liquid phase. The two corresponding parameters are the diffusion coefficient and the hydraulic conductivity. By means of an inverse approach, these two coefficients are experimentally determined. The moisture transport of eight different screed types during hydration and evaporation is monitored based on embedded humidity sensors. The measured humidity profiles are converted into a pore saturation by adapting the approach of Hillerborg to the measured pore volume distribution. The summation of all pore saturations yields the total moisture content including the ink-bottle effect during desorption. The pore volume distribution was determined by mercury intrusion porosimetry as well as by gas adsorption. The measurement of the humidity and the pore saturation in the entire sample enables to invert the mass balance in order to extract the diffusion coefficient and the hydraulic conductivity. The determined diffusion coefficients of the eight investigated screeds are between m2s-1 and m2s-1. KW - Material moisture KW - Moisture transport KW - Embedded sensors KW - Diffusion coefficient KW - Partially saturated pores PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120092 VL - 263 SP - 120092 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-51029 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maack, Stefan T1 - Entwicklung einer flexiblen Datenablage zur sicheren Speicherung von Bauwerksdaten - "CASPAR" N2 - Bestandsunterlagen von älteren Bauwerken sind bezüglich einer rechnerischen Zustandsbewertung häufig nur in einem unzureichenden Umfang verfügbar. Dies gilt sowohl für den privaten als auch für den öffentlichen Bereich. Der Wert von Bestandsunterlagen für Gebäude oder Brücken ist Vielen nicht bekannt. Soll jedoch der aktuelle Zustand von Bauwerken bewertet, sollen Restlebensdauern abgeschätzt oder soll umgebaut werden, stellen Bestandsunterlagen die Grundlage dafür dar. Liegen diese nicht vor, so muss die Bauweise des Bauwerkes kostenintensiv nachvollzogen und mit nachträglichen Untersuchungsverfahren bewertet werden. Vor allem ist dies darauf zurückzuführen, dass die Aufbewahrung der Bestandsunterlagen dem Bauherrn obliegt und diese meist in Papierform vorliegen und dann bei Umzügen, Betriebsschließungen, Eigentümerwechsel etc. verloren gehen. Die Digitalisierung im Bauwesen bietet hier Möglichkeiten diese Probleme künftig zu vermeiden. Bereits heute nimmt die digitale Planung im Bauwesen eine immer größere Rolle ein. Mehr und mehr Bauvorhaben werden schon jetzt in sogenannten BIM Modellen (Building Information Modelling) geplant. Um die Akzeptanz einer digitalen Lösung zu gewährleisten muss die Vertrauenswürdigkeit von Daten auch langfristig garantiert sein. Naturgemäß unterliegen Erkenntnisse, die aus Daten gewonnen werden, häufig vielen Prozessschritten mit unterschiedlichen Beteiligten. Es lässt sich vor dem Hintergrund der üblichen Lebensdauern von Bauwerken leicht erkennen, dass es schwierig ist diese Prozesskette, von der Datenerhebung bis zur teilweise jahrzehnte späteren Nutzung, beweissicher und rückführbar zu gestalten. Diese Attribute sind es aber, die die Vertrauensbasis für die Qualität und somit auch die Akzeptanz von digitalisierten Daten bilden. Im Projekt „CASPAR“ erarbeiten wir eine mögliche technologische Grundlage, um Bauwerksdaten langfristig und manipulationssicher zu speichern. T2 - Fachtagung Bauwerksdiagnose - Mit zerstörungsfreier Prüfung und Überwachung zu digitalen Bauwerksmodellen CY - Berlin, Germany DA - 29.02.2024 KW - Digitalisierung KW - Brücke KW - Messdaten KW - Datanablage KW - Datenqualität PY - 2024 AN - OPUS4-59632 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maack, Stefan T1 - CASPAR - FKZ: 19F2178A "Plattform für die beweissichere und rückführbare Datennutzung im Bauwesen" N2 - Bestandsunterlagen von älteren Bauwerken sind oft nicht in ausreichendem Umfang verfügbar. Soll jedoch der Zustand von z.B. Gebäude oder Brücken bewertet werden, stellen Bestandsunterlagen die Grundlage dafür dar. Ansonsten muss die Bauweise des Bauwerkes kostenintensiv nachvollzogen und mit nachträglichen Untersuchungsverfahren bewertet werden. Heute spielt die digitale Planung im Bauwesen eine immer größere Rolle und Bauvorhaben werden in sogenannten BIM Modellen (Building Information Modelling) geplant. Diese Daten müssen langfristig und manipulationssicher gespeichert werden. In diesem Projekt erarbeiten wir die technologischen Grundlagen, um Daten effizient und sicher zu speichern. Wir erarbeiten eine digitale Schnittstelle, um Daten aus unterschiedlichsten Quellen sicher zusammenzuführen und Informationen semantisch zu verknüpfen. Um den Nachweis für die Nutzbarkeit unserer Technologie zu erbringen, entwickeln wir im Rahmen des beantragten Projekts eine prototypische objektbezogene Datenablage in Form eines Demonstrators, in die digitale Informationen einer realen Brücke überführt werden. T2 - Online-Fachaustausch der mFUND-Begleitforschung Move Mobility | iRights.Lab CY - Online meeting DA - 07.05.2021 KW - Digitalisierung KW - Messdaten KW - Brücken KW - Qualitätssicherung KW - Bauwesen PY - 2021 AN - OPUS4-53221 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 - GEN A1 - Büyüksahin, Kaan T1 - Weiterentwicklung und Automatisierung einer Ultraschallbohrlochsonde zur zerstörungsfreien Prüfung untertägiger Verschlussbauwerke N2 - Im Jahre 2011 wurde in Deutschland nach 50 Jahren der Ausstieg aus der kommerziellen Kernenergie beschlossen. Fünf Jahre später war Deutschland mit 80.000 GWh immer noch unter den zehn größten Atomstromproduzenten. Im darauffolgenden Jahr wurden weltweit 2.500.000 GWh Atomstrom produziert. Durch die Atomstromproduktion fallen große Mengen an radioaktiven Reststoffen an, die bis zu mehrere tausend Jahre für einen vollständigen Abbau benötigen. Aus dieser Problematik geht die Debatte über den Verbleib der Reststoffe hervor. Die Endlagerung in tiefen Gesteinsschichten ist eine Lösung für das Problem. Voraussetzung ist hierbei allerdings die Gewährleistung eines dauerhaften Schutzes vor ionisierender Strahlung, die durch Verschlüsse der tiefen Gesteinsschichten in Form von Verschlussbauwerken erzielt werden sollen. Es gilt die bauliche Integrität sowie die Dichtwirkung der Verschlussbauwerke dauerhaft zu überwachen und zu prüfen, um eine langfristige Verzögerung der Radionuklidfreisetzung zu gewährleisten. KW - Bohrlochsonde KW - Beton KW - ZfP im Bauwesen KW - Abschlussbauwerke KW - Ultraschall PY - 2022 SP - 1 EP - 77 CY - Berlin AN - OPUS4-54942 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Strangfeld, Christoph T1 - Non-destructive testing at BAM N2 - A brief introduction to non-destructive testing at BAM, Department 8 and its Divisions. T2 - AK Post Docs Symposium CY - BAM Berlin, Germany DA - 02.02.2021 KW - Non-destrucitve testing PY - 2021 AN - OPUS4-52063 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Johann, Sergej A1 - Stührenberg, Jan A1 - Tandon, Aditya A1 - Dragos, Kosmas A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Smarsly, Kay T1 - Investigation of long-term embedded RFID sensors for structural health monitoring N2 - Ensuring the health of civil engineering structures is crucial for the safety and longevity of the built environment. In this direction, structural health monitoring (SHM) has been increasingly employed, providing insight into the structural behavior, based on sensor data representing structural responses. This paper investigates the plausibility of embedding sensors into concrete structures for SHM, leveraging radio frequency identification (RFID) technology, in an attempt to enable the passive operation of sensors without continuous power supply and to reduce potential sources of interference. In contrast to conventional SHM sensors, the uninterrupted operation of embedded sensors must be ensured because post-installation interventions are either impractical or impossible. RFID technology enables wireless data acquisition and energy transmission without mechanical impact on civil engineering structures, although it may be challenging when RFID sensors are embedded in concrete. This study presents a durable passive embedded RFID sensor system (i.e., a system without batteries), including the selection of components, such as housing and cable materials, suitable for withstanding the aggressive environment of concrete without damaging the sensitive electronics or contaminating the data recorded by the sensors. The proposed sensor system is validated in laboratory tests, the results of which provide insights into the influence of each component and are intended to advance the implementation of embedded sensor systems. T2 - IEEE Sensors 2024 CY - Kobe, Japan DA - 20.10.2024 KW - Structural health monitoring KW - RFID-based sensors KW - Smart sensors KW - Embedded sensors PY - 2024 SN - 979-8-3503-6351-7 DO - https://doi.org/10.1109/SENSORS60989.2024.10785220 SP - 1 EP - 4 AN - OPUS4-62162 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Strangfeld, Christoph T1 - Bore hole probe for ultrasound-based quality control of sealing constructions N2 - Several countries, which use or used nuclear power, started to destruct nuclear power plants. Thus, large amounts of radioactive waste have to be stored safely during the next decades. Large underground caverns will be used a nuclear waste disposal. Once the cavern is full, a sealing construction is required. The sealing should avoid the contact to any fluids or substances of the storage barrels and reduce hazardous radiation. T2 - International Symposium Non-Destructive Testing in Civil Engineering CY - Zurich, Switzerland DA - 16.08.2022 KW - Ultrasonic testing KW - Nuclear waste PY - 2022 AN - OPUS4-55530 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Maack, Stefan A1 - Benner, Philipp A1 - Kröll, Mirco A1 - Prager, Jens A1 - Daum, Werner A1 - Casperson, Ralf A1 - Heckel, Thomas A1 - Spaltmann, Dirk A1 - et al., ED - Wahlster, W. ED - Winterhalter, C. T1 - Deutsche Normungsroadmap künstliche Intelligenz T1 - German standardization roadmap on artificial intelligence N2 - Im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz haben DIN und DKE im Januar 2022 die Arbeiten an der zweiten Ausgabe der Deutschen Normungsroadmap Künstliche Intelligenz gestartet. In einem breiten Beteiligungsprozess und unter Mitwirkung von mehr als 570 Fachleuten aus Wirtschaft, Wissenschaft, öffentlicher Hand und Zivilgesellschaft wurde damit der strategische Fahrplan für die KI-Normung weiterentwickelt. Koordiniert und begleitet wurden diese Arbeiten von einer hochrangigen Koordinierungsgruppe für KI-Normung und -Konformität. Mit der Normungsroadmap wird eine Maßnahme der KI-Strategie der Bundesregierung umgesetzt und damit ein wesentlicher Beitrag zur „KI – Made in Germany“ geleistet. Die Normung ist Teil der KI-Strategie und ein strategisches Instrument zur Stärkung der Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit der deutschen und europäischen Wirtschaft. Nicht zuletzt deshalb spielt sie im geplanten europäischen Rechtsrahmen für KI, dem Artificial Intelligence Act, eine besondere Rolle. N2 - On behalf of the German Federal Ministry of Economic Affairs and Climate Action, DIN and DKE started work on the second edition of the German Standardization Roadmap Artificial Intelligence in January 2022. With the broad participation and involvement of more than 570 experts from industry, science, the public sector and civil society, the strategic Roadmap for AI standardization was thus further developed. This work was coordinated and accompanied by a high-level coordination group for AI standardization and conformity. The standardization roadmap implements a measure of the German government’s AI Strategy and thus makes a significant contribution to “AI – Made in Germany”. Standardization is part of the AI Strategy and is a strategic instrument for strengthening the innovation and competitiveness of the German and European economies. Not least for this reason, standardization plays a special role in the planned European legal framework for AI, the Artificial Intelligence Act. KW - Digitalisierung KW - Künstliche Intelligenz KW - Datenwissenschaft KW - Normung Roadmap KW - Data science KW - Artificial intelligence KW - Standardization roadmap KW - Digitization PY - 2022 UR - https://www.din.de/resource/blob/1072988/20bf33d405710a703aa26f81362493bb/ausgabe-2-nrm-ki-data.pdf UR - https://www.dke.de/de/arbeitsfelder/core-safety/normungsroadmap-ki SP - 1 EP - 448 PB - Deutsches Institut für Normung (DIN) CY - Berlin ET - 2. AN - OPUS4-56576 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Maack, Stefan T1 - ZfP Statik – Zuverlässigkeitsbewertung von Bestandsbauwerken mit ZfP-Ergebnissen N2 - Messen heißt wissen. Dieses Wissen spiegelt die Realität wider und soll den Statiker eines bestehenden Bauwerkes bei der Entscheidungsfindung über die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Konstruktion unterstützen. Gegenüber dem Neubauentwurf können bei der Bewertung von bestehender Bausubstanz Sicherheitsreserven genutzt werden, da Unsicherheiten, die beim Bau auftreten können, besser bekannt oder nicht mehr vorhanden sind. Können solche Unsicherheiten genauer bewertet werden, z. B. durch die Feststellung der genauen Lage der Spannglieder bei einer Spannbetonbrücke, so können Sicherheitsbeiwerte reduziert werden, ohne dass es dabei zu Auswirkungen auf das normativ festgelegte Zuverlässigkeitsniveau kommt. Mittlerweile sind Prüfmethoden an Bauwerken wirtschaftlich einsetzbar und auch so leistungsfähig, dass die für die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit wesentlichen Parameter identifiziert werden können. Ein wesentlicher Punkt ist hierbei die Integration derartiger Messergebnisse in Rechenmodelle, die für die Nachrechnung des Bauwerks verwendet werden. Dies können sowohl semiprobabilistische Rechenmodelle als auch vollprobabilistische Modelle sein. Bei semiprobabilistischen Methoden können aus den Messergebnissen Teilsicherheitsbeiwerte berechnet und abgeleitet werden, die dann in den bekannten Nachweisformaten gemäß den Eurocodes und der Nachrechnungsrichtlinie berücksichtigt werden. Bei vollprobabilistischen Nachweisen können die Messdaten in Form von Verteilungsdichtefunktionen mit gemessenen Variationskoeffizienten direkt in das Rechenmodell eingehen. T2 - Abteilungsseminar der Abteilung 8 CY - Online meeting DA - 28.04.2021 KW - Bestandsbauwerke KW - Zuverlässigkeitsbewertung KW - Nachrechnung KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Messunsicherheit PY - 2021 AN - OPUS4-52531 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Strangfeld, Christoph T1 - Adaption of fluidic devices for SHM of hydrogen tanks N2 - Frequency analysis of the tank during every filling Passive actuator is integrated inside filling nozzle/ pressure vessel Frequency from 5 kHz to 150 kHz Frequency sweep (Chirp) can be performed Works with every fluid: air, hydrogen, oxygen, argon, water. T2 - H2Safety Kompetenzzentrum CY - BAM Berlin, Germany DA - 07.07.2021 KW - Fluidic device KW - Structural health monitoring KW - Hydrogen tank KW - Ultrasound PY - 2021 AN - OPUS4-52930 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schönsee, Eric T1 - Investigations on multi-sensor data for monitoring volume flow during the printing process N2 - Extrusion based 3D concrete printing (3DCP) is a growing technology because of its high potential for automating construction and the new possibilities of design. In conventional construction methods, a sample is taken to be representative for one material batch. However, in 3DCP continuous mixing is used which results in variations during the mixing process. Therefore, one sample is not representative for the entire structure. This leads to the necessity of continuous and real-time process monitoring. This study focuses on the variations of pressure and temperature which are caused by changes in the material due to the ongoing mixing process. Changes in material, which is transported downstream, are influencing sensor signals in different positions with a time delay. In the following, the data is analysed to investigate if the changing material and the so caused change in pressure can be used to calculate volume flow. T2 - Digital Concrete 2024 CY - Munich, Germany DA - 04.09.2024 KW - Additive Manufacturing KW - In-line Monitoring KW - Volume Flow KW - Process Control PY - 2024 AN - OPUS4-61002 LA - eng 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 - Munsch, Sarah Mandy A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Kruschwitz, Sabine T1 - Interpretation of NMR signals from partly saturated sandstones N2 - The development of prevention methods and the detection of moisture related damages in buildings and transport infrastructure at an early stage are current issues in the field of non-destructive testing in civil engineering. Especially the subject of partial saturation requires further research since it is more likely to occur than full saturation of the material. In fact, partial saturation in porous media is even more complicated because both fully and partly saturated pores (i.e. pores in which the surfaces are covered with thin water layers) are present. As the non-destructive method nuclear magnetic resonance (NMR) enables the measurement and quantification of relative low moisture contents, it is suitable for the investigation of partly saturated porous building materials. Nevertheless, the differentiation between partly and fully saturated pores is still a challenge. Therefore, in this study, we investigate two sandstones types (Bozanov and Schönbrunner sandstone) at various defined saturation states by using NMR. Furthermore, we measure the relative humidities within the samples and compute the water layer thicknesses (WLT) along the pore walls of all pore sizes to calculate the corresponding degree of pore saturation. To finally assign the NMR signals to pore sizes and to differentiate between partly and fully saturated pores, the water content distribution obtained from the WLT calculation is used for calibration of the relaxation-time distribution. In this extended abstract, selected results only for Schönbrunner sandstone are presented. T2 - ISEMA 2021 CY - Online meeting DA - 26.07.2021 KW - NMR KW - Relative humidity KW - Water layer thickness KW - Partial pore saturation KW - Pore-size distribution PY - 2021 SN - 978-1-7281-8736-5 VL - 2021 SP - 111 EP - 115 PB - IEEE AN - OPUS4-53045 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Weise, Frank A1 - Oesch, T. A1 - Wilsch, Gerd A1 - Sigmund, S. A1 - Hünger, K.-J. A1 - Kositz, M. T1 - Analyse des gefügeabhängigen Löslichkeitsverhaltens potenziell AKR-empfindlicher Gesteinskörnungen T1 - Analysis of the microstructure depending solubility behavior of potential ASR sensitive aggregates N2 - Das gefügeabhängige Löslichkeitsverhalten wurde an folgenden vier Gesteinskörnungen unterschiedlicher Alkaliempfindlichkeitsklassen untersucht: • GK1 (EIII-S): quarzreicher Kies • GK2 (EIII-S): Grauwacke (Splitt) • GK3 (EI-S): Quarz-Feldspat-Porphyr (Splitt) • GK4 (EI-S): sandsteinreicher Kies DiePorenstrukturanalyse erfolgte sowohl an Einzelkörnern mittels vergleichender 3D-CT und BET- Untersuchungen als auch an Korngemengen der einzelnen Kornfraktionen (außer Fraktion 16/22 mm) über die Wasseraufnahme und mit BET. Für die Visualisierung und Quantifizierung der von außen zugänglichen Oberflächenanteile der Einzelkörner wurde ein Softwaretool entwickelt, erprobt und erfolgreich angewandt. Es gelang so u.a. den Nachweis zu erbringen, dass die gebrochenen Einzelkörner der Grauwacke und des Rhyoliths einen deutlich geringeren von außen zugänglichen Oberflächenanteil als die gleichartigen Gesteinskörner aus dem Kies besitzen. Aufgrund der limitierten Ortsauflösung der 3D-CT von 11 bis 16,5 μm wurde mit BET eine um drei Zehnerpotenzen höhere spezifische Oberfläche ermittelt. Zu den Porositätsuntersuchungen an den Korngemengen sei angemerkt, dass zum Teil gegenläufige Trends zwischen offener Porosität und spezifischer Oberfläche festgestellt wurden. Dieses ist beim Bezug des bei den Löseversuchen in 0,1 M KOH mit definierter NaCl-Zugabe aus der Gesteinskörnung gelösten SiO2 und Al2O3 von zentraler Bedeutung. Bei den Löseversuchen an den fraktionsspezifischen Korngemengen selbst zeigte sich, dass die stufenweise Erhöhung des NaCl-Gehalts von 0 auf 10 M.-% im Eluat eine erhöhte SiO2-Löslichkeit und eine verminderte Auslaugung von Al2O3 zur Folge hat. Auffallend war hierbei, dass die Al2O3-Löslichkeit bei GK4 ohne und mit geringer NaCl-Zugabe die mit Abstand höchsten Werte annimmt. Bei den zusätzlich durchgeführten Löseversuchen an den tomografierten Einzelkörnern in 1 M KOH-Lösung mit Zugabe von 1 M.-% NaCl zeigte sich, dass nur vereinzelt bei den untersuchten Gesteinsarten eine Korrelation zwischen dem SiO2- bzw. Al2O3-Gehalt im Eluat und der absoluten BET-Oberfläche nachweisbar ist. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass neben der Oberfläche weitere Parameter (z.B. die mineralogische Zusammensetzung der Einzelkörner) das Löseverhalten maßgebend beeinflussen. Bei den parallel zu den Löseversuchen durchgeführten Betonversuchen nach dem ARS 04/2013 zeigte sich, dass die Alkaliempfindlichkeit der GK4 bei beiden Betonversuchen mit Alkalizufuhr unterschiedlich zu bewerten ist. So ist unabhängig von der vorgegebenen pessimalen Betonrezeptur des Fahrbahndeckenbetons ausschließlich bei der Klimawechsellagerung die GK4 als alkaliempfindlich einzustufen. Allerdings konnte der Befund der stark ausgeprägten AKR bei der GK4 mit der Dünnschliffmikroskopie nicht bestätigt werden. Analoges gilt für die Bewertung der Alkaliempfindlichkeit von GK2 mit den Betonversuchen nach der Alkalirichtlichtlinie des DAfStb. So ist auch hier die GK2 nicht im 60 °C-Betonversuch sondern ausschließlich im 40 °C-Betonversuch als alkaliempfindlich einzustufen. Dienach den verschiedenartigen Betonversuchen durchgeführten LIBS-Analysen am Vertikalschnitt der Prüfkörper zeigen, dass im Kernbereich nach dem 60 °C-Betonversuch mit 10 %iger NaCl-Lösung und nach der Klimawechsellagerung mit NaCl-Beaufschlagung annähernd gleich hohe Natrium- und Chloridgehalte vorgefunden werden. Wider Erwarten treten an den beaufschlagten Prüfflächen Abreicherungen von Natrium und Anreicherungen von Chlorid auf. Im 40°C- und 60 °C-Betonversuch wurde das Natrium bis in eine maximale Tiefe von ca. 30 mm bzw. 20 mm ausgelaugt. Die aufbauenden korrelativen Betrachtungen zwischen den Ergebnissen des 60°C Betonversuchs mit Alkalizufuhr und der Löseversuche an den fraktionsspezifischen Korngemengen in 1 M KOH-Lösung mit definierter NaCl-Zugabe sind durchaus vielversprechend. So zeigt sich beispielsweise beim Waschbeton, dass der fraktionsspezifisch gewichtete SiO2-Überschuss im Eluat nach 56 Tagen mit Zugabe von 0,5 M.-% NaCl ohne Bezug auf die BET-Oberfläche zur gleichen Einstufung der vier betrachteten Gesteinskörnungen wie bei den Dehnungen im 60 °C-Betonversuch mit 3 %-iger NaCl-Lösung führt. Außerdem korrelieren die im 60 °C-Betonversuch mit 10 %-iger NaCl-Lösung ermittelten Dehnungen mit dem gewichteten SiO2-Überschuss im Eluat bei Zugabe von 2 M.-% NaCl ohne Bezug auf die BET-Oberfläche. Ausschließlich bei den Betonversuchen nach der Alkali-Richtlinie erwies sich der Bezug des im Eluat ermittelten SiO2-Überschusses auf die BET-Oberfläche als zielführend. Aufgrund des Potenzials der Löseversuche mit NaCl-Zugabe für die Bewertung der Alkaliempfindlichkeit der Gesteinskörnung im Fahrbahndeckenbeton wird empfohlen, die vergleichenden Untersuchungen zwischen den Löseversuchen an Korngemischen der einzelnen Fraktionen und den Betonversuchen nach dem ARS 04/2013 mit einer möglichst hohen Anzahl an Gesteinskörnungen und einem präzisierten Untersuchungsumfang fortzuführen. N2 - The following four aggregates (GK) of varying grades of alkali sensitivity were examined for their microstructure-dependent solubility behavior: • GK1 (EIII-S) gravel with high quarz content • GK2 (EIII-S) greywacke (crushed stone) • GK3 (EI-S) quarz-feldspar-porphyry (crushed stone) • GK4 (EI-S) gravel with high sandstone content Pore structure analysis was carried out both on single grains using comparative 3D-CT and BET tests, and on grain samples of individual grain fractions (excluding the 16/22 mm fraction) using water absorption and BET. A software tool for visualizing and quantifying the externally accessible surfaces of single grains was developed, tested and successfully applied. This enabled us, among other things, to prove that single broken grains of greywacke and rhyolite have a much smaller externally accessible surface than grains of gravel of the same aggregate fraction. Due to the 3D-CT’s limited spatial resolution of 11 to 16.5 μm, BET was used to determine a two to three powers of ten higher specific surface. In relation to the porosity tests of the grain samples, it should be noted that in some cases, counterdirectional trends between open porosity and specific surface were determined. This is of central importance in relation to the SiO2 and Al2O3 dissolved from the aggregate in the solubility tests in 1 M KOH with defined addition of NaCl. The solubility tests on the grain samples of specific fractions showed that the gradual increase of the NaCl content in the eluate from 0 to 10 M.-% resulted in increased SiO2 solubility and reduced leaching of Al2O3. It was striking in this context that the solubility of Al2O3 in GK4 with no or little addition of NaCl gives by far the highest values. The additional solubility tests carried out on single grains, that were previously subjected to CT testing, in 1 M KOH solution with 1 M.-% added NaCl showed that in the types of aggregate examined, a correlation between the SiO2 and Al2O3 in eluate and the absolute BET surface is only occasionally demonstrable. This is probably due to the fact that solubility behavior is decisively influenced by other parameters in addition to the surface (e.g. by the mineralogical composition of individual grains). The concrete tests according to ARS 04/2013 carried out parallel to the solubility tests showed that GK4’s alkali sensitivity in both concrete tests with added alkali must be evaluated differently. For example, independent of the prescribed pessimal road surface concrete formula, GK4 can only be classified as alkali sensitive under cyclic storage. However petrographic microscopy could not confirm the findings of very marked ASR in GK4. The same applies to the evaluation of alkali sensitivity in GK2 with the concrete tests according to the German Committee for Structural Concrete (DAfStb)’s Alkali Guidelines. In this case too, GK2 should not be classified as alkali sensitive in 60 °C concrete testing, but only in 40 °C concrete testing. The LIBS analyses carried out on the vertical cross-section of the test specimens after the various concrete tests showed that almost equally high sodium and chloride levels were found in the core area after the 60 °C concrete prism test with 10 % NaCl solution and after cyclic storage with NaCl application. Contrary to expectations, the surfaces of samples after NaCl application showed a decrease in sodium and an increase in chloride. In the 40°C and 60°C concrete prism tests, sodium was depleted up to a maximum depth of approx. 30 mm and 20 mm respectively. Subsequent correlative observations between the findings of the 60°C concrete prism test with alkali application, and the solubility tests on the samples of specific grain fractions in 1 M KOH solution with defined NaCl addition, are very promising. In the case of exposed aggregate concrete, for example, the fraction-specific weighted excess SiO2 to in the eluate after 56 days with added 0.5 M.-% NaCl unrelated to the BET surface results in the same classification of the four aggregates examined as the expansions in the 60 °C concrete prism test with 3% NaCl solution. In addition, the expansions found in the 60 °C concrete prism test with 10% NaCl solution correlated with the weighted excess SiO2 in eluate with added 2 M.-% NaCl without relation to the BET surface. Only in the case of the concrete test in accordance with the Alkali Guidelines did the relationship of the excess SiO2 in the eluate to the BET surface prove to be productive. Due to the potential of the solubility test with added NaCl for the evaluation of alkali sensitivity of aggregates in road surface concrete, we recommend continuing with comparative tests between solubility tests of grain samples of the various fractions and the concrete tests in accordance with ARS O4/13 with the greatest possible number of aggregates and a precisely defined investigation scope. KW - LIBS KW - Betonfahrbahndecke KW - Alkali-Kieselsäure-Reaktion KW - Gesteinskörnung KW - Alkaliempfindlichkeit KW - 3D-CT KW - Tausalzeintrag PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:opus-bast-25832 UR - https://bast.opus.hbz-nrw.de/frontdoor/index/index/docId/2583 SN - 978-3-95606-648-1 SN - 0943-9323 VL - S 165 SP - 1 EP - 111 PB - Fachverlag NW in der Carl Ed. Schünemann KG CY - Bremen AN - OPUS4-54755 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Braml, T. A1 - Wimmer, J. A1 - Maack, Stefan A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Kuhn, T. A1 - Reingruber, M. A1 - Gordt, A. A1 - Hamm, J. ED - Krieger, J. T1 - Datenablage als Grundlage für den digitalen Zwilling eines Bauwerks – Verwaltungsschale BBox N2 - Der Beitrag stellt die Entwicklung und die Systemarchitektur der BBox am Beispiel von 2 Projekten dar. T2 - 1. Fachkongress Digitale Transformation im Lebenszyklus der Verkehrsinfrastruktur CY - Esslingen, Germany DA - 29.06.2021 KW - Digitaler Zwilling KW - Bestandsbauwerke KW - Physikalisches Modell PY - 2021 SN - 978-3-8169-3530-8 SP - 75 EP - 84 PB - expert Verlag CY - Tübingen AN - OPUS4-52938 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Bartolac, M. A1 - Bien, J. A1 - Górski, M. A1 - Keßler, S. A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Kuzawa, M. A1 - Ley, J. A1 - Maack, Stefan A1 - Mendler, A. A1 - Ryjáček, P. A1 - Santos, L. A1 - Verstrynge, E. ED - Keßler, S. ED - Limongelli, M. P. ED - Apostolidi, E. T1 - Chapter 2: Condition survey - Testing and monitoring methods N2 - The through-life management of our constantly ageing infrastructure is a basic requirement in order to ensure their structural safety and serviceability. Each structure experiences deterioration processes with time leading to a decrease of structural safety and serviceability. The design of new structures considers the expected deterioration for a defined period, the design service life. However, a frequent survey of structural safety controlling structural condition should be mandatory and a maintenance plan should be an integral part of the design. In addition, many structures have exceeded their design service life already or are very close to it leading to an increasing demand for condition assessment. On the one hand, assumptions made during design are not valid any more due to change of the loads, e.g., increasing traffic loads in terms of number and weights. On the other hand, design codes evolved over time in such a way that existing structures do not comply with today’s standards. In all these cases, the through-life management is an important tool to maintain the accessibility of existing structures with known reliability. In line with the new Model Code for Concrete Structures, which includes guidance for both – design of new structures and assessment of existing structures, the Task Group 3.3 focused on the compilation of a state-of-the-art guideline for the through-life management of existing concrete structures, including: Data acquisition by testing and monitoring techniques; Condition assessment for the evaluation of existing structures; Performance prediction using advanced methods; Decision-making procedures to perform a complete assessment of existing structure. The overall objective of the through-life management is the assessment of the current condition and the estimation of the remaining service life under consideration of all boundary conditions. KW - Life management KW - Concrete KW - Non-destructive testing KW - Structural health monitoring KW - State-of-the-art PY - 2023 UR - https://doi.org/10.35789/fib.BULL.0109 SN - 978-2-88394-172-4 DO - https://doi.org/10.35789/fib.BULL.0109.Ch02 SN - 1562-3610 VL - fib Bulletin 109 SP - 16 EP - 38 PB - Fédération internationale du béton (fib) CY - Lausanne AN - OPUS4-59110 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bartelmeß, Jürgen A1 - Zimmek, David A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Schäferling, M. T1 - Fibre optic ratiometric fluorescence pH sensor for monitoring corrosion in concrete N2 - In this communication a novel concept for pH sensing is introduced which is specifically adapted to monitor carbonation induced corrosion in concrete structures. The method is based on a ratiometric measurement principle, exploiting the pH sensitive colour switching of thymol blue in the basic pH regime and the emissive properties of two different (Zn)CdSe/ZnS core shell quantum dots. The transition point of thymol blue in a Hydrogel D4 matrix was determined to be at around pH 11.6, which fits ideally to the intended application. Next to the fundamental spectroscopic characterization of the ratiometric response, a new design for a sensor head, suitable for the incorporation into concrete matrices is presented. Toward this, a manufacturing process was developed which includes the preparation of a double layer of polymers containing either thymol blue or a quantum dot mixture inside a porous ceramic tube. Results of a proof-of-priciple performance test of the sensor head in solutions of different pH and in cement specimens are presented, with encouraging results paving the way for future field tests in concrete. KW - Fiber optic sensing KW - PH monitoring in concrete KW - Embedded sensors KW - Ratiometric fluorescence PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1039/c9an02348h VL - 145 IS - 6 SP - 2111 EP - 2117 PB - Royal Society of Chemistry AN - OPUS4-50381 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sunkavalli, Viswa T1 - Scaling and Aspect Ratio Effects on Ultrasonic Signal Generated by Fluidic Oscillator N2 - Traditional ultrasonic non-destructive testing methods in civil engineering require the use of coupling agents, leading to prolonged and labor-intensive measurement procedures along with the risk of surface damage. To alleviate these concerns, air-coupled ultrasonic actuation has been introduced as an effective alternative. However, the power loss due to impedance mismatch at the interfaces remains an important limitation. To mitigate the power losses at the interfaces while characterizing the specimen thickness, we employ the fluidic oscillator as an ultrasonic source, wherein air acts as both the operating and coupling medium. The fluidic oscillator generates signals through self-sustained oscillations of the exiting air jet under continuous pressurized air supply, and therefore, eliminates the need for intricate design and manufacturing processes. The frequency spectrum characteristics and time-averaged acoustic fields of the fluidic oscillators are shown for the three different configurations that were designed by scaling the aspect ratio and geometry to 3 times the baseline and an additional 60% of baseline volume respectively. Our preliminary investigations highlighted the dependence of the dominant spectral characteristics of a given fluidic oscillator on the mass flow rate of input air and scaling in accordance with the literature. T2 - 187th Meeting of the Acoustical Society of America CY - Online meeting DA - 19.11.2024 KW - Fluidic Oscillator KW - Scaling KW - NDT-CE PY - 2024 AN - OPUS4-61724 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -