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Moisture ingress is one of the major deteriorating factors for building materials. Today, the only approved way to assess such damage is the gravimetric Darr method, which is essentially destructive. Substantial progress has been made using the geophysical complex-resistivity method, which can be applied non-destructively and provides spatial information along two-dimensional sections, rather than punctual along one borehole. Considerable advantages of complex resistivity are its sensitivity to textural properties, as well as the pore-fluid chemistry of wet, porous media. In a comprehensive laboratory study, and later in field scale experiments, it could be shown that complex resistivity may even be able to distinguish between salt content and saturation degree in a single measurement. A comparison with complementary nondestructive testing techniques points to the benefit and further research to be explored in multimethodical approaches.
Impulsradarmessungen in Reflexionsanordnung werden seit längerem mit Erfolg zur
zerstörungsfreien Prüfung im Bauwesen eingesetzt. Ziel ist die strukturelle
Untersuchungen wie z.B. der Verifizierung von Bauplänen durch Ortung von
Bewehrungslagen und Spannkanälen und die Dickenbestimmungen [1]. Eine
Vielzahl bisheriger Untersuchungen hat jedoch gezeigt, dass zur Lösung dieser
Fragestellungen bei größeren Bauteildicken, dichterer Bewehrung und diffuseren
Reflexionsobjekten häufig die reflektierte Signalenergie nicht ausreicht.
Transmissionsverfahren und die Auswertung mit entsprechenden tomographischen
Inversionsalgorithmen weisen hierbei ein Potential auf, das im folgenden Beitrag
systematisch auf die Anwendung zur Strukturanalyse hin untersucht wird. Die
begonnenen Untersuchungen dazu konzentrierten sich vor allem auf die Evaluierung
des Radarverfahren für die Transmissionsmessungen an Betonbauteilen. Bei der
systematischen Vorgehensweise wurde an Probekörpern gemessen und numerische
Simulationen gerechnet.
In einem ersten Schritt kamen laufzeittomographische Verfahren zum Einsatz. Neben
räumlichen Strukturmerkmalen werden somit Materialeigenschaften wie die
Verteilung des Betrages der Ausbreitungsgeschwindigkeiten der eingesetzten
elektromagnetischen Wellen im Bauteil ermittelt. Die Arbeiten an der BAM dazu sind
unter Mitwirkung einer Vielzahl von KollegInnen in verschiedenen Projekten
eingebunden, so vor allem in dem EU-Vorhaben Sustainable Bridges
(www.sustainablebridges.net) und in der DFG-Forschergruppe FOR384
(www.for384.uni-stuttgart.de).
Radarmessungen mit Constant-Offset zur Untersuchung von Strukturschwächungen in Betonbauteilen
(2013)
Die Ermittlung der genauen Bewehrungslage ist von großem Interesse bei der Instandsetzung und Ertüchtigung von Stahlbetonbauwerken. Denn nur wenn die Lage der für die Standsicherheit wichtigen Bewehrung bekannt ist, können Kernbohrungen oder Sägearbeiten schadensfrei durchgeführt werden. Das Bodenradar als zerstörungsfreie Methode ist wegen des einfachen Verfahrens der Antenne entlang einer Messspur für eine solche Aufgabenstellung sehr gut geeignet. Die Anwendung kann aber eingeschränkt werden, wenn die gesuchte Bewehrung zu tief liegt oder durch eine davor liegende Bewehrung abgeschattet wird. Bei der Ortung mehrlagiger Bewehrung ist es wichtig, einen mehrstufigen und effizienten Messplan zu erstellen, der den Aufwand auf einem vertretbaren Maß beschränkt und die Möglichkeit bietet, beim Erreichen der Verfahrensgrenzen rechtzeitig die Untersuchung abzubrechen. Am Beispiel einer Stahlbetonbrücke, die nachträglich mit externen Spanngliedern versehen wurde, wird das Vorgehen beim Orten von mehrlagiger Bewehrung gezeigt.
Die drei Beispiele zerstörungsfreier Prüfungen an Spannbetonbrücken zeigen unterschiedliche Problemstellungen und deren Lösung mit unterschiedlichen Ansätzen.
Allen drei Beispielen gemeinsam ist die Verwendung kommerzieller Geräte. Diese werden von verschiedenen Anbietern bereitgestellt. Eine weitere Gemeinsamkeit ist, dass die Grundgeräte durch zusätzliche Maßnahmen ergänzt. Erst dann ist der gewünschte Untersuchungserfolg sicher gestellt.
Im ersten Beispiel wurde die vom Auftraggeber geforderte Präzision dadurch erreicht, dass systematische Voruntersuchungen stattfanden. Die Übertragung der Lokalisierung direkt auf die Betonoberfläche stellte sicher, dass keinen Informationsverluste an die nachfolgenden Aufgaben auftraten.
Das zweite Beispiel zeigt den Nutzen von Automatisierung und Kombination von Verfahren. Damit können dem Auftraggeber die notwendigen Angaben über Einbauteile mit großer Detaitreue und leicht verständlicher Visualisierung aufbereitet werden. Der abschließende Bericht zeigt, wie vorhandene Auswertungen sinnvoll durch noch in der Forschung befindliche Ansätze bereichert werden.
Insgesamt ist die zerstörungsfreie Prüfung in der Lage, an Brücken preisrelevante Fragestellungen zu lösen. Voraussetzung hierfür ist eine sorgfältig geplante Vorgehensweise und ein sicheres Verständnis der Grundlage der eingesetzten Geräte und Auswertungsschritte.