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Zusammenfassung
Die Anwendung des Ultraschallecho-Verfahrens zur Hohlstellenortung in Holzbalken wird beschrieben.
An Hand der Versuchsergebnisse wird der Einfluss der Anisotropie des Holzes auf die Messkopfanordnung und Schallgeschwindigkeit dargestellt. Mit der optimierten Messanordnung ist die erfolgreiche Detektierung von Nachbildungen von Minderdicken und Kernfäule möglich. Besonders klar sind Schäden in Faserrichtung (Kernfäulenachbildung) nachzuweisen. Die sehr guten Ergebnisse zeigen die Anwendbarkeit des Ultraschallecho-Verfahrens an Holz.
Kurzfassung
Die Anwendung niederfrequenter Ultraschall-Echotechnik mit Longitudinal- und Transversalwellen für die Materialuntersuchung von Holzbauteilen wird beschrieben. Weiterhin wird der Einfluss der Holzfasern auf die Schallgeschwindigkeiten und Oberflächenwellen an Hand von Messergebnissen aufgezeigt. Die Leistungsfähigkeit des Ultraschall-Echoverfahrens an ungeschädigten Holzkörpern und Körpern mit eingebrachten Bohrungen in Faserrichtung (Kernfäulnissimulation) wird dargestellt. Es ist zudem möglich, bei koppelmittelfreier Ankopplung mit Transversalwellen indirekt Fäulnis von der ungeschädigten Bauteilseite aus zu orten. Als Referenzverfahren werden die Bohrwiderstandsmethode oder die Röntgendurchstrahlung eingesetzt.
In diesem Beitrag wird die Anwendung von Radiographiesystemen zum Auffinden von Holzschäden beschrieben. Die Anlage besteht aus einer mobilen Röntgenblitzröhre und einem digitalen Radiographiesystem mit Speicherfolie oder einem Flachdetektor. An Hand der durchgeführten Versuche an Laub- und Nadelbäumen sowie an Eichenbalken der Marienkirche der Lutherstadt- Wittenberg wird die Detektion innerer Schäden gezeigt.
In der Praxis kann Fäulnis in Holzkonstruktionen
ein großes Problem darstellen. Ein Fäulnisbefall
kann zu einer Schädigung in der Gesamtkonstruktion
führen. Zusammen mit der TU Berlin wurden an der
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Versuche mit Ultraschallecho zur Detektion von Bauteilrückwänden
und verdeckten Hohlstellen durchgeführt.
Hierbei werden Sender und Empfänger auf einer Bauteilseite
angekoppelt, was eine große Anwendungsvielfalt
ermöglicht. Im Rahmen der Versuche an der BAM wurden
zylindrische Longitudinalwellenprüfköpfe in Zweikopftechnik
mit 100 kHz angeregt und an den Probekörpern mit
verschiedenen Koppelmitteln angekoppelt. Die Messergebnisse
wurden graphisch als B-Bilder dargestellt und ausgewertet.
Dabei zeigte sich, dass die Rückwand der fehlerfreien
Probekörper klar geortet wird und eingebrachte Hohlstellen
besonders gut detektiert werden können.
Die Ortung von schlaffer Bewehrung in Beton erfolgt routinemäßig mit bildgebenden Radar- oder Wirbelstromverfahren. Die Anwendung dieser Verfahren ist aber begrenzt, wenn es sich um die Ortung tiefliegender Bewehrung (ab ca. 30 cm) oder um jungen Beton handelt. Grund ist die Schwächung der Radarpulse durch oberflächennahe Bewehrung oder durch die Betonfeuchte. Das bildgebende Ultraschallechoverfahren bietet den Vorteil, dass die Ultraschallpulse in diesen Fällen eine wesentlich höhere Eindringtiefe erreichen.
Im vorliegenden Beitrag wird eine Fallstudie vorgestellt, bei der mehrlagig eingebrachte Bewehrungseisen in einer nur einseitig zugänglichen 60 cm dicken Betonplatte geortet werden sollten, um eine Kernbohrung ohne Verkanten der Bohrkrone durchzuführen.
Zur Ortung der Bewehrung wurde das Ultraschallechoverfahren mitScherwellen der Mittenfrequenz 50 kHz mit einem automatisch arbeitenden Bauwerksscanner eingesetzt. Aus den flächig aufgenommenen Messdaten wurde mit der Rekonstruktionsrechnung nach dem Prinzip der synthetischen Apertur (SAFT, Synthetic Aperture Focusing Technique) die Position der Bewehrungseisen bildhaft ortsgenau dargestellt. Dies gelingt mit einer Auswertungsoption, bei der die Phase der reflektierten Ultraschallpulse ermittelt und farbcodiert dargestellt wird (Phasenauswertung). Damit lassen sich Reflexionen der Bewehrung eindeutig von eventuellen Fehlstellen oder Rückwandechos unterscheiden.
ZfPBau-Kompendium 2004
(2007)
Dieses Kompendium ist ein kurzgefasster Abriss, ein Leitfaden und auch ein Handbuch der für den Einsatz im Bauwesen geeigneten zerstörungsfreien Prüfverfahren. In strenger, stets gleicher Gliederung wird jede der mehr als 100 Untersuchungsmethoden in einem eigenen Geräteblatt beschrieben. Hinzu kommen Querverweise zu alternativen Prüfmethoden sowie zahlreiche Hinweise auf einschlägige Fachliteratur und zu bekannt gewordenen Geräteherstellern, Lieferanten und Dienstleistern.