Zerstörungsfreie Betonprüfung

Messverfahren und Anwendungen

Ultraschall-Messtechnik

Innovative und zukunftsweisende Verfahren der Betonprüfung

Beton wird seit rund 200 Jahren im modernen Bau eingesetzt und ist seit der Erfindung des Stahlbetons Mitte des 19. Jahrhunderts bis heute einer der wichtigsten Baustoffe weltweit. Die Einsatzvielfalt unterscheidet sich vor allem im verwendeten Zement und der jeweiligen Betonrezeptur.

Seine mechanischen Eigenschaften werden nach einem festgelegten Erhärtungszeitraum hauptsächlich durch die erreichte Druckfestigkeit charakterisiert und in entsprechende Festigkeitsklassen unterteilt.

Die Einhaltung dieser Festigkeits- und Überwachungsklassen wird durch verschiedene Mess- und Prüfverfahren abgesichert und gewährleistet so die erforderliche Betongüte.

Für die Ermittlung der Betoneigenschaften in der Bauphase, vor allem in der Frühphase mit sehr geringen Festigkeiten, sind die konventionellen Verfahren eher wenig oder nicht geeignet!

Für die Untersuchung von Frischbeton werden verschiedene Verfahren direkt auf der Baustelle vor dem jeweiligen Einbringen des Betons eingesetzt, vor allem um die erforderliche Konsistenz für eine optimale Verarbeitung zu bestimmen.

Die Prüfung des Festbetons erfolgt im Gegensatz dazu mittels Druckfestigkeitsbestimmung an Prüfwürfeln nach 28 Tagen Erhärtung (siehe Kasten).

Als zeitgemäßes und wegweisendes Verfahren schließt die zerstörungsfreie Ultraschall-Prüfung diese Lücke in der zeitlichen Mess- und Überwachungskette am Bauwerk und liefert so die fehlenden Informationen.

Eine kontinuierliche Ultraschall-Messung der Erhärtungsdruckfestigkeit ist ebenso möglich wie die Darstellung des Abbinde- und Erstarrungsverhaltens oder der Einfluss von Zusatzmitteln, wie z. B. Fließ- oder Verzögerungsmittel.

Regelmäßig eingesetzte Frisch- und Festbetonprüfungen

Frischbeton: Ausbreitmaß, Verdichtungsmaß, Setzmaß, Luftgehalt, Wassergehalt, Eindringverhalten(Vicat-Nadel)

Festbeton: Druckfestigkeit - über speziell hergestellte und gelagerte Prüfkörper in Form von Würfeln mit 15 cm Kantenlänge als reine Laborprüfung

Konventionelle Prüfverfahren vs. Ultraschall-Messtechnik

Die nachfolgende Gegenüberstellung weiterer Prüfverfahren zur Bestimmung der Druckfestigkeit verdeutlicht sowohl die o. g. Beschränkung bezüglich des Messzeitpunktes innerhalb des Erhärtungsverlaufs, als auch die mit der Anwendung selbst verbundenen Auflagen und Besonderheiten (Anmerkung 1-5).

Verfahren / Anwendung Reife nach 'de Vree' Würfelprüfung Ultraschall mit Werkstoffmodell Rückprallhammer
Druckfestigkeitsentwicklung 1 2 4 1,3
28d-Druckfestigkeit - 4 1,5
Bauteilfestigkeit - - 4 1

 

1 - Korrelation erforderlich | 2 - hoher Aufwand, viele Würfel, Bauteiltemperatur | 3 - fc, min ca. 15 N/mm2 | 4 - Berechnung erfolgt über Werkstoffmodell | 5 - Einspannung des Probekörpers erforderlich

Anwendungsbeispiele

1. Bundesautobahn: BAB A9

Bundesautobahn: BAB A9, Hermsdorfer Kreuz, Ri München, Bestimmung der Homogenität eines Bauabschnittes, Tiefenprofil mittels Bohrkernentnahme

Bundesautobahn BAB A9
Bestimmung der Homogenität eines Bauabschnittes
Tiefenprofil mittels Bohrkernentnahme

Ergebnis: Die Homogenität bzw. Gleichmäßigkeit des untersuchten Betonierabschnittes konnte nachgewiesen werden.

2. Brückenbau: Aurachtalbrücke (Eisenbahn)

Emskirchen, Bestimmung der Druckfestigkeit des letzten Überbauabschnittes für den Festpunktwechsel

Aurachtalbrücke (Eisenbahn)
Bestimmung der Druckfestigkeit, Festpunktwechsel

3. Betonfertigteile/konstruktive Fertigteile

Bestimmung der Umspann- und Abhebedruckfestigkeit an Brückenträgern

Betonfertigteile/konstruktive Fertigteile
Bestimmung der Umspann- und Abhebedruckfestigkeit
Umspann- und Abhebedruckfestigkeit Messwerte
Messung an Brückenträger

4. Mörtel und Zementleim: Vergleich der verzögernden Wirkung verschiedener Zusatzmittel

Mörtel und Zementleim

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