Vom Baustoff zum sicheren Bauwerk: Einsatz der Schallemissionsanalyse in der Bauabteilung der BAM

摘要

Seit 2006 wird die Schallemissionsanalyse (SEA) in der Abteilung 7 Bauwerkssicherheit der BAM genutzt, um Gefugeveranderungen in Betonen zu untersuchen. Dabei haben sich bis heute im Wesentlichen folgende vier Forschungsbereiche herauskristallisiert: Hydratation Wahrend der Hydratation von Beton ist eine ausgepragte Schallemissionsaktivitat zu beobachten, anhand derer der Hydratationsverlauf nachvollzogen werden kann. Zur Aufklarung der Quellmechanismen der Schallemissionen besteht noch weiterer Forschungsbedarf. Des Weiteren kann mit Hilfe der SEA die fruhe Rissbildung in Betonen, hervorgerufen durch autogenes oder plastisches Schwinden, analysiert werden. Alkali-Kieselsaure-Reaktion (AKR) Bei der AKR handelt es sich um eine Reaktion alkaliempfindlicher Gesteinskornungen mit den Alkalien des Betons bzw. mit extern, z.B. durch Tausalze, zugefuhrten Alkalien. Dabei werden um die oder in der Gesteinskornung quellfahige Gele gebildet, die zu einer volligen Zerstorung des Gefuges fuhren konnen. Mit der SEA konnen die Rissbildung detektiert und somit die Schadigungsphasen im Verlauf der AKR identifiziert werden. Brandverhalten Unter Brandeinwirkung platzt die Oberflache gefugedichter Hochleistungsbetone explosionsartig ab. Um dies zu verhindern und somit den Feuerwiderstand von Bauteilen aus Hochleistungsbeton zu erhohen, werden dem Beton Polypropylenfasern beigemischt. Das Schmelzen der Fasern bei einer Temperaturerhohung tragt zu einer erhohten Mikrorissbildung bei, die einen Spannungsabbau ermoglicht. Die SEA konnte erfolgreich eingesetzt werden, um diesen Wirkmechanismus der Fasern nachzuweisen und weiter aufzuklaren. Ermudungsverhalten Durch die hohen zyklischen Lasten, fur die Turme und Fundamente von Windkraftanlagen ausgelegt werden mussen, gewinnen gesicherte Kenntnisse uber das Ermudungsverhalten von Betonen an Bedeutung. Mit der SEA ist es bei hochzyklischen Belastungsversuchen an Betonen moglich, den Schadigungsgrad im Verlauf der Beanspruchung zu bestimmen. Die Schallemissionsaktivitat eignet sich als Kriterium, um die Versuche bei vorab definierten Schadigungsgraden zu unterbrechen und so Proben fur weitergehende Untersuchungen zu gewinnen. Diese Ergebnisse sollen perspektivisch fur Uberwachungssysteme fur Betonbauwerke unter zyklischer Beanspruchung genutzt werden.