Browsing by Author "Beutel, Ralf"

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Open Access
Performance‐Prüfverfahren für den Sulfatwiderstand von Beton
(2023) Vollpracht, Anya; Feldrappe, Volkert; Overmann, Steffen; Haufe, Johannes; Ehrenberg, Andreas; Beutel, Ralf; Matschei, Thomas
Die aktuellen Normen für die Anwendung von Beton sehen deskriptive Regeln für den Einbau in sulfathaltigen Böden und Grundwässern vor. Diese Vorgehensweise schränkt die Anwendungsmöglichkeiten von neuen Bindemitteln und alternativen Betonrezepturen erheblich ein, da diese Baustoffe eine Zustimmung im Einzelfall oder eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung benötigen. Im Zulassungsbereich steht aktuell für die meisten Bindemittel nur das sehr zeitintensive modifizierte SVA‐Verfahren zur Verfügung, mit dem erst nach 2 Jahren Versuchslaufzeit eine Zulassung erfolgen kann. Es wurde daher ein Performance‐Prüfverfahren erarbeitet, das auf der Prüfung der Zugfestigkeit von in Sulfatlösung gelagerten Betonproben basiert. Das Verfahren wurde anhand von 23 verschiedenen Bindemitteln im Hinblick auf seine Aussagekraft untersucht und Abnahmekriterien vorgeschlagen. Derzeit werden Vergleichsuntersuchungen im Labor mit unterschiedlichen w/z‐Werten durchgeführt und es laufen Auslagerungsversuche in einem Anhydrit‐Bergwerk, wo die Proben einer Sulfatkonzentration von 1500 bis 2000 mg/l ausgesetzt sind. Die Proben wurden im Juli 2018 ausgelagert. Darüber hinaus ist ein Ringversuch in Bearbeitung. In diesem Beitrag wird über die Fortschritte zur Etablierung des Prüfverfahrens berichtet.
Open Access
Zerstörungsfreie Prüfung von Betonbauteilen im jungen und erhärteten Zustand mit der Impact-Echo-Technik
(2009) Beutel, Ralf; Reinhardt, Hans-Wolf (Prof. Dr.-Ing. Prof h.c. Dr.-Ing. E.h.)
Das Impact-Echo-Verfahren ist ein in Reflexion arbeitendes, auf Ultraschallwellen basierendes, zerstörungsfreies Prüfverfahren. Das Verfahren benutzt niederfrequente Wellen, die durch einen mechanischen Stoß auf die Oberfläche des Betonbauteils erzeugt werden. In der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen mit dem Impact-Echo-Verfahren an Betonbauteilen im jungen und erhärteten Zustand durchgeführt. Das Ziel dieser Arbeit war die Weiterentwicklung des Verfahrens und die Verbesserung der Aussagegenauigkeit. Mit Hilfe neu entwickelter Hardware wurde die Anwendbarkeit verbessert. Zudem erfolgte die Erweiterung der Anwendung zur Analyse des Erhärtungsverlaufs von Beton. Um das Reflexionsverhalten von Schallwellen zu untersuchen, wurden verschiedene Prüfkörper konzipiert, die mit definierten Fehlstellen, Hüllrohren und teilweiser komplexer Geometrie versehenen waren. Bei Bauteildicken zwischen 7 und 100 cm kann mit diesem Verfahren die vorhandene Bauteildicke im Allgemeinen sehr genau ermittelt werden. Es stellte sich allerdings heraus, dass schräge Reflexionsflächen andere Ergebnisse liefern als parallel zur Oberfläche verlaufende Flächen. Der gemessene Frequenzpeak weicht hier von dem berechneten Peak der tatsächlichen Dicke bzw. Tiefe der Reflektorebene mit zunehmender Dicke ab. Des Weiteren weisen die Ermittlungen der Tiefe oberflächennaher Fehlstellen und Minderdicken kleiner als 10 cm größere Abweichungen auf als bei tiefer liegenden Fehlstellen bzw. dickeren Bauteilen. Es konnte gezeigt werden, dass dies an den hierbei entstehenden Biegewellen liegt. Der Einsatz der Waveletanalyse ermöglichte eine bessere Klassifizierung dieser Biegewellen. Darüber hinaus fanden praxisnahe Messungen an einem Brückenbauwerk vor Ort statt. Anhand von Sägeschnitten konnten die Messergebnisse verifiziert werden. Abschließend wurden vergleichende Untersuchungen mit mehreren Impact-Echo-Systemen durchgeführt und die Ergebnisse bewertet. Die Messergebnisse stimmten hinsichtlich der Dickenbestimmung und der lateralen Ausdehnung der Minderdicken weitestgehend überein. Die untersuchten Prüfsysteme zeigten, dass das Impact-Echo-Verfahren in der Lage ist, sehr gut reproduzierbare Ergebnisse zu liefern. Weitere Untersuchungen mit dem Impact-Echo-Verfahren fanden zur Bestimmung des Erstarrungs- und Erhärtungsverhaltens von Beton an unbewehrten Platten statt. Hierzu wurde ein Messsystem entwickelt, das automatisch den zeitlichen Verlauf der sich mit der Erhärtung ändernden P-Wellengeschwindigkeit kontinuierlich aufzeichnet. Anhand verschiedener Betonmischungen wurden die unterschiedlichen zeitlichen Erhärtungsverläufe über einen Zeitraum von 24 h nach erfolgter Herstellung gemessen. Zur Verifizierung des Messverfahrens fanden gleichzeitige Messungen der Schallgeschwindigkeit in Transmission statt. Anhand der durchgeführten Versuchsreihen konnte eine gute Übereinstimmung der Ergebnisse des Impact-Echo-Verfahrens mit denen des Transmissionsverfahrens nachgewiesen werden. Für Korrelationsuntersuchungen wurden neben der Hydratationswärmeentwicklung auch der dynamische E-Modul und die Druckfestigkeit bestimmt. Aus den ermittelten Größen konnte der jeweilige Erhärtungszustand des Betons abgeleitet werden. Durch die daraus errechnete Beziehung zwischen der Druckfestigkeit und der P-Wellengeschwindigkeit kann im jungen Betonalter die Festigkeitsentwicklung einer Betonmischung gut abgeschätzt werden. Bei den durchgeführten Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass das Impact-Echo-Verfahren bei nur einseitig zugänglichen Betonbauteilen mit bekannter Dicke als Kontrollinstrument für den Erstarrungs- und Erhärtungsverlauf einer Betonmischung verwendet werden kann. Vorraussetzung hierfür ist allerdings nach wie vor die Durchführung einer Vergleichsmessung der zu prüfenden Betonmischung.