Programm

13. Februar 2014

09:00 (zuklappen)

Workshop zur Anwendung von Radar zur Erkundung der inneren Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen

09:00	Grundlagen zur Anwendung von Radar an Beton S. Kathage, Allied Associates Geophysical Ltd., Borken T. Kind, BAM, Berlin
10:00	Pause
10:15	Praxisanwendung in der Versuchshalle der BAM

13:00

Begrüßung

U. Panne, Präsident der BAM

13:20 (zuklappen)

Regelwerke und wiederkehrende Bauwerksprüfung

Sitzungsleitung: M. Fiebrich, Bau Ingenieur Sozietät, Aachen

1 13:20	Regelwerke in der Bauwerksdiagnose A. Taffe, HTW, Berlin Kurzfassung: Die Bauwerksdiagnose umfasst die gesamte Bandbreite von Untersuchungsverfahren zur Ermittlung des I... mehr Kurzfassung: minimieren Die Bauwerksdiagnose umfasst die gesamte Bandbreite von Untersuchungsverfahren zur Ermittlung des Ist-Zustands von Bauwerken. Während die konventionellen meist zerstörenden Verfahren geregelt sind, ist bei zerstörungsfreien Prüfverfahren im Bauwesen (ZfPBau-Verfahren) ein geringer Regelungsgrad festzustellen. Daher konzentriert sich dieser Beitrag auf Regelwerke von ZfPBau-Verfahren. Neben den wenigen Normen wird auf Vorschriften, Merkblätter und Fachliteratur eingegangen, die einen gesicherten Kenntnisstand der Verfahren vermitteln. Darüber hinaus werden Regelwerke genannt, die die Anwendung von ZfPBau-Verfahren fordern und Hilfsmittel, wie geeignete Verfahren ausgewählt werden können.
2 13:45	Messen der Betondeckung und Ortung der Bewehrung - Wichtige Hinweise im neuen DGZfP-Merkblatt C. Flohrer, HOCHTIEF Consulting, Mörfelden-Walldorf A. Zoëga, DB Systemtechnik, Brandenburg-Kirchmöser Kurzfassung: Die Bewehrungsortung mit Lage-, Tiefen- und/oder Durchmesserbestimmung gehört zu den in der Praxis ... mehr Kurzfassung: minimieren Die Bewehrungsortung mit Lage-, Tiefen- und/oder Durchmesserbestimmung gehört zu den in der Praxis am häufigsten angewendeten Prüfaufgaben im Bauwesen. Für diese Prüfaufgaben gibt es eine Vielzahl von Geräten, deren Wirkungsweise auf unterschiedlichen physikalischen Messprinzipien basieren. Je nach Messprinzip unterscheiden sich diese in Hinblick auf die Ortungsmöglichkeiten, Genauigkeiten und zu beachtenden Randbedingungen. Im Merkblatt B2 zur zerstörungsfreien Betondeckungsmessung und Bewehrungsortung an Stahl- und Spannbetonbauteilen werden die unterschiedlichen Verfahren beschrieben, Prüfaufgaben näher erläutert und anhand von Beispielen aus der Baupraxis Vorgehen zur erfolgreichen Durchführung von Prüfaufgaben aufgezeigt.
3 14:10	Neues DBV-Merkblatt zur Anwendung zerstörungsfreier Prüfverfahren im Bauwesen H. Bastert, Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein, Berlin Kurzfassung: Der Arbeitskreis ZfPBau des Deutschen Beton- und Bautechnik-Vereins E.V. (DBV) hat ein neues Merkbl... mehr Kurzfassung: minimieren Der Arbeitskreis ZfPBau des Deutschen Beton- und Bautechnik-Vereins E.V. (DBV) hat ein neues Merkblatt zur Anwendung zerstörungsfreier Prüfverfahren im Bauwesen erarbeitet. Ausgehend von konkreten Prüfaufgaben der täglichen Praxis stehen die jeweils gängigen Prüfverfahren mit ihren Einsatzmöglichkeiten und -grenzen im Fokus der Betrachtungen. Das neue DBVMerkblatt versteht sich als sinnvolle Ergänzung zu den verfahrensbezogenen Merkblättern der Deutschen Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung e.V. (DGZfP).
4 14:35	Bauwerksprüfung nach DIN 1076: Archaisches Abklopfen oder moderne Technik? M. Mertens, O. Gunkel, Hochschule Bochum Kurzfassung: Mit einer stetig höher werdenden Verkehrsbelastung und dem zunehmenden Alter der Ingenieurbauwerke ... mehr Kurzfassung: minimieren Mit einer stetig höher werdenden Verkehrsbelastung und dem zunehmenden Alter der Ingenieurbauwerke im Zuge von Straßen und Wegen ist ein immer größerer Prüfaufwand verbunden. Zur sicheren Beurteilung von Standsicherheit, Verkehrssicherheit und Dauerhaftigkeit der Bauwerke muss daher ggfls. im Einzelfall diskutiert werden, ob der alleinige Einsatz von Standardprüfverfahren noch ausreichend ist. Anhand von Beispielen soll dargestellt werden, wie moderne zerstörungsfreie bzw. zerstörungsarme Prüfverfahren Einzug in den Praxisalltag der Bauwerksprüfung gefunden haben.

15:00

Pause

15:30 (zuklappen)

Feuchtemessung und Kurzpräsentationen

Sitzungsleitung: M. Krüger, MPA Universität Stuttgart

5 15:30	Feuchtemessung im Bauwesen - ein Überblick S. Kruschwitz, BAM, Berlin Kurzfassung: Feuchte gehört zu den größten Schadensverursachern im Bauwesen, dies gilt sowohl für Wohngebäude al... mehr Kurzfassung: minimieren Feuchte gehört zu den größten Schadensverursachern im Bauwesen, dies gilt sowohl für Wohngebäude als auch für Infrastrukturbauten. Wenn Feuchte in poröse Baustoffe eintritt, kommt es zu Lösungs- und Transportvorgängen und schließlich zu Salzausblühungen, Abplatzungen, Rissen und Korrosion. Häufige Ursachen sind aufsteigende Feuchte, Kondensation, fehlende oder schadhafte Abdichtungen und Risse, zum Teil handelt es sich aber auch um „Baufeuchte“, die direkt bei der Herstellung des Baustoffes eingebracht wurde. Obwohl derartige Probleme zahlreich auftreten, ist es immer noch nicht möglich, Feuchteverteilungen flächig und zuverlässig quantitativ aufzunehmen, um z.B. Sanierungsmaßnahmen sinnvoll einzuleiten und zu monitoren. Zwar werden im Bauwesen verschiedenste Feuchtmesssysteme eingesetzt, genormt sind jedoch nur die Feuchtebestimmung nach Darr im Trockenschrank und die Calciumcarbid–Methode (CM). Sie erforden aber beide eine Entnahme von Material und erlauben somit keine Wiederholungsmessungen. Anschließend erfolgt bei diesen direkten Messmethoden eine stoffliche Trennung von Baustoff und Wasser, die Ergebnisse sind daher sehr genau. Zerstörungsfreie Verfahren hingegen basieren auf der Erfassung feuchteabhängiger, physikalischer Materialeigenschaften. Zu beachten ist, dass diese indirekten Verfahren in der Regel auch eine Abhängigkeit von Salzgehalt, Temperatur, Dichte, etc. zeigen. Je nach Art des Messprinzips lassen sich diese Verfahren in Unterkategorien einteilen, gebräuchlich sind elektrische, radiometrische, thermische, hygrometrische, akustische oder optische Methoden. Besonders etabliert haben sich heute Leitfähigkeitsverfahren und kapazitive Methoden. Seit vielen Jahren werden z.B. Multi-Ring-Elektroden eingesetzt, um Feuchteeinträge in der Betonrandzone von wasserbeaufschlagten Bauteilen und Abdichtungen festzustellen. Kapazitive Verfahren beruhen auf den stark unterschiedlichen Dielektrizitätszahlen von Wasser und Baustoff. Somit können feuchte Bereiche von trockenen durch eine Zunahme der Kapazität erfasst werden. Zusätzlich zu den diesen relativ etablierten zerstörungsfreien Verfahren sollen in diesem Beitrag auch die neueren Methoden kurz angesprochen und bezüglich ihrer Vor- und Nachteile diskutiert werden.
6 15:50	Feuchtemessung auf Mikrowellenbasis - qualitative und quantitative Ergebnisse F. Bonitz, M. Kuhne, K. Kupfer, R. Wagner, N. Wagner, MFPA Weimar Kurzfassung: Der Beitrag beginnt mit einer Einordnung des Begriffs Mikrowellen und beschreibt ausgehend davon di... mehr Kurzfassung: minimieren Der Beitrag beginnt mit einer Einordnung des Begriffs Mikrowellen und beschreibt ausgehend davon die Wirkungsweise des zugrunde liegenden Messprinzips. Hierzu wird anhand eines vereinfachten Materialaufbaus die Interaktion der elektromagnetischen Welle mit einem porösem Medium und entsprechenden Wasseranteilen erläutert sowie der Bezug zur elektromagnetischen Materialkenngröße (der komplexen relativen frequenzabhängigen Permittivität - Dielektrizitätszahl) hergestellt. Im Anschluss daran werden Kriterien und Kenngrößen zur Charakterisierung der unterschiedlichen Messverfahren erörtert und deren Einordnung vorgenommen. Basierend auf diesen grundlegenden Methoden zur Signalerzeugung werden Sensorkonfigurationen mit Leitungen und Resonatoren betrachtet. Es erfolgt eine Einschätzung dieser Konfigurationen hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit (wie z. B. erfassbarer Messbereich, Praktikabilität etc.). Daraufhin werden die TDR- und die Resonatoranordnung näher erläutert. Die so gewonnenen Messwerte liefern noch nicht die gewünschte Zielgröße „Feuchte“ sind allerdings sehr sensitiv gegenüber Änderungen des volumetrischen Wassergehalts (aber auch Querempfindlichkeiten, wie Dichte und Temperatur). Erst durch eine nachgeschaltete Verarbeitung wie z.B. die direkte Kalibrierung auf das Material oder die Anwendung bzw. Entwicklung eines geeigneten Materialmodells wird es möglich einen quantitativen Wert der Feuchte (volumetrischer Wassergehalt in m³/m³) zu ermitteln. Anhand einer Materialkalibrierung an Böden wird die Anwendbarkeit der häufig benutzten empirischen Bezeigung nach TOPP et. al beispielhaft gezeigt. Im folgenden Abschnitt sollen die Ergebnisse der vorgestellten Messverfahren durch einige Anwendungsbeispiele illustriert werden. Zunächst wird ein Resonator-Prototyp zur dichtunabhängigen Feuchtebestimmung von Schüttgütern und Feststoffen vorgestellt. Danach folgt ein TDR System zum großflächigen qualitativen Monitoring von Feuchteinfiltration in Bauwerke. Aufbauend auf den TDR- Anordnungen werden zwei Anwendungen (Monitoring des Bodenwasserhaushalts in Hochwasserschutzbauten und der Landwirtschaft) mit einer erweiterten Datenauswertung zur ortsaufgelösten Bestimmung quantitativer Wassergehalte vorgestellt.
7 16:10	Impedanzmessungen zum Monitoring von Feuchte und Salz an Bauwerken F. Lehmann, M. Krüger, MPA Universität Stuttgart Kurzfassung: Die poröse Struktur vieler Baumaterialien hat die Aufnahme von Wasser aus der Luft, dem Boden oder ... mehr Kurzfassung: minimieren Die poröse Struktur vieler Baumaterialien hat die Aufnahme von Wasser aus der Luft, dem Boden oder direkt aus Niederschlag zur Folge. Insbesondere in Verbindung mit Salzen kann dieses im Material zu Schädigungen führen. Mit Hilfe von instrumentierten, kontinuierlichen elektrischen Impedanzmessungen können Feuchteänderungen im Material festgestellt werden. Die Installation mehrerer räumlich verteilter Sensoren ermöglicht das nachvollziehen von Transportwegen und damit Rückschlüsse auf die Quellen. Ein Messsystem zum Monitoring der Impedanz wird vorgestellt und die praktische Anwendung an einem Bauwerk präsentiert.

16:30 (zuklappen)

Kurzpräsentationen ausgewählter Posterbeiträge

Sitzungsleitung: A. Taffe, HTW, Berlin

P3 16:30	Detektion aufgeschwommener Spannglieder in der Bodenplatte einer Talbrücke O. Wurzer, WTM ENGINEERS, München C. Sodeikat, Ingenieurbüro Schießl Gehlen Sodeikat, München Kurzfassung: An der Unterseite der Bodenplatte einer Talbrücke wurden nach dem Vorspannen von internen Spannglie... mehr Kurzfassung: minimieren An der Unterseite der Bodenplatte einer Talbrücke wurden nach dem Vorspannen von internen Spanngliedern und nach dem Verpressen der Hüllrohre ausgeprägte Längsrisse festgestellt. Zur Ermittlung der Schadensursache erfolgten aufwendige Bauwerksuntersuchungen. Insbesondere wurden zur Aufnahme von Lage und Verlauf von 15 internen Spanngliedern, zur Messung von Bauteildicken und Betondeckungen, sowie zur Ortung von Fehlstellen im Beton umfangreiche ZfP-Messungen durchgeführt. Eingesetzt wurden Ultraschall- und Radarverfahren, die auf der Grundlage von lokalen Bauteil-Öffnungen geeicht wurden. Die Messung der Betondeckungen, der Lage und Durchmesser der Betonstahlbewehrung erfolgte mittels Ferroscan. Anhand der Ergebnisse der ZfP-Messungen konnte nachgewiesen werden, dass die internen Spannglieder der Bodenplatte erhebliche unplanmässige Exzentrizitäten aufwiesen und deren Hüllrohre während des Betonierens aufgeschwommen sein mussten. Als problematisch im Hinblick auf den Schädigungszustand erwiesen sich vor allem deutliche Knicke in den Spanngliedverläufen. Auf der Grundlage der Ergebnisse der ZfP-Messungen wurden nichtlineare Finite-Element-Analysen durchgeführt, um die Bedeutung des Schadens auf die Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit der Brücke nachzuvollziehen. Eine komplexe Instandsetzung des Überbaus war zur Wiederherstellung von Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit des Überbaus erforderlich. Dazu wurde der Beton im Bodenplattenbereich, in dem die aufgeschwommenen Spannglieder lagen, nach einer genau festgelegten Vorgehensweise mit Hochdruckwasserstrahl entfernt, sodass sich die freigelegten Spannglieder gerade ziehen und ausrichten konnten. Nach dem Ausrichten und Ergänzen der vorhandenen Betonstahlbewehrung wurde der betroffene Bodenplattenabschnitt neu betoniert. Die Instandsetzungsarbeiten erfolgten von einem Hängegerüst aus. Zur Sicherung der geschädigten Bauteile gegen plötzliches Versagen während der Instandsetzungsarbeiten wurden Traversenträger und vorgespannte Zug-Druck-Glieder vorgesehen. Im angebotenen Poster sollen insbesondere die Anwendung und die Ergebnisse der ZfP-Verfahren dargestellt werden, die sowohl zur Ermittlung der Schadensursache wie auch zur Begleitung der Instandsetzung erfolgreich eingesetzt wurden.
P7 16:40	Geophysik und Zerstörungsfreie Prüfung im Bauwesen E. Niederleithinger, BAM, Berlin Kurzfassung: Geophysikalische Verfahren, die zur Erkundung des Erduntergrundes im Bereich von wenigen Metern bis... mehr Kurzfassung: minimieren Geophysikalische Verfahren, die zur Erkundung des Erduntergrundes im Bereich von wenigen Metern bis zum Erdkern eingesetzt werden, haben physikalisch und mathematisch eine enge Verwandtschaft zu Methoden der zerstörungsfreien Prüfung im Bauwesen. Ein Beispiel ist das zur Erkundung des oberflächennahen Untergrundes entwickelte Radarverfahren, das in den letzten 20 Jahren für Anwendungen im Bauwesen angepasst und optimiert wurde. Physikalisch eng verwandt sind auch seismische Verfahren, wie sie zur Rohstofferkundung eingesetzt werden, und Ultraschall-Echo- bzw. Transmissionsverfahren. Einige neue Methoden der Seismik lassen sich auch für die Bearbeitung und Auswertung von Ultraschalldaten sehr gut einsetzen. Dazu gehören moderne Abbildungsverfahren wie die Reverse Time Migration (RTM), aber auch interferometrische Methoden zur Detektion subtiler Veränderungen im Material und zur Interpolation von Messspuren ("virtuelle Quellen"). Mehrere dieser Methoden wurden in der letzten Zeit anhand synthetischer und laborpraktischer Daten evaluiert und angepasst. Sie haben das Potential, die Abbildungsqualität deutlich zu erhöhen und neue Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen.
P8 16:50	Ortung tiefliegender Bewehrung durch Ultraschall mit bildgebender Phasenauswertung R. Feldmann, M. Krause, B. Milmann, BAM, Berlin A. Zoëga, DB Systemtechnik, Brandenburg-Kirchmöser Kurzfassung: Die Ortung von schlaffer Bewehrung in Beton erfolgt routinemäßig mit bildgebenden Radar- oder Wirbe... mehr Kurzfassung: minimieren 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 mit Scherwellen 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.

14. Februar 2014

09:00 (zuklappen)

Praxisanwendungen und neue Entwicklungen

Sitzungsleitung: J.H. Kurz, DB Systemtechnik, Brandenburg-Kirchmöser

8 09:00	Untersuchung historischer Deckensysteme mit Hilfe zerstörungsfreier Prüfverfahren F. Knab, C. Sodeikat, Ingenieurbüro Schießl Gehlen Sodeikat, München Kurzfassung: Historische Gebäude sind ein wesentlicher Bestandteil unserer Bausubstanz. Bei anstehenden Baumaßna... mehr Kurzfassung: minimieren Historische Gebäude sind ein wesentlicher Bestandteil unserer Bausubstanz. Bei anstehenden Baumaßnahmen ergeben sich häufig ein erhöhter Untersuchungsbedarf und besondere Anforderungen an das Untersuchungsverfahren. Zerstörungsfreie Prüfverfahren stellen hier nicht nur eine überaus leistungsfähige Alternative zu zerstörenden Verfahren dar, sondern sind oft die einzige Möglichkeit, an die gewünschten Informationen zu gelangen. Die Aufgabenstellungen im Zusammenhang mit historischen Decken sind vielfältig und reichen von Untersuchungen zur Bauteilgeometrie und Konstruktion über Untersuchungen zu vorhandenen Schäden bis hin zur Untersuchung von Baustoffeigenschaften. Die zerstörungsfreien Verfahren zur Untersuchung historischer Decken sind ähnlich vielfältig wie die Aufgabenstellungen. Wichtige Verfahren, die, kurz vorgestellt werden, sind das Ultraschall-Echoverfahren, Georadar, Bewehrungsscanner und ergänzend die Endoskopie. Bei der Durchführung zerstörungsfreier Untersuchungen an historischen Decken hat es sich bewährt, die Untersuchung von Anfang an gründlich vorzubereiten, d.h. Fokussierung auf das Untersuchungsziel, Recherche verfügbarer relevanter Informationen, Klärung der Randbedingungen vor Ort, Wahl des passenden Verfahrens oder der passenden Kombination von Verfahren. Bei komplexeren Aufgabenstellungen können vorherige Testmessungen helfen, das passende Verfahren zu wählen und vorab zu klären, ob die gewünschten Erkenntnisse gewonnen werden können. In der Regel empfiehlt sich zumindest eine stich-probenweise Überprüfung der Messergebnisse durch begleitende minimalinvasive Untersuchungen wie beispielsweise eine Endoskopie. Als Praxisbeispiele werden gezeigt: • Überprüfung der Dicke von Decken in einem Gebäude • Ortung von Holzbalken in einer historischen Decke • Erstellung eines Deckentypenverzeichnisses in einem teilweise wiederaufgebauten Gebäude • Untersuchung einer historischen Dahmit-Decke im Zuge einer Nutzungsänderung Die Wahl des optimalen Untersuchungsverfahrens ist nicht immer einfach. Sie setzt, ebenso wie die Auswertung der Untersuchungsergebnisse viel Erfahrung voraus.
9 09:20	Bewertung von Gebäuden und Brücken im Katastrophenfall im Hinblick auf Evakuierungsmaßnahmen und Sanierung N. Gebbeken, Univ. der Bundeswehr München, Neubiberg Kurzfassung: Werden bauliche Anlagen durch außergewöhnliche Einwirkungen im Katastrophenfall beansprucht, so tre... mehr Kurzfassung: minimieren Werden bauliche Anlagen durch außergewöhnliche Einwirkungen im Katastrophenfall beansprucht, so treten häufig bauliche Schäden auf, bis hin zu Teileinstürzen oder zum Gesamtversagen der tragenden Struktur. Aber auch das Altern der bestehenden Infrastruktur kann zu Problemen führen, ohne dass eine planmäßige Überbelastung stattfindet. Für die Bewertung der Resttragfähigkeit alternder oder beschädigter baulicher Anlagen gibt es keine Ausbildung (Ausnahme, sog. Baufachberater von THW und Feuerwehr) und keine Normen. Bei der planmäßigen Bewertung bestehender baulicher Anlagen können speziell geschulte Ingenieure die bauliche Anlage überprüfen, Proben nehmen und eine Resttragfähigkeit berechnen. Das dauert üblicherweise Wochen. Im Katastrophenfall werden Antworten unmittelbar benötigt; es bedarf einer Schnelldiagnose und einer unmittelbaren Bewertung. Der Vortrag gibt einen Überblick über heutige Möglichkeiten anhand von Beispielen.
10 09:40	Sinn und Unsinn dichter Messraster bei Radaruntersuchungen von Betonbauteilen T. Kind, BAM, Berlin Kurzfassung: Schlaffe und vorgespannte Bewehrungen in Stahlbetonbauwerken lassen sich in einer Tiefe von etwa 30... mehr Kurzfassung: minimieren Schlaffe und vorgespannte Bewehrungen in Stahlbetonbauwerken lassen sich in einer Tiefe von etwa 30 – 35 cm gut mit dem Radarverfahren orten. In der Praxis zeigt sich aber häufig, daß der zeitliche Aufwand für eine Radarmessung stark variieren kann. Gründe dafür sind zum einen die Komplexität der Bewehrung im Betonbauteil, zum anderen aber auch die Unsicherheit des Anwenders bei der Durchführung der Radarmessung. Die Frage, ob die Bewehrung schon mit der Messung entlang einer einzelnen Messlinie gefunden werden kann, oder ob eine flächige Messung notwendig ist, kann häufig nicht schnell und einfach beantwortet werden. Bei flächigen Radarmessungen ist ein wesentlicher Punkt dabei die Frage, wie dicht das Messraster sein soll. In der Praxis stellt sich häufig im Nachhinein heraus, daß ein weniger dichtes Raster mit einem Messlinienabstand von 10 cm oder 20 cm statt eines dichteren Rasters von z. B. 5 cm Messlinienabstand keine merkliche Verschlechterung des Ergebnisses beim Orten der Bewehrung liefert. Der zeitliche Aufwand für eine Radarmessung kann sich deshalb bei einer aufgabenbezogenen Wahl des Messrasters im Vergleich zur ursprünglichen Messung um deutlich mehr als die Hälfte verringern. Seltener tritt in der Praxis der Fall auf, daß ein Messraster zu groß gewählt wurde. Anhand von Praxisbeispielen werden die Unterschiede von Radarergebnissen bei einer Variation von Messrastern gezeigt. Die Wahl eines aufgabenbezogenen Messrasters wird ebenso wie die Wahl einer geschickten Antennenpolarisation bei der Ortung vorgespannter Bewehrung betrachtet und der Einfluss der Antennenpolarisation auf den Aufwand der Radarmessung diskutiert. Abschließend wird ein kurzer Ausblick gegeben, was für ein Potential dichte Messraster trotzdem in der Forschung haben können.
11 10:00	Erfahrungen bei der zerstörungsfreien Prüfung von Abspannseilen und deren Endverbindungen O. Gronau, J. Klein, H. Lobert, DMT, Bochum Kurzfassung: Seile als hochfeste Zugglieder werden seit Jahrzehnten in Bauwerken wie z.B. Brücken, Sendemasten, ... mehr Kurzfassung: minimieren Seile als hochfeste Zugglieder werden seit Jahrzehnten in Bauwerken wie z.B. Brücken, Sendemasten, Kaminen, Dachkonstruktionen und ähnlichen eingesetzt. Anders als bei laufenden Seilen, die ihre Ablegereife durch Verschleiß und Wechselbiegung erreichen, unterliegen Seile als hochfeste Zugglieder an Bauwerken statischen Lasten, zusätzlichen dynamischen Beanspruchungen (Fahrzeugverkehr, Windlast etc.) und Witterungseinflüssen (Korrosion), die die Lebenserwartung hauptsächlich beeinflussen. Eine zuverlässige Berechnungsmethode zur Ermittlung der Lebensdauer von stehenden Seilen, basierend auf den oben genannten Einflussfaktoren, gibt es nicht. Regelmäßige Prüfungen sind daher unumgänglich. Die am häufigsten angewandte Methode zur Zustandsbeschreibung ist die visuelle Prüfung, die sich jedoch nur auf die äußerlich erkennbaren Schädigungen beschränken kann, wie z. B. Zustand der Oberflächenbeschichtung, äußere Korrosion, äußere Drahtbrüche oder andere sichtbare Unregelmäßigkeiten. Der Zustand im Inneren eines Seiles, unterhalb von Klemmen sowie innerhalb der Endverbindungen, ist mit der reinen visuellen Prüfung nicht beschreibbar. Mit dem Einsatz von Permanentmagneten für die zerstörungsfreie magnetinduktive Seilprüfung Mitte der 60-iger Jahre wurden von DMT-Mitarbeitern verstärkt auch seilabgespannte Bauwerke geprüft. Neben der visuellen Inspektion wurden zusätzlich auch zerstörungsfreien Prüfungen wie die magnetinduktive Prüfungen der frei zugänglichen Seilbereiche sowie Ultraschalluntersuchungen an Endverbindungen, in Klemmbereichen und an den Seilverlagerungen durchgeführt. Als Ergebnis dieser Prüfungen werden dem Auftraggebern Aussagen über die Betriebssicherheit sowie über notwendige Instandsetzungsarbeiten gegeben.
12 10:15	Möglichkeiten des Einsatzes von 3D-Laserscannern zur geometrischen Überprüfung von Bauwerken E. Bergholz, Laserscanning-Europe, Magdeburg Kurzfassung: 3D-Laserscanner werden stets populärer und setzen sich immer stärker in vielen verschiedenen Fachdi... mehr Kurzfassung: minimieren 3D-Laserscanner werden stets populärer und setzen sich immer stärker in vielen verschiedenen Fachdisziplinen durch. Moderne Laserscanner sind für viele Anwendungen im Bauwesen einsetzbar. Für die geometrische Erfassung und Überprüfung von komplexen Bauwerken ist der 3D-Laserscanner traditionellen Messverfahren weit überlegen. Insbesondere wenn das Bauwerk keine Regelgeometrien besitzt, die Objekte schlecht zu erreichen sind oder nur eine kurze Aufnahmezeit zur Verfügung steht, ist der Einsatz von Laserscannern oft von sehr großem Nutzen. Wie jedes andere Messverfahren hat der Laserscanner aber auch Grenzen in der sinnvollen Anwendung.

10:30

Pause

11:00 (zuklappen)

Bewertung von Bestandsbauwerken

Sitzungsleitung: A. Walther, BauConsulting, Brandenburg

13 11:00	Ermittlung der Leistungsfähigkeit von ZfPBau Verfahren als Eingangsgröße für statische Nachrechnungen von Ingenieurbauwerken S. Feistkorn, BASE, Berlin A. Taffe, HTW, Berlin Kurzfassung: Um die Ergebnisse von zerstörungsfreien Prüfungen im Bauwesen (ZfPBau) für statische Nachrechnungen... mehr Kurzfassung: minimieren Um die Ergebnisse von zerstörungsfreien Prüfungen im Bauwesen (ZfPBau) für statische Nachrechnungen verwenden zu können, ist es erforderlich, die Leistungsfähigkeit der Verfahren zu kennen. Zur Bestimmung der Zuverlässigkeit von qualitativen Prüfaufgaben hat sich hierzu die POD-Analyse (Probability of Detection) nach MIL-HDBK-1823A und Berens Report etabliert. Für die Ermittlung der Messunsicherheit quantitativer Prüfaufgaben wird in der ZfPBau die Methodik nach GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) angewendet. In diesem Beitrag wird anhand von Beispielen gezeigt, wie die Leistungsfähigkeit qualitativer und quantitativer Prüfaufgaben mit diesen beiden Methoden (POD und GUM) ermittelt werden kann. Weiterhin wird ein neuer Ansatz vorgestellt, wie diese so aufbereiteten Messergebnisse als Eingangsgrössen für statische Nachrechnungen von Ingenieurbauwerken verwendet werden können und welchen Nutzen dies für die Bestimmung der Versagenswahrscheinlichkeit bei der Nachrechnung von Ingenieurbauwerken hat.
14 11:20	Nutzung der Ergebnisse zerstörungsfreier Prüfverfahren im Bauwesen (ZfP-Bau) zum statischen Nachweis von Brücken im Bestand T. Braml, HFR Ingenieure, München K. Morgen, WTM ENGINEERS, Hamburg Kurzfassung: Der Vorteil bei der Bewertung von bestehenden Bauwerken besteht darin, dass Informationen wie Baust... mehr Kurzfassung: minimieren Der Vorteil bei der Bewertung von bestehenden Bauwerken besteht darin, dass Informationen wie Baustoffkennwerte, Geometrie, Spanngliedverläufe etc. direkt am Bauwerk gemessen werden können. Besonders probabilistische Berechnungsverfahren nutzen das große Potenzial, die aus zerstörungsfreien Prüfverfahren im Bauwesen (ZfP-Bau) statistisch ausgewerteten Ergebnisse direkt in die Berechnung einfließen zu lassen, da die maßgebenden Basisvariablen für Einwirkungen und Widerstände der Grenzzustandsfunktionen jeweils mit einem stochastischen Modell abgebildet werden. Eine realistische Bewertung des Zuverlässigkeitsniveaus ist dann möglich. Deshalb sind die probabilistischen Methoden in ihrer Aussagekraft unmittelbar an die Qualität der zur Verfügung stehenden Mess- und Monitoringverfahren angebunden. Zudem können durch eine vorgeschaltete Sensitivitätsanalyse die maßgebenden Parameter am Bauwerk bestimmt werden, so dass ZfP-Bau Verfahren zielgerichtet eingesetzt werden können. Die zerstörungsfreien Prüfverfahren im Bauwesen haben in letzter Zeit zunehmend an Bedeutung gewonnen und können immer wirtschaftlicher eingesetzt werden. Wichtig ist dabei die Gütebewertung für die qualitativen und quantitativen Prüfaufgaben, so dass stochastische Modelle zur Verfügung gestellt werden können die alle Unsicherheiten enthalten. Dazu stellt der GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) zusammen mit der POD(a) Analyse eine Methodik zur Verfügung. Der Beitrag stellt einen Vorschlag für eine praktikable Vorgehensweise für die Nutzung von ZfP-Bau Ergebnissen bei der Bewertung von bestehenden Brückenbauwerken vor und zeigt die Vorteile an einem Anwendungsbeispiel.
15 11:40	Die Intelligente Brücke - Adaptive Konzepte zur ganzheitlichen Zustandsbewertung T. Neumann, P. Haardt, BASt, Bergisch Gladbach Kurzfassung: Um ein zuverlässiges Straßennetz aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, neue innovative Ansätze in d... mehr Kurzfassung: minimieren Um ein zuverlässiges Straßennetz aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, neue innovative Ansätze in das Erhaltungsmanagement der Brückenbauwerke im Bundesfernstraßennetz zu integrieren und weiterzuentwickeln. Ergänzend zu den turnusmäßigen Bauwerksprüfungen nach DIN 1076 wird daher ein adaptives Konzept bereitgestellt, das es ermöglichen soll zum einen Zustandsveränderungen frühzeitig zu erfassen und zu bewerten und zum anderen mit Hilfe von erfassten Einwirkungen und Widerständen zukünftige Zustandsentwicklungen zu prognostizieren. Die zu konzipierenden Systeme setzen sich im Wesentlichen aus der Datenerfassung mit Hilfe von Sensorik und den zur echtzeitnahen Verwendung und Bewertung notwendigen Modellen zusammen. Im Rahmen mehrerer Forschungsprojekte wurden einzelne Bausteine eines solchen adaptiven Systems erarbeitet.
16 12:00	Brückenmonitoring - Zustandserfassung rund um die Uhr U. Kohlbrei, TÜV Rheinland Industrie Service, Köln Kurzfassung: Durch begrenzte finanzielle Mittel sind nachhaltige Ertüchtigungsmaßnahmen von vorgeschädigten oder... mehr Kurzfassung: minimieren Durch begrenzte finanzielle Mittel sind nachhaltige Ertüchtigungsmaßnahmen von vorgeschädigten oder aufgrund des gestiegenen Belastungsniveaus nicht mehr ausreichend dimensionierten Ingenieurbauwerken kurzfristig nur selten realisierbar. Aus dem gleichen Grund kann oftmals ein unmittelbarer Ersatz von kritisch vorgeschädigten oder ermüdungsgefährdeten Konstruktionen nicht erfolgen. Eine Teil - oder sogar Vollsperrung der vorgenannten Bauwerke oder eine für den Schwerlastverkehr sehr einschneidende Ablastung führt allerdings zwangsläufig zu erheblichen Infrastrukturproblemen, da die Verkehrsströme zähflüssiger denn je würden. Die Ausweichströme des Verkehrs würden zudem dazu führen, dass weitere Bauwerke und Straßenzüge innerhalb kürzester Zeit eine hohe Abnutzung erfahren und letztendlich das Problem der Verfügbarkeit intakter Brückenbauwerke nur verschärft würde. Ein zielgerichtetes Brückenmonitoring als Bestandteil eines innovativen Bauwerks- und Risikomanagementsystems kann folgenden Gewinn für den Bauwerksbetreiber erbringen: - Qualitätssicherung und Funktionskontrolle von Brücken durch lückenlose Überwachung - Ist-Zustandsbewertung von Bauwerken oder Bauwerksteilen auf Grundlage neutraler und nachvollziehbarer Messdaten - Sicherheitsgewinn durch frühzeitiges Erkennen von sicherheitsrelevanten Veränderungen - Erfassung von tatsächlichen Einwirkungs- und Beanspruchungsgrößen als Eingangsgrößen für weitergehende Berechnungen (z. B. Ermüdungsnachweise, vereinheitlichte Nachrechnungen) - Optimierung von Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen durch Überwachung des Alterungsverhaltens und der zeitlichen Entwicklung von Schadensbildern - Überwachung von Nutzungsauflagen von Bauwerken (z. B. Einhaltung von maximal zulässigen Fahrzeuggesamtgewichten) - Verifizierung der Wirksamkeit von Ertüchtigungs- und Sanierungsmaßnahmen - Verlängerung der Restnutzungsdauer von Brücken bis zur Fertigstellung eines Ersatzbauwerks oder bis zum Abschluss von Ertüchtigungsmaßnahmen

12:20

Pause

12:45 (zuklappen)

Schlussvortrag

17
12:45

Bauwerksdiagnose mit zerstörungsfreien Prüfverfahren: Was wurde erreicht? - Woran fehlt es?
C.U. Große, TU München

Kurzfassung:
In den letzten Jahrzehnten hat die Mess- und Prüftechnik große Fortschritte gemacht, was auch die V... mehr

13:15

Schlusswort

Poster

P1	Einsatzfähigkeit von eingebetteten RFID Sensoren für das Bauwerksmonitoring M. Stoppel, BAM, Berlin A. Fakhouri, BASt, Bergisch Gladbach Kurzfassung: RFID (radio-frequency identification) ist eine drahtlose Übertragungstechnik zur Identifizierung un... mehr Kurzfassung: minimieren RFID (radio-frequency identification) ist eine drahtlose Übertragungstechnik zur Identifizierung und Ortung von sogenannten RFID-Tags, die an Objekten befestigt werden oder z.B. zur Zugangskontrolle verwendet können. Die Technik ist durch die Nutzung im kommerziellen Bereich standardisiert, sehr weit entwickelt und durch die massenhafte Verbreitung preiswert. Neue Generationen von Tags ermöglichen die Anbindung von Sensoren. Ziel des Projekts war es, RFID-Tags mit Sensoren zu verbinden und hinsichtlich ihrer prinzipiellen Eignung für die Zustandsbewertung von Brückenbauwerken zu untersuchen. Dabei sollte auch das Entwicklungspotenzial dieser Technologie aufgezeigt und anhand von ausgewählten Sensortypen demonstriert werden. Diese Sensoren sollen es ermöglichen, unsichtbare Schäden (bspw. das Eindringen von Feuchte) festzustellen und/oder eine Prognose über die zukünftige Zustandsentwicklung zu erstellen. Die prinzipielle Einsatzfähigkeit von RFID-basierenden Sensorsystemen konnte festgestellt werden und wird anhand von Labormessungen an Probekörpern aufgezeigt. Die Reichweitenmessung hat ergeben, dass eine Wirkreichweite von bis zu 170 mm mit dem entwickelten RFID-System im ungestörten Fall möglich ist, was für die meisten Anwendungsfälle ausreichend sein dürfte. Die Laborversuche haben die qualitative Funktionsweise und -fähigkeit der ausgewählten Sensoren zur Feuchtemessung und Indikation von aktiver Korrosion bestätigt. Als Ergebnis des Projektes wird die prinzipielle Machbarkeit gezeigt, dass im Beton fest eingebettete Sensoren mit RFID Technik ausgestattet werden können und dass RFID als Übertragungstechnik für Messwerte zur Zustandsdiagnose nutzbar ist. Die Messwerte sollen später in der Praxis für Managementsysteme verfüg- und nutzbar gemacht werden können. Zahlreiche Veröffentlichungen zum Thema RFID sowie Monitoring und Sensorik im Bauwesen weisen auf die Wichtigkeit und den zukünftig steigenden Bedarf an eingebetteter Sensorik im Bauwesen hin. Andere Messprinzipien als Ergänzung oder Kombination sind für weitere Entwicklungen mit dem entwickelten System denkbar. Diesem Bericht liegen Teile der im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur, vertreten durch die Bundesanstalt für Straßenwesen, unter FE-NR.89.0266/2011 durchgeführten Forschungsarbeit zugrunde. Die Verantwortung für den Inhalt liegt allein beim Autor.
P2	Praktische und praxisnahe Untersuchung von Spannbetonkonstruktionen mit bildgebenden Ultraschallecho-Verfahren S. Schulze, Hupfer Ingenieure, Hamburg M. Krause, BAM, Berlin K. Mayer, Universität Kassel Kurzfassung: Um die Akzeptanz der zerstörungsfreien Prüfung im Bauwesen (ZfPBau) in der Praxis weiter zu verbess... mehr Kurzfassung: minimieren Um die Akzeptanz der zerstörungsfreien Prüfung im Bauwesen (ZfPBau) in der Praxis weiter zu verbessern, müssen Resultate in wirtschaftlich vertretbarem Rahmen erreicht werden, auch für komplexe Prüfaufgaben. Gleichzeitig sollten Resultate für Auftraggeber und andere Baufachleute ohne entsprechenden Hintergrund in der ZfPBau weitestmöglich intuitiv nachvollziehbar sein. Wesentlicher Bestandteil dabei ist die effiziente bildgebende Auswertung von Volumendaten, die mittels automatisierter Prüfverfahren und/oder zweckmäßigen manuellen Messungen gewonnen wurden. Eine besonders komplexe Aufgabe ist die Untersuchung von Spannbetonkonstruktionen, speziell hinsichtlich des Verpresszustandes der Spannglieder. Im Rahmen des DFG-geförderten Forschungsvorhabens "Analyse von Spannbetonbauteilen mit 3D-Ultraschallecho-Verfahren" als Gemeinschaftsprojekt der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und der Universität Kassel wurden Serien kleiner Probekörper sowie eine große Referenztestwand erstellt, in die Hüllrohre unterschiedlichster Verpresszustände, Tiefenlagen und Bewehrungsüberdeckungen praxisnah eingebaut wurden. Für die Auswertung wurde das an der Universität Kassel entwickelte und an der BAM im Praxiseinsatz bewährte Softwarepaket „InterSAFT“ zur bildgebenden Rekonstruktion und Darstellung von Messdaten verwendet. Insbesondere durch die bildgebende Darstellung der Phasenlage von Echosignalen zur Unterscheidung der Reflektoren Stahl und Luft in Betonwird dabei ein signifikanter Informationsgewinn ermöglicht. Anhand von Resultaten an dieser Testwand sowie an einem realen Spannbetonbauwerk mit praktischen Fragestellungen werden aktuelle Fortschritte in der bildgebenden Ultraschallechountersuchung im Bauwesen aufgezeigt.
P3	Detektion aufgeschwommener Spannglieder in der Bodenplatte einer Talbrücke O. Wurzer, WTM ENGINEERS, München C. Sodeikat, Ingenieurbüro Schießl Gehlen Sodeikat, München Kurzfassung: An der Unterseite der Bodenplatte einer Talbrücke wurden nach dem Vorspannen von internen Spannglie... mehr Kurzfassung: minimieren An der Unterseite der Bodenplatte einer Talbrücke wurden nach dem Vorspannen von internen Spanngliedern und nach dem Verpressen der Hüllrohre ausgeprägte Längsrisse festgestellt. Zur Ermittlung der Schadensursache erfolgten aufwendige Bauwerksuntersuchungen. Insbesondere wurden zur Aufnahme von Lage und Verlauf von 15 internen Spanngliedern, zur Messung von Bauteildicken und Betondeckungen, sowie zur Ortung von Fehlstellen im Beton umfangreiche ZfP-Messungen durchgeführt. Eingesetzt wurden Ultraschall- und Radarverfahren, die auf der Grundlage von lokalen Bauteil-Öffnungen geeicht wurden. Die Messung der Betondeckungen, der Lage und Durchmesser der Betonstahlbewehrung erfolgte mittels Ferroscan. Anhand der Ergebnisse der ZfP-Messungen konnte nachgewiesen werden, dass die internen Spannglieder der Bodenplatte erhebliche unplanmässige Exzentrizitäten aufwiesen und deren Hüllrohre während des Betonierens aufgeschwommen sein mussten. Als problematisch im Hinblick auf den Schädigungszustand erwiesen sich vor allem deutliche Knicke in den Spanngliedverläufen. Auf der Grundlage der Ergebnisse der ZfP-Messungen wurden nichtlineare Finite-Element-Analysen durchgeführt, um die Bedeutung des Schadens auf die Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit der Brücke nachzuvollziehen. Eine komplexe Instandsetzung des Überbaus war zur Wiederherstellung von Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit des Überbaus erforderlich. Dazu wurde der Beton im Bodenplattenbereich, in dem die aufgeschwommenen Spannglieder lagen, nach einer genau festgelegten Vorgehensweise mit Hochdruckwasserstrahl entfernt, sodass sich die freigelegten Spannglieder gerade ziehen und ausrichten konnten. Nach dem Ausrichten und Ergänzen der vorhandenen Betonstahlbewehrung wurde der betroffene Bodenplattenabschnitt neu betoniert. Die Instandsetzungsarbeiten erfolgten von einem Hängegerüst aus. Zur Sicherung der geschädigten Bauteile gegen plötzliches Versagen während der Instandsetzungsarbeiten wurden Traversenträger und vorgespannte Zug-Druck-Glieder vorgesehen. Im angebotenen Poster sollen insbesondere die Anwendung und die Ergebnisse der ZfP-Verfahren dargestellt werden, die sowohl zur Ermittlung der Schadensursache wie auch zur Begleitung der Instandsetzung erfolgreich eingesetzt wurden.
P4	Experimentell gestützte Tragsicherheitsbewertung von Straßenbrücken D. Kahl, Ingenieurgesellschaft Experimentelle Statik, Bremen M. Gutermann, Hochschule Bremen Kurzfassung: Wenn die Tragsicherheit von Bestandsbauwerken auf der Grundlage rein rechnerischer Methoden nicht n... mehr Kurzfassung: minimieren Wenn die Tragsicherheit von Bestandsbauwerken auf der Grundlage rein rechnerischer Methoden nicht nachgewiesen werden kann, sind experimentelle Untersuchungen ein Weg, um vorhandene Tragreserven aufzudecken. Unsere Erfahrungen haben gezeigt, dass durch den Einsatz moderner Belastungs- und Messtechnik Tragreserven an Brückenbauwerken erschlossen werden können, die durch eine Rechnung allein nicht nachweisbar gewesen wären. Mögliche Zuwächse der zulässigen Verkehrslasten liegen dabei erfahrungsgemäß zwischen 30 % und 50 %, können aber auch in Einzelfällen über 100 % betragen. Die experimentelle Tragsicherheitsanalyse erschließt demnach ein großes Einsparpotenzial und kann auch bei historischen Konstruktionen sinnvoll eingesetzt werden. Diese Erfahrungen stehen im Kontrast zu den aktuellen Entwicklungen im Umgang mit dem allgemein schlechten Bauzustand der Brücken. Seit dem Jahre 2011 existiert die Richtlinie zur Nachrechnung von Straßenbrücken im Bestand (Nachrechnungsrichtlinie), herausgegeben vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, Abteilung Straßenbau. Dort werden experimentelle Verfahren zwar erwähnt, durch eine Notwendigkeit der der Zustimmung durch die Obersten Straßenbaubehörden der Länder praktisch aber ausgeschlossen. Unser Posterbeitrag soll unsere Erfahrungen der letzten Dekade aufzeigen und zur Diskussion des Themas „Sonderfall experimentelle Verfahren“ anlässlich der Fachtagung zur Diskussion stellen.
P5	Vergleich von Radarmessungen in Reflexion und Transmission zur Detektierbarkeit von Lufteinschlüssen in Betonbauteilen C. Trela, T. Kind, M. Schubert, BAM, Berlin Kurzfassung: Die meisten Infrastrukturbauwerke in Deutschland sind aus Stahlbeton. Bei der Fertigung solcher Sta... mehr Kurzfassung: minimieren Die meisten Infrastrukturbauwerke in Deutschland sind aus Stahlbeton. Bei der Fertigung solcher Stahlbetonteile können beim Betonieren Verdichtungsmängel auftreten. Vor allem bei sehr dicht bewehrten Bauteilen, wo nur erschwert Beton eingefüllt und verdichtet werden kann, können dabei Lufteinschlüsse entstehen. Um solche Bereiche verminderter Betonqualität zerstörungsfrei aufzufinden, wurde in der Vergangenheit die Ultraschallprüfung vorrangig angewendet. Das Impulsradarverfahren mit hochfrequenten Antennen in Reflexion ist hingegen als Nachweisverfahren besonders dann geeignet, wenn metallische Einbauteile, wie Bewehrungsstäbe und Spannkanäle geortet werden müssen. Dies ist begründet in deren hoher Reflektivität. Lufteinschlüsse dagegen sind nur schwache Reflektoren bzw. Streuer und somit besonders schwer hinter Bewehrung detektierbar. Wird das Impulsradarverfahren jedoch in Transmission angewendet, verändert sich die Situation. Die metallischen Einbauteile führen zwar zu einer gewissen Dämpfung und Zeitverzögerung der Signale während der Wellenausbreitung durch das Bauteil, aber die Lufteinschlüsse bewirken den deutlich stärkeren Effekt auf die Amplitude der transmittierten Welle. Die unterschiedliche Sensitivität dieser beiden Messmethoden, Reflexion und Transmission, auf die Detektion von Lufteinschlüssen wird an einem Betontestkörper demonstriert. Dieser enthält definierte Lufteinschlüsse in Form von unterschiedlich großen Styroporkugeln, die direkt hinter und versetzt zu Bewehrungsstäben, in unterschiedlicher Tiefe eingebaut sind. Automatisiert wurde dieser Testkörper entlang von parallelen Messlinien, in einem sehr feinen Raster, mit verschiedenen Messkonfigurationen, wie Antennenfrequenz und –polarisation abgefahren. Durch den abschattenden Einfluss der oberflächennahen Bewehrung lassen sich die Styroporkugeln in den Reflexionsmessungen nur bis zu einer bestimmten Tiefe nachweisen. Bei den Transmissionsmessungen wurden alle Styroporkugeln unabhängig von der Tiefe detektiert. Mit der Transmissionsmessung ergibt sich somit eine neue, erfolgsversprechende Möglichkeit der Detektion von Lufteinschlüssen in Betonbauteilen mit Radar.
P6	Qualitätssicherung von Hydrophobierungen mit einem reaktiven Markersystem durch die Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) K. Bienert, Specht, Kalleja + Partner, Berlin G. Wilsch, BAM, Berlin Kurzfassung: Stahlbetonbauwerke der Verkehrsinfrastruktur sind nutzungsbedingt Expositionen ausgesetzt, die zu S... mehr Kurzfassung: minimieren Stahlbetonbauwerke der Verkehrsinfrastruktur sind nutzungsbedingt Expositionen ausgesetzt, die zu Schäden an der Konstruktion führen können. Dabei ist in erster Linie die Einwirkung von tausalzhaltigen Wässern im Winter zu nennen, die durch den Beton kapillar und über Diffusionsvorgänge aufgenommen werden. Ein Weg, die kapillare Wasseraufnahme zu unterbinden, ist eine Tiefenhydrophobierung der Werkstoffoberflächen durch siliziumorganische Verbindungen. Die Wirksamkeit und die Dauerhaftigkeit der Tiefenhydrophobierungen wird im Wesentlichen durch die Eindringtiefe und den Wirkstoffgehalt in der Betonrandzone bestimmt. Diese beiden Parameter gilt es also in der Qualitätssicherung zu überprüfen. Bisherige Verfahren zur Qualitätssicherung sind mit Bohrkernentnahmen verbunden. Andere Verfahren arbeiten zwar zerstörungsfrei, liefern aber keine Informationen über die Eindringtiefe und die Wirkstoffverteilung. Das Fehlen eines geeigneten analytischen Verfahrens hat eine breite praktische Anwendung der als sehr leistungsfähig geltenden Tiefenhydrophobierungen bisher verhindert. Im Rahmen eines vom BMBF geförderten Forschungsvorhabens wurde ein Verfahren entwickelt mit dem durch die Anwendung von LIBS die Wirkstoffverteilung der Hydrophobierung in der Betonrandzone hoch aufgelöst detektiert werden kann. Da der elementare Unterschied zwischen einer Hydrophobierung und Beton zu gering ist, um ihn mit LIBS zu dedektieren, musste dazu ein „reaktive Marker“ entwickelt werden, der an das Hydrophobierungsmittel angebunden wird. Der Marker wird parallel zu den eigentlichen siliziumorganischen Verbindungen in die Betonrandzone transportiert und in den Polysiloxanfilm eingebaut. Durch die anschließende tiefenaufgelöste Detektion mit einem mobilem LIBS – System kann dann anhand der Verteilung des Markers, qualitativ und quantitativ der Wirkstoffgehalt der Hydrophobierung in der Betonrandzone bestimmt werden. Durch dieses Verfahren lassen sich zunächst die an eine Hydrophobierung zu stellenden Anforderungen schnell und zeitnah überprüfen. Durch das Einbeziehen in die regelmäßige Bauwerksprüfung (z. B. Brückenprüfung nach DIN 1076), soll auch der Wirksamkeitsabbau verfolgt werden, um zeitlich gezielt die Erneuerung des Systems veranlassen zu können.
P7	Geophysik und Zerstörungsfreie Prüfung im Bauwesen E. Niederleithinger, BAM, Berlin Kurzfassung: Geophysikalische Verfahren, die zur Erkundung des Erduntergrundes im Bereich von wenigen Metern bis... mehr Kurzfassung: minimieren Geophysikalische Verfahren, die zur Erkundung des Erduntergrundes im Bereich von wenigen Metern bis zum Erdkern eingesetzt werden, haben physikalisch und mathematisch eine enge Verwandtschaft zu Methoden der zerstörungsfreien Prüfung im Bauwesen. Ein Beispiel ist das zur Erkundung des oberflächennahen Untergrundes entwickelte Radarverfahren, das in den letzten 20 Jahren für Anwendungen im Bauwesen angepasst und optimiert wurde. Physikalisch eng verwandt sind auch seismische Verfahren, wie sie zur Rohstofferkundung eingesetzt werden, und Ultraschall-Echo- bzw. Transmissionsverfahren. Einige neue Methoden der Seismik lassen sich auch für die Bearbeitung und Auswertung von Ultraschalldaten sehr gut einsetzen. Dazu gehören moderne Abbildungsverfahren wie die Reverse Time Migration (RTM), aber auch interferometrische Methoden zur Detektion subtiler Veränderungen im Material und zur Interpolation von Messspuren ("virtuelle Quellen"). Mehrere dieser Methoden wurden in der letzten Zeit anhand synthetischer und laborpraktischer Daten evaluiert und angepasst. Sie haben das Potential, die Abbildungsqualität deutlich zu erhöhen und neue Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen.
P8	Ortung tiefliegender Bewehrung durch Ultraschall mit bildgebender Phasenauswertung R. Feldmann, M. Krause, B. Milmann, BAM, Berlin A. Zoëga, DB Systemtechnik, Brandenburg-Kirchmöser Kurzfassung: Die Ortung von schlaffer Bewehrung in Beton erfolgt routinemäßig mit bildgebenden Radar- oder Wirbe... mehr Kurzfassung: minimieren 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 mit Scherwellen 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.
P9	Zerstörungsfreie Prüfung standsicherheitsgefährdeter Spannbeton- und Stahlbetonkonstruktionen A. Walther, BauConsulting, Brandenburg A. Hasenstab, Ingenieurbüro Dr. Hasenstab, Augsburg Kurzfassung: Jede Betoninstandsetzung setzt eine umfangreiche Erfassung des Ist-Zustandes durch einen sachkundig... mehr Kurzfassung: minimieren Jede Betoninstandsetzung setzt eine umfangreiche Erfassung des Ist-Zustandes durch einen sachkundigen Planer voraus. Dieses ist bereits in der bauaufsichtlich relevanten Richtlinie für die Instandsetzung von Betonbauteilen des DAfStb fest verankert. Zukünftig wird davon ausgegangen, dass Instandhaltungsmaßnahmen im Stahlbetonbau immer standsicherheits- oder verkehrssicherheitsrelevant sind. Daher ist es unabdingbar das geschultes Personal Stahl und Spannbetonbauteile nicht nur visuell auf Schäden untersuchen kann, sondern auch mit Hilfe zerstörungsfreier Prüfmethoden Aufschluss über mögliche innere Schädigungen geben kann. Einige Beispiele für die zerstörungsfreie Ermittlung von Schädigungen werden mit diesem Poster vorgestellt.
P10	Zuverlässige Bestandsanalyse von Holzbalkendecken, Dachstühlen und Fachwerken mit zerstörungsfreien Prüfverfahren und Nutzen für die Statik A. Hasenstab, Ingenieurbüro Dr. Hasenstab, Augsburg H. Steinherr, Ing.büro für Tragwerksplanung, Neusäß Kurzfassung: Das Bauen im Bestand ist immer noch eine sehr anspruchsvolle Aufgabe. So stellen besonders die Anna... mehr Kurzfassung: minimieren Das Bauen im Bestand ist immer noch eine sehr anspruchsvolle Aufgabe. So stellen besonders die Annahmen über den Zustand der vorhandenen Bauwerksstruktur für statische Berechnungen eine große Bandbreite dar. Diese „Bandbreite der Bauwerksstruktur“ kann zu einem teuren Überdimensionieren oder statisch möglicherweise fatalem Unterdimensionieren der Konstruktion führen. Um für statische Berechnungen diese „Bandbreite der Bauwerksstruktur“ etwas einzugrenzen, können zerstörungsfreie Prüfverfahren herangezogen werden. Mit diesen Methoden ist es möglich – im Rahmen ihrer physikalischen Anwendbarkeit- belastbare, reproduzierbare Daten über das Bauwerk zu erlangen. Allgemein soll bei den Untersuchungen der Blick auf die statischen Erfordernisse der Messergebnisse geachtet werden, d.h. das Zusammenspiel zwischen Statik und Messingenieur ist von großer Bedeutung. So kann der Messaufwand von Anfang an anhand der Erfordernisse der Statik optimiert werden und so der finanzielle Aufwand optimiert werden. In den letzten Jahren wurden die zerstörungsfreien Prüfverfahren im Bauwesen immer weiterentwickelt. So ist es nun an Beton ohne große Schwierigkeiten möglich, je nachdem die oberflächennahe bzw. tiefere Bewehrung zu lokalisieren oder Hohlräume zu bestimmen [WAL2012]. Auch im Bereich der Untersuchungsmethoden für Holz wurden neue Verfahren entwickelt. So wurde das Ultraschallechoverfahren von Beton auf Holz übertragen und hier vom Anwendungsgebiet an Nadelholz auch auf Laubholz und Tropenholz erweitert um auch hier Risse und Fäulnis zu detektieren. Weiter wurde das Bohrwiderstandsverfahren um das gleichzeitige Aufzeichnen des Vorschubs erweitert, was eine höhere Aussagesicherheit ermöglicht. Im folgenden Beitrag sollen weitere Untersuchungen mittels Kombination moderner Prüfverfahren beschrieben werden, wie z.B. die Untersuchung einer Holzbalkendecke nach Lokalisieren der Balken mit Radar. Weiter werden Untersuchungen an einer Barockkirche mit altem Fachwerk im Turm und Dachstuhl dargestellt, wo das Zusammenspiel der Messmethoden mit langjähriger Erfahrung in der Bauwerksprüfung und Tragwerksplanung dargestellt werden. Abschliessend werden die Anforderungen der Aussagesicherheit der Messergebnisse aus der Sicht der Tragwerksplanung aufgezeigt, da ein entscheidender Punkt des Erfolges der zerstörungsfreien Messungen die nachfolgende Nutzung der Daten durch die Statik ist.
P11	Mikrowellen-Feuchtescans auf Straßen und Brücken A. Göller, hf sensor, Leipzig Kurzfassung: Bei der fortschreitenden Schädigung von Fahrbahnen auf Straßen oder Brücken spielt der Eintrag von ... mehr Kurzfassung: minimieren Bei der fortschreitenden Schädigung von Fahrbahnen auf Straßen oder Brücken spielt der Eintrag von Feuchte eine wichtige Rolle im Schädigungsprozess. Für die Ermittlung des Feuchtezustands auf derart großen Flächen hat sich der Mikrowellen-Mobilscanner MOIST SCAN in verschiedenen praktischen Anwendungsfällen gut bewährt. Die Messungen werden dabei mit Mikrowellensensoren verschiedener Eindringtiefen in mehreren Tiefenschichten aufgenommen. Zur Ausführung des Scanvorgangs wird der Scanner einfach spalten- oder zeilenweise über die zu messende Fläche gefahren. Die mögliche Verfahrgeschwindigkeit ist dabei sehr hoch. Auch große Flächen von einigen tausend Quadratmetern können so in kurzer Zeit aufgenommen werden. Auf einigen Bundesautobahnen wurden Feuchtescans durchgeführt, bei denen mögliche Feuchteeintritte im Bereich der Fugenkreuze bzw. Randbereiche ermittelt werden sollten. Mit Hilfe der Scanbilder wurde sowohl eine örtliche Lokalisierung von Feuchteerscheinungen als auch eine Zuordnung zu bestimmten Tiefenzonen möglich.
P12	Zerstörungsfreies Verfahren zur Messung des kapillaren Wasseraufnahmeverhaltens von Fassaden M. Stelzmann, HTWK Leipzig Kurzfassung: Bei Sanierungen von Gebäuden mit historischen Fassaden wurden in den vergangenen Jahren immer häufi... mehr Kurzfassung: minimieren Bei Sanierungen von Gebäuden mit historischen Fassaden wurden in den vergangenen Jahren immer häufiger Innendämmungen eingesetzt. Gegenüber einer außenseitigen Wärmedämmung hat die Innendämmung den großen Vorteil, dass die ursprüngliche Fassadenansicht erhalten bleibt. Die Nachteile einer Innendämmung sind größtenteils bauphysikalischer Natur. Neben Wärmebrücken und der Tauwasserproblematik stellt die Schlagregensicherheit der bestehenden Außenwandkonstruktion häufig ein Problem dar. Der hygrothermische Nachweis von innen gedämmten Außenwänden kann über das vereinfachte Verfahren nach WTA-Merkblatt 6-4 „Innendämmung nach WTA I – Planungsleitfaden“ oder durch eine hygrothermische Simulationsrechnung nach DIN EN 15026 geführt werden. In beiden Fällen ist ein ausreichender konstruktiver Schlagregenschutz eine wichtige Voraussetzung. Der Wasseraufnahmekoeffizient (Aw-Wert) gilt dabei als ein entscheidendes Kriterium für dessen Beschreibung. Die ausreichend genaue Bestimmung des Aw-Wertes von bestehenden Fassaden ist derzeit jedoch nur mit einer zerstörenden Entnahme von Material und einer anschließenden Untersuchung im Labor möglich. Dies ist besonders für die Untersuchung von denkmalgeschützten Fassaden unbefriedigend. Folgend wird ein neuartiges in-situ-Messverfahren zur Bestimmung des kapillaren Wasseraufnahmeverhaltens von Fassaden präsentiert. Das Wasseraufnahmemessgerät erlaubt eine zerstörungsfreie Bestimmung der zeitabhängigen Funktion der kapillaren Wasseraufnahme von Wänden. Mit dem neuartigen Verfahren wird eine Fläche von 40 cm ∙ 51 cm künstlich beregnet. Das gravimetrische Messprinzip erreicht eine reproduzierbare Genauigkeit von bis zu ± 8E-4 kg/(m²√s). Speziell für Sichtmauerwerkfassaden ergibt sich damit die Möglichkeit einer integralen Messung des Aw-Wertes über mehrere Stein- und Fugenschichten hinweg.
P13	CoCo – Software für die praxis- und normgerechte Durchführung von Druckfestigkeitsabschätzungen mit der Rückprallhammermethode D. Algernon, SVTI, Wallisellen, Schweiz S. Feistkorn, BASE, Berlin Kurzfassung: Die Druckfestigkeit von Betonbauteilen ist ein Materialparameter von besonderem Interesse, da diese... mehr Kurzfassung: minimieren Die Druckfestigkeit von Betonbauteilen ist ein Materialparameter von besonderem Interesse, da dieser für die Standsicherheit eines Bauwerks relevant ist. Die Abschätzung der Druckfestigkeit kann in Deutschland bei Karbonatisierungstiefen, welche einen Wert von 5 mm nicht überschreiten, zerstörungsfrei mit dem Rückprallhammer erfolgen. Bei grösseren Karbonatisierungstiefen ist in jedem Fall im Zusammenhang mit zerstörungsfreien Prüfungen eine Kalibrierung mit Bohrkernen erforderlich. Die hierfür in Europa geltende Norm EN13791 fordert hierbei eine aufwendige Auswertung der Rückprallwerte und der zugehörigen Bohrkernfestigkeiten in Abhängigkeit der bauwerksspezifischen Randbedingungen. Dadurch ergibt sich eine Komplexität, die sich in der Praxis bisher oft als schwer umsetzbar darstellte. Die in diesem Beitrag vorgestellte Software CoCo (Compressive Strength of Concrete) bietet die Möglichkeit, sämtliche in der Norm vorgesehenen Möglichkeiten zur Abschätzung der Druckfestigkeitsklasse vorzunehmen. Das Programm führt den Anwender durch die normgerechte Auswertung der Messung, beginnend bei der Funktionskontrolle am Kalibrieramboss über die korrekte Messwerterfassung und Errechnung der zugrunde gelegten Kalibrierkurve hin zur Abschätzung einer Druckfestigkeitsklasse. Die vom Schweizerischen Verein für technische Inspektionen (SVTI) kostenfrei zur Verfügung gestellte Software unterstützt den Anwender somit, die Abschätzung der Druckfestigkeitsklasse wie sie u.a. in der Nachrechnungsrichtlinie für Strassenbrücken im Bestand beschrieben ist, praxisgerecht vorzunehmen.

Fachtagung Bauwerksdiagnose

Praktische Anwendungen Zerstörungsfreier Prüfungen und Zukunftsaufgaben

13. - 14. Februar 2014, Berlin

Programm

13. Februar 2014

14. Februar 2014

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