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Betonkonstruktionen – Simulierte Alterung

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Referenzbauwerk „Straßenbrücke“ präzisiert Lebensdauerprognose
für ein bautechnisches Alterungs-Management

Mark Alexander Ahrens
Friedhelm Stangenberg

Textauszug:

Simulierte Alterung
Als einzige Bauwerke in Deutschland unterliegen Brücken einer regelmäßigen verbindlichen Kontrolle. Doch auch ein Prüfingenieur kann nur die Schäden beurteilen, die er überhaupt wahrnehmen kann. Der Idealfall wäre, wenn sich der „Gesundheitszustand“ eines Bauwerks täglich abrufen ließe. Grundlage dafür ist ein möglichst realistisches Lebensdauermodell. Ingenieure nutzen die Gelegenheit – den Abbau der fünfzig Jahre alten Hünxer Kanalbrücke – und vergleichen die tatsächlichen Alterungsschäden dieses Referenzbauwerks mit dem simulierten Endzustand.

Auf rund 80 Mrd. Euro schätzen Experten den jährlich erforderlichen Aufwand für die Instandsetzung und Erhaltung der Bausubstanz in Deutschland. Diese Summe wurde in den letzten Jahren allerdings nicht annähernd aufgebracht. Tragische Konsequenzen von Schadensfällen an Ingenieurbauwerken der letzen Jahre sind allen in Erinnerung, sei es in Deutschland der Einsturz der Eissporthalle in Bad Reichenhall, 2006, oder der Mississippi-Brücke in Minneapolis in den USA, 2007 . Wie ist es um den Zustand unserer Bauwerke wirklich bestellt? Was können wir unternehmen, um solche Schadensfälle zu vermeiden? […]

Volltext als pdf-Dokument, 8 Seiten, externer Link

>>Download

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Kompendium Zement und Beton

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Das Kompendium basiert auf dem Zement-Taschenbuch des VDZ (Fassung 2002).

Das Zement-Taschenbuch liegt inzwischen in der 51. Auflage (2008) vor. Sie können es zum Preis von 39,80 € bestellen.

Kompendium Zement und Beton

Zement Download
Geschichtliche Entwicklung der Zemente 147 kB
Zementarten 437 kB
Zementherstellung 881 kB
Hydratation des Zements und Gefüge des Zementsteins 1,3 MB
Bautechnische Eigenschaften des Zements 501 kB
Beton
Übersicht 381 kB
Ausgangsstoffe 585 kB
Entwurfskriterien und Zusammensetzung 310 kB
Frischbeton und Verarbeitung 716 kB
Festigkeit und Festigkeitsentwicklung von Beton 273 kB
Formänderung von Beton 281 kB
Dauerhaftigkeit 744 kB
Brandschutz 186 kB
Herstellung und Verarbeitung 215 kB
Besondere Betone 328 kB
Fertigteile 390 kB
Verkehrswegebau 222 kB
Betonbauwerke mit Anforderungen an die Dichtheit gegenüber Flüssigkeiten und Gasen 577 kB
Mörtel für spezifische Anwendungsbereiche und Estrich 204 kB
Schutz und Instandsetzung von Betonbauwerken 294 kB
Recycling im Betonbau 166 kB
Qualitätssicherung im Werk und auf der Baustelle 217 kB
Umweltverträglichkeit 216 kB

Zerstörungsfreie Untersuchung von Bauwerken aus Stahl- oder Spannbeton

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Bauwerksscanner OSSCAR

Zur zuverlässigen und wirtschaftlichen zerstörungsfreien Untersuchung von Bauwerken aus Stahl- oder Spannbeton, zu denen auch die Fundamente von Windkraftanlagen gehören (Flachfundamente oder Spannbetonsockel von Hybridtürmen), wurde der Bauwerksscanner OSSCAR (OnSiteSCAnneR) entwickelt.

Diese Messeinrichtung vereint eine intelligente Verfahrenskombination (Ultraschallecho, Radar, Wirbelstromprüfung), eine automatisierte Datenaufnahme sowie die bildgebende Darstellung der Ergebnisse aus fusionierten Daten. Die Anwendungsfelder bei Windkraftanlagen sind die Qualitätssicherung beim Neubau sowie die spätere Zustandserfassung bzw. Schadensdiagnose bei Inspektionen.

Um die Leistungsfähigkeit moderner zerstörungsfreier Prüfverfahren (zfP) im Bauwesen voll ausschöpfen zu können, sind leicht handhabbare Messwerterfassungssysteme erforderlich, mit denen Stahlbeton- und Spannbetonbauwerke zuverlässig und wirtschaftlich untersucht werden können. Aus diesem Grund wurde der Bauwerksscanner OSSCAR (OnSiteSCAnneR) entwickelt. Diese Messeinrichtung vereint eine intelligente Verfahrenskombination (Ultraschallecho, Radar, Wirbelstromprüfung), eine automatisierte Datenaufnahme sowie die bildgebende Darstellung der Ergebnisse aus fusionierten Daten.

Der Scanner wurde ursprünglich für die Brückenprüfung entwickelt, kann aber für alle Bauwerke eingesetzt werden, so dass auch Fundamente von Windkraftanlagen (primär Flachfundamente oder Spannbetonsockel von Hybridtürmen) untersucht werden können. Für die Fundamente von Windkraftanlagen gibt es, genauso wie für alle anderen Bauwerke auch, zwei Anwendungsfelder: Qualitätssicherung beim Neubau und Zustandserfassung (Schadensdiagnose) z. B. bei Revisionen. Bei allen Bauwerken muss allerdings ein direkter Zugang zu den Prüfflächen möglich sein. Bei Flachfundamenten ist auch der Einsatz des selbstfahrenden und selbstnavigierenden Prüfroboters BetoScan möglich, der in der Lage ist, große Flächen automatisch mit mehreren Prüfverfahren gleichzeitig abzuscannen.

Um bedarfsgerechte Instandsetzungsmaßnahmen planen zu können, benötigt der planende Ingenieur zuverlässige Informationen über die Konstruktion und den Zustand des Bauteils. Dort, wo Planunterlagen vorhanden sind und Schäden festgestellt wurden, muss häufig überprüft werden, ob die dokumentierte Konstruktion überhaupt so ausgeführt wurde. Fehlen Planunterlagen vollständig, wird häufig ein vorzeitiger Abriss erwogen, weil zerstörende Untersuchungen oft nicht möglich sind und einzelne zfP-Untersuchungen nicht die ausreichenden Informationen bringen. Bei Brückenprüfungen nach DIN 1076 werden bei Schäden, deren Umfang bzw. Ursache nicht spezifiziert werden können, Zusatzuntersuchungen im Rahmen der objektbezogenen Schadensanalyse durchgeführt. Diese werden häufig nicht zerstörungsfrei oder in Ermangelung geeigneter Verfahren gar nicht ausgeführt. Der Mangel an Informationen über das Bauteil führt häufig zum verfrühten Abbruch oder zu Fehleinschätzungen bei der Instandsetzung. Mit dem Bauwerksscanner steht ein Gerät zur Verfügung, das durch die neuartige Verfahrenskombination der zerstörungsfreien zfP-Bau-Verfahren Ultraschallecho, Radar und Wirbelstromprüfung das Maximum an verfügbaren Informationen aus dem Bauteil liefert. So sollen eine Vorort-Datenauswertung und die bildgebende Darstellung der Konstruktion (Bauteilgeometrie, schlaffe Bewehrung, Spannbewehrung) möglich werden. Durch Automatisierung sollen die Messzeiten gegenüber Handmessungen verkürzt und die Datenqualität verbessert werden. Damit kann zwischen Messergebnissen und Planunterlagen bereits auf der Baustelle ein Bezug hergestellt werden bzw. wird es möglich sein, die Konstruktion eines unbekannten Bauteils zu rekonstruieren. Diese Prüfaufgabe wird mit Bauteilrekonstruktion bezeichnet.

Darüber hinaus soll mit dem Bauwerksscanner eine Messeinrichtung zur Verfügung stehen, mit der der Verpresszustand von Spanngliedern überprüft werden kann. Damit stünde dem Markt erstmals ein Gerät zur Verfügung, mit dem im Zuge der Qualitätssicherung die ordnungsgemäße Verpressung der Hüllrohre durch bildgebende Darstellung und die Ortung von Verpressfehlern an bestehenden Bauteilen möglich wäre. Die Ergebnisse sollen zu einer verbesserten Datenlage führen und als Basis für Entscheidungsprozesse dienen.

Die Handhabung des Systems ist praxisorientiert auf die Bedürfnisse der Bauwerksprüfer zugeschnitten. Der Bauwerksscanner kann wahlweise mit Saugfüßen oder Verdübelung am Bauwerk gehalten werden und ist dadurch auch für vertikale Flächen, Über-Kopf-Einsatz und unter beengten räumlichen Verhältnissen einsetzbar. Maximal zwei Personen werden zum Aufbau benötigt, da er einfach und schnell montierbar ist.

Das System wird vom Fraunhofer IZFP am Messestand der Fraunhofer-Allianz Vision (Halle 1, Stand 1502) bei der Control 2009 in Stuttgart, 5. bis 8. Mai, präsentiert. Die Fraunhofer-Allianz Vision ist ein Zusammenschluss von Fraunhofer-Instituten zu den Themen Bildverarbeitung, optische Inspektion und 3-D-Messtechnik, Röntgenmesstechnik und zerstörungsfreie Prüfung.

Fachkontakt:
Dr. Norbert Bauer
Fraunhofer-Allianz Vision
Am Wolfsmantel 33
91058 Erlangen
Telefon: +49 9131 776-500
Fax: +49 9131 776-599
E-Mail: vision@fraunhofer.de

auf: www.innovations-report.de

Regina Fischer | Quelle: Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen: www.vision.fraunhofer.de
www.vision.fraunhofer.de/de/0/projekte/449.html