3D-Ultraschallabbildungsverfahren für Betonbauteile

• Applicants: Dr. Martin Krause; Dr.-Ing. Klaus Mayer
• Subject Area: Structural Engineering, Building Informatics and Construction Operation
• Term: from 2008 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 69957132

Die dreidimensionale Abbildung mit Ultraschallecho-Verfahren hat sich zur genauesten Möglichkeit der zerstörungsfreien Prüfung von Spannbetonbauteilen entwickelt. Bei der Anwendung dieser Verfahren für komplexe Fragestellungen stellt sich jedoch heraus, dass die elastische Wellenausbreitung und Streuung in vielschichtigen Materialsystemen (Beton/Verpressmörtel/Stahllitzen) noch nicht vollständig verstanden ist. Dadurch werden Informationen, die im Ultraschallsignal enthalten sind, nicht optimal genutzt oder ggf. fehlinterpretiert.Ein Durchbruch zur sicheren Identifikation von Fehlstellen, insbesondere von Verpressfehlern, ist mit der Auswertung der Phaseninformation der rekonstruierten Ultraschallsignale zu erwarten. Diese Möglichkeit wurde von der BAM und der Universität Kassel im Rahmen der DFG-Forschergruppe 384 am Ende der Laufzeit entdeckt und in ersten Experimenten erprobt. Um das Verfahren zu einer hohen Aussagesicherheit unter erschwerten Randbedingungen zu entwickeln, wird der bewährte Ansatz aus der Kombination von Experiment und Modellierung der elastischen Wellenausbreitung fortgesetzt.Im zweiten Schritt soll an der Erweiterung von Abbildungsverfahren gearbeitet werden, um den Einfluss der Nichtlinearität des Streuvorgangs, wie sie besonders durch Mehrfachreflexionen an schlaffer Bewehrung deutlich wird, zu minimieren. Dazu erfolgt eine Kombination von inverser Wellenausbreitung mit Modellierungstools und den 3D-Abbildungsverfahren wie SAFT (Synthetic Aperture Focusing Technique). Mit diesem neuen Ansatz soll die Ultraschallprüfung auch in sehr dicht bewehrten Bauabschnitten ermöglicht werden.Als Ergebnis werden die Eigenschaften definiert, die ein Ultraschallprüfsystem aufweisen muss, das unter baupraktischen Randbedingungen Aussagesicherheit und Effizienz verbindet.

• DFG Programme: Research Grants