Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Entwicklung eines optischen pH-Sensors zur Früherkennung korrosionsgefährdender Zustände in Stahlbeton
Das Absinken des pH-Werts der zementgebundenen Matrix im Umfeld von Stahl durch chemische Angriffe gefährdet den Korrosionsschutz und führt zu gravierenden Schädigungen der Bausubstanz. Die zurzeit kommerziell erhältlichen Systeme zum Monitoring des pH-Werts in Stahlbetonbauwerken erfüllen allerdings nicht immer alle messtechnischen Anforderungen. Deshalb wurde die Entwicklung eines baustoff-integrierbaren faseroptischen pH-Sensors angestrebt. Aufwendige Labor- und Feldversuche konnten die Funktionsweise von faseroptischen baustoff-integrierbaren pH-Sensormustern über einen Zeitraum von nahezu einem Jahr nachweisen. Im Rahmen eines AiF-Projekts werden nun die erreichten Ergebnisse in produktionstaugliche Sensorlösungen für Anwendungen im Betonbau und in der Geotechnik umgesetzt. Die Weiterentwicklung des vorhandenen Sensorkonzepts zu einem Prototyp als Basis für ein vermarktungsfähiges Produkt erfordert noch die Klärung komplexer wissenschaftlicher und technischer Fragestellungen. Dabei ist zu beachten, dass die Sensorkonfiguration und die Einbautechnologie noch besser an die Applikationsbedingungen angepasst werden müssen. Gefordert wird ebenfalls ein deutlich preiswerteres Monitoringsystem. Mit den bisher erreichten Entwicklungsergebnissen ist aufgrund der Hydrophilitätsproblematik ein universeller Sensoreinsatz derzeit noch nicht möglich. Entgegen kommt aber die Tatsache, dass zahlreiche Applikationsfelder wie Fundamente im Wasserbaubereich oder abwassertechnische Anlagen, bei denen die zementgebundene Matrix ausreichend feucht bleibt, bereits erschlossen werden können. Insbesondere im letztgenannten Gebiet gibt es einen erheblichen Bedarf an Sensoren zum Korrosionsmonitoring, um die immensen Kosten, die alleine Korrosionsschäden in Deutschland verursachen, zu reduzieren.
The decrease of the pH value of cement-bound matrix in steel-reinforced structures due to chemical attacks damages corrosion protective layers and results in serious deteriorations of the structures is shown. To date commercially available systems for monitoring the pH value in steel-reinforced concrete structures do not meet all technical requirements. Hence a concrete-embeddable fiber optic pH sensor was developed.
Entwicklung eines optischen pH-Sensors zur Früherkennung korrosionsgefährdender Zustände in Stahlbeton
Das Absinken des pH-Werts der zementgebundenen Matrix im Umfeld von Stahl durch chemische Angriffe gefährdet den Korrosionsschutz und führt zu gravierenden Schädigungen der Bausubstanz. Die zurzeit kommerziell erhältlichen Systeme zum Monitoring des pH-Werts in Stahlbetonbauwerken erfüllen allerdings nicht immer alle messtechnischen Anforderungen. Deshalb wurde die Entwicklung eines baustoff-integrierbaren faseroptischen pH-Sensors angestrebt. Aufwendige Labor- und Feldversuche konnten die Funktionsweise von faseroptischen baustoff-integrierbaren pH-Sensormustern über einen Zeitraum von nahezu einem Jahr nachweisen. Im Rahmen eines AiF-Projekts werden nun die erreichten Ergebnisse in produktionstaugliche Sensorlösungen für Anwendungen im Betonbau und in der Geotechnik umgesetzt. Die Weiterentwicklung des vorhandenen Sensorkonzepts zu einem Prototyp als Basis für ein vermarktungsfähiges Produkt erfordert noch die Klärung komplexer wissenschaftlicher und technischer Fragestellungen. Dabei ist zu beachten, dass die Sensorkonfiguration und die Einbautechnologie noch besser an die Applikationsbedingungen angepasst werden müssen. Gefordert wird ebenfalls ein deutlich preiswerteres Monitoringsystem. Mit den bisher erreichten Entwicklungsergebnissen ist aufgrund der Hydrophilitätsproblematik ein universeller Sensoreinsatz derzeit noch nicht möglich. Entgegen kommt aber die Tatsache, dass zahlreiche Applikationsfelder wie Fundamente im Wasserbaubereich oder abwassertechnische Anlagen, bei denen die zementgebundene Matrix ausreichend feucht bleibt, bereits erschlossen werden können. Insbesondere im letztgenannten Gebiet gibt es einen erheblichen Bedarf an Sensoren zum Korrosionsmonitoring, um die immensen Kosten, die alleine Korrosionsschäden in Deutschland verursachen, zu reduzieren.
The decrease of the pH value of cement-bound matrix in steel-reinforced structures due to chemical attacks damages corrosion protective layers and results in serious deteriorations of the structures is shown. To date commercially available systems for monitoring the pH value in steel-reinforced concrete structures do not meet all technical requirements. Hence a concrete-embeddable fiber optic pH sensor was developed.
Entwicklung eines optischen pH-Sensors zur Früherkennung korrosionsgefährdender Zustände in Stahlbeton
Development of an optical pH sensor for early detection of danger of corrosion in steel-reinforced concrete structures
Dantan, Natalie (Autor:in) / Höhse, Marek (Autor:in) / Karasyov, Alexander A. (Autor:in) / Wolfbeis, Otto S. (Autor:in)
Technisches Messen ; 74 ; 211-216
2007
6 Seiten, 6 Bilder, 15 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
P3.08: Entwicklung eines Verfahrens zur Fruherkennung und Vermeidung von Scaling
| British Library Conference Proceedings | 2006
Jahrhundertbaustoff Stahlbeton : Kritisches Protokoll einer Entwicklung
| UB Braunschweig | 1984