Quantitative acoustic emission and the fracture of concrete: Fid-Bau Portal

Quantitative acoustic emission and the fracture of concrete

Landis, E. / Shah, S.P.

Das Verhalten von Beton beim Bruch wird über eine Bruchprozeß-Zone beschrieben, die folgende Charakteristiken aufweist: Arrays von Mikrorissen, Lockerung der Aggregate, Rißbrückenbildung und Gleitreibung zwischen den Korngrenzen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, diese Bruchprozeß-Zone mittels einer quantitativen Schallemission zu beschreiben. Der erste Teil der Arbeit beschreibt die Analyse der Schallemissionsdaten auf der Basis eines Modells zur Vorausrechnung der Schallemissions-Signalamplitude als einer Faltung von Transferfunktion, Greens Funktion des Mediums und der Quellfunktion der Schallemissionsquelle. Die Schallemissionsmeßdaten werden durch einen nichtlinearen Näherungsalgorithmus invertiert, wobei als Ergebnis die neun Komponenten des Momententensors erhalten werden. Diese Komponenten bestimmen die Parameter der Mikrorißbildung wie Volumen, Orientierung und Scherwinkel. Im zweiten Teil der Arbeit werden Experimenten an Beton mittels Drei-Punkt-Biegeversuchen vorgestellt. Die Proben bestanden aus grob und feinkörnigem Zement-Mörtel (Größtkorn 5 bzw. 1 mm) und aus reiner Zementpaste. Mit einem 8-kanaligen Schallemissions-Gerät bestehend aus einem Le-Croy-Transientenrecorder, einem PC mit der LabVIEW-Software und Schallemissions-Empfängern vom Typ Micro 80 (PAC) und CA-1135 (Dynasen) wurde die Schallemission während der Biegeversuche registriert. Es zeigte sich, daß die Schallemissionsrate mit den Nichtlinearitäten der CMOD-Kurve korreliert, die Mörtelproben höhere Scherkomponenten aufweisen als die Proben aus Zementpaste und ein Zusammenhang zwischen effektiver Rißlänge und Gleitwinkel der Mikrorisse besteht. (Walte, F.)