Concrete damage evolution analysis by backscattered ultrasonic waves: Fid-Bau Portal

Concrete damage evolution analysis by backscattered ultrasonic waves

Chaix, J.F. / Garnier, V. / Corneloup, G.

Bei einseitigem Zugang des Betons vor Ort erschwert häufig vorhandene Unkenntnis der Dicke der Betonkonstruktion die Schadensuntersuchung. Deshalb wird die Rückstreuung der Ultraschallwellen analysiert. Es müssen für die Streuzentren im Beton unterschiedliche Größen und Arten wie Körner und Mikrorisse angenommen werden. Die Rückstreusignale werden auf Zusammenhänge zwischen räumlichen und zeitlichen Variablen untersucht. Der zeitliche Verlauf der Streusignale wird durch eine Einhüllende charakterisiert. Unter Berücksichtigung des exponentiellen Tiefenverlaufs der Signalamplituden und Einführung von Koeffizienten für die Mikrostruktur kann der Schwächungskoeffizient berechnet werden. Die Berechnung ist unabhängig von den Ankopplungsbedingungen. Die Berechnung erfolgt sodann für Beton mit kugelförmigen Zuschlägen. Der geschädigte Beton wird mit einer um den Faktor 1,5 geringeren Schallgeschwindigkeit gegenüber ungeschädigtem Beton angenommen. Die Schwächung wurde dann im Bereich von 25 kHz bis 2,5 MHz für beide Zustände ermittelt. Als Schädigung wurden statistisch verteilte Risse angenommen. Es sind für die experimentellen Untersuchungen schließlich drei verschiedene thermische Schädigungen realisiert worden. Es bestätigte sich aus einem Vergleich der simulierten und der gemessenen Schädigung die Eignung der Ermittlung der Schwächung nach der Rückstreumethode als Indikator für eine Schädigung. (Tietz, H.-D.)