A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
Elektrooptischer Chemosensor zur Überwachung lebensdauerkritischer Parameter in Stahlbetonbauwerken
Bauwerke werden immer mehr mit intelligenter Sensorik ausgestattet. Eine Überwachung von Fenstern, Heizungssystemen und Lichtanlagen wird eingesetzt, um Ressourcen und Energie einsparen zu können. Die Überwachung des Zustandes der Bausubstanz, um Schäden frühzeitig zu erkennen, ist in diesem Zusammenhang ein weiterer logischer Schritt. In dem Teilprojekt C1a des SFB477 (Faseroptische Sensoren für die Bauwerksüberwachung) wurde in den letzten Jahren ein faseroptisches Sensorsystem entwickelt, um zwei sehr wichtige Indikatoren für die Bauwerksgesundheit zu überwachen. Eindringende Feuchtigkeit kann durch Gefrier- und Schmelzprozesse das Porensystem von Beton schädigen. Weiterhin können durch verschiedene Prozesse bei gleichzeitigem Vorhandensein von freiem Wasser, schädliche Substanzen in den Beton transportiert werden, die den Beton oder den Bewehrungsstahl zerstören können. Der zweite wichtige Parameter ist der pH-Wert des Betons, der sich bei gesunden Bauwerken auf einen Wert von über 13 beläuft. Durch einen natürlichen Prozess führt eine chemische Reaktion zu einer Veränderung der Bausubstanz und zu einer Herabsetzung auf pH 9,5. Bereits ein Wert von pH 11,5 gefährdet den Bewehrungsstahl und führt zu der Zerstörung der Passivierungsschicht und nachfolgend zur Korrosion. In einer Zusammenarbeit mit dem CiS-Institut für Mikrosensorik wurde ein neues Sensorsystem entwickelt. Es konnte gezeigt werden, dass ein elektro-optisches System mit nur wenigen Messpunkten ausreicht, um spezifische und auf die Messaufgabe zugeschnittene Charakteristika eines Spektrums auszuwerten. Die gezeigten Reaktionen entsprechen der Theorie und den Messungen, die zuvor mit einem faseroptischen System durchgeführt wurden. Versuche mit dem Material zur Feuchtmessung ergaben eine schnelle Reaktion des Farbstoffs auf eine Veränderung der relativen Luftfeuchtigkeit. Die Erkenntnisse, die bei der Entwicklung des faseroptischen Systems gewonnen werden konnten, wurden in einem Transferbereich des SFB477 genutzt, um eine kostengünstigeres elektrooptisches System zu entwickeln, welches auf der Technologieplattform MORES des CiS beruht.
Elektrooptischer Chemosensor zur Überwachung lebensdauerkritischer Parameter in Stahlbetonbauwerken
Bauwerke werden immer mehr mit intelligenter Sensorik ausgestattet. Eine Überwachung von Fenstern, Heizungssystemen und Lichtanlagen wird eingesetzt, um Ressourcen und Energie einsparen zu können. Die Überwachung des Zustandes der Bausubstanz, um Schäden frühzeitig zu erkennen, ist in diesem Zusammenhang ein weiterer logischer Schritt. In dem Teilprojekt C1a des SFB477 (Faseroptische Sensoren für die Bauwerksüberwachung) wurde in den letzten Jahren ein faseroptisches Sensorsystem entwickelt, um zwei sehr wichtige Indikatoren für die Bauwerksgesundheit zu überwachen. Eindringende Feuchtigkeit kann durch Gefrier- und Schmelzprozesse das Porensystem von Beton schädigen. Weiterhin können durch verschiedene Prozesse bei gleichzeitigem Vorhandensein von freiem Wasser, schädliche Substanzen in den Beton transportiert werden, die den Beton oder den Bewehrungsstahl zerstören können. Der zweite wichtige Parameter ist der pH-Wert des Betons, der sich bei gesunden Bauwerken auf einen Wert von über 13 beläuft. Durch einen natürlichen Prozess führt eine chemische Reaktion zu einer Veränderung der Bausubstanz und zu einer Herabsetzung auf pH 9,5. Bereits ein Wert von pH 11,5 gefährdet den Bewehrungsstahl und führt zu der Zerstörung der Passivierungsschicht und nachfolgend zur Korrosion. In einer Zusammenarbeit mit dem CiS-Institut für Mikrosensorik wurde ein neues Sensorsystem entwickelt. Es konnte gezeigt werden, dass ein elektro-optisches System mit nur wenigen Messpunkten ausreicht, um spezifische und auf die Messaufgabe zugeschnittene Charakteristika eines Spektrums auszuwerten. Die gezeigten Reaktionen entsprechen der Theorie und den Messungen, die zuvor mit einem faseroptischen System durchgeführt wurden. Versuche mit dem Material zur Feuchtmessung ergaben eine schnelle Reaktion des Farbstoffs auf eine Veränderung der relativen Luftfeuchtigkeit. Die Erkenntnisse, die bei der Entwicklung des faseroptischen Systems gewonnen werden konnten, wurden in einem Transferbereich des SFB477 genutzt, um eine kostengünstigeres elektrooptisches System zu entwickeln, welches auf der Technologieplattform MORES des CiS beruht.
Elektrooptischer Chemosensor zur Überwachung lebensdauerkritischer Parameter in Stahlbetonbauwerken
Electrooptical chemosensor monitoring lifetime determining parameters in concrete steel-reinforced structures
Mehlhorn, Kai (author) / Brodersen, Olaf (author) / Flachsbarth, Johannes (author) / Kowalsky, Wolfgang (author) / Johannes, Hans-Hermann (author)
2007
4 Seiten, 8 Bilder, 7 Quellen
Conference paper
German
Korrosionstechnische Überwachung von Stahlbetonbauwerken
| Tema Archive | 2004
Colorimetrische Mikrosensoren zur in-situ-Überwachung chemischer Parameter in Stahlbetonbauwerken
| UB Braunschweig | 2011