A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Messung von Mikroverformungen der Bindemittelmatrix mit eingebetteten faseroptischen Sensoren
Die Dauerhaftigkeit und Festigkeit eines Betons kann durch Mikrorisse herabgesetzt werden. Moderne Betone sind 6-Phasen-Systeme. Werden Mischungen mit mehreren Zusatzstoffen und Zusatzmitteln gewählt, kann der Beton auch aus acht bis zehn Komponenten bestehen. Jede einzelne dieser Komponenten beeinflusst die Festigkeits- und Verformungseigenschaften des Betons. Für die Entwicklung dauerhafter Hochleistungsbetone sind Untersuchungen der Bindemittelmatrix im Mikro- und Nanobereich daher unerlässlich. An der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung wurde ein hochpräzises Messverfahren mit faseroptischen Sensoren für die Verformungsmessung ab dem plastischen Zustand der Bindemittelmatrix entwickelt. Diese Glasfaser-Sensoren werden in die Matrix eingebettet. Durch ihre Kleinheit von nur 10 mm Länge und einem Durchmesser von kleiner 1 mm und die hohe Auflösung des Messverfahrens können sie im mikroskopischen Maßstab Verformungen messen. Ein alkalischer Angriff auf das hochreine Kieselglas der Glasfaser wurde in Voruntersuchungen nicht festgestellt. Die Voraussetzung für den Einsatz dieses Messverfahrens in der Baustoffforschung war die erfolgreiche Validierung der Messwerte durch digitale Radiographie. Um die Anwendbarkeit und Leistungsgrenzen der Sensoren zu testen, wurden frühe Verformungen des Zementleims durch unterschiedliche Faktoren beeinflusst: Variation der Mahlfeinheit des Zements und Variation des Wasserzementwerts. Die Besonderheiten des Messverfahrens, die es gegenüber etablierten Verfahren der Verformungsmessung aufweist, wurden genutzt, um den Übergang der eindimensionalen Verformung während des plastischen Schwindens zu einer dreidimensionalen Verformung zu charakterisieren. Weiterhin konnte erstmals die durch einen eingebetteten Bewehrungsstahl verursachte Verformungsbehinderung der Matrix direkt in der Zementsteinmatrix gemessen werden. Die Messungen im Inneren der Matrix haben gezeigt, dass mit faseroptischen Sensoren die Informationen aus der Rasterelektronenmikroskopie und digitalen Radiographie optimal ergänzt werden können und sich neue Einblicke in das Verformungsverhalten der Matrix bieten.
Messung von Mikroverformungen der Bindemittelmatrix mit eingebetteten faseroptischen Sensoren
Die Dauerhaftigkeit und Festigkeit eines Betons kann durch Mikrorisse herabgesetzt werden. Moderne Betone sind 6-Phasen-Systeme. Werden Mischungen mit mehreren Zusatzstoffen und Zusatzmitteln gewählt, kann der Beton auch aus acht bis zehn Komponenten bestehen. Jede einzelne dieser Komponenten beeinflusst die Festigkeits- und Verformungseigenschaften des Betons. Für die Entwicklung dauerhafter Hochleistungsbetone sind Untersuchungen der Bindemittelmatrix im Mikro- und Nanobereich daher unerlässlich. An der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung wurde ein hochpräzises Messverfahren mit faseroptischen Sensoren für die Verformungsmessung ab dem plastischen Zustand der Bindemittelmatrix entwickelt. Diese Glasfaser-Sensoren werden in die Matrix eingebettet. Durch ihre Kleinheit von nur 10 mm Länge und einem Durchmesser von kleiner 1 mm und die hohe Auflösung des Messverfahrens können sie im mikroskopischen Maßstab Verformungen messen. Ein alkalischer Angriff auf das hochreine Kieselglas der Glasfaser wurde in Voruntersuchungen nicht festgestellt. Die Voraussetzung für den Einsatz dieses Messverfahrens in der Baustoffforschung war die erfolgreiche Validierung der Messwerte durch digitale Radiographie. Um die Anwendbarkeit und Leistungsgrenzen der Sensoren zu testen, wurden frühe Verformungen des Zementleims durch unterschiedliche Faktoren beeinflusst: Variation der Mahlfeinheit des Zements und Variation des Wasserzementwerts. Die Besonderheiten des Messverfahrens, die es gegenüber etablierten Verfahren der Verformungsmessung aufweist, wurden genutzt, um den Übergang der eindimensionalen Verformung während des plastischen Schwindens zu einer dreidimensionalen Verformung zu charakterisieren. Weiterhin konnte erstmals die durch einen eingebetteten Bewehrungsstahl verursachte Verformungsbehinderung der Matrix direkt in der Zementsteinmatrix gemessen werden. Die Messungen im Inneren der Matrix haben gezeigt, dass mit faseroptischen Sensoren die Informationen aus der Rasterelektronenmikroskopie und digitalen Radiographie optimal ergänzt werden können und sich neue Einblicke in das Verformungsverhalten der Matrix bieten.
Messung von Mikroverformungen der Bindemittelmatrix mit eingebetteten faseroptischen Sensoren
Schuler, S. (author) / Hillemeier, B. (author) / Habel, W.R. (author)
2011
7 Seiten, 3 Bilder, 1 Tabelle, 5 Quellen
Conference paper
German
Beton , Dauerhaftigkeit , Festigkeit , Mikroriss , Verformung , Matrix , Messverfahren , faseroptischer Sensor , Plastizität , Länge , Durchmesser , Auflösungsvermögen (Messtechnik) , alkalisches Medium , Kieselglas , Radiographie , Zement , Mahlfeinheit , Schwindung , Bewehrungsstahl , Rasterelektronenmikroskopie
Deformationsmessungen eines Erddammes mit faseroptischen Sensoren
| Tema Archive | 2013