A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Erzielbare Detektionstiefen metallischer Reflektoren mit dem Impulsradarverfahren an Beton
Das Impulsradarverfahren hat sich in der zerstörungsfreien Prüfung im Bauwesen in den letzten Jahren etabliert. Mögliche Nutzer des Verfahrens sind oft daran interessiert, in einer ersten Abschätzung herauszufinden, ob Impulsradar bei ihrer Prüfaufgabe sinnvoll eingesetzt werden kann. Sofern die physikalischen Voraussetzungen für die Anwendbarkeit gegeben sind, ist danach die Machbarkeit von Interesse. Dazu ist die erzielbare Detektionstiefe von Bewehrungsstäben in Beton mit Radar von Bedeutung. In diesem Beitrag werden systematische Untersuchungen beschrieben, bei denen die erzielbare Detektionstiefe von Bewehrungsstäben in Betonbauteilen zunächst auf einfache Weise visuell quantifiziert wurde. An speziell konzipierten Testkörpern wurden in einem Zeitraum von fast zwei Jahren systematische Untersuchungen durchgeführt, um die Verfahrensgrenzen des Impulsradars bezüglich der Detektionstiefe von Bewehrungsstäben visuell durch Bewerten der Reflexionshyperbeln zu bestimmen. Aus den Ergebnissen kann z. B. für Prüfaufgaben an Beton mit einer Alter zwischen sechs und zwölf Monaten abgelesen werden, dass eine Antenne mit einer Mittentrequenz von 1.2 GHz optimal in einem Tiefenbereich zwischen 25 cm bis 35 cm eingesetzt werden kann. Analog ergibt sich ein Tiefenbereich von 20 cm bis 30 cm für eine Mittenfrequenz von 1,6 GHz und ein Tiefenbereich von 10 cm bis 15 cm für eine Mittenfrequenz von 2,3 GHz. Auch kann ein Nutzer von Impulsradar abschätzen, ob er an einem Bauwerk mit zunehmendem Betonalter noch mit nennenswertem Zuwachs der Detektionstiefe rechnen kann. Er kann ebenfalls abschätzen, wie groß die zu erwartenden Streuungen der erzielbaren Tiefen infolge verschiedener Betonrezepturen sein können, auch wenn die hier verwendeten Rezepturen nicht erschöpfend sind. Jedoch stößt diese einfache Methode der visuellen Auswertung u. a. bei Bauteilen mit oberflächennaher Bewehrung an ihre Grenzen. Deshalb wurde zusätzlich die Methode der POD(a)-Analyse vorgestellt. Diese ermöglicht mit einem höheren Aufwand bei der Auswertung neben einer vom Betrachter unabhängigen Auswertung zusätzlich die Möglichkeit, eine Aussage über die Entwicklung der zuverlässigen Detektionstiefe auch bei komplizierten Randbedingungen anhand des Kennwerts a90/95 zu treffen. Für eine oberflächennah verlegte Bewehrungsmatte Q188A ergeben sich je nach Radarprüfsystem bis zu 30 % geringere erzielbare Detektionstiefen. In der gleichen Größenordnung liegt auch der Einfluss bei der Verwendung verschiedener Radarprüfsysteme aufgrund ihrer unterschiedlichen Geräteausstattung und Leistungsfähigkeit. Diese Erkenntnisse für schwierigere Randbedingungen kann der Nutzer zusammen mit den in einem Bild dargestellten Ergebnissen für einfache Randbedingungen kombinieren. Zusammengefasst dienen deshalb beide Methoden dazu, die Anwendungs- und Aussagesicherheit des Impulsradarverfahrens für den Anwender in der Praxis zu verbessern und die Leistungsfähigkeit des Verfahrens transparent zu machen.
Among non-destructive testing methods in civil-engineering INDT-CE) Radar or GPR (Ground Penetrating Radar) has been well established. As a first step the engineer has to make sure the chosen NDT-method is applicable. When the physical requirements for an application are fulfilled the engineer wants to know up to what depth he might detect reinforcement bars. This article summarizes the results of systematic testing with radar at well-defined test specimens with different concrete mixtures, rebars in various depths using different antenna frequencies for their detection. As a result simple detection curves allow the engineer to estimate the attainable detection depth of reinforcement bars depending on the concrete age, concrete mixture and antenna frequency. To quantify the influence of the reinforcement near the surface or the maximum grain size of the aggregate advanced data assessment using the theory of POD (Probability of Detection) is presented.
Erzielbare Detektionstiefen metallischer Reflektoren mit dem Impulsradarverfahren an Beton
Das Impulsradarverfahren hat sich in der zerstörungsfreien Prüfung im Bauwesen in den letzten Jahren etabliert. Mögliche Nutzer des Verfahrens sind oft daran interessiert, in einer ersten Abschätzung herauszufinden, ob Impulsradar bei ihrer Prüfaufgabe sinnvoll eingesetzt werden kann. Sofern die physikalischen Voraussetzungen für die Anwendbarkeit gegeben sind, ist danach die Machbarkeit von Interesse. Dazu ist die erzielbare Detektionstiefe von Bewehrungsstäben in Beton mit Radar von Bedeutung. In diesem Beitrag werden systematische Untersuchungen beschrieben, bei denen die erzielbare Detektionstiefe von Bewehrungsstäben in Betonbauteilen zunächst auf einfache Weise visuell quantifiziert wurde. An speziell konzipierten Testkörpern wurden in einem Zeitraum von fast zwei Jahren systematische Untersuchungen durchgeführt, um die Verfahrensgrenzen des Impulsradars bezüglich der Detektionstiefe von Bewehrungsstäben visuell durch Bewerten der Reflexionshyperbeln zu bestimmen. Aus den Ergebnissen kann z. B. für Prüfaufgaben an Beton mit einer Alter zwischen sechs und zwölf Monaten abgelesen werden, dass eine Antenne mit einer Mittentrequenz von 1.2 GHz optimal in einem Tiefenbereich zwischen 25 cm bis 35 cm eingesetzt werden kann. Analog ergibt sich ein Tiefenbereich von 20 cm bis 30 cm für eine Mittenfrequenz von 1,6 GHz und ein Tiefenbereich von 10 cm bis 15 cm für eine Mittenfrequenz von 2,3 GHz. Auch kann ein Nutzer von Impulsradar abschätzen, ob er an einem Bauwerk mit zunehmendem Betonalter noch mit nennenswertem Zuwachs der Detektionstiefe rechnen kann. Er kann ebenfalls abschätzen, wie groß die zu erwartenden Streuungen der erzielbaren Tiefen infolge verschiedener Betonrezepturen sein können, auch wenn die hier verwendeten Rezepturen nicht erschöpfend sind. Jedoch stößt diese einfache Methode der visuellen Auswertung u. a. bei Bauteilen mit oberflächennaher Bewehrung an ihre Grenzen. Deshalb wurde zusätzlich die Methode der POD(a)-Analyse vorgestellt. Diese ermöglicht mit einem höheren Aufwand bei der Auswertung neben einer vom Betrachter unabhängigen Auswertung zusätzlich die Möglichkeit, eine Aussage über die Entwicklung der zuverlässigen Detektionstiefe auch bei komplizierten Randbedingungen anhand des Kennwerts a90/95 zu treffen. Für eine oberflächennah verlegte Bewehrungsmatte Q188A ergeben sich je nach Radarprüfsystem bis zu 30 % geringere erzielbare Detektionstiefen. In der gleichen Größenordnung liegt auch der Einfluss bei der Verwendung verschiedener Radarprüfsysteme aufgrund ihrer unterschiedlichen Geräteausstattung und Leistungsfähigkeit. Diese Erkenntnisse für schwierigere Randbedingungen kann der Nutzer zusammen mit den in einem Bild dargestellten Ergebnissen für einfache Randbedingungen kombinieren. Zusammengefasst dienen deshalb beide Methoden dazu, die Anwendungs- und Aussagesicherheit des Impulsradarverfahrens für den Anwender in der Praxis zu verbessern und die Leistungsfähigkeit des Verfahrens transparent zu machen.
Among non-destructive testing methods in civil-engineering INDT-CE) Radar or GPR (Ground Penetrating Radar) has been well established. As a first step the engineer has to make sure the chosen NDT-method is applicable. When the physical requirements for an application are fulfilled the engineer wants to know up to what depth he might detect reinforcement bars. This article summarizes the results of systematic testing with radar at well-defined test specimens with different concrete mixtures, rebars in various depths using different antenna frequencies for their detection. As a result simple detection curves allow the engineer to estimate the attainable detection depth of reinforcement bars depending on the concrete age, concrete mixture and antenna frequency. To quantify the influence of the reinforcement near the surface or the maximum grain size of the aggregate advanced data assessment using the theory of POD (Probability of Detection) is presented.
Erzielbare Detektionstiefen metallischer Reflektoren mit dem Impulsradarverfahren an Beton
Quantification of depth measurement for the detection of metal rebars using Radar
Taffe, Alexander (author) / Feistkorn, Sascha (author) / Diersch, Norman (author)
Beton- und Stahlbetonbau ; 107 ; 442-450
2012
9 Seiten, 7 Bilder, 1 Tabelle, 11 Quellen
Article (Journal)
German
Überwachung , Bewehrung , Radar , zerstörungsfreie Prüfung , Prüfbarkeit , Impulsverfahren , Stahlbeton , Machbarkeit , Betonschiffsbau , elektromagnetische Streuung , Bauwesen , Geräteausstattung , Anwender-Account-Sicherheit , Eindringtiefe , Gerätetest , Zerspanungsprüfung , Geräteprüfung , Systemtest , Systemanalyse , Maschinenprüfung
Erzielbare Detektionstiefen metallischer Reflektoren mit dem Impulsradarverfahren an Beton
| Online Contents | 2012
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| Springer Verlag | 1985
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