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Stuttgarter unikurier Nr. 87 April 2001
Netzgestützte Forschergruppe eingerichtet:
Betonprüfung mit Echo-Verfahren
 

Die Erhaltung der Brücken im Bundesfernstraßennetz verschlingt pro Jahr rund 600 Millionen Mark. Insgesamt stellen Bauwerke aus Stahl- und Spannbeton ein bedeutendes Anlagevermögen dar, die entsprechend hohe Instandhaltungskosten erzeugen. Durch den gezielten Einsatz von zerstörungsfreien Prüf- und Überwachungsverfahren ließen sich diese Kosten erheblich reduzieren, da Schäden bereits frühzeitig erkannt und lokalisiert werden könnten. Doch Beton ist kein einfacher Werkstoff, seine Zusammensetzung ist inhomogen und Verfahren aus anderen Bereichen lassen sich nicht ohne weiteres übertragen. Unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Hans-Wolf Reinhardt vom Institut für Werkstoffe im Bauwesen der Universität Stuttgart hat eine bundesweite netzgestützte Forschergruppe zum 1. Januar diesen Jahres sich dieser Thematik angenommen. An der Forschergruppe „Zerstörungsfreie Strukturbestimmung von Betonbauteilen mit akustischen und elektromagnetischen Echo-Verfahren“ beteiligen sich neben der Universität Stuttgart Wissenschaftler der Universitäten Darmstadt, Dortmund und Kassel sowie der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung in Berlin (BAM), der FhG-EADQ Dresden und der FMPA Weimar. Die Förderung läuft mit rund 1,1 Millionen pro Jahr bis 2003.

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Neben der Erhaltung von Stahl- und Spannbetonbauwerken wie Brücken, Straßen, festen Fahrbahnen der Eisenbahn, Staumauern, Kraftwerke und so weiter ist auch die Beurteilung der Standsicherheit insbesondere hochbeanspruchter Ingenieurbauwerke von großer Bedeutung. Das trifft bevorzugt auf ältere Bauwerke zu, in denen von außen nicht erkennbare Mängel oder Schäden ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellen können. Ebenso besitzt bei jedem Neubau die interne Qualitätssicherung große Bedeutung, da meist mehrere Firmen an der Ausführung beteiligt sind. Und nicht zuletzt wird es durch die Einführung neuer europäischer Normen notwendig, verschiedene Betone auf ihre Zugehörigkeit zu einer Familie zu untersuchen.

High-Tech Werkstoff Beton
In den letzten zehn Jahren erfolgte die Weiterentwicklung des „Massenbaustoffs“ Beton zu einem modernen High-Tech-Werkstoff für anspruchsvolle und hoch belastbare Konstruktionen. Sicherheit und Wirtschaftlichkeit erfordern auch hierfür aussagesichere, zerstörungsfreie Prüfverfahren. Doch die bekannten zerstörungsfreien Prüfverfahren konnten bislang bei weitem noch nicht so effektiv eingesetzt werden wie bei anderen Werkstoffen. Daß die zerstörungsfreie Prüfung bislang bei der Untersuchung von Betonbauwerken bisher kaum zum Einsatz gekommen ist, hat verschiedene Gründe. So reicht das Wissen über die grundlegenden Zusammenhänge zwischen den Werkstoffeigenschaften und der Ausbreitung elastischer und elektromagnetischer Wellen noch nicht aus, um es in heterogenen und stahlbewehrten Baustoffen so einzusetzen. Zudem enthalten Beton und andere poröse Werkstoffe immer eine unbekannte Menge an Feuchtigkeit, die das Meßverfahren beeinträchtigt. Und nicht zuletzt können Bauwerke schließlich nicht ins Labor gebracht werden und sind oft nur eingeschränkt zugänglich. Daraus folgte, daß die Verfahrensentwicklung für die Unternehmen der Bauindustrie zu aufwendig war und die wenigen Forschungsanstrengungen zumeist in kleinen Gruppen erfolgte, die isoliert und unkoordiniert blieben.

Netzgestützte Forschung
Dagegen will die nun gegründete netzbasierte Forschergruppe durch ihre Zusammensetzung mit Fachleuten aus unterschiedlichen Forschungsgebieten und mit einer genauen Strukturierung der Teilbereiche und Arbeitspakete eine größere Effektivität und Nutzung der Ressourcen erreichen. Die räumlich verteilten Forschungsarbeiten sind über die neuen Medien vernetzt. Auf einem zentralen Server liegen alle Arbeitsergebnisse abrufbar bereit. Aber nicht nur die Ergebnisse, sondern vor allem die jeweils ermittelten Primärdaten sind verteilt zugänglich, so daß Messungen mehrfach ausgewertet werden können. Jedes Einzelprojekt bringt die besonderen Kenntnisse und Erfahrungen seiner Institution in die Gruppe ein und ist gleichzeitig Nutzer der sukzessiv erarbeiteten Ergebnisse benachbarter Projekte. Teilnehmer der Forschergruppe haben bereits in den letzten zehn Jahren in einer selbstorganisierten Zusammenarbeit einen deutlichen Innovationsschub erzielen können. So wurden in den 90er Jahren erste Ringversuche durchgeführt, bei denen im direkten Vergleich Impuls-Radar, Ultraschallecho und Impakt-Echo getestet wurden. Bei einem zweiten Ringversuch wurden mit Förderung durch die Bundesanstalt für Straßenwesen Verfahren zur Prüfung von Hüllrohren in Spannbetonbrücken entwickelt und getestet. /eng

KONTAKT
Prof. Dr.-Ing. Hans-Wolf Reinhardt, Institut für Werkstoffe im Bauwesen Tel. 0711/685-3323, Fax 0711/685-8068, e-mail: reinhardt@iwb.uni-stuttgart.de

 


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Pressestelle der Universität Stuttgart

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