Titelaufnahme

Titel
Analyse und Entwicklung elektronischer, zerstörungsfreien Prüfungsmethoden für die Bautechnik
Weitere Titel
Analysis and Development of Electronic, Non-Destructive Testing Procedure in Construction Engineering
AutorInnenKrieger, David
GutachterAndert, Herbert
Erschienen2015
Datum der AbgabeJanuar 2015
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Zerstörungsfreie Prüfungsmethoden / Schwachstellen an Stahlbewehrungen / Widerstandsmessung / Ultraschallmessung
Schlagwörter (EN)Non-Destructive Test Procedure / Detecting Weak Points in Steel Reinforcements / Resistance Measurement / Ultrasonic Measurement
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Arbeit soll mit dem Thema der "zerstörungsfreie Prüfungsmethoden in der Bautechnik" eine Verbindung zwischen der Baubranche und der Elektronik sein. Diese Prüfungsverfahren wurden erstmals nur für Werkstoffprüfungen verwendet und kamen erst mit der Zeit auch im Bauwesen zum Einsatz. Sie haben keinen Einfluss auf die Tragfähigkeit des Bauteils und werden aus diesen Grund immer wichtiger. Da jedoch diese Prüfverfahren in der Bautechnik noch sehr jung sind, wurden noch keine Normen oder Regelwerke verfasst, um den Einsatz zu standardisieren.

Um das Verständnis der Anwendung dieser Methoden zu bekommen, werden zuerst die drei wichtigsten Materialien im Bauwesen beschrieben. Dadurch werden die möglichen Schäden jedes Baustoffes klarer und schlussendlich wird sichtbar, dass es das perfekte Material nicht gibt, da jedes seine Vor- und Nachteile besitzt.

Im zweiten Abschnitt werden die bekanntesten zerstörungsfreien Prüfungsmethoden vorgestellt und verglichen, wobei hier ein besonderer Schwerpunkt bei der Ultraschallmessung liegt. Es werden jeweils Anwendung und Messergebnisse beschrieben, um zu erkennen welche Einsatzgebiete und Entwicklungspotential jedes Verfahren hat.

Der dritte und wichtigste Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der neuen Möglichkeit zur Erkennung von Schwachstellen in Stahlbewehrungen in Form eines selbst entwickelten Messgerätes. Hierbei wird der elektrische Widerstand des Stahls mit Hilfe der Thomson-Brücke, einer konstanten Stromquelle und der Zeitkonstante des Kondensators gemessen und verglichen. Dadurch kann sichtbar gemacht werden, dass die Messung mit Hilfe Zeitkonstante bei Stahlbewehrung nicht anwendbar ist. Mit der Thomson-Brücke und der konstanten Stromquelle ist die Messung des Leitungswiderstandes des Stahls möglich, hat aber eine unterschiedliche Genauigkeit, die in der Arbeit erläutert wird. Zur Ortung der Schwachstelle wird zusätzlich eine Ultraschallmessung durchgeführt. Aufgrund der beschriebenen Theorie funktioniert diese Variante, jedoch ist sie in der Praxis sehr fehleranfällig, daher muss dieser Aufbau weitgehend optimiert werden. Im letzten Kapitel werden Messergebnisse an speziell dafür gefertigte Testobjekten gezeigt und dadurch wird sichtbar, dass die Erkennung von Schwachstellen in Stahlbewehrungen möglich ist. Das heißt die Entwicklung des neuen Messgerätes stellt eine gute Erweiterung der zerstörungsfreien Prüfungsmethoden dar. Diese Arbeit bietet die Grundlage und Erweiterungsmöglichkeiten dieses Verfahrens, um die Messungen präziser durchführen zu können.

Zusammenfassung (Englisch)

This work deals with the subject of "`non-destructive test procedure in construction engineering"' and is therefore a link between the building industry and electronics. In the past these test procedures were only used for material tests, but now it plays an increasing role in the building industry, mostly because the test procedures have no influence on the load-bearing capacity. Since it is still relatively new, there are not any technical rules and standards to follow yet.

To aid the understanding of how these methods work the three most important materials are described first, especially the potential deficiencies of each material. Ultimately, it is clear that there is no perfect material, each has its own advantages and disadvantages.

The second section describes the most common non-destructive test procedures, paying special attention to the use of acoustic discharge measurements. Both the application and the result of measurement are described in order to establish the area of operations and the potential of development for each procedure.

The third and most important section deals with the possibility of detecting weak points in steel reinforcements with the help of a self-developed product.

This product measures the electric resistance of the steel with the help of a kelvin-bridge, a constant power supply and the time constant of a capacitor and compares the results. This way it becomes clear, that the method with the time constant is non-applicable. The kelvin-bridge and the constant power supply both work, but with different accuracies which are explained.

It requires a acoustic discharge measurement to locate the weak points. Based on the described theorie this version is possible, but in reality it is error-prone, which is why it is necessary to improve it.

The last chapter shows the measurement results of specifically designed test objects, which demonstrates that detecting weak points in steel reinforcements is possible. This means that the self-developed product is a good extension to non-destructive test procedures in construction engineering. This work gives a sound basis for this procedure to give precise measurements.

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