Concrete Damage Assessment by Coda Waves
Bearbeiterin: Eva Jägle, M.Sc.
Förderer: DFG
https://www.mae.ed.tum.de/coda/
coda.bwp(at)ed.tum.de
Eine ressourcenschonende und kostengünstige Erhaltung der Infrastrukturbauwerke über die gesamte Lebensdauer ist von größter Bedeutung. Die ultraschallbasierte Coda-Wellen-Interferometrie (CWI) bietet besonders für die Langzeitüberwachung von Stahlbetonbauteilen großes Potential.
DFG-Forschungsgruppe FOR CoDA
Ziel der Forschungsgruppe Concrete Damage Assessment by Coda Waves (CoDA) ist es, die Coda- Technik als Werkzeug für die Beurteilung der Sicherheit und Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken zu entwickeln und zu verstehen. In der Forschungsgruppe arbeiten Mitarbeiter des Lehrstuhls für Werkstoffe und Werkstoffprüfung im Bauwesen mit Forschern der Ruhr-Universität Bochum (Lehrstuhl Statik und Dynamik sowie Lehrstuhl für Massivbau), des Geothermiezentrums Bochum, der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung in Berlin (Fachbereich 8.2, Zerstörungsfreie Prüfmethoden für das Bauwesen) und des Lehrstuhls für Statik an der TUM zusammen.
Umwelt- bzw. mechanisch bedingte Änderungen in der (Beton-) Mikrostruktur und ihr Effekt auf die Codasignale
Das Teilprojekt „TUM1“ am Lehrstuhl für Werkstoffe und Werkstoffprüfung im Bauwesen beschäftigt sich mit der experimentellen und datenbasierten Charakterisierung von Zusammenhängen zwischen äußeren Lasten und Veränderungen im Codasignal. Ziel ist es, am Ende des Projekts ein Spektrum an Kalibrierkurven und betonspezifischen Kenngrößen bereitzustellen, um eine Kalibrierung und Signalkompensation an realen Ingenieurbauwerken zu ermöglichen. Zur Validierung der Ursachen von Signalvariationen, werden Veränderungen der Betonmikrostruktur mit konventionellen und innovativen Techniken charakterisiert. Die Zusammenhänge zwischen Einwirkungen und mikrostrukturellen Veränderungen, sowie die entsprechende Analyse und Interpretation der Codasignale, liefern wichtige Eingangsparameter für die Modellierung von Wellenausbreitung, Materialeigenschaften und Strukturänderungen, wie sie im Rahmen anderer Einzelprojekte dieser Forschungsgruppe entwickelt werden.
In der ersten Förderungsperiode (2019-2022) wurden im Teilprojekt TUM1 in kontrollierten Laborexperimenten an Betonprobekörpern der Einfluss einaxialer Druck- und Zugbelastungen, sowie von Temperatur- und Feuchtevariationen auf das Codasignal untersucht.
In der zweiten Förderungsphase (2022-2025) sollen die in der ersten Phase durch eindimensionale Versuche abgeleitete Zusammenhänge systematisch um weitere Einflüsse, wie des Oberflächenzustandes erweitert werden. Darüber hinaus wird nach der Charakterisierung homogener Zustände nun praxisrelevante Feuchte- und Temperaturgradienten untersucht. Im Fokus der zweiten Förderungsphase stehen zudem betonspezifische Langzeitphänomene wie die Karbonatisierung und der Frost-(Tausalz-) Angriff. Ein besonderes Augenmerk soll dabei auf die Unterscheidung von reversiblen und irreversiblen mikrostrukturellen Veränderungen gelegt werden. Die untersuchten Materialveränderungen werden dabei mittels ausgewählter Methoden wie der Computertomographie oder der Dünnschliffmikroskopie spezifiziert.