Zerstörungsfreie Messung des Elastizitätsmoduls von Beton
Beton unterliegt als Baustoff in zahlreichen Anwendungsbereichen nicht nur statischen, sondern auch zeitlich veränderlichen bzw. sich wiederholenden Belastungen, die im Laufe der Zeit zu einer Materialermüdung führen. Innerhalb eines Forschungsvorhabens der Gesellschaft für Akustikforschung Dresden mbH wurde nachgewiesen, dass der dynamische Elastizitätsmodul als Materialparameter geeignet ist, um Aussagen über den Degradationszustand von Straßenbeton zu treffen, der sich im Zuge der Materialermüdung einstellt. Daher erfolgte die Erarbeitung eines neuen zerstörungsfreien Messverfahrens zur Bestimmung des dynamischen Elastizitätsmoduls von Betonplatten in situ. Hierzu findet die auf der Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) basierende Phase-Shift-Methode Anwendung, mithilfe derer die Phasengeschwindigkeit der Lamb-Welle ermittelt wird.
Das entwickelte Verfahren wurde exemplarisch auf der Betonplatte einer Autobahn angewendet und der Elastizitätsmodul in Abhängigkeit von Frequenz und Plattentiefe bestimmt. Zudem kamen vier weitere Verfahren zur Bestimmung des Elastizitätsmoduls der Betonplatte zum Einsatz, die eine Entnahme von Bohrkernen aus der Platte erforderlich machten. Die Messergebnisse aus den verschiedenen Verfahren wurden vergleichend gegenübergestellt. Es zeigt sich eine gute Übereinstimmung der Ergebnisse des neuen zerstörungsfreien Verfahrens mit den Ergebnissen der bestehenden Messmethoden. Das entwickelte Verfahren stellt somit die Grundlage für eine zerstörungsfreie Bestimmung des Elastizitätsmoduls von Betonplatten in situ dar.