Genauigkeit der Betondeckungsmessung und Grenzen der Detektion benachbarter Stäbe mit Radar

Abstract

Die klassische Betondeckungsmessung wird im Allgemeinen zum Nachweis der Dauerhaftigkeit durchgeführt. Entsprechend der geforderten Mindestbetondeckung der Expositionsklassen von max. 40 mm zuzüglich 15 mm Vorhaltemaß sind Betondeckungen von maximal 60 bis 70 mm relevant. Das deckt sich mit den maximal erzielbaren Detektionstiefen magnetisch induktiver Geräte (in der Regel auf der Basis von Wirbelstrom), die im Allgemeinen in der Praxis zu Betondeckungsmessungen verwendet werden. Größere Betondeckungen sind nur noch aus statischer Sicht von Interesse und unter anderem mit Radar messbar. Das gilt besonders dann, wenn die Tragfähigkeit einer Konstruktion bei tiefer liegender Bewehrung nachgewiesen werden soll und die Messung der Einbautiefen der Bewehrung erforderlich ist, um z. B. den inneren Hebelarm zu bestimmen. Daher zielen die hier veröffentlichten Ergebnisse zur Betondeckungsmessung mit Radar auf die spätere Anwendung zur Nachrechnung von Bauwerken auf der Basis von Ergebnissen der zerstörungsfreien Prüfung (ZfPStatik) ab. In diesem Artikel geht es um die Bestimmung der Genauigkeit von Radarmessungen und der Möglichkeit, benachbarte Stäbe voneinander getrennt zu detektieren. Daher wird auch auf die Erstellung von Testkörpern und deren Genauigkeit hinsichtlich der realisierten Einbautiefen der Bewehrung eingegangen.

Detektion von Hüllrohren und Bewehrungsstäben und Genauigkeit der Messung von deren Einbautiefen mit Ultraschallecho

“…30 cm und Die erzielbaren Genauigkeiten (zusammengesetzt aus Präzision und Richtigkeit) sind auch für Radar und Ultraschall auf den ersten Blick sehr klein. Die Abweichungen für Radar wurden in [7] mit ±2 % ab 10 cm angegeben, was in der gleichen Größenordnung der hier ermittelten ±5 bis 10 mm für Ultraschall liegt. Für Radar wurde bereits in [7] als Voraussetzung für große Genauigkeiten gefordert, dass das Objekt, an dem die Wellengeschwindigkeit ermittelt wird, in etwa in der gleichen Tiefe liegt wie die zu messende Bewehrung.…”

“…Die Richtigkeit der ermittelten Einbautiefen ist stark von deren Tiefenlage abhängig, da auch bei Ultraschall ein tiefenabhängiger, sog. "Umwegfehler" vorliegen kann, der auch bei Radar festgestellt wurde und dort vom Abstand zwischen Sender und Empfänger abhängig ist [7]. Die fast immer zu groß ermittelten Einbautiefen werden bei Ultraschall in 5 cm…”

“…zum Einsatz. Die hier mehrfach zitierten Beiträge [3,7] erlauben zusammen mit den hier veröffentlichten Ergebnissen zur Leistungsfähigkeit von Ultraschall, die physi-…”

“…7 cm formuliert, deren Gültigkeit in diesem Beitrag anschaulich als Abgrenzung zur Anwendung von Ultraschall gezeigt wird. Genauigkeiten zur Betondeckungsmessung mit Radar und die Leistungsfähigkeit zur Detektion von dicht benachbarten Stäben wurden detailliert in [7] untersucht und werden mit den Ultraschallergebnissen dieses Beitrags verglichen.…”

“…In den Tiefenlagen 5, 10 und 15 cm (Messung von der Vorderseite) und 20, 25 und 30 cm (Messung von der Rückseite) wurden jeweils fünf Stäbe eingebaut. So ergeben sich je Einbautiefe zweimal Stababstände von 10 cm und zweimal Stababstände von 5 cm, die zur Verdeutlichung in den Bildern 4a) und 4b) eingezeichnet wurden (genaue Anordnung der Bewehrung und Erläuterung zur Herstellung in [7]). Das Ziel der Messungen ist es festzustellen, bis in welche Tiefe die benachbarten Stäbe getrennt voneinander detektiert werden können und inwieweit die oberflächennahe Bewehrung einen Einfluss darauf hat.…”