TFB AG
Technik und Forschung im Betonbau

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Ultraschall

Ultraschall

Norm: keine

Literatur: VSS-Bericht 688

Allgemeines

Mit Ultraschallmessungen können die Betonqualität und Bauteildicke von Betonstrukturen zerstörungsfrei untersucht werden.

Je nach Fragestellung unterscheidet man zwischen der reinen Impulsmessung (Abb. 1) und der Ultraschall-Echomessung (Abb. 2).

Abbildung 1
Abbildung 1

Abbildung 2
Abbildung 2

Bei der Echomessung sind Sender und Empfänger im selben Gerät, was die Anforderungen an die Zugänglichkeit deutlich erleichtert, da man nicht gleichzeitig auf beiden Seiten des Bauteils Kontakt zur Bauteiloberfläche haben muss.

Das Hauptanwendungsgebiet ist die Überprüfung von Bauteildicken und der Homogenität von Betonstrukturen. Letzteres steht v.a. bei der Ultraschall-Echomessung im Vordergrund.

Mittels Impulsprüfung können aus der Ultraschallgeschwindigkeit Rückschlüsse auf die Betondruckfestigkeit und Elastizitätsmodul gezogen werden, wenn bestimmte Materialbeziehungen für den untersuchten Beton bekannt sind.

Abbildung 3
Abbildung 3

Die Ultraschallgeschwindigkeit kann direkt über die Laufzeit zwischen Sender und Empfänger berechnet werden, wenn der Abstand zwischen beiden (respektive die Bau-teildicke) bekannt ist und keine Gefügeschädigung (z.B. ein Kiesnest) vorliegt.

Die Messung erfolgt punktuell, d.h. man erhält für jedes Messkopf-Aufsetzen einen Messwert für die Bauteildicke an dieser Stelle. Anschliessend wird der Messkopf in einem definierten Abstand (z.B. 20 cm) daneben aufgesetzt und die Messung wiederholt, so dass man mit der Zeit eine Messlinie erhält (sog. Messspur). Die Genauigkeit solcher Dickenmessungen mittels Ultraschallecho liegen je nach Aufwendigkeit des Auswerteverfahrens zwischen2 und 9% [VSS-Bericht Nr. 688].

Lokalisierung von Gefügestörungen

Bei Einlagen im Beton (z.B. Bewehrung, Leitungen) oder einer Gefügeschädigung verlängert sich die Laufzeit der Impulsmessung ("Umweg") bzw. reduziert sich bei der Echomessung, da das Echo an der Fehlstelle reflektiert wird (Abb. 4).

Abbildung 4
Abbildung 4

Wenn das sogenannte Rückwandecho erkennbar ist, kann man davon ausgehen, dass sich keine Gefüge-störung im Beton zwischen Sender und Empfänger bzw. im Bereich des Echo-Weges befindet.