Codawellenbasierte Ultraschallmethoden für Beton - Erweiterung der Mögklichkeiten durch 3D-Information, Kombination mit Schallemissionsanalyse und Erweiterung um zustätzliche Kennwerte hin zur Anwendung an realen Bauwerken

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Ernst Niederleithinger
• Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik ; Angewandte Mechanik, Statik und Dynamik ; Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398216472

Dieses Teilprojekt ist innerhalb der Forschergruppe für die apparative Seite der Ultraschall-Coda-Messung (inklusive Unterstützung der anderen experimentellen Projekte), eines der beiden Abbildungsverfahren zur Lokalisierung von Veränderungen im Objekte sowie Aspekte der zukünftigen praktischen Anwendung der Methodik an realen Bauwerken verantwortlich. Dafür wurden in der Phase 1 erfolgreich die apparativen Grundlagen gelegt, indem an den Transducern und einer versatilen, kostengünstigen Messwerterfassung gearbeitet wurde. Eine innovative Methode für das Imaging von Codawellen zur Lokalisierung von Schäden wurde entwickelt und erfolgreich getestet, ist im Moment aber auf 2D (d. h. eine Ebene) beschränkt. Zudem konnte anhand von Messungen an einem Großprobekörper im Freifeld eine Methodik zur Eliminierung von Umwelteinflüssen (z. B. Temperatur) entwickelt werden, die etwaige Schadensereignis besser sichtbar macht. Zudem wurde bereits vorfristig das erste reale Bauwerk instrumentiert und fortlaufend Daten erfasst.In Phase 2 sollen nun durch systematische Forschung die Grundlagen erweitert und verbreitert werden, um das Verfahren zukünftig an realen Bauwerken einzusetzen. Hier werden wir nicht nur einen schnellere Messwerterfassung für noch größere Sensornetzwerke liefern und mindestens ein weiteres Realbauwerk zu Testzwecken instrumentieren. Wir werden auch Sensoren entwickeln, die die die drei räumlichen Komponenten des Wellenfeldes separat aufnehmen. Diese Information werden wir in dem auf drei Dimensionen erweiterten Abbildungverfahren nutzen und so bessere Bilder von den Veränderungen im Objekt erhalten. Dies kombinieren wir mit Ergebnissen der Schallemissionsanalyse um die Ergebnisse weiter zu schärfen.Zusätzlich werden wir mit den neuen Sensoren, aber auch durch mit den Partnern durchgeführten Simulationen und Experimenten, die Möglichkeit erhalten zusätzliche Kennwerte aus den Daten zu extrahieren. Dazu gehören Parameter zum nichtlinearen Materialverhalten, aber auch die Nutzung der Umwelteinflüsse (statt nur Eliminierung) als Indikator für einen etwaige Schädigung des Objekts. Unsere Ergebnisse werden wir an den instrumentierten Realbauwerken gemeinsam mit den Partnern überprüfen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2825: Concrete Damage Assessment by Coda Waves (CoDA)