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Ein praxisgerechtes Messverfahren zur Bestimmung der Fasermenge und -orientierung im Stahlfaserbeton. Einsatz des Stahlfasermessgeraetes "BSM100" fuer Frisch- und Festbetonuntersuchungen / A practice-conform measurement method for determination of fiber dosage and orientation in steel fiber reinforced concrete

Stahlfaserbeton wird weltweit seit etwa 1980 mit kontinuierlich zunehmendem Wachstum angewendet. Allerdings liess sich bisher der Stahlfasergehalt, der ueberwacht werden muss, nur durch recht aufwendige Verfahren bestimmen. Es wird ein alternatives Verfahren vorgestellt, mit dem sowohl die Fasermenge als auch die Orientierung der Fasern im Stahlfaserbeton bestimmbar sind. Zunaechst wird auf die bisherigen konventionellen Pruefverfahren eingegangen, die in der DIN EN 14721, der DAfStb-Richtlinie "Stahlfaserbeton" und in der DIN EN 14488-7 geregelt sind. Die dazu noetigen Proben sind beim Frischbeton durch Auswaschen und beim Festbeton durch Zertruemmerung zu gewinnen. Zur baupraktischen Anwendung sind diese Verfahren nur bedingt geeignet und es besteht auch nicht die Moeglichkeit, Faserverteilung und Faserorientierung zu bestimmen. Alternativ behandelt die Richtlinie "Stahlfaserbeton" auch zerstoerungsfreie Messverfahren. Es handelt sich um das optoanalytische Verfahren (Schnittflaechenanalyse), die Impedanzspektroskopie, das Mikrowellen- beziehungsweise Permittivitaetsverfahren und das elektromagnetische Induktionsverfahren. Das vorgestellte praxisgerechte Verfahren gehoert zu den elektromagnetischen Induktionsverfahren; sein Messprinzip, die Funktionsweise sowie die messtechnische Umsetzung werden ausfuehrlich beschrieben. Grundsaetzlich besteht der Messaufbau aus einer Erregerspule zur Generierung des magnetischen Feldes und einer Induktionsspule zur Aufnahme der Induktionsspannung. Ueber die gemessene Induktionspannung in der Probe koennen dann der mittlere Fasergehalt und die dreidimensionale Faserorientierung im Frischbeton und im Festbeton bestimmt werden. Das Verfahren wurde am Institut fuer Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (iBMB) und der Materialpruefanstalt fuer das Bauwesen (MPA) der Technischen Universitaet Braunschweig entwickelt und mit dem Stahlfasermessgeraet "BSM100" der Hertz Systemtechnik GmbH zur Anwendungsreife gebracht. Mit dem Geraet laesst sich der Gehalt und die Orientierung von Stahlfasern im Frischbeton sowie in Betonwuerfeln und Bohrkernen innerhalb von circa drei Minuten bestimmen. Die geringe Untersuchungszeit ermoeglicht eine produktionsbegleitende Ueberwachung waehrend des Betonierens in Echtzeit. Das Geraet laesst auch die Untersuchung an Bohrkernen zu, sodass es bei nachtraeglichen Untersuchungen zur Beurteilung des Fasergehalts und der Faserorientierung, zum Beispiel im Schadensfall, anwendbar ist. Auf einige Praxisanwendungen des Messverfahrens, zum Beispiel zur Qualitaetssicherung von Transportbeton, Verfahrensoptimierung im Fertigteilwerk und Anwendung bei Ultrahochfestem Beton wird eingegangen. Derzeit laufende Forschungsaktivitaeten befassen sich mit der Erweiterung und Optimierung des Verfahrens fuer den direkten Einsatz am Bauwerk. ABSTRACT IN ENGLISH: Steel fiber reinforced concrete (FRC) is versatilely and increasingly used in civil engineering, e.g. for industrial floorings and in industrial, tunnel and housing building segments. The characteristics and performance of steel fiber reinforced concrete is primarily determined by dosage, distribution and orientation of fibers in the concrete texture. For an effective determination and assessment of these parameters in fresh and hardened concrete a fast, simple and practicable non-destructive measurement technique is required. For this purpose the steel fiber measuring device "BSM100" at the iBMB/MPA of the Technical University of Braunschweig in collaboration with the company Hertz Systemtechnik GmbH Delmenhorst had been developed. This is based upon an induction measurement system, where a cubic or cylindrical concrete sample in a coiled sensor is exposed to an alternating magnetic field. By registering the measured induction voltage the average values of dosage and three dimensional distribution of steel fibers in a fresh or hardened concrete sample can be investigated reliably and precisely. In this contribution firstly the state of the art technology for the measurement of steel fiber dosage and orientation in concrete will be presented. Then the measurement device "BSM100" with its functional principle, actual research results and previous findings will be presented and several examples of practical use will be shown. (A)

  • Availability:
  • Authors:
    • Wichmann, H-J
    • Holst, A
    • BUDELMANN, H
  • Publication Date: 2013-12

Language

  • German

Media Info

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01505888
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Jan 28 2014 9:19AM