DE4209661A1 - Verfahren und Einrichtung zur Erkennung von unplanmäßig auftretenden Rissen in Stahlbetonbauwerken - Google Patents

Description

Die Erfindung betreffen Verfahren und Einrichtungen für Betonbauteile nach den Oberbegriff des Anspruchs 1.

Betonbauteile insbesondere Spannbetonbauteile können durch Korrosion des Bewehrungsstahles oder durch unplanmäßige Belastung Schäden erleiden, wodurch ihre Standsicherheit nicht mehr gewährleistet ist. Diese Schäden kündigen sich meistens durch die Ausbildung zusätzlicher Risse am Betonbauwerk an.

Nach dem heutigen Stand der Technik werden zur Überprüfung derartiger Rißbildung vielfach Setzdehnungsmesser oder Glasfaserkabel bzw. Metallkabel mit in das Bauwerk eingebaut, um bei Rißbildung die durch die zusätzliche Dehnung verursachte Parameteränderung des Kontrollsystems zu registrieren.

All diese Methoden erfordern entweder einen direkten Einbau während der Herstellung des Bauteils, wobei ein Austausch des Kontrollsystems bei Ausfall nachträglich nur schwer möglich ist, oder es ist ein aufwendiger personeller und kostspieliger Überwachungsaufwand (Setzdehnungsmesser) nötig.

Aus o.g. Erläuterungen ergibt sich klar die Notwendigkeit zur Erfindung eines Verfahrens und einer Einrichtung, welches in der Lage ist, die Rißbildung bei bestehenden Bauwerken, bei denen durch die lange Standzeit aufgrund von Korrosionsvorgänge ein erhebliches Gefährdungspotential existiert, und die keine der o.g. Kontrollsysteme enthalten, zu erkennen, und nachträglich an das Bauwerk angebracht werden kann. Der Erfindung liegt weiterhin das Problem zugrunde, ein derartiges Kontrollsystem zu entwickeln, welches durch einen minimalen personellen und finanziellen Aufwand an jedem Bauteil angebracht werden kann. Der in Anspruch 1 bis 7 angegebenen Erfindung liegt weiterhin das Problem zugrunde, eine durch die lange Standzeit des Kontrollsystems hervorgerufene unvermeidliche Störung desselben, auf einfache Weise zu beheben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß im Gegensatz zum Einbau eines zusätzlichen Lichtleiters, oder eines elektrischen Leiters in Form eines Kupferkabels, die schon bei Bauwerkserstellung integriert werden müssen, das ist, beschriebene Verfahren in der Lage sind, ein derartiges Kontrollsystem auch an alte Bauteile anzubringen, die ein derartiges System nicht enthalten. Durch die gezielte Wahl des filmbildenden Materials, wobei hier kommerziell erhältliche Antistatika, Leitkleber oder vor allem Leitlacke oder auch Metallfolien zum Einsatz kommen, hinsichtlich seines Verbundverhaltens zur Betonoberfläche und/oder seines thermischen Ausdehnungskoeffizienten und/oder seiner Sprödigkeit, kann im Gegensatz zu den oben beschriebenen Verfahren, eine beliebig einstellbare Mindestrißbreite detektiert werden. Durch das Aufbringen einer Filmreihe ist das System in der Lage nicht nur die Existenz eines Risses zu detektieren, sondern kann unter bestimmten Bedingungen selbst die Rißtiefe und somit die Rißbreite detektieren. Wird der Leitfilm durch eine äußere mechanische Verletzung z. B. durch Anstoßen eines Fahrzeugs oder durch einfachen Verschleiß geschädigt, so kann durch Aufbringen eines Zusatzfilmes auf den geschädigten Primärfilm dieser problemlos regeneriert werden, so daß sich dadurch keine zeitliche Begrenzung der Standzeit, im Gegensatz zu anderen nicht auswechselbaren Kontrollsystemen, ergibt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 3 angegeben. Da der Betonkörper selbst eine gewisse elektrische Leitfähigkeit besitzt, und durch die große Kontaktfläche Film- Beton, bei Rißbildung nur eine geringe Veränderung der Gesamtleitfähigkeit des Systems sich ergibt, empfiehlt es sich, den Übergangswiderstand Film/Betonoberfläche durch eine isolierende Zwischenschicht deutlich zu erhöhen.

Um für das System eine Langzeitstabilität zu gewährleisten, ist insbesondere bei Betonbauwerken die der Witterung ausgesetzt sind die Weiterbildung nach Anspruch 4 angezeigt. Hier wird zum Schutz des leitfähigen Filmes ein äußerer elektrisch isolierender und witterungsbeständiger Schutzfilm aufgebracht. Neben dem Vorteil des Witterungsschutzes kann dieser Schutzfilm den Leitfilm auch gegen mechanische Verletzungen und vor allem vor elektrischen Brücken durch leitende Substanzen wie z. B. Regenwasser schützen.

Durch eine geschickte Wahl dieses Schutzfilmes hinsichtlich seiner Dehnungsfähigkeit kann hier eine vollkommene Abschirmung gewährleistet werden. Ein elektrischer Kurzschluß nach Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 7 kann bei langen Bauteilen den Installationsaufwand für die Meßelektronik bedeutend verringern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Stahlbetonträger 1 mit dem installierten Kontrollsystem. Auf dem Stahlbetonträger 1, wird zur Erkennung des unplanmäßig auftretenden Risses 5 der Leitfilm 2 durch ein Mal- bzw. Sprühverfahren (oder ähnliches) aufgebracht. Bildet sich im Betonteil ein unplanmäßiger Riß 5 aus, so wird der Widerstand des Leitfilmes 2 erhöht, was durch ein Widerstandsmeßgerät 7 an den Kontaktierungsstellen 6 regestriert werden kann. Wird eine Filmreihe 2a verwendet, so kann zur Einsparung von Installationsleitungen am einen Ende des Bauteils eine elektrische Brücke 8 angebracht werden. Durch die unabhängige Registrierung der Leitfähigkeiten der einzelnen Leitfilme 2, 2a, und 2b kann auf die Rißtiefe bzw. Rißbreite geschlossen werden.

Zur Erhöhung der Empfindlichkeit und zum Schutz des Systems können noch der Grundierungsfilm 3 und ein Schutzfilm 4 zusätzlich aufgebracht werden.

Das gezeigte Kontrollsystem ist in Fig. 1 vereinfacht und nur schematisch wiedergegeben.

Claims (7)

1. Verfahren und Einrichtung zur permanenten Überwachung von Betonbauwerken insbesondere Spannbetonbauwerken zur Erkennung von Rissen, die sich während der Nutzungsdauer unplanmäßig einstellen dadurch gekennzeichnet, daß auf das Bauteil ein oder mehrere schubfest haftende, elektrisch leitende Filme aufgebracht werden, die bei Rißbildung derart getrennt werden, so daß sich der zu messende elektrische Widerstand zwischen den Enden des Filmes erhöht.

2. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine Filmreihe derart auf das Bauteil aufgebracht wird, daß durch die Anzahl der geschädigten Filmstreifen auf die Rißtiefe bzw. Rißbreite zurückgeschlossen werden kann.

3. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Empfindlichkeit des in Anspruch 1 beschriebenen Verfahrens unter den leitenden Film und/oder Filmen eine zusätzliche elektrische Isolationsschicht aufgebracht wird.

4. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Witterungsbeständigkeit und zur Verhinderung von elektrischen Brücken des in Anspruch 1 beschriebenen Films, ein weiterer witterungsbeständiger elektrisch isolierender Schutzfilm über den Leitfilm aufgebracht wird.

5. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausfall des Kontrollsystemes z. B. durch mechanische Verletzung und/oder Verschleiß, der Leitfilm durch Überdecken mit einem neuen Film regeneriert wird.

6. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß durch die Wahl der Filmeigenschaften wie Sprödigkeit, Verbundverhalten zur Betonoberfläche und/oder des thermischen Ausdehnungskoeffizienten die Detektion einer vorgegebenen Mindesrißbreite ermöglicht wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Filmreihe zur Minimierung der Meßinstallationen jeweils zwei unabhängige Filme an einem Ende kurzgeschlossen werden.