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Festigkeitsparameter

Die Festigkeitsparameter eines Baustoffes sind ein wichter Materialkennwert. Folgende Kenwerte können von uns geprüft werden:

Prinzipiell ist eine genaue Bestimmung dieser Kennwerte nur durch eine direkte Messung an entsprechenden Probekörpern möglich. Eine Messung an Probekörpern gibt jedoch immer nur die Eigenschaft des Probekörpers selbst wieder. 
An Bauwerken sind die materialspezifischen Eigenschaften jedoch nur selten homogen, so dass eine einzelne Probe nur ein Zufallswert darstellt und deshalb sinnvollerweise mehrere Proben entnommen werden sollten. 
In vielen Fällen ist eine, für ein statistisch gut abgesichertes Ergebnis, Entnahme mehrerer Proben, sei es aus denkmalpflegerischen oder finanziellen Gründen, unerwünscht. In diesen Fällen kann auf zerstörungsfreie, bzw. zerstörungsarme Messverfahren zurückgegriffen werden.

Für die zerstörungsfreie/zerstörungsarme Messung der Festigkeitsparameter bietet sich folgende Untersuchungsmethoden an:

Prinzipiell wird bei diesen Messmethoden ein Parameter gemessen, welcher in einer Abhängigkeit zu den interessierenden Festigkeitsparameter steht. Da der gemessene Paramter jedoch in allen Fällen auch noch von anderen Faktoren als den Festigkeitsparametern abhängt, ist das Messergebnis mit einem mehr oder weniger großen Messfehler behaftet. Im folgenden wird auf die einzelenen Messverfahren und deren Genauigkeit näher eingegengen.

 

Ultraschalllaufzeitmessung

Die Ultraschalllaufzeitmessung wird für die Bestimmung der Druckfestigkeit und des dynamischen E-Moduls eingesetzt. Zusätzlich ist es mit diesem Verfahren auch möglich, Fehlstellen, Hohllagen und Risstiefen zu bestimmen. Das Messverfahren selbst, ist z.B. in diversen Normen beschrieben (Details).

Vorteile: Mit der Ultraschalllaufzeitmessung lässt sich sehr schnell ein guter Überblick über das gesamte Bauteil gewinnen.

Nachteil: Es gibt bisher keine hinreichend genaue Korrelationsfunktion für die Ultraschalllaufzeit und die Druckfestigkeit. Es ist deshalb immer notwendig mit einem weiteren Verfahren die Druckfestigkeit zusätzlich zu bestimmen. 
Da jedoch mit der Ultraschalllaufzeitmessung bereits ein Überblick über die Festigkeitsverteilung im Bauteil gewonnen werden konnte, kann dies wesentlich zielgerichtetere erfolgen. Die Probenentnahme zur Druckfestigkeitsprüfung kann dann z.B. in einem Bereich mit der niedrigsten Ultraschallgeschwindigkeit (geringste Druckfestigkeit) erfolgen.
Es ist jedoch auch möglich die Ultraschallaufzeitmessung mit der Messung der Rückprallhärte zu kombinieren und hat somit ein (fast) vollständig zerstörungsfreies Messverfahren zur Bestimmung der Druckfestigkeit (Literatur 1, Literatur 2).

 

Bestimmung der Rückprallhärte

Die Bestimmung der Rückprallhärte bei Beton ist genormt (DIN 1048-2, DIN EN 12504-2). Auch mit diesem Verfahren ist es möglich, relativ schnell, viele Messstellen zu messen.

Vorteil: genormtes Messverfahren, relativ schnell durchführbar

Nachteil: Das Messverfahren ist sehr oberflächenempfindlich. Ist die oberste Betonschicht durch Witterungseinflüsse gestört, liefert die Messung der Rückprallhärte niedrigere Werte, obwohl der Beton im Kern durchaus noch eine höhere Festigkeit aufweisen kann.

Eine Kombination mit der Ultraschallmessung ermöglicht jedoch auch die Erfassung der Festigkeit im Bauwerkskern.

 

Bestimmung des Festigkeitsprofils (Bohrwiderstandsmessung)

Bei der Messung des Bohrwiderstandes/der Bohrhärte, wird die Eindringgeschwindigkeit eines Bohrers in einen Baustoff in Abhängigkeit zur Zeit bestimmt. Dadurch ist eine tiefenaufgelöste Messung der Festigkeit möglich. Details hierzu...

Haftzugfestigkeit

Die Haftzugfestigkeit ist ein wichtiger Kennwert bei der Instandsetzung. Die Haftzugfestigkeit gibt je nach Prüfanordnung die Stabilität des Untergundes wieder oder die Güte des Haftverbunds zwischen Untergrund und Deckschicht (z.B. Reprofilierungsmörtel bei der Betonsanierung, Putzhaftung auf dem Untergrund....)
Die Haftzugfestigkeit eines Baustoff wird durch Abriss eines Prüfstempels mittels eines Haftzugprüfgerät gemessen. Für sehr geringe Haftzugfestigkeiten (z.B. Kalkputze) wird hierzu ein spezielles Haftzugprüfgerät eingesetzt, welches eine hohe Auflösung bei niedrigen Haftzugwerten besitzt.
Je nach Messanforderung wird die Prüffläche vorher mit einer Diamantbohrkrone freigebohrt.