Messung der Schädigung in ermüdungsbeanspruchtem Beton

Abstract

In diesem Beitrag wird der Ansatz verfolgt, dass das Empfangssignal eines Ultraschallimpulses im Bereich von 200 bis 800 kHz in einem herkömmlichen selbstverdichtenden Betonprobekörper sowohl ballistische als auch diffuse Anteile aufweist. Daher ist es notwendig, ein verallgemeinertes analytisches Modell auf der Grundlage der Strahlungstransporttheorie anzuwenden, um den Energietransport elastischer Wellen im Beton realistisch zu beschreiben. Zur Lösung dieses Energietransportproblems wurden sowohl ein analytischer Lösungsansatz als auch ein numerisches Modell vorgestellt. Das numerische Modell wurde mit der Monte-Carlo-Methode erstellt. Zur Charakterisierung der Wellenstreuung im Beton wurden die Anfangsenergie E₀, die mittlere freie Weglänge l_s und die Absorptionslänge l_a verwendet. Die Ergebnisse an ermüdungsbeanspruchten Probekörpern zeigen, dass der Energietransport über die Versuchsdauer beide Komponenten beibehält, wobei der ballistische Anteil bei der unbeschädigten Probe und der diffuse Anteil bei der stark beschädigten Probe überwiegt. Die Steifigkeitsdegradation während der Ermüdungsversuche wurde anhand bereits bekannter Parameter wie dem statischen und dynamischen E-Modul sowie den Energietransportparametern E₀, l_s und l_a beschrieben.