mit Christian Steffes, COO von Infrasolute
Zusammenfassung
Die Funktionsweise, Beispiele und der Nutzen von Beton Monitoring für Ingenieure und Bauherren werden in dieser Folge von Christian Steffes, COO von Infrasolute verdeutlicht. Es wird diskutiert, wie die Daten erfasst, übertragen und visualisiert werden, sowie wer für die Verarbeitung und Interpretation der Daten verantwortlich ist.
Einführung in Beton Monitoring
Beton Monitoring ist ein spezialisiertes Gebiet innerhalb des Baumaterialmonitorings. Während sich das Structural Health Monitoring (SHM) auf die globale Integrität von Bauwerken konzentriert, geht Beton Monitoring ins Detail und analysiert das Verhalten und die Integrität des Betons selbst. Es fungiert quasi als Schnittstelle zwischen SHM und Non-Destructive Testing (NDT), indem es kontinuierliche und tiefgehende Einblicke in die Schadensprozesse und das Materialverhalten bietet. Es gibt viele Anbieter am Markt welche Sensoren für die elektrische Widerstandsmessung oder Korrosionsstrommessung anbieten. Sie unterscheiden technisch vor Allem hinsichtlich der Messgrössen (Opfersystem, Messung des Potentials zur Bewehrung oder pH und Chloridgehalt Messung), der Einbauart (Abbilden möglichst realer Verhältnisse und Verhindern von Schwachstellen), der Anzahl notwendiger Kabel (keine bis voll verkabelt) sowie der Dauerhaftigkeit. Im Folgenden vier Beispiele zur
Vier Sensor Beispiele:
Duramon Sensor
Infrasolute Sensor
TFB Sensor
Sensortec Sensor
Komponenten eines Beton Monitoring Systems
- Sensoren: Im Beton eingebettet. Geben Signale ab und messen Frequenzen.
- Datenübertragungseinheit: Datenlogger und/oder Gateway, das die Daten überträgt – das Gehirn der Messungen
- Visualisierung: Software, die die Daten darstellt und analysiert.
Beton Monitoring am Beispiel des Corrodec Systems
Funktionsweise der Sensoren
Die Sensoren sind komplett passiv, benötigen keine Batterien und haben eine Lebensdauer von über 80 Jahren. Sie nutzen RFID-Technologie, um Energie von außen zu induzieren und Daten kontaktlos zu übertragen. Beim nachträglichen Einbau werden Sensoren in Bohrlöcher eingesetzt und mit speziellem Einbettungsmörtel versiegelt (mindestens 1.5 cm). Eine gute Verbindung zum Altbeton ist kritisch um reale Verhältnisse abzuspielen und eine zuverlässige Frühwarnung von Problemen zu ermöglichen. Durch das kabellose System kann das Corrodec System ohne Mehraufwand (eg. Batterie wechseln) langfristig Korrosionsindikation liefern und bereits beim Neubau eingebaut werden.
Datenübertragung und- verarbeitung
Die erfassten Daten können manuell oder automatisch über ein Gateway erfasst und in die Cloud übertragen werden. Dort werden sie aufbereitet und in der Software visualisiert. Die Datenübertragung erfolgt über den NarrowBand-Standard, der für lange Wellen und tiefe Bauwerksdurchdringung bekannt ist.
Integration in bestehende Systeme
Korrodiert und reisst die Opferanode kann dies durch von aussen eingebrachte Sinale binär gemessen werden. Mittels Gateway ermöglicht Infrasolute die direkt Übertragung der Messungen in ihre Cloud. Sie Visualisieren die Daten für ihre Auftragsgeber, ermöglichen aber auch eine Schnittstelle mittels API, wodurch die Information in bestehenden Asset-Management-Systemen visualisiert werden können. Grenzwerte müssen von externen, am Projekt beteiligten Ingenieuren getrennt eingegeben werden.
Ein zentraler Aspekt ist die genaue Planung und Verortung der Sensoren im Bauwerk. Um die Effizienz und Genauigkeit der Überwachung zu gewährleisten, werden häufig 2D-Pläne erstellt, die die genaue Positionierung der Sensoren im Beton anzeigen. Zukünftig sollen mehr 3D Pläne und BIM Modelle dazu verwendet werden.
Nachträglicher Sensoreinbau
- Corrodec Systems:
- Duramon Sensor klick hier
Praxisbeispiele Beton Monitoring
Südbrücke bei Koblenz
Ein herausragendes Beispiel für die Anwendung des Corrodec-Systems ist die Südbrücke in Koblenz. Hier wurden im Rahmen einer Betoninstandsetzung sowohl Korrosions- als auch Feuchtesensoren installiert. Die Sensoren haben frühzeitig einen korrosiven Zustand erkannt, was auf eine unsachgemäße Abdichtung zurückzuführen war. Dank der Sensordaten konnte die fehlerhafte Stelle identifiziert und nachgebessert werden. Click this link for more information
Other Examples
Anwendung Beton Monitoring
Die nachträgliche Integration von Sensoren in bestehende Bauwerke ist eine kritische Aufgabe, besonders bei älteren Bauwerken. Sie ermöglichen das Messen von Parametern, welche durch visuelle Inspektion nicht erfasst werden können (Chloridinduzierte Korrosion, Feuchtestellen nach Regenereignissen, schwer erreichbare Stellen etc.). Zusätzlich haben sie folgenden entscheidenden Vorteil:
- Erstellen eines Wartungsplans/ Überwachungsplans nach Betonsanierungen
- Verlängerung der Lebensdauer eines Bauwerks in kritischen Fällen
Es ist ratsam, Betonfeuchtesensoren mit Korrosionssensoren und Wetterdaten zu verbinden, um zu verstehen woher kritische Einwirkungen kommen und eine umfassende Frühindikation zu erhalten.
Zukunft des Beton Monitorings
Links
- Sensor Hersteller: