6 Wege zur Prüfung der Betonfestigkeit und 1, den Sie vielleicht nicht kennen

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Bei der Wahl einer Methode zur Messung und Überwachung der Betonfestigkeit müssen Projektleiter unbedingt berücksichtigen, wie sich die einzelnen Verfahren auf ihren Zeitplan auswirken. Während einige Prüfverfahren direkt auf der Baustelle durchgeführt werden können, benötigen andere zusätzliche Zeit für die Lieferung von Festigkeitsdaten durch externe Einrichtungen. Zeit ist nicht der einzige Faktor, der zu den Entscheidungen der Projektmanager beiträgt. Die Genauigkeit des Prüfverfahrens ist ebenso wichtig, da sie sich direkt auf die Qualität der Betonstruktur auswirkt.

Die gängigste Methode zur Überwachung der Festigkeit von Ortbeton ist die Verwendung von vor Ort ausgehärteten Zylindern. Diese Praxis ist seit dem frühen 19. Jahrhundert im Allgemeinen unverändert geblieben. Diese Proben werden gemäß ASTM C31 gegossen und ausgehärtet und von einem externen Labor in verschiedenen Stadien auf ihre Druckfestigkeit geprüft. Wenn die Platte 75 % der vorgesehenen Festigkeit erreicht hat, geben die Ingenieure ihrem Team in der Regel grünes Licht für die nächsten Schritte im Bauprozess.

Seit der Einführung dieser Prüfmethode hat es viele Entwicklungen gegeben, um den Aushärtungsprozess zu beschleunigen. Dazu gehört die Verwendung von Heizmatten, Zusatzstoffen und Dampfbremsen usw. Dennoch warten die Bauunternehmer immer noch drei Tage nach dem Betonieren, bevor sie die Festigkeit prüfen, obwohl die Zielvorgaben oft schon viel früher erreicht werden.

Trotz dieses Wissens halten viele Projektleiter lieber an dieser Prüfpraxis fest, weil sie „schon immer so gemacht wurde“. Das bedeutet jedoch nicht, dass diese Technik die schnellste und genaueste Methode ist, um die Festigkeit aller Betonteile zu prüfen. In der Tat gibt es neben der Zylinderbruchprüfung viele andere Verfahren, die eingesetzt werden können. Hier sind sieben verschiedene Ansätze, die bei der Wahl einer Methode zur Festigkeitsprüfung zu berücksichtigen sind:

6 Methoden zur Prüfung der Betonfestigkeit, die Sie kennen, und eine, von der Sie vielleicht noch nichts gehört haben

Methoden zur Prüfung von Beton Festigkeitsmessung

  1. Rückprallhammer oder Schmidt-Hammer (ASTM C805)

Rückprallhammerprüfung

Rückprallhammerprüfung
Methode: Ein Federauslösemechanismus wird verwendet, um einen Hammer zu aktivieren, der auf einen Stößel schlägt, um in die Oberfläche des Betons einzudringen. Die Rückpralldistanz vom Hammer zur Betonoberfläche wird mit einem Wert von 10 bis 100 angegeben. Dieser Messwert wird dann mit der Festigkeit des Betons korreliert.

Pros: Relativ einfach in der Anwendung und direkt vor Ort durchführbar.

Nachteil: Für genaue Messungen ist eine Vorkalibrierung mit Kernproben erforderlich. Die Testergebnisse können durch die Oberflächenbeschaffenheit und das Vorhandensein von großen Gesteinskörnungen oder Bewehrungsstäben unter der Prüfstelle verzerrt werden.

  1. Penetrationswiderstandsprüfung (ASTM C803)

Penetrationswiderstandsprüfung

Penetrationswiderstandsprüfung
Methode: Bei der Prüfung des Eindringwiderstandes wird mit einem Gerät ein kleiner Stift oder eine Sonde in die Oberfläche des Betons getrieben. Die Kraft, mit der die Oberfläche durchdrungen wird, und die Tiefe des Lochs werden mit der Festigkeit des Ortbetons korreliert.

Vorteile: Relativ einfach in der Anwendung und direkt vor Ort durchführbar.

Nachteil: Die Daten werden durch die Oberflächenbeschaffenheit sowie die Art der verwendeten Schalung und Zuschlagstoffe erheblich beeinflusst. Erfordert Vorkalibrierung mit mehreren Betonproben für genaue Festigkeitsmessungen.

  1. Ultraschall-Impulsgeschwindigkeit (ASTM C597)

Ultraschall-Impulsgeschwindigkeitstest

Ultraschall-Impulsgeschwindigkeitstest
Methode: Mit dieser Technik wird die Geschwindigkeit eines Schwingungsenergieimpulses durch eine Platte bestimmt. Die Geschwindigkeit, mit der sich diese Energie ihren Weg durch die Platte bahnt, gibt Aufschluss über die Elastizität des Betons, seinen Widerstand gegen Verformung oder Belastung und seine Dichte. Diese Daten werden dann mit der Festigkeit der Platte korreliert.

Pros: Es handelt sich um eine zerstörungsfreie Prüftechnik, mit der auch Fehler im Beton, wie Risse und Waben, aufgespürt werden können.

Nachteil: Diese Technik wird durch das Vorhandensein von Bewehrung, Zuschlagstoffen und Feuchtigkeit im Beton stark beeinflusst. Es erfordert auch eine Kalibrierung mit mehreren Proben für eine genaue Prüfung.

  1. Auszugstest (ASTM C900)

Auszugstest

Auszugstest
Methode: Das Hauptprinzip dieses Tests ist das Ziehen des Betons mit einem Metallstab, der in den Beton eingegossen oder nachträglich eingebaut wird. Die konische Form des gezogenen Betons in Kombination mit der Kraft, die zum Ziehen des Betons erforderlich ist, wird mit der Druckfestigkeit korreliert.

Pros: Einfach anzuwenden und kann sowohl an neuen als auch an alten Konstruktionen durchgeführt werden.

Nachteil: Bei diesem Test wird der Beton zerkleinert oder beschädigt. Für genaue Ergebnisse wird eine große Anzahl von Prüfkörpern an verschiedenen Stellen der Platte benötigt.

  1. Cast-in-place Cylinders (ASTM C873)

Cast in place cylinder test

Cast in place cylinder test
Methode: An der Stelle, an der der Beton gegossen werden soll, werden Zylinderformen aufgestellt. Frischer Beton wird in diese Formen gegossen, die in der Platte verbleiben. Nach dem Aushärten werden diese Probekörper entnommen und zur Prüfung der Festigkeit zusammengedrückt.

Vorteile: Gilt als genauer als feldgehärtete Proben, da der Beton im Gegensatz zu feldgehärteten Proben den gleichen Aushärtungsbedingungen wie die Platte vor Ort ausgesetzt ist.

Nachteil: Es handelt sich um ein zerstörerisches Verfahren, bei dem die strukturelle Integrität der Platte beschädigt werden muss. Die Stellen, an denen die Löcher entstanden sind, müssen anschließend repariert werden. Ein Labor muss verwendet werden, um Festigkeitsdaten zu erhalten.

  1. Bohrkernprüfung (ASTM C42)

Bohrkernprüfung

Bohrkernprüfung
Methode: Mit einem Kernbohrer wird erhärteter Beton aus der Platte entnommen. Diese Proben werden dann in einer Maschine verdichtet, um die Festigkeit des Ortbetons zu überprüfen.

Vorteile: Diese Proben gelten als genauer als vor Ort gehärtete Proben, da der Beton, der auf seine Festigkeit geprüft wird, dem tatsächlichen Wärmeverlauf und den Aushärtungsbedingungen der eingebauten Platte ausgesetzt war.

Nachteil: Es handelt sich um ein zerstörerisches Verfahren, das eine Beschädigung der strukturellen Integrität der Platte erfordert. Die Stellen, an denen sich die Kerne befinden, müssen anschließend ausgebessert werden. Ein Labor muss verwendet werden, um Festigkeitsdaten zu erhalten.

  1. Drahtlose Reifesensoren (ASTM C1074)

Betonreifesensor

Betonreifesensor
Methode: Diese Technik basiert auf dem Prinzip, dass die Betonfestigkeit direkt mit dem Verlauf der Hydratationstemperatur zusammenhängt. Vor dem Gießen werden drahtlose Sensoren in der Betonschalung an den Bewehrungsstäben befestigt. Die Temperaturdaten werden vom Sensor erfasst und über eine drahtlose Verbindung auf ein beliebiges intelligentes Gerät mit einer App hochgeladen. Anhand dieser Informationen wird die Druckfestigkeit des Ortbetonelements auf der Grundlage der in der App eingestellten Reifegleichung berechnet.

Vorteile: Die Druckfestigkeitsdaten werden in Echtzeit angegeben und alle 15 Minuten aktualisiert. Dadurch gelten die Daten als genauer und zuverlässiger, da die Sensoren direkt in die Schalung eingebettet sind und somit den gleichen Aushärtungsbedingungen unterliegen wie das Ortbetonelement. Dies bedeutet auch, dass vor Ort keine Zeit mit dem Warten auf die Ergebnisse eines externen Labors verloren geht.

Nachteil: Erfordert eine einmalige Kalibrierung für jede Betonmischung, um eine Reifekurve mit Hilfe von Zylinderbruchversuchen zu erstellen.

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Zusammenfassung der Genauigkeit und Benutzerfreundlichkeit von Techniken zur Messung der Festigkeit an Ort und Stelle

Zusammenfassung der Genauigkeit und Benutzerfreundlichkeit von

Kombinierte Verfahren zur Messung der Betonfestigkeit

Eine Kombination dieser Verfahren zur Messung der Druckfestigkeit wird manchmal verwendet, um die Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung einer Betonkonstruktion zu gewährleisten. Eine kombinierte Methode gibt Ihnen einen umfassenderen Überblick über Ihre Platte und ermöglicht es Ihnen, die Festigkeitsdaten mit mehr als einer Prüfmethode zu bestätigen. Die Genauigkeit der Festigkeitsdaten erhöht sich ebenfalls, da durch die Verwendung mehrerer Methoden Einflussfaktoren wie Zementart, Zuschlagsgröße und Aushärtungsbedingungen berücksichtigt werden können. So wurde beispielsweise eine Kombination aus der Ultraschall-Impulsgeschwindigkeitsmethode und dem Rückprallhammerversuch untersucht. Wenn Sie auf Ihrer Baustelle die Reifemethode zur Prüfung der Druckfestigkeit verwenden, wird empfohlen, am 28. Tag des Lebenszyklus Ihres Betons einen Zylinderbruchversuch durchzuführen, um die Festigkeit der Platte an Ort und Stelle zu bestätigen.

Wie entscheiden Sie, welche Methode zur Messung der Betonfestigkeit Sie für Ihren nächsten Guss verwenden sollten

Tests wie der Rückprallhammer und die Penetrationswiderstandstechnik sind zwar einfach durchzuführen, gelten aber als weniger genau als andere Prüfmethoden (Science Direct). Das liegt daran, dass sie nicht die Mitte des Betonelements untersuchen, sondern nur die Aushärtungsbedingungen direkt unter der Oberfläche der Platte. Verfahren wie die Ultraschall-Impulsgeschwindigkeitsmethode und der Ausziehversuch sind schwieriger durchzuführen, da ihr Kalibrierungsprozess langwierig ist und eine große Anzahl von Probekörpern benötigt wird, um genaue Daten zu erhalten.

Als zerstörende Prüfverfahren benötigen die Bohrkern- und die Ortbetonzylinder-Methode externe Labors, um Bruchtests durchzuführen, um Daten zu erhalten. Daher wird für beide Methoden mehr Zeit in Ihrem Projektplan benötigt. Im Vergleich dazu können Sie mit der Fälligkeitsmethode Festigkeitsdaten in Echtzeit direkt auf der Baustelle erhalten, was eine gut informierte und schnelle Entscheidungsfindung ermöglicht. Indem Sie sich weniger auf Bruchtests verlassen, können Sie auch Ungenauigkeiten vermeiden, die mit Prüflaboren verbunden sind.

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Ihre Entscheidung bei der Wahl einer Prüfmethode kann einfach darauf hinauslaufen, was Sie kennen und gewohnt sind. Die Genauigkeit dieser Tests und die Zeit, die sie zur Ermittlung von Festigkeitsdaten benötigen, sind jedoch wichtige Faktoren, die nicht immer so stark berücksichtigt werden, wie sie sollten. Überlegen Sie einmal, wie viel Zeit und Geld Sie während des Baus eines Projekts aufwenden. Wie viel davon wird für Reparaturen, Gebühren für Prüflabore und zusätzliche Arbeit aufgewendet, um sicherzustellen, dass Ihr Projekt rechtzeitig fertiggestellt wird? Die Genauigkeit der von Ihnen gewählten Technik kann sich auf die künftige Haltbarkeit und Leistungsfähigkeit Ihrer Betonstruktur auswirken. Darüber hinaus kann die Wahl eines Verfahrens, das zusätzliche Zeit benötigt, um Festigkeitsdaten zu erhalten, Ihre Projektfristen beeinträchtigen und sich negativ auf die Produktivität auf Ihrer Baustelle auswirken. Umgekehrt kann sich die Wahl des richtigen Werkzeugs positiv auf die Projektfristen auswirken und es Ihnen ermöglichen, das Projekt unterhalb des Budgets abzuschließen. Wie entscheiden Sie, welche Methode der Festigkeitsprüfung Sie verwenden sollten?

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