Ein praxisgerechtes Messverfahren zur Bestimmung der Fasermenge und -orientierung im Stahlfaserbeton - Einsatz des Stahlfasermessgerätes "BSM100" für Frisch- und Festbetonuntersuchungen

Stahlfaserbeton (SFB) findet im Bauwesen, u.a. bei Industriefußböden und im Industrie-, Tunnel- und Wohnungsbau, eine vielfältige und zunehmende Anwendung. Die Eigenschaften und Leistungsfähigkeit von Stahlfaserbeton werden vornehmlich durch die Menge, Verteilung und Orientierung der Fasern im Betongefüge bestimmt. Für eine effektive Erfassung und Beurteilung dieser Parameter im Frisch- und Festbeton ist ein schnelles, einfaches und praxisgeeignetes zerstörungsfreies Messverfahren erforderlich. Hierzu wurde vom iBMB/MPA der TU Braunschweig in Zusammenarbeit mit der Firma Hertz Systemtechnik GmbH Delmenhorst das Stahlfasermessgerät “BSM100” entwickelt. Grundlage ist ein Induktionsmessverfahren, bei dem eine würfel- oder zylinderförmige Betonprobe in einem spulenförmigen Sensor von einem magnetischen Wechselfeld durchsetzt wird. Über die gemessene Induktionsspannung können der mittlere Fasergehalt und die dreidimensionale Faserorientierung der Frisch- oder Festbetonprobe bestimmt werden.
Im vorliegenden Beitrag wird zunächst der Stand der Technik zur Bestimmung des Gehalts und der Orientierung von Stahlfasern im Beton dargelegt. Anschließend werden das Messgerät “BSM100” mit Funktionsweise, aktuellen Forschungsergebnissen und bisherigen Erkenntnissen vorgestellt sowie einige Praxisanwendungsbeispiele gezeigt.

A practice-conform measurement method for determination of fiber dosage and orientation in steel fiber reinforced concrete
Steel fiber reinforced concrete (FRC) is versatilely and increasingly used in civil engineering, e. g. for industrial floorings and in industrial, tunnel and housing building segments. The characteristics and performance of steel fiber reinforced concrete is primarily determined by dosage, distribution and orientation of fibers in the concrete texture. For an effective determination and assessment of these parameters in fresh and hardened concrete a fast, simple and practicable non-destructive measurement technique is required. For this purpose the steel fiber measuring device “BSM100” at the iBMB/MPA of the TU Braunschweig in collaboration with the company Hertz Systemtechnik GmbH Delmenhorst had been developed. This is based upon an induction measurement system, where a cubic or cylindrical concrete sample in a coiled sensor is exposed to an alternating magnetic field. By registering the measured induction voltage the average values of dosage and three dimensional distribution of steel fibers in a fresh or hardened concrete sample can be investigated reliably and precisely.
In this contribution firstly the state of the art technology for the measurement of steel fiber dosage and orientation in concrete will be presented. Then the measurement device “BSM100” with its functional principle, actual research results and previous findings will be presented and several examples of practical use will be shown.