Korrosionsmonitoring von Stahlbetonbauwerken mit einem funkbasierten Drahtsensor

Im Rahmen eines AIF-Projekts wird derzeit am Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (iBMB) der TU Braunschweig in Kooperation mit der Hertz Systemtechnik GmbH ein schnurloser Sensor entwickelt, der die Initialisierung der Bewehrungskorrosion bestimmen soll. Ziel ist es, einen möglichst kleinen und robusten Sensor zu entwickeln, der sich in die Betonüberdeckung eines Stahlbetonbauteils integrieren lässt. Durch die gewählte Sensorgeometrie kann das Fortschreiten der Depassivierungsfront (z. B. Carbonatisierung/kritischer Chloridgehalt) tiefengestaffelt überwacht werden. Der Sensor kann sowohl bei der Neuerstellung als auch für die nachträgliche Instrumentierung eines Bauwerks verwendet werden. Aufgrund der Vielzahl der möglichen Einsatzgebiete im Bereich der Überwachung von Neu- und Bestandsbauwerken - z. B. Parkhäuser, Brücken, etc. - kommt dieser Neuentwicklung des Sensors eine enorme volkswirtschaftliche Bedeutung zu.
Im Folgenden wird der Fokus auf den nachträglichen Einbau gelegt. Dabei ist es notwendig, eine Kernbohrung durchzuführen, um den Sensor in seine gewünschte Lokation zu bringen. Der Sensor wird mithilfe eines Verfüllmörtels an den umgebenden Beton angekoppelt. Die Eigenschaften des Verfüllmörtels sind hierbei ein entscheidender Faktor für die korrekte Funktion des Sensors. Dabei ist zu beachten, dass eventuelle Fehlstellen im Spalt zwischen Sensorhülle und Bohrlochwand die Transportwege von Schadstoffen erheblich beeinflussen und das Messergebnis verfälschen können. Um diesem Fehler vorzubeugen, wird eine in-situ-Überprüfung zur Fehlstellenfreiheit vorgesehen. Abschließend wird der Sensoreinbau an Probeobjekten vorgestellt.

Corrosion monitoring in reinforced concrete structures with an innovative rf-based sensor
The research-project carried out at the Institute for Building Materials, Concrete Construction and Fire Protection (iBMB) at Technische Universität Braunschweig, Germany and at Hertz-Systemtechnik, Germany focuses on the development of a wireless measurement system for corrosion monitoring. The measurement system detects the initiation of corrosion of reinforcement. The main goal is to develop a small and robust sensor that can be integrated into the cover-layer of reinforced concrete. Due to the chosen geometry of the sensor it is possible to detect the progress of the depassivation-front in staggered intervals of depth (e. g. carbonation/critical chloride concentration). The sensor can be applied to new-built and existing structures. There is a vast field of applications concerning new-built and existing structures such as car parks and bridges. Therefore the development of the sensor is high in demand to the national economy.
For the subsequent installation of the sensor it is necessary to carry out a core drilling to place the sensor in the final location. Afterwards it is indispensable to bind the sensor physically with the help of a grouting mortar to the perimeter of the drilling hole. Especially, the properties of the grouting mortar are extremely relevant since it is supposed to bridge the gap between the sensor and perimeter of the bore hole. In this context it needs to be considered that there might be voids in the grouting mortar which falsify the transport of harmful substances and consequently bias the measurement result. In order to prevent from this error it is necessary to provide methods to check on voids in-situ. Finally, the application of the sensor in an existing structure is presented.