Ultrasonic characterisation and imaging of the structure of concrete elements

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In den vergangenen Jahren wurden ermutigende Ergebnisse bei der Zerstörungsfreien Prüfung von Betonbauteilen mit Ultraschall erzielt. Insbesondere ermöglicht das SAFT-Rekonstruktionsverfahren (Synthetic Aperture Focusing Technique) die Abbildung von Materialbereichen und damit die Detektion und Vermessung von Strukturelementen und Fehlstellen. Die Weiterentwicklung des Verfahrens erfordert ein tiefergehendes Verständnis der komplexen Phänomene der Wellenausbreitung, die durch die Streuung der Ultraschallwellen an den Inhomogenitäten des Festbetons wie Zuschlag und Poren entstehen. Der Zusammenhang dieser Phänomene mit den bautechnischen Kenngrößen des Festbetons sowie ihre Auswirkung auf die Eigenschaften der SAFT-Rekonstruktion sind bisher nur im Ansatz verstanden. Dieses Teilvorhaben hat zwei aufeinander aufbauende Ziele: Zum einen soll das Ausbreitungsverhalten von Ultraschallwellen in Festbeton durch Messung der akustischen Übertragungsfunktion verschiedener Betone systematisch charakterisiert werden. Die Betoneigenschaften können dann als Parameter eines universellen Modells katalogisiert werden, mit dem die Wellenausbreitung numerisch simuliert werden kann. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen sollen zweitens die Abbildungseigenschaften der SAFT-Rekonstruktion verbessert werden, indem die Zusammenhänge mit der Wellenausbreitung untersucht und Verfahren der digitalen Signalfilterung angewandt werden.