Ultraschall-Messtechnik - Anwendungsgebiet: Naturstein & Denkmalpflege

Schon zu Beginn der 1950er Jahre konnten im regionalen Elbsandstein mit eigenen Geräteentwicklungen erste Schallgeschwindigkeitsmessungen durchgeführt werden. Durch die Auswertung der verschiedenen Schallwellenarten konnten elastische Kennwerte von Naturstein bestimmt und für geophysikalische Untersuchungen genutzt werden.

 

Zerstörungsfreie Messverfahren zur Feststellung des Verwitterungszustandes

Mit der weiteren Entwicklung der Gerätetechnik und der damit verbundenen gestiegenen Messgenauigkeit eröffnete sich die Möglichkeit, die Gleichmäßigkeit von Steinobjekten zu dokumentieren. Eine breite Anwendung dieser Möglichkeit bot sich bei der Untersuchung des Verwitterungszustandes an historischen Bauwerken und zu erhaltenden Objekten, wie z. B. Marmorfiguren. 

Das zerstörungsfreie Ultraschallverfahren hat sich so besonders in der Denkmalpflege etabliert und wird im Weiteren bei der Herstellung von Steinersatz- und Steinergänzungsmassen sowie zur Vor- und Nachuntersuchung von Konservierungsmaßnahmen erfolgreich eingesetzt. Ergänzend wird bei diesen Arbeiten im Oberflächenbereich auch die Messung des Bohrwiderstandes zur Bestimmung von Festigkeitsprofilen, d. h. für Lage-, Dicke- und Festigkeitsbestimmung von Schalen und Krusten eingesetzt. Die Untersuchung ist durch die verbleibenden Bohrlöcher mit einem Durchmesser von 3 mm minimalinvasiv.

Anwendungsbeispiele und Ultraschallmessungen an Naturstein

Ultraschallmessung an Sandstein - Geotron Elektronik

Ultraschallmessungen an Sandstein im Elbsandsteingebirge Sächsische Schweiz

Nach einem Felssturz am Wartturm (Sächsische Schweiz) im Jahre 2000 wurden an Trümmerteilen in Form von Handstücken niedrige Ultraschall- geschwindigkeiten als Folge von Verwitterung und Zerfall ermittelt. (Korrelation Druckfestigkeit durch Laboruntersuchung)

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Aspara Relief - Ultraschall Untersuchung und Konservierung der Apsara Reliefs
Bildquelle: Gunawan Kartapranata, Wikipedia.org

Untersuchung und Konservierung der frei bewitterten Apsara Reliefs am Tempel Angkor Wat

Die zerstörungsfreie Untersuchung zur Planung der Erhaltungs- und Konservierungsmaßnahmen sowie zur Bewertung des Erfolges von Tränkungen zur Gesteinsfestigung oder Haftung am Apsara Relief am Tempel Angkor Wat.

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Ultraschallmessung an der Königinnenstatue - Geotron Elektronik

Ultraschallmessungen an der Königinnenstatue aus Tell Basta inkl. tomografischer Aufnahme

Der "zerstörungsfreie Blick" in historische Objekte: die Verbindung von Ultraschalluntersuchungen und tomografischen Aufnahmen bieten eine unschätzbare Grundlage zur Planung von Konservierungs- und Transportmaßnahmen.

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Ultraschallmessung am Torbogen Schloss Hruby

Ultraschallmessung nach Sanierung des Torbogens am Schloss Hruby Rohozec, CZ

Nach erfolgter Sanierung wurden mittels Ultraschallmesstechnik mögliche Gesteins- und Gefügestörungen ermittelt. Die gewonnenen Daten geben Auskunft über den aktuellen Zustand des Objektes, etwaige Schäden und geben Vergleichswerte für zukünftige Messungen.

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Bohrwiderstandsmessung an Sandstein Musterfassade

Bohrwiderstandsmessung an einer Sandstein Musterfassade

Das Bohrwiderstands-Messgerät TERSIS T2 bietet ein zerstörungsarmes Verfahren zur Untersuchung des oberflächennahen Bereichs von Naturstein. Ergebnisse vor und nach Konservierungsaufgaben können unkompliziert dokumentiert werden.

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Ultraschalluntersuchung Frauenkirche Dresden

Ultraschalluntersuchung an geborgenem Sandstein - Frauenkirche Dresden

Die Frauenkirche Dresden konnte von 1993 bis 2005 wiederaufgebaut werden. Bei den Vorarbeiten der archäologischen Enttrümmerung kam auch die Ultraschallprüfung zur Beurteilung des Sandstein-Zustandes zum Einsatz.

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Prüfnormen für die Messungen an Naturstein/ Denkmalpflege:

DIN EN 14579:2005-01

Prüfverfahren für Naturstein – Bestimmung der Geschwindigkeit der Schallausbreitung; Deutsche Fassung EN 14579:2004

DIN EN 14146:2004

Prüfverfahren für Naturstein – Bestimmung des dynamischen Elastizitätsmoduls
(durch Messung der Resonanzfrequenz der Grundschwingung); Deutsche Fassung EN 14146:2004