Langzeitüberwachung des Betonzustandes am Beispiel der Talsperre Eibenstock, Sachsen

Talsperre Eibenstock

Beschreibung

Die Talsperre Eibenstock dient als größte Sperre in Sachsen der Trinkwasserversorgung und dem Hochwasserschutz.

Schon während der Bauphase wurden im Jahr 1979 im Fußbereich des Mauerkörpers Ultraschallsensoren eingebracht, die in Verbindung mit dem Messgerät eine Überwachung der Erhärtung des Mauerbetons ermöglichten. Das Messsystem wurde in den Folgejahren für ein ständiges Monitoring eingesetzt.

Der für die Sensorauswahl eingesetzte Messstellenumschalter wurde im September 2011 grundlegend instand gesetzt. Damit ist der Einsatz des Ultraschallsystems für weitere Jahre gesichert.

 

Einsatzort: Talsperre Eibenstock, Sachsen
Projektpartner:

Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Zerstörungsfreie Schadensdiagnose und Umweltmessverfahren | Fachgruppe VIII.2 (www.bam.de)

GEOTRON-ELEKTRONIK

Messaufbau:

Geräteausstattung 1979:
Ultraschallmessgerät USME-D
Ultraschallgeber UNG 46 (8 Stck.)
Ultraschallempfänger SW40 (4 Stck.)
Messstellenumschalter 32:1

Innerhalb eines Untersuchungsprogramms werden regelmäßig Messungen ergänzend mit dem UKS-D durchgeführt.

Montage der Sensoren in der Bauphase

Die Ultraschall-Geber und –Empfänger wurden an einbetonierten Steckeisen etwa 1 Meter über der Blockfuge installiert. Um eine Redundanz zu erhalten und um unterschiedliche Empfangsbedingungen für die Longitudinal- und Transversalwelle herzustellen wurden die Empfänger doppelt besetzt.

Die Verdichtungstechnik mittels Rüttelflasche wurde sowohl im Messfeld als auch in der gesamten Talsperre eingesetzt. Die Messergebnisse sind somit für das gesamte Bauwerk repräsentativ.

Messprinzip

Die Laufzeitmessung erfolgt in Durchschallung mit jeweils 4 Ultraschall-Gebern und 8 Empfängern. In Kombination ergeben sich 32 unterschiedliche Messstrecken zwischen 0,7 und 6 Meter.

Im Ergebnis wird die  Schallgeschwindigkeit der Longitudinalwelle ausgewiesen, welche direkt mit den Material- und Gefügeeigenschaften korreliert und so die Berechnung von Materialparametern wie dynamischer E-Modul oder Festigkeiten gestattet.

Schallgeschwindigkeit Talsperre Eibenstock

Ein Vergleich zwischen dem seit 1979 eingesetzten Gerät und einem aktuellen Ultraschall-System ergab eine
Abweichung in der Messgenauigkeit von unter 1 %. Der aktuelle Mittelwert der Schallgeschwindigkeit beträgt
4700 m/s.

Entwicklung der Schallgeschwindigkeit beginnend von der Bauphase bis zum heutigen Zeitpunkt

 

Entwicklung Schallgeschwindigkeit Eibenstock