Mit dieser Meßmethode erhält man wichtige Daten, um die Festigkeit von Konstruktionsholz an Ort und Stelle, quasi zerstörungsfrei zu prüfen.
Hierbei ist die Ermittlung der Holzstruktur über die Messung der Rohdichte und oder der Jahringbreiten von Bedeutung. Holzfestigkeit bestimmende Holzfehler wie Pilz- und Insektenbefall sind in ihren Ausmaßen genau bestimmbar. Mit Hilfe der BWM sind die nicht unmittelbar sichtbaren Schäden leichter zu ermitteln. Die Gefahr der Verbauung latenter Schäden kann bei Sanierungsarbeiten weitestgehend verringert werden.
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Bohrkopf | ||
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Mit einem Bohrgerät wird eine Bohrnadel (siehe obige Abbildung und Animation) mit vorgegebener konstanter Vorschubgeschwindigkeit in das zu untersuchende Holz oder Holzwerkstoff gebohrt (max. 30 cm), um messtechnisch einen Bohrwiderstand zu ermitteln.
Das Maß des Bohr-Widerstands, wird durch Leistungsaufnahme (Stromaufnahme) des Bohrmotors während des Bohrvorganges bestimmt. Die Änderungen der Stromaufnahme werden als Messsignal an ein Aufzeichnungsgerät (Elektronikeinheit mit Drucker oder tragbarem PC) weitergeleitet. Jede einzelne Bohrung ist als Diagramm, auf dem der Bohrwiderstand (y-Achse) in Abhängigkeit vom Bohrweg (x-Achse) dargestellt wird, auswertbar. Großer Bohrwiderstand wird durch hohe Amplituden und Leerlauf durch eine Nulllinie der Messkurve kenntlich.
Der Bohrwiderstand ist gleichzeitig relatives Maß der Rohholzdichte (r) (Görlacher und Hättich, 1990). Das Eindringen in Hartholz (hohe Rohdichte) bedarf einer höheren Leistungsaufnahme als bei Weichholz (geringere Rohholzdichte). Die Messungen zeigen somit deutlich die Dichteunterschiede zwischen dem härteren Spätholz und dem weicherem Frühholz,
womit ggf. auch eine Jahrringanalyse möglich wird. In Bauteilquerschnitten lassen sich ggf. auch, je nach Holzart, Kern- und Splintholzbereiche über den Bohrwiderstand abgrenzen.
Bauplaner und Statiker erhalten genaue Aussagen über die Eigenschaften und Zustand der Holzbauteile - besonders wichtig bei der Sanierung erhaltenswerter denkmalgeschützter Substanz. Es werden Daten ermittelt, die dazu beitragen eine exaktere statische Bewertung bzw. Sortierung der verbauten Hölzer zu erhalten! Erfahrene Statiker und Planer können mit den Ergebnissen aus den Voruntersuchungen zumeist die Sanierungskosten erheblich senken, da ein Austausch visuell vermeintlich stark geschädigter Bauteile, unnötige Verstärkungen oder Hilfkonstruktionen für die historischen Tragwerke sich nicht selten als unnötig erweisen!
Die genaue und relativ schnelle Zustandsermittlung der Hölzer mittels BWM ist ein Vorteil dieser Methode, der sich besonders an hochdimensionierten vebauten Balken erweist. Die einzelnen Bohrungen sind quasi zerstörungsfrei, so dass ohne Bedenken Mehrfachmessungen eng beieinander, sogar in den Tabuzonen der Zugbereiche von Balken vorgenommen werden können.
Hausbock- und Pilzschaden:Ein Fichtenstab (15/15), der äusserlich Altschäden durch den Gemeinen Hausbock (Hylotrupes bajulus L.) erkennen lässt. Die Querschnittsmessung mittels BWM zeigt im diagonalen Kurvenverlauf beidseitig Frassschädigungen an. Eine im Bild einseitig auffällig niedrige Amplitude kann mehrere Ursachen haben. Im verbauten Holz kann erst durch Gegenmessungen eine "Spiegel-Amplitude" registriert werden, die letztendlich auf Ringschäle schliessen lässt. |
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Geometrie einer Zapfenverbindung:Säule aus Eiche - Messverlauf durch einen Zapfen (Riegel). Deutlich sind die Übergänge von Zapfenloch und Zapfen erkennbar. Auf der linken Seite wird der Übergang zur Brettverschalung gemessen. |
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Endogene Destruktion in Eiche:Das "Nest" einer endogenen Fäule im Querschnitt eines Eichenstieles wird tangiert. Im verbauten Holz läßt sich erst durch weitere Messungen die Fäule eindeutig bestimmen. Der gekennzeichnete Rohdichteabfall in der Messkurve weist auf beginnende Destruktion hin und läßt die Interpretation enger Jahrringbreiten nicht zu, da noch individuelle breitere Jahrringe, aber bereits mit geringerer Amplitude ablesbar sind. Enge Jahrringbreiten (eJr) in intaktem Eichenholz haben eine signifikant geringere Rohdichte und die Kurve weist ein typisches "Rauschen" mit deutlich verminderter Amplitude aus, wie im nachfolgenden Bild gut erkennbar ist. |
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Enge Jahrringbereiche in EicheAusschnitt aus dem Querschnitt einer Eichenbohle. In den zwei Messungen werden sehr enge Jahrringbereiche tangiert. Die Verminderung der Rohdichte innherhalb der engen Jahrringe wird besonders an Kurve "b)" deutlich. Der grün markierte Kurvenverlauf stellt den Bereich der sehr engen Jahrringe heraus. Eine Fehlinterpretation würde einen Schaden signalisieren und ggf. die Veranlassung für eine fatale Reparatur in praxi zur Folge haben. |
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© 2005 by Selmar Petzoldt
Messsignal