Blumentritt, M: Faseroptische Sensoren zur Überwachung chemi

Die Erhaltung des vorhandenen Baubestands nimmt in Deutschland eine immer wichtigere Rolle für die Bauwirtschaft und die Volkswirtschaft insgesamt ein. Es werden dringend Methoden benötigt, um die immer weiter ansteigenden Instandhaltungskosten zu verringern. Eine Möglichkeit hierfür stellen automatisierte Systeme für die Bauwerksüberwachung dar, die dabei helfen, den optimalen Zeitpunkt für Restaurationsmaßnahmen zu bestimmen. Das wichtigste moderne Baumaterial ist Beton, dessen grundlegenden Eigenschaften und Herstellung erläutert werden. Beton ist eine sehr komplexe und chemisch aggressive Messumgebung mit einem pH-Wert von ca. 12,6, die hohe Ansprüche an die mechanische und chemische Stabilität der entwickelten Sensoren stellt. Eine häufige Ursache für Bauwerksschäden ist das Zusammenwirken von chemischer Korrosion der Bausubstanz mit Bauwerksmängeln. Bei der Diskussion der wichtigsten chemischen Korrosionsprozesse von Beton wird aufgezeigt, dass zur Überwachung des Gesundheitszustands von Beton es in den meisten Fällen ausreicht, Feuchtigkeit, pH-Wert und Konzentration von Chlorid im Beton zu erfassen. Dabei wird auf die Besonderheiten eingegangen, die beim Messen in Beton auftreten.

Die entwickelten Sensoren setzen sich aus den zwei Modulen faseroptischer Sensorkorpus und sensitives Material zusammen. Die Sensormaterialien wiederum bestehen aus einem sensitiven Farbstoff zur molekularen Detektion der Messgröße und einem Polymer, das als Träger für den Farbstoff dient. Je nach Material ist der Farbstoff entweder als Host/Guest-System im Polymer eingebettet oder über kovalente Bindung an das Polymer angebunden. Im Laufe der Jahre sind vielfältige Erfahrungen mit verschiedenen faseroptischen Sensorkorpora gesammelt worden, die jedoch entweder schlechte optische Eigenschaften aufwiesen, sich nicht reproduzierbar herstellen ließen oder sich als ungeeignet für den Einbau in Beton erwiesen haben. Aufbauend auf den gesammelten Erfahrungen mit den vorhergehenden