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CDF-Test: Normgerechte Ermittlung des Frost-Tausalz-Widerstands von Beton

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Der CDF-Test, abgeleitet von Capillary suction of De-icing chemicals and Freeze-thaw test, ist ein europäisches Referenzverfahren nach CEN/TS 12390-9. In Verbindung mit dem BAW-Merkblatt und der DIN SPEC 91167 dient diese Prüfung der Güteüberwachung im Bauwesen. Ermittelt wird die Widerstandsfähigkeit der Betonoberfläche gegenüber witterungsbedingtem Masseverlust. Betonbauwerke unterliegen im Winter einer starken Beanspruchung durch kapillares Saugen von Tausalzlösungen und anschließende Frostphasen.

Die exakte Auswertung des CDF-Tests erfordert die vollständige Ablösung der durch Frost gelösten Betonpartikel von der Probenoberfläche. Da mechanische Verfahren das intakte Gefüge beschädigen und Messergebnisse verfälschen, schreiben die Prüfnormen den Einsatz von Ultraschall zwingend vor. Die Hochleistungs-Ultraschallbäder von BANDELIN liefern die geforderte Arbeitsfrequenz und Kavitationsleistung, um diese Partikel normkonform vom Prüfkörper zu trennen. So wird der tatsächliche Masseverlust für die Laboranalyse verlässlich messbar.

Für belastbare Prüfberichte im Baustofflabor ist normkonformes Equipment erforderlich. Ermitteln Sie die passende Ultraschalltechnik für Ihre geplanten Prüfkapazitäten.

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Berührungslose Partikelablösung in der Prüfflüssigkeit

Die normativen Vorgaben der CEN/TS 12390-9 und des BAW-Merkblatts definieren den Prüfzyklus auf exakt 28 Frost-Tau-Wechsel. Nach dieser standardisierten Belastungsphase in einer dreiprozentigen Natriumchloridlösung sammeln sich lose Partikel an der Probenoberfläche. Diese Bestandteile müssen für eine korrekte Analyse vollständig entfernt und gewogen werden. Mechanische Verfahren beschädigen das intakte Betongefüge und verfälschen den ermittelten Masseverlust. Die Prüfrichtlinien fordern daher die Verwendung von Ultraschall, um die abgewitterten Bestandteile berührungslos abzulösen.

Das Ultraschallbad wird für diese indirekte Beschallung mit Leitungswasser befüllt. Um die Oberflächenspannung des Wassers zu senken und die Entgasung zu beschleunigen, werden tensidhaltige Präparate wie beispielsweise TICKOPUR R 33 zugesetzt. Das Gemisch fungiert hierbei als reines Koppelmedium. Die Ultraschallwellen durchdringen diese Koppelflüssigkeit und die Wandung des Edelstahl-Prüfgefäßes nahezu verlustfrei. Die für die Partikelablösung verantwortliche Kavitation entsteht im Inneren des Gefäßes, direkt in der Prüflösung an der Oberfläche der Betonprobe. Das BAW-Merkblatt definiert als Abnahmekriterium für einen sehr hohen Frost-Tausalz-Widerstand eine Abwitterung von maximal 1500 Gramm pro Quadratmeter nach Abschluss dieser 28 Zyklen.

Anforderungen der Prüfrichtlinien an die Gerätetechnik

Baustofflabore müssen Prüfgeräte verwenden, welche die physikalischen Parameter der Verordnung exakt abbilden. Die Normen definieren enge Leistungsbereiche. Die Hochleistungs-Ultraschallbäder von BANDELIN arbeiten mit fest eingestellten PZT-Schwingsystemen bei 35 kHz und erfüllen damit die normativen Anforderungen an eine materialschonende Ablösung.

Merkmal Technische Anforderung Umsetzung durch SONOREX
Arbeitsfrequenz 35 kHz bei 250 W ERS-Leistung Fest eingestellte PZT-Schwingsysteme
Schallfeldverteilung Homogener Abtrag SweepTec zur kontinuierlichen Frequenzmodulation
Platzierung Mindestabstand 15 Millimeter zum Boden Passgenaue Einhängekörbe und Bodengestelle

Gleichmäßige Ablösung durch SweepTec

In Ultraschallbädern ohne Frequenzmodulation entstehen stehende Wellen. Diese führen zu einer ungleichmäßigen Energieverteilung im Flüssigkeitsbad. In der Baustoffprüfung führt dies dazu, dass Partikel an einigen Stellen der Betonprobe stärker gelöst werden als an anderen. Die BANDELIN SweepTec-Technologie erzeugt durch eine ständige Modulation ein homogenes Schallfeld. Der durch den Frost verursachte Masseverlust wird über die gesamte Prüffläche der Betonprobe gleichmäßig erfasst.

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Systemlösungen für den Durchsatz im Baustofflabor

Einzelplatzprüfung

Das Modell SONOREX SUPER RK 514 BH fasst durch die Wannengeometrie standardisierte Prüfgefäße für den Einzeltest.

Mehrplatzprüfung

Größere Industriebäder aus der RM-Serie fassen mehrere Prüfbehälter simultan und sichern identische Beschallungsbedingungen für einen hohen Durchsatz.

Tilbehør

Der vorgeschriebene Bodenabstand ist zwingend einzuhalten. Einhängegestelle, z. B. Körbe, verhindern den physikalischen Kontakt zwischen Prüfbehälter und Schwingwanne. Dies sichert die ungehinderte Schallausbreitung und schützt den Schallgeber vor Reflexionsschäden.

Messdurchführung

Um während des CDF-Tests lose anhaftendes, abgewittertes Material zu jedem Messzeitpunkt von der Prüffläche abzulösen, wird der Prüfbehälter in die Übertragungsflüssigkeit eines Ultraschallbads getaucht und für drei Minuten der Ultraschall-Reinigung ausgesetzt .

Die Prüfflüssigkeit, welche die Abwitterung enthält, wird abgefiltert. Der Papierfilter wird danach bei (110 ± 5) °C für 24 Stunden getrocknet und mind. 1 h bei (20 ± 2) °C und (60 ± 10) % r. F. abgekühlt. Die Masse des Filters, mit den getrockneten Abwitterungen µb, wird mit einer Genauigkeit von ± 0,01 g gemessen.

Vermeiden Sie Messfehler durch ungeeignetes Equipment. Sprechen Sie mit den BANDELIN Anwendungsexperten über die exakte Konfiguration Ihres Ultraschallbades inklusive des normativ vorgeschriebenen Einhängezubehörs.

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FAQ – Häufige Fragen zum CDF-Test mit Ultraschall

Betonproben dürfen beim CDF-Test nicht abgebürstet werden, da mechanische Reibung die intakte Betonsubstanz beschädigt und das Messergebnis des Masseverlusts verfälscht. Die Norm CEN/TS 12390-9 schreibt stattdessen die berührungslose Partikelablösung durch Ultraschall vor, um ausschließlich das durch Frost gelöste Material zu erfassen.

Beim CDF-Test wird eine Mischung aus Leitungswasser und einem tensidhaltigen Präparat wie TICKOPUR R 33 als Koppelmedium in der Schwingwanne verwendet. TICKOPUR R 33 senkt die Oberflächenspannung des Wassers. Dies stellt eine physikalisch verlustfreie Übertragung der Ultraschallwellen auf den eingesetzten Edelstahl-Prüfbehälter sicher.

Die Norm CEN/TS 12390-9 fordert einen Mindestabstand von 15 Millimetern zwischen dem Edelstahl-Prüfbehälter und dem Wannenboden, um eine ungehinderte Schallausbreitung in der Koppelflüssigkeit zu gewährleisten. Ein direkter Kontakt blockiert den Aufbau des Schallfeldes und führt durch Reflexionen zu Beschädigungen an den PZT-Schwingsystemen des Ultraschallgeräts.

Die Ultraschallbehandlung beim CDF-Test dauert nach den Vorgaben der CEN/TS 12390-9 exakt drei Minuten. Diese fest definierte Zeitspanne garantiert eine reproduzierbare Ablösung der gelösten Partikel in die Natriumchloridlösung, ohne die intakte Betonsubstanz durch eine übermäßige physikalische Belastung anzugreifen.

Die Frequenzmodulation verhindert die Bildung stehender Wellen im Koppelmedium des Ultraschallbades. Für den CDF-Test ist diese Technik entscheidend, da sie ein homogenes Schallfeld erzeugt. Dies sichert eine gleichmäßige Kavitation und Partikelablösung über die gesamte Prüffläche der Betonprobe und schließt lokale Messfehler durch ungleichmäßige Schallintensität aus.

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