Title: Schädigung und Wölbung von Marmorfassadenplatten durch Witterungseinflüsse
Other Titles: Damage and bowing of exterior marble claddings due to atmospheric effects
Language: Deutsch
Authors: Umlaub, Katharina
Qualification level: Diploma
Advisor: Tschegg, Elmar
Issue Date: 2011
Number of Pages: 65
Qualification level: Diploma
Abstract: 
Seit vielen Jahren werden Marmorplatten als Fassadenverkleidungen eingesetzt. Diese zeigen durch den jahreszeitlichen Temperaturwechsel und Witterungseinflüsse ein Schädigungs-verhalten, das sich in Wölbungen der Platten äußert. Dieser Formverlust geht so weit, dass die Fassadenplatten nicht mehr von den Verankerungen gehalten werden können, was ein enormes Gefährdungspotential darstellt. Die gegenständliche Arbeit befasst sich mit dem Austesten eines Messverfahrens, mit dem mittels Schallemissionsmessung für verschiedene Marmortypen Kennwerte zur Charakterisierung des Schädigungsverhaltens durch Witterungseinflüsse insbesondere Temperaturschwankungen im Gefüge ermittelt werden sollen. Schallemission (Acoustic Emission, AE) ist die elastische Energie, die während der Deformation von Materialien resp. beim Entstehen von Defekten wie Mikro- und Makrorissverlängerungen in Interfaces zwischen Körnern oder Gefrierprozessen in Poren spontan freigesetzt wird. Schallemissionsmessung (Acoustic Emission Testing, AT) ist eine zerstörungsfreie Untersuchungs- und Diagnosemethode, die bis dato zur Prüfung von Komponenten in der Luft- und Raumfahrt, Leckageprüfungen von Tanks und Materialtest von Keramik-, Metall- und Holzbauteilen angewendet wird. Für die AE-Messung im Labor werden die Proben werden in einer Klimakammer (Dewar) einem gesteuerten Temperaturwechselprozess zwischen -20°C und +60°C unterzogen; ein Kälte-Wärme-Zyklus (es wird mit Abkühlung begonnen) dauert 24 Stunden, es werden 6 Zyklen gefahren; je Versuchsreihe werden maximal sechs Probenkörper untersucht. Folgende Marmorsorten wurden untersucht: Ekeberg (aus Schweden), Snow White (aus Thassos, Griechenland), Schwarzenseer Marmor (aus Oberösterreich) und Carrara (verwittert und unverwittert; Fassadenplatten der Kirche Hl. Leopold am Steinhof, Wien). Bei allen noch nicht bewitterten Proben zeigte sich das gleiche (erwartete) Ergebnis in unterschiedlich starker Ausprägung: anfänglich gibt es eine große Anzahl von Schallemissionsereignissen, die nach weiteren Temperaturwechselbeanspruchungen abnehmen. Diese Arbeit behauptet, dass nach einer bereits eingetretenen Schädigung das Schädigungspotential abnimmt, weil in Mikro-Rissen und Poren ein Gefriersprengprozess als Hauptschädigungsursache nicht mehr stattfinden kann; diese Hypothese ist noch durch weitere Untersuchungen zu untermauern.

Marble as an exterior cladding material is in use for many years. However, the marble slabs show damages due to the season changes and weather exposure, manifesting in bowing of the slabs. This results in loosening the claddings from their fixings which means a serious threat to the environment. This paper deals with testing an acoustic emission setup to determine characteristic features of damage behavior due to atmospheric effects, especially temperature changes, for different types of marble. Acoustic emission is the elastic energy which is released during deformation of materials resp. developing of defects as extension of cracks in interfaces between grains. Acoustic emission testing is a damage-free examination method, which is used to day in space technology, leakage testing of tanks and for material testing of ceramic, metallic and wooden components. In the acoustic emission measuring laboratory, the samples undergo controlled temperature cycles between -20°C and +60°C in a dewar. One cooling-heating cycle takes twenty four hours and six such cycles are run; up to six samples are used for each series. The marble types tested are: Ekeberg (from Sweden), Snow White (from the isle of Thassos, Greece), Marble "Schwarzensee" (from Upper-Austria, Austria) und Carrara (Italian provenience, used for testing where decayed and new claddings of the church "Hl. Leopold am Steinhof", Vienna, Austria). All unwithered samples showed the same behavior but produced different intensity of acoustic emission - initially a mayor amount of acoustic emission signals are emitted, with diminishing hits the more cycles are run. This work maintains that after initial decay has taken place the process or further potential of damage decreases due to the fact that the process of freeze-bursting as a main cause of damage is no more effective in already burst micro cracks and pores - this hypothesis is still to be strengthened by further investigations.
Keywords: Marmor; Schädigung; Schallemission
URI: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-39356
http://hdl.handle.net/20.500.12708/10631
Library ID: AC07811278
Organisation: E138 - Institut für Festkörperphysik 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
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