Beton besitzt neben der hohen Druckfestigkeit eine geringe Zugfestigkeit, die etwa 5 - 10% der Druckfestigkeit beträgt, Wird infolge von Beanspruchungen die Zugfestigkeit des Betons überschitten, reißt der Beton. Zur Aufnahme der aus der Beanspruchung resultierenden Zugspannungen werden daher Betonstähle eingebaut. Das Verbundverhalten hat auf das Trag- und Verformungsverhalten von Stahlbetonbauteilen einen wesentlichen Einfluß.

Als Grundlage zur Modellbildung des Verbundverhaltens bei Stahlbetonbauteilen dienen Messungen der Relativverschiebung zwischen Stahl und Beton. Hierzu werden Magnetfeldsensoren, wie Hall-Sensoren und magnetoresistive Aufnehmer in bewehrten Beton eingebaut. Diese Sensoren erfaßen das magnetische Feld von in Betonstäben eingelassenen Permanentmagneten. Durch die Reiativverschiebung ändert sich die magnetische Flußdichte B im Bereich der Sensoren, die ein der Wegänderung proportionales Meßsignal liefern.

Für die Untersuchung des Verbundverhaltens wurden Sensoren verwendet, die keine Störung des Betongefüges darstellen. Es wurden hierfür spezielle Gehäuse für die Sensoren gefertigt. Die Wahl der Sensoren wurde durch Kenngrößen wie Meßempfindlichkeit und Temperaturgang bestimmt. Bisher wurden Hall-Sensoren verwendet, die eine nicht zu vernachlässigende Streuung der Betriebsparameter zeigen. Erst durch die Selektion der Sensoren als Sensorpaar, die in Differenzanordnung verschaltet wurden, konnte die geforderte Meßgenauigkeit der Verschiebung von 1 µm erreicht werden. Die erst kürzlich verfügbaren GMR-Sensoren (giant magnetoresistive) mit einer Meßempfindlichkeit des Magnetfeldes von 4,2 mW/10^-7 T bieten die Möglichkeit, die Auflösung deutlich zu verbessern. Die geringe Packungsgröße der Sensoren (SMD-Bauteil, surface mounted device) bei gleichzeitig vereinfachter Auswertung als Meßbrücke erlauben zudem den Einsatz als Multi-Sensor-Systern.

Der Beitrag soll die Ergebnisse von Messungen der Relativverschiebung mittels Hall- und GMR Sensoren zeigen. Hierbei wird durch die Erfassung des Temperaturgangs auf die Problematik von Langzeitmessungen eingegangen. Der Dynamikbereich f_g = 1 MHz der GMR-Sensoren zeigt, daß auch dynamische Belastungen erfaßbar sind.