Frühere Simulationen zur Ultraschallausbreitung in Beton mit Hilfe der Elastodynamischen Finiten Integrations-Technik (EFIT) haben die bedeutsame Rolle der Hohlraumporosität im Vergleich zum Zuschlaghaufwerk offenbart. Diese wichtige qualitative Aussage konnte bisher nicht weiter quantifiziert werden, da aufgrund des hohen Hauptspeicherbedarfs lediglich 2D-Rechnungen durchgeführt wurden,

In der vorliegenden Arbeit werden erstmalig Ultraschallsimulationen in dreidimensionalen Betonmodellen vorgestellt. in Folge des begrenzten Hauptspeichers lassen sich derzeit nur vergleichsweise kleine Probenabmessungen realisieren. Aus diesem Grund ist es wichtig, auftretende Randeffekte weitgehend auszuschalten, Dies wird durch die Realisierung periodischer Randbedingungen sowohl für die Wellenausbreitung als auch für die Verteilung des Zuschlag- und Porenhaufwerks erreicht.

Um einen direkten quantitativen Vergleich zwischen zwei- und dreidimensionalem Fall anzustellen, wird der dreidimensionale Probekörper in eine Reihe von Schnittflächen zerlegt, die als Grundlage für die 2D-Rechnungen dienen. Anschließend werden die Ergebnisse über alle Schnittflächen statistisch gemittelt.

Die Rechnungen zeigen, daß die absolute Schwächung eines 200 kHz-Ultraschallsignals in einer Betonsieblinie mit Normalzuschlag und 5 % Zementsteinporosität in drei Dimensionen deutlich geringer ausfällt (etwa Faktor 2-3) als in einem 2D-Modell mit gleicher Porosität. Im Vergleich zum Zuschlag ist die Wirkung der Poren aber auch hier i.a. deutlich größer oder zumindest gleich groß, was im Einzelfall von der jeweiligen Art des Zuschlags abhängt. Dies wird anhand von Untersuchungen an verschiedenen Zuschlägen mit niedrigem (Kiessand) und höherem E-Modul (Basalt) demonstriert.