Neue Einsatzmöglichkeiten einseitiger Kernspinresonanzmesstechnik in der Baustoffforschung

Abstract

Mithilfe der einseitigen Kernspinresonanz kann eine Vielzahl interessanter und für die Bauwerkserhaltung relevanter Informationen gewonnen werden. Dieses vergleichsweise junge Messverfahren erlaubt es, Materialoberflächen bis zu einer Tiefe von ca. 25 mm mit einer hochpräzisen Tiefenauflösung zerstörungsfrei zu charakterisieren. Da die Kernspinresonanz, wie alle anderen zerstörungsfreien Messtechniken auch, nur indirekte Messinformationen zugänglich machen kann, erfordern die Interpretation und der Rückschluss auf wesentliche Baustoffeigenschaften kontrollierte Messungen zur Korrelation. Im Rahmen dieses Beitrags werden mehrere Beispiele aus den Forschungstätigkeiten am Institut für Baustoffforschung (ibac) zu den Einsatzmöglichkeiten einseitiger Kernspinresonanz in der Bauwerkserhaltung erläutert. Es werden die zerstörungsfreie Diagnose von säurebeständigem polymergebundenen Mörtel, das Quellverhalten von polymeren Dichtungsbahnen sowie die Möglichkeiten zur Charakterisierung der Porosität von zementären Mörteln und Betonen beschrieben. Für die einzelnen Anwendungen werden Grenzen diskutiert wie auch zukünftiges Entwicklungs‐ und Forschungspotenzial aufgezeigt.

Monitoring the microstructural deterioration of concrete exposed to leaching in purified water

“…Proton nuclear magnetic resonance ( 1 H NMR) is a comparatively new tool in concrete science that allows the evaluation of porosity and pore size distributions in cementitious materials. 17 The technique uses the quantum-mechanical interaction between protons (hydrogen atoms), abundantly existing in water-saturated cementitious samples, and the surrounding pore surface. The technique is entirely nondestructive and allows the repeated measurement of a single sample over time up to a depth of several millimeters.…”

Zerstörungsfreie Bestimmung der Auslaugung von Beton mittels einseitiger Wasserstoff‐Kernspinresonanz

“…Nuclear Magnetic Resonance). Das Verfahren nutzt die quantenphysikalische Interaktion des im Zementstein und Porengefüge vorhandenen Wassers mit der umgebenden Porenwandung . Die Messung ist völlig zerstörungsfrei und kann so wiederholt an derselben Probe erfolgen.…”

“…Die Messtechnik erlaubt Messungen bis zu einer Tiefe von 10 mm ohne größere Einbußen in Messqualität oder ‐dauer. Zuletzt ist die Gerätetechnik mobil einsetzbar und wurde bereits für Messungen auf Baustellen vor Ort eingesetzt . Wesentliche Randeinflüsse wie Feuchte, Temperatur und der Einfluss von Bewehrungseisen müssen hierbei jedoch berücksichtigt werden .…”

“…Messtiefe von 2 mm erstellt werden. Weitere Informationen zu der Messtechnik sowie der Auswertungsroutine können[13] sowie dem online abrufbaren Zusatzmaterial zu dieser Veröffentlichung entnommen werden.…”

Zerstörungsfreie Bestimmung der Auslaugung von Beton mittels einseitiger Wasserstoff‐Kernspinresonanz

“…gezeigten Parametern. Weitergehende Informationen hierzu sind zu entnehmen. Die Dauer eines auf diese Weise gemessenen Profils mit einer Tiefenauflösung von 200 μ m und einer max.…”