Laser-Ablation gekoppelt mit ICP-MS
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Durch die Möglichkeit einer ortsaufgelösten Elementanalytik hat die Laserablation gekoppelt mit ICP-MS (LA-ICP-MS) ein breites Anwendungsfeld als Untersuchungsmethode an verschiedenen Werkstoffen des Bauwesens am cbm Centrum Baustoffe und Materialprüfung der TU München gefunden. Neben Tiefenprofilen (mehrfaches Ablatieren an einer Stelle) wurden dabei überwiegend Ablationen an Querschnittsflächen von Proben durchgeführt. Im Folgenden sind nur einige Anwendungsbeispiele aufgeführt. So konnte an in Tausalzlösung gelagerten Zementsteinproben nachgewiesen werden, dass Chloridionen nach 28 d um 5 mm tiefer in die Probe eingedrungen sind als die Natriumionen. Gleichzeitig konnte das Auslaugen von Kalium festgestellt werden. Der besondere Vorteil der Analysemethode besteht darin, auch den Transport von Spurenstoffen, wie z.B. Chrom, gleichzeitig messend verfolgen zu können. An in Salzsäure oder Schwefelsäure gelagerten Zementsteinproben (teilweise mit Zusatzstoffen) konnte an den Querschnitten der Schädigungsfortschritt untersucht werden. Auch hier verhalfen die Ablationsergebnisse zu neuen Erkenntnissen. So konnte nachgewiesen werden, dass Chloridionen deutlich tiefer in die Zementsteinmatrix eingedrungen sind als es auf Basis der optisch unterscheidbaren Dicke der korrodierten Schicht zu erwarten war bzw. als es über den Phenolphthaleintest als Neutralisationstiefe bestimmt wurde (Masterarbeit Rommel). In Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft wurden in diesem Rahmen auch Beton-Proben nach biogenem Schwefelsäureangriff auf Korrosionsfortschritt hin untersucht. In Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Energiesysteme wurde eine große Anzahl an Kohle-Verbrennungs- und Vergasungsrückständen aus Filtern analysiert, deren Massen für eine herkömmliche Analyse nicht ausgereicht hätten (Masterarbeit Lavergne-Peguihen).
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Eindringen von NaCl in Beton und Auslaugung von umweltrelevanten Stoffen; wissenschaftlicher Kurzbericht Nr. 34 (2012), cbm
H. Hilbig, R.E. Beddoe, L. Urbonas, D. Heinz
- Laser Ablation ICP-MS for Spatially Resolved Element Analysis. 3rd Colloquium of the Munich School of Engineering (3CMSE), 04.07.2013, Garching
H. Hilbig, A. Gmell, M. Nakonz, D. Heinz
- Composition of Hardened Cement Paste after Exposure to Acids with LA ICP MS. 12th European Workshop on Laser Ablation, 08.-11.07.2014, London
Sabrina Schwindl, Moritz Rommel, Tobias Gutberlet, Robin E. Beddoe & Harald Hilbig
- Untersuchung von säuregelagerten Zementsteinproben mit LA-ICP-MS. GDCh-Monographie Bd. 48, (2014), S. 45-48
S. Schwindl, M. Rommel, T. Gutberlet, R. E. Beddoe, H. Hilbig
- Entstehung von fleckigen Dunkelfärbungen an Sichtbetonoberflächen im späten Alter. Beton- und Stahlbetonbau 110 (2015) 429-436
D. Strehlein, P. Schießl
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/best.201500006)
