Optimization of Spatially Resolved Laser Ablation ICP MS to Study Transport Phenomena Concerning Concrete Durability
Final Report Abstract
Die ortsaufgelöste Elementanalytik an Baustoffoberflächen spielt eine immer größere Rolle. Dies betrifft nicht nur das Thema Sichtbeton. Deutlich breiter sind die Fragestellungen bei den Untersuchungen an Betonschnitten und -schliffen. Hier steht die Untersuchung der reaktiven Phasen, aber auch der Verteilung verschiedener Elemente über das Porensystem des Betons im Vordergrund des Interesses. Dabei kann sowohl ein Eindringen von außen (z. B. Na und Cl aus Tausalz) oder auch ein Auslaugen (z. B. von Schwermetallen) durch Lagerung in Wasser ursächlich sein. Während ersteres ein Schädigungspotential für den Beton (Stichwort Alkalikieselsäurereaktion) bedeutet, ist letzteres mehr vom Umweltstandpunkt von Interesse. Mit der Laserablations-ICP-MS (LA-ICP-MS) steht eine ortsauflösende Elementanalysentechnik zur Verfügung, die im Bereich der Baustoffe noch wenig eingesetzt wird. Durch die Kombination von hochaufgelösten Messungen an makroskopischen Proben (bis zu 10x10 cm2) und die Möglichkeit, eine Vielzahl von Elementen (auch sehr leichte) mit sehr niedrigen Nachweisgrenzen zu bestimmen, bieten sich hier sehr viele Anwendungsmöglichkeiten. Jedoch sind die Wechselwirkungen des Lasers mit dem Baustoff komplex. Um eine zuverlässige Anwendung an Betonoberflächen zu realisieren, wurde sich zunächst auf die Methodenoptimierung konzentriert und hier die spezifischen Besonderheiten der Wechselwirkungen dieses heterogenen, porösen Baustoffs Beton mit dem Laser des Messgerätes herausgearbeitet. Nach erfolgreicher Methodenoptimierung wurden die Untersuchungen auf die Übergangszone (ITZ) zwischen der Bindemittelmatrix und der Gesteinskörnung und deren Einfluss auf Transportphänomene konzentriert.
Publications
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M. Decker, H. Hilbig & D. Heinz
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Der ungeladene Gast: Untersuchungen zu Salzanreicherungen auf Zementsteinoberflächen mittels LA-ICP-MS. GDCh-Monographie Bd. 54 (2019), S. 67-74
M.J. Decker, M. Behringer, H. Hilbig & D. Heinz
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A. Stoklosa, H. Hilbig & A. Machner
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LA-ICP-MS as a method to study the Interfacial Transition Zone in a Concrete Model System. 4th International Conference on the Chemistry of Construction Materials (ICCCM), Karlsruhe, 26. – 28.09.2022
A. Stoklosa, H. Hilbig & A. Machner
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Stoklosa, Agnieszka; Hilbig, Harald & Machner, Alisa
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Kleiner, Florian; Decker, Marco; Rößler, Christiane; Hilbig, Harald & Ludwig, Horst‐Michael
