TY - JOUR A1 - Schwarz, W. A1 - Wilsch, Gerd A1 - Katsumi, N. A1 - Ebell, Gino A1 - Völker, Tobias T1 - Ion distribution in concrete overlay, mapped by laser induced breakdown spectroscopy (LIBS), modified by an embedded zinc anode JF - MATEC web of conferences N2 - Galvanic corrosion protection by embedded zinc anodes is an accepted technique for the corrosion protection of reinforcing steel in concrete. Galvanic currents flow between the zinc anode and the steel reinforcement due to the potential difference that is in the range of a few hundred mV. The ion distribution was studied on two steel reinforced concrete specimens admixed with 3 wt.% chloride/wt. cement and galvanically protected by a surface applied EZ-anode. On both specimens, a zinc anode was embedded and glued to the concrete surface by a geo-polymer-based chloride-free binder. At one specimen, the EZ-anode was operated for 2,5 years, the EZ-anode at the other specimen was not electrically connected to the reinforcement, this specimen serves as a reference. Both specimens have been stored under identical conditions. The ion distribution between the anode (EZ-ANODE) and cathode (steel reinforcement) was studied by laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) after 7 months, 12 months, and 2,5 years. Results of the LIBS studies on the specimen with activated EZ-anode after 7 months, 12 months, and 2,5 years and of the reference specimen after 2,5 years are reported. Results show that diffusion of ions contributes to the changes in the ion distribution but migration, especially of chlorides towards the EZ-anode is significant despite the weak electric field – several hundred millivolts - generated by the galvanic current. Results show that chloride ions accumulate near the zinc-anode as in water-insoluble zinc-hydroxy chlorides - Simonkollite. T2 - ICCRRR 2022 CY - Capetown, South Africa KW - Corrosion KW - LIBS KW - Zinc KW - Anode PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-560576 DO - https://doi.org/10.1051/matecconf/202236404023 SN - 2261-236X VL - 364 SP - 1 EP - 7 PB - EDP Sciences CY - Les Ulis AN - OPUS4-56057 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tiebe, Carlo A1 - Zunkel, Astrid A1 - Klein, Ulrich A1 - Schlischka, Jörg A1 - Klinger, Christian T1 - Materialuntersuchungen zur Schadensanalyse an einem explodierten Umlaufkühler N2 - Ein Umlaufkühler ist im Betrieb explodiert. Splitter des zerborstenen Gehäuses aus Kunststoff wurden mit dem Kühlwasser in die Umgebung geschleudert, am Betriebsort entstand Personenschaden. Bei Funktionsprüfungen am beschädigten Gerät traten unerwartet - aber reproduzierbar - Knalleffekte bei Berührung der Außenoberfläche der Kupfer-Kühlschlange auf. Ein möglicher Mechanismus konnte im Labor durch Synthese von Kupferazid auf Kupferproben und Auslösung vergleichbarer Knalleffekte nachgestellt werden. Damit ist die Plausibilität des beschriebenen Schadensereignisses mit diesem oder einem ähnlich reagierenden Stoff belegt. Ein eindeutiger Nachweis darüber, dass bei dem aufgetretenen Schadensfall dieselbe chemische Reaktion stattgefunden hat, war nicht möglich, da die Belag-Überreste aus dem explodierten Kühlgerät für eine Analyse nicht mehr in ausreichender Menge verfügbar gewesen sind. T2 - BG RCI Präventionstagung, Teil 11 - Inkompatible Systeme – Wenn Chemikalien und Werkstoffe heftig reagieren CY - Online meeting DA - 19.01.2022 KW - Explosion KW - Gutachten KW - Kupferazid KW - Materialuntersuchung KW - Schadensanalyse KW - Umlaufkühler PY - 2022 AN - OPUS4-56686 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tiebe, Carlo A1 - Zunkel, Astrid A1 - Klein, Ulrich A1 - Schlischka, Jörg A1 - Klinger, Christian T1 - Materialuntersuchungen an einem explodierten Umlaufkühler JF - Technische Sicherheit N2 - Ein Umlaufkühler ist im Betrieb explodiert. Splitter des zerborstenen Gehäuses aus Kunststoff wurden mit dem Kühlwasser in die Umgebung geschleudert, am Betriebsort entstand Personenschaden. Bei Funktionsprüfungen am beschädigten Gerät traten unerwartet - aber reproduzierbar - Knalleffekte bei Berührung der Außenoberfläche der Kupfer-Kühlschlange auf. Ein möglicher Mechanismus konnte im Labor durch Synthese von Kupferazid auf Kupferproben und Auslösung vergleichbarer Knalleffekte nachgestellt werden. Damit ist die Plausibilität des beschriebenen Schadensereignisses mit diesem oder einem ähnlich reagierenden Stoff belegt. Ein eindeutiger Nachweis darüber, dass bei dem aufgetretenen Schadensfall dieselbe chemische Reaktion stattgefunden hat, war nicht möglich, da die Belag-Überreste aus dem explodierten Kühlgerät für eine Analyse nicht mehr in ausreichender Menge verfügbar gewesen sind. KW - Kupferazid KW - Umlaufkühler KW - Explosion KW - Gutachten KW - Schadensanalyse KW - Materialuntersuchung PY - 2022 SN - 2191-0073 VL - 12 IS - 7/8 SP - 15 EP - 21 PB - VDI Fachmedien CY - Düsseldorf AN - OPUS4-55570 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Feistkorn, S. A1 - Algernon, D. A1 - Arndt, R. A1 - Ebell, Gino A1 - Friese, M. A1 - Grosse, C. U. A1 - Holstein, R. A1 - Niederleithiger, Ernst A1 - Schickert, M. A1 - Schulze, S. A1 - Taffe, A. A1 - Walther, A. A1 - Wolf, J. A1 - Zoega, A. A1 - Zwanzig, M. T1 - Introduction to DIN 4871: Qualification of NDT Personnel in Civil Engineering (NDT‐CE) N2 - Recently, non-destructive testing in civil engineering (NDT-CE), in particular of concrete components, has successfully mastered the leap from research to practice. Several methods have been established for field inspections to determine the concrete cover of reinforcement or to estimate the compressive strength as well as other parameters related to the concrete material. In addition, the application of non-destructive testing is indispensable, if information about the inner structure - such as the location of rebars and tendon ducts or the damage-related condition assessment to detect grouting defects, honeycombs, delamination, or corrosion - is required. Besides the selection of a suitable NDT method and an appropriate inspection system, the reliability of the results depends largely on the person who applies the non-destructive inspection technique and evaluates the inspection results. To ensure a high quality of non-destructive concrete evaluation as well as to keep the uncertainty caused by the inspection personnel to a minimum, structured, consistent, and regulated theoretical as well as practical training of inspection personnel is essential. To close this gap, the subcommittee of education and training (UA-A) within the committee for NDT-CE of the German Society for Non-Destructive Testing (DGZfP) has been reactivated in 2018 to establish uniform training standards for non-destructive concrete inspections in the long term. The subcommittee consists of scientists, practitioners, authorities, and clients. So far, the national standard DIN 4871 “Non-destructive testing - Qualification of NDT personnel in Civil Engineering (NDT-CE)” was developed. This standard considers the civil-industry-specifics, for example, that standards for NDT of concrete, as well as related product standards with a few exceptions, still do not exist at the moment. Within this presentation, the concept, the connection to ISO 9712 and other standards as well as an overview of the recently developed German standard DIN 4871 will be presented. T2 - NDT-CE 2022 CY - Zurich, Switzerland DA - 16.08.2022 KW - Non-destrucive testing KW - Civil engineering PY - 2022 AN - OPUS4-55526 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schwarz, W. A1 - Wilsch, Gerd A1 - Katsumi, N. A1 - Ebell, Gino A1 - Völker, Tobias T1 - Ion distribution in concrete overlay, mapped by laser induced breakdown spectroscopy (LIBS), modified by an embedded zinc anode N2 - Galvanic corrosion protection by embedded zinc anodes is an accepted technique for the corrosion protection of reinforcing steel in concrete. Galvanic currents flow between the zinc anode and the steel reinforcement due to the potential difference that is in the range of a few hundred mV. The ion distribution was studied on two steel reinforced concrete specimens admixed with 3 wt.% chloride/wt. cement and galvanically protected by a surface applied EZ-anode. On both specimens, a zinc anode was embedded and glued to the concrete surface by a geo-polymer-based chloride-free binder. At one specimen, the EZ-anode was operated for 2,5 years, the EZ-anode at the other specimen was not electrically connected to the reinforcement, this specimen serves as a reference. Both specimens have been stored under identical conditions. The ion distribution between the anode (EZ-anode) and cathode (steel reinforcement) was studied by laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) after 7 months, 12 months, and 2,5 years. Results of the LIBS studies on the specimen with activated EZ-anode after 7 months, 12 months, and 2,5 years and of the reference specimen after 2,5 years are reported. Results show that diffusion of ions contributes to the changes in the ion distribution but migration, especially of chlorides towards the EZ-anode is significant despite the weak electric field – several hundred millivolts - generated by the galvanic current. Results show that chloride ions accumulate near the zinc-anode as in water-insoluble zinc-hydroxy chlorides - Simonkolleit. T2 - ICCRRR 2022 CY - Capetown, South Africa DA - 03.10.2022 KW - Korrosion KW - Corrosion KW - LIBS KW - Zinc PY - 2022 AN - OPUS4-55948 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Völker, Christoph A1 - Kruschwitz, Sabine A1 - Ebell, Gino T1 - Datengesteuerte Multisensor-Fusion zur Korrosionsprüfung von Stahlbetonbauteilen JF - The e-journal of nondestructive testing & ultrasonics N2 - Potentialfeldmessung (PM) ist die beliebteste Methode der Zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) zur Lokalisierung von aktiver Betonstahlkorrosion. PM wird durch Parameter wie z. B. Feuchtigkeits- und Chloridgradienten im Bauteil beeinflusst, so dass die Sensitivität gegenüber der räumlich sehr begrenzten, aber gefährlichen Lochkorrosion gering ist. Wir zeigen in dieser Studie, wie zusätzliche Messinformationen mit Multisensor-Datenfusion genutzt werden können, um die Detektionsleistung zu verbessern und die Auswertung zu automatisieren. Die Fusion basiert auf überwachtem maschinellen Lernen (ÜML). ÜML sind Methoden, die Zusammenhänge in (Sensor-) Daten anhand vorgegebener Kennzeichnungen (Label) erkennen. Wir verwenden ÜML um „defekt“ und „intakt“ gelabelte Bereiche in einem Multisensordatensatz zu unterscheiden. Unser Datensatz besteht aus 18 Messkampagnen und enthält jeweils PM-, Bodenradar-, Mikrowellen-Feuchte- und Wenner-Widerstandsdaten. Exakte Label für veränderliche Umweltbedingungen wurden in einer Versuchsanordnung bestimmt, bei der eine Stahlbetonplatte im Labor kontrolliert und beschleunigt verwittert. Der Verwitterungsfortschritt wurde kontinuierlich überwacht und die Korrosion gezielt erzeugt. Die Detektionsergebnisse werden quantifiziert und statistisch ausgewertet. Die Datenfusion zeigt gegenüber dem besten Einzelverfahren (PM) eine deutliche Verbesserung. Wir beschreiben die Herausforderungen datengesteuerter Ansätze in der zerstörungsfreien Prüfung und zeigen mögliche Lösungsansätze. T2 - DGZfP Jahrestagung 2018 CY - Leipzig, Germany DA - 07.05.2018 KW - Maschinelles Lernen KW - Datenfusion KW - ZfP KW - Beton KW - Korrosion PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-444852 UR - http://www.ndt.net/?id=23106 SN - 1435-4934 VL - 23 IS - 9 SP - 1 EP - 9 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-44485 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Völker, Christoph A1 - Kruschwitz, Sabine A1 - Ebell, Gino T1 - A machine learning‑based data fusion approach for improved corrosion testing JF - Surveys in Geophysics N2 - This work presents machine learning-inspired data fusion approaches to improve the non-destructive testing of reinforced concrete. The principal effects that are used for data fusion are shown theoretically. Their effectiveness is tested in case studies carried out on largescale concrete specimens with built-in chloride-induced rebar corrosion. The dataset consists of half-cell potential mapping, Wenner resistivity, microwave moisture and ground penetrating radar measurements. Data fusion is based on the logistic Regression algorithm. It learns an optimal linear decision boundary from multivariate labeled training data, to separate intact and defect areas. The training data are generated in an experiment that simulates the entire life cycle of chloride-exposed concrete building parts. The unique possibility to monitor the deterioration, and targeted corrosion initiation, allows data labeling. The results exhibit an improved sensitivity of the data fusion with logistic regression compared to the best individual method half-cell potential. KW - Corrosion KW - Potential mapping KW - Machine learning PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1007/s10712-019-09558-4 SN - 1573-0956 SN - 0169-3298 VL - 41 IS - 3 SP - 531 EP - 548 PB - Springer Nature AN - OPUS4-48799 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schwarz, W. A1 - Wilsch, Gerd A1 - Pichelhöfer, A. A1 - Ebell, Gino A1 - Völker, Tobias T1 - Galvanic chloride extraction by an embedded zinc anode: Ion distribution mapped by laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) T2 - Concrete Solutions 2019 N2 - An important aspect with regard to the service life of zinc based galvanic anodes and the durability of the corrosion protection of steel in concrete is the “galvanic chloride extraction”. Chloride ions move in the electric field generated by the current, flowing between the galvanic anode and the cathodic steel. Migration leads to an accumulation of anions, e.g. chloride ions, at the anode and depletion of chlorides near the steel rebar surface. The ion migration was studied on steel reinforced concrete specimens admixed with 3 wt.% chloride/wt. cement and galvanically protected by a surface applied embedded zinc anode (EZA). The zinc anode was embedded and glued to the concrete surface by a geo-polymer based chloride free binder. The EZA was operated over a period of 1 year and the ion distribution between anode (EZA) and cathode (steel reinforcement) was studied by laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) after 5 months, 7 months and 12 months. The results show that chloride ions efficiently migrate in the direction of the zinc-anode and accumulate there. Chloride distribution in the EZA correlates with the distribution of zinc ions generated by the anodic dissolution of the zinc anode in the binder matrix. The microstructure of the binder matrix and its interface to the zinc-anode are studied by REM/EDX – preliminary results will be reported. T2 - Concrete Solutions 2019 CY - Cluj Napoca, Romania DA - 30.09.2019 KW - Galvanic corrosion KW - Corrosion KW - Chloride extraction PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-488189 DO - https://doi.org/10.1051/matecconf/201928903010 VL - 289 SP - 03010, 1 EP - 5 PB - MATEC Web of Conferences AN - OPUS4-48818 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ebell, Gino A1 - Burkert, Andreas A1 - Günther, Tobias A1 - Wilsch, Gerd T1 - Untersuchungen zum korrosionsauslösenden Chloridgehalt an nicht rostendem ferritischem Betonstahl in Mörtel JF - Bautechnik N2 - Der maßgebliche Korrosionsschutz von nicht rostendem Stahl in Beton basiert, anders als bei unlegiertem Betonstahl, auf der Ausbildung einer Chromoxidschicht. Die Chromoxidschicht ist in alkalischem und in carbonatisiertem Beton beständig, sodass nicht rostende Stähle in einem passiven Zustand vorliegen. Die Initiierung von Lochkorrosionserscheinungen ist dagegen auch an nicht rostenden Stählen in Beton möglich. Der korrosionsauslösende Chloridgehalt ist neben dem Gehalt an Legierungselementen (insbesondere dem Chromgehalt) und der Oberflächenbeschaffenheit auch vom Konzentrationsverhältnis von OH“ zu CI“ im Elektrolyten abhängig. Daher ist prinzipiell zu erwarten, dass in karbonatisierten Betonen geringere Chloridgehalte Korrosion initiieren können als in Betonen mit höheren pH-Werten. Dies gilt in besonderem Maße für nicht rostende Betonstähle mit geringen Chromgehalten, wie z. B. Produkte aus dem Werkstoff 1.4003 (X2CrNi12) mit seiner im Vergleich zu den Standardausteniten geringen Beständigkeit. Um den kritischen korrosionsauslösenden Chloridgehalt am Beispiel eines am Markt verfügbaren ferritischen Chromstahls zu bestimmen, wurden an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) umfangreiche Untersuchungen zu beschleunigten Korrosionsversuchen in alkalischen und karbonatisierten Mörteln durchgeführt. Mittels Laser-induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) konnten die korrosionsauslösenden Chloridgehalte im Phasengrenzbereich Betonstahl-Mörtel ermittelt werden. KW - Korrosion KW - Betonstahl KW - Nicht rostender KW - LIBS KW - Chloridgehalt KW - Kritischer PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1002/bate.201900077 SN - 0932-8351 VL - 97 IS - 1 SP - 21 EP - 31 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-50247 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tiebe, Carlo A1 - Zunkel, Astrid A1 - Klein, Ulrich A1 - Schlischka, Jörg A1 - Klinger, Christian T1 - Materialuntersuchungen zur Schadensanalyse an einem explodierten Umlaufkühler N2 - Ein Durchlaufkühler ist im Betrieb explodiert. Die zerborstenen Gehäuseteile aus Kunststoff führten zu einem Austreten der Kühlflüssigkeit am Betriebsort sowie zu einem Personenschaden mit Knalltrauma. Bei Funktionsprüfungen am beschädigten Gerät traten unerwartet, aber reproduzierbar Knalleffekte auf der Kupfer-Kühlschlange auf. Ein möglicher Mechanismus konnte im Labor durch Synthese von Kupferazid auf Kupferproben und Auslösung vergleichbarer Knalleffekte nachgestellt werden. Damit ist die Plausibilität des beschriebenen Schadensereignisses mit diesem oder einem ähnlich reagierenden Stoff belegt. Ein eindeutiger Nachweis darüber, dass beim aufgetretenen Schadensfall dieselbe chemische Reaktion stattgefunden hat ist nicht möglich, da die Belag-Überreste aus dem explodierten Kühlgerät für eine Analyse nicht mehr in ausreichender Menge verfügbar waren. T2 - Erfahrungsaustausch für Sachverständige in der Anlagenüberwachung der Industrie (ESA 2021) CY - Online meeting DA - 20.04.2021 KW - Umlaufkühler KW - Schadensanalyse KW - Materialuntersuchungen KW - Gutachten KW - Kupferazid PY - 2021 AN - OPUS4-52484 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -