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Development of a sample preparation procedure for Sr isotope analysis of Portland cements

  • The 87Sr/86Sr isotope ratio can, in principle, be used for provenancing of cement. However, while commercial cements consist of multiple components, no detailed investigation into their individual 87Sr/86Sr isotope ratios or their influence on the integral 87Sr/86Sr isotope ratio of the resulting cement was conducted previously. Therefore, the present study aimed at determining and comparing the conventional 87Sr/86Sr isotope ratios of a diverse set of Portland cements and their corresponding Portland clinkers, the major component of these cements. Two approaches to remove the additives from the cements, i.e. to measure the conventional 87Sr/86Sr isotopic fingerprint of the clinker only, were tested, namely, treatment with a potassium hydroxide/sucrose solution and sieving on a 11-µm sieve. Dissolution in concentrated hydrochloric acid/nitric acid and in diluted nitric acid was employed to determine the 87Sr/86Sr isotope ratios of the cements and the individual clinkers. The aim was toThe 87Sr/86Sr isotope ratio can, in principle, be used for provenancing of cement. However, while commercial cements consist of multiple components, no detailed investigation into their individual 87Sr/86Sr isotope ratios or their influence on the integral 87Sr/86Sr isotope ratio of the resulting cement was conducted previously. Therefore, the present study aimed at determining and comparing the conventional 87Sr/86Sr isotope ratios of a diverse set of Portland cements and their corresponding Portland clinkers, the major component of these cements. Two approaches to remove the additives from the cements, i.e. to measure the conventional 87Sr/86Sr isotopic fingerprint of the clinker only, were tested, namely, treatment with a potassium hydroxide/sucrose solution and sieving on a 11-µm sieve. Dissolution in concentrated hydrochloric acid/nitric acid and in diluted nitric acid was employed to determine the 87Sr/86Sr isotope ratios of the cements and the individual clinkers. The aim was to find the most appropriate sample preparation procedure for cement provenancing, and the selection was realised by comparing the 87Sr/86Sr isotope ratios of differently treated cements with those of the corresponding clinkers. None of the methods to separate the clinkers from the cements proved to be satisfactory. However, it was found that the 87Sr/86Sr isotope ratios of clinker and cement generally corresponded, meaning that the latter can be used as a proxy for the clinker 87Sr/86Sr isotope ratio. Finally, the concentrated hydrochloric acid/nitric acid dissolution method was found to be the most suitable sample preparation method for the cements; it is thus recommended for 87Sr/86Sr isotope analyses for cement provenancing.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Anera KazlagicORCiD, Francesco Russo, Jochen VoglORCiD, Patrick SturmORCiD, D. StephanORCiD, Gregor GluthORCiD
Persönliche Herausgeber*innen:Ute Resch-Genger, Matthias Koch, Björn Meermann, Michael G. Weller
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Analytical and bioanalytical chemistry
Jahr der Erstveröffentlichung:2022
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.1 Anorganische Spurenanalytik
7 Bauwerkssicherheit
7 Bauwerkssicherheit / 7.4 Baustofftechnologie
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Springer
Verlagsort:Berlin
Jahrgang/Band:414
Ausgabe/Heft:15 (Topical collection: Analytical methods and applications in the materials and life sciences)
Erste Seite:4379
Letzte Seite:4389
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurbau
Freie Schlagwörter:Cement; Dissolution; Portland clinker; Provenancing; Sr isotopes
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
Infrastruktur
Material
DOI:10.1007/s00216-021-03821-7
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-542239
ISSN:1618-2642
ISSN:1618-2650
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:18.01.2022
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:24.01.2022
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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