Filtern
Dokumenttyp
- Zeitschriftenartikel (2) (entfernen)
Referierte Publikation
- ja (2)
Schlagworte
- LIBS (2) (entfernen)
A significant parameter to monitor the status of concrete buildings like bridges or parking garages is the determination of the depth profile of the chlorine concentration below the exposed concrete surface. This information is required to define the needed volume of restoration for a construction. Conventional methods like wet chemical analysis are time- and cost-intensive so an alternative method is developed using laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS). The idea is to deploy LIBS to analyze drill cores by scanning the sample surface with laser pulses. Chlorine spectral lines in the infrared (IR) and ultraviolet (UV)-range were studied for chlorine detection in hydrated cement samples. The excitation energies of these spectral lines are above 9.2 eV. Hence high plasma temperatures and pulse energies in the range of some hundred millijoules are needed to induce sufficient line intensity levels at the required working distance. To further increase the line intensity and to lower the detection limit (LOD) of chlorine a measuring chamber is used where different ambient pressures and gases can be chosen for the measurements. The influences on the line intensity for pressures between 5 mbar and 400 mbar using helium as process gas and the influence of different laser burst modi like single and collinear double pulses are investigated. For the first time a LOD according to DIN 32 645 of 0.1 mass% was achieved for chlorine in hydrated cement using the UV line 134.72 nm.
Der Chloridgehalt, ab dem bei der Bewehrung im Beton mit Korrosion gerechnet werden muss, wird als kritischer Chloridgehalt bezeichnet. Die Höhe dieses kritischen Chloridgehaltes bestimmt in hohem Maße den Instandsetzungsumfang und damit die Instandsetzungskosten. Zahlreiche Labor- und Bauwerksuntersuchungen belegen, dass dieser kritische Chloridgehalt von einer Vielzahl von Parametern abhängt und deswegen kein fester Wert sein kann. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, über Betrachtung von Korrosions- bzw. Depassivierungswahrscheinlichkeiten einen unteren kritischen Chloridgehalt zu bestimmen, bei dem bei gegebenen Randbedingungen nur mit einer geringen Wahrscheinlichkeit (z. B. 5%-Fraktilwert) Korrosion von Stahl in Beton zu erwarten ist. Die Auswertung von zahlreichen Untersuchungen zeigt, dass der Ansatz eines kritischen Chloridgehaltes von 0, 5 M.-% bezogen auf den Zementgehalt bei Einhaltung bestimmter Randbedingungen mit einer hinreichend geringen Korrosionswahrscheinlichkeit korreliert und somit auch in Übereinstimmung mit der Richtlinie 'Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen' des DAfStb als unterer kritischer Chloridgehalt unter Praxisbedingungen anzusetzen ist.