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Organisationseinheit der BAM
Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) is a combination of plasma generation on the sample surface by a high power laser pulse and optical emission spectroscopy (OES). It is a direct measurement method without an extensive sample preparation. Concrete is a multi phase system. With LIBS it is possible to distinguish the different phases and based on that to correlate the chloride content to the cement mass. This is done by scanning the surface with a resolution of up to 0.1 mm. The high measurement frequency of 100 Hz or even higher allows the in-situ visualization of the chloride content over the measured area. With a calibration a quantification of chloride concentration is possible. As an example the LIBS measurement on a 50 mm by 70 mm area with a resolution of 0.5 mm and the visualization of the chloride distribution takes only 10 minutes. Additionally it is possible to evaluate the carbonation depth from the same measurement. Examples of practical application to determine the chloride-to-cement-content on concrete samples are presented. The possibilities and the limitations of LIBS are discussed.
The effects of femtosecond laser pulse irradiation on the glass structure of alkaline silicate glasses were investigated by x-ray absorption near edge structure spectroscopy using the beamline of the Physikalisch-Technische Bundesanstalt at the electron synchrotron BESSY II in Berlin (Germany) by analyzing the magnesium Κ-edge absorption peak for different laser fluences. The application of fluences above the material modification threshold (2.1 J/cm²) leads to a characteristic shift of ~1.0 eV in the Κ-edge revealing a reduced (~3%) mean magnesium bond length to the ligated oxygen ions (Mg-O) along with a reduced average coordination number of the Mg ions.
The effects of single femtosecond laser pulse irradiation (130 fs pulse duration, 800 nm center wavelength) on the structure of binary lithium silicate glasses of varying chemical compositions were investigated by micro-Raman spectroscopy. Permanent modifications were generated at the surface of the glass samples with varying laser fluences in the ablative regime and evaluated for changes in the corresponding Raman band positions and bandwidths. For increasing laser fluences, the position of certain Raman bands changed, indicating an increase in the mass density of the glass inside the irradiated area. Simultaneously, the widths of all investigated bands increased, indicating a higher degree of disorder in the glass structure with respect to bond-angle and bond-length variations.
Während das Instandsetzungsprinzip W bei carbonatisierungsinduzierter Korrosion seit vielen Jahren als Standardverfahren etabliert ist, wird seine Anwendbarkeit bei chloridinduzierter Korrosion (W-Cl) in der Fachwelt bis heute kontrovers diskutiert. Zwar ergeben sich aus seiner Anwendung gegenüber anderen Instandsetzungsverfahren auf den ersten Blick u. U. deutliche wirtschaftliche Vorteile, allerdings besteht bei diesem Verfahren ein deutlich höheres Risiko, dass das Instandsetzungsziel nicht erreicht wird.
Im vorliegenden Beitrag werden die technischen Grundlagen des Instandsetzungsprinzips W-Cl sowie der aktuelle Kenntnisstand - sowohl für den gerissenen als auch für den ungerissenen Beton - dargestellt und baurechtliche Konsequenzen, die sich aus dem erhöhten Ausführungsrisiko ergeben, diskutiert.
Korrosionsmonitoring als Element zum Nachweis des Instandsetzungserfolgs bei Anwendung des Prinzips W-Cl wird vorgestellt.
Anhand von Anwendungsbeispielen werden sowohl die Risiken, die mit dem Verfahren verbunden sind, als auch das Potenzial bei erfolgreicher Anwendung veranschaulicht.
Some nonlinear optical properties such as the nonlinear refractive index and the nonlinear effective absorption, as well as the laser-induced single-pulse ablation threshold are characterized for a series of binary and ternary silicate glasses upon irradiation with near-infrared femtosecond laser pulses (800 nm, 130 fs). The laser-induced ablation threshold varies from 2.3 J/cm² in case of potassium silicate glass up to 4.3 J/cm² in case of Fused Silica. Nonlinear refractive indices are qualitatively similar within the range 1.7-2.7×10-16 cm²/W. Complementary optical and physico-chemical properties like band gap energy and the glass transformation temperature have been measured for all the glasses.
Nonlinear optical properties such as the nonlinear refractive index and nonlinear absorption are characterized by z-scan measurements for a series of silicate glasses upon irradiation with laser pulses of 130 fs duration and 800 nm center wavelength. The stoichiometry of the silicate glasses is varied systematically to reveal the influence of the glass composition on the nonlinear optical properties. Additionally, the thermal properties such as glass–transformation temperature and thermal expansion coefficient are obtained from dilatometric measurements. It is found that the nonlinear refractive index is mainly related to the silica matrix. The nonlinear absorption is increased with the addition of network–forming ions.
The relation between ablation threshold fluence upon femtosecond laser pulse irradiation and the average dissociation energy density of silicate based multicomponent glass is studied. A simple model based on multiphoton absorption quantifies the absorbed energy density at the ablation threshold fluence. This energy density is compared to a calculated energy density which is necessary to decompose the glass compound into its atomic constituents. The results confirm that this energy density is a crucial intrinsic material parameter for the description of the femtosecond laser ablation threshold fluence of dielectrics.
This specification describes how corrosion monitoring is used to check the condition of reinforced and prestressed concrete members. In this specification, the term "corrosion monitoring" covers all methods in which it is possible to continuously track corrosion-relevant variables in the area of stationary, built-in sensors. This specification does not cover other possible methods, such as potential field measurements, involving the use of mobile, portable sensors that are placed temporarily on the membersurface to take measurements.
Die Potentialmessung kann zum Auffinden korrosionsaktiver Bereiche neben Stahlbetonbauwerken auch bei Spannbetonbauwerken angewandt werden, die mit Spannstählen im direkten Verbund hergestellt werden. Bei Vorspannsystemen mit metallischen Hüllrohren im nachträglichen Verbund ist eine Aussage über den Korrosionszustand des Hüllrohrs, nicht aber des Spannstahls möglich. Messungen an Spannbetonbauteilen erfordern grundsätzlich die besonderen Kenntnisse eines Spezialisten.
Dieses Merkblatt beschreibt die Anwendung elektrochemischer Potentialmessungen (häufig auch als Potentialfeldmessung bezeichnet) zur Detektion von Bewehrungsstahlkorrosion an Stahlbetonbauwerken. Mit Hilfe dieses Verfahrens können Bereiche korrodierender Bewehrung zerstörungsfrei lokalisiert werden. In der Regel kommt diese Messmethode bei der Detektion chloridinduzierter Korrosion zum Einsatz. In Abgrenzung hierzu sollte die Abschätzung der Gefahr einer karbonatisierungsinduzierten Korrosion durch Bestimmung der Karbonatisierungstiefe und der Betondeckung erfolgen.