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The aim of this chapter is to give an overview of basic and advanced state-of-the-art microstructural and spectroscopic analytics to investigate inorganic material corrosion in the context of biochemically aggressive sewers. The chapter covers optical methods, electron beam, X-ray and neutron techniques (SEM, MLA, XRF, XRD, CT, Neutron radiography and tomography), and spectroscopic methods (MAS-NMR, FT-IR, and Raman). For each technique, a short section on the fundamental scientific background of the method precedes and examples of data output from the latter in respect to the corrosion of cementitious materials including reinforced concrete is presented.
Das Ziel des Verbundforschungsvorhabens KKS-Gründung war die Entwicklung eines Monitoringsystems zur Erfassung von Korrosion an Gründungsstrukturen im Labormaßstab. Dafür war eine umfassende Bewertung und Beschreibung korrosionsbeeinflussender Faktoren und der Korrosionssysteme notwendig. Im Vorhaben KKS-Gründung wurde die Gründungsstruktur unterhalb der Wasserlinie betrachtet bis hin zum anaeroben Bereich im Sediment. Insbesondere der Sedimentbereich wurde bisher nur unzureichend betrachtet. Da die komplexen Mechanismen in der Sedimentzone noch nicht ausreichend wissenschaftlich untersucht wurden, mussten Möglichkeiten entwickelt werden, um diese zu bewerten.
Im Verbundforschungsvorhaben KKS-Gründung agierte die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) als Forschungsstelle. Die Hauptziele des Teilvorhabens der BAM waren die Bereitstellung einer Messumgebung für das von den Partnern entwickelte Monitoringsystem, die umfassende wissenschaftliche Beschreibung der Korrosionssysteme im Unterwasserbereich und Sediment sowie die Gewinnung von Messdaten zur Verifizierung und Überführung in die Simulation. Als Forschungsstelle war die BAM der Ansprechpartner für die Verbundpartner bei wissenschaftlichen Fragestellungen.
Die Hauptziele des Vorhabens wurden erreicht und es wurden grundlegende Erkenntnisse zum Korrosionsverhalten von Offshore-Stahl im Unterwasser und Sedimentbereich gewonnen. Darüber hinaus wurden wichtige Erkenntnisse zum Betrieb eines Laborcontainers und zur Nachstellung von Korrosionssystemen in Meerwasserbecken bei Verwendung von künstlichem Meerwasser und Sand als Sediment gewonnen. Eine Beschreibung und Bewertung der Korrosivität und ablaufender Reaktionen in den einzelnen Belastungszonen wurde mittels elektrochemischer und gravimetrischer Verfahren vorgenommen.
This chapter aims to give a brief introduction into the field of alkali activated materials (AAM) and their physicochemical material behavior when exposed to sulfuric acid and in biochemically aggressive sewer environments. Additionally, the differences in material behavior within chemical (abiotic) and microbially induced acid environments are highlighted. Finally, existing data on overall performance of AAM, compared to conventional concrete-based building materials in sewer systems will be discussed.
Materials that support natural biodiversity on their surfaces can compensate for human activities that have a negative impact on nature and thus contribute to a carbon-neutral and nature-positive world. Specifically designing bioreceptive materials which favor the growth of biofilms on their surface is an approach complementing conventional, macroscopic green façades. But what exactly characterizes a bioreceptive substrate and how do biofilm and substrate interact? How and why does a spontaneous colonization and the formation of biofilms take place? What are biofilms and how can they be established in a laboratory setting? How can this existing knowledge be transferred to the artificial stone concrete so that this material can be tuned to increase (or decrease) its bioreceptivity?
This review paper aims at summarizing the existing state of knowledge on bioreceptive concrete and pointing out inconsistencies and contradictions which can only be removed by more interdisciplinary research in the field.
Future lunar exploration will be based on in-situ resource utilization (ISRU) techniques. The most abundant raw material on the Moon is lunar regolith, which, however, is very scarce on Earth, making the study of simulants a necessity. The objective of this study is to characterize and investigate the sintering behavior of EAC-1A lunar regolith simulant. The characterization of the simulant included the determination of the phase assemblage, characteristic temperatures determination and water content analysis. The results are discussed in the context of sintering experiments of EAC-1A simulant, which showed that the material can be sintered to a relative density close to 90%, but only within a very narrow range of temperatures (20–30 °C). Sintering experiments were performed for sieved and unsieved, as well as for dried and non-dried specimens of EAC-1A. In addition, an analysis of the densification and mechanical properties of the sintered specimens was done. The sintering experiments at different temperatures showed that the finest fraction of sieved simulant can reach a higher maximum sintering temperature, and consequently a higher densification and biaxial strength. The non-dried powder exhibited higher densification and biaxial strength after sintering compared to the dried specimen. This difference was explained with a higher green density of the non-dried powder during pressing, rather than due to an actual influence on the sintering mechanism. Nevertheless, drying the powder prior to sintering is important to avoid the overestimation of the strength of specimens to be fabricated on the Moon.