Stiftung Institut für Werkstofftechnik

Amtliche Materialprüfungsanstalt (MPA) Bremen

MPA Bremen

Verhalten von Salzen in porösen System
Teilprojekt 4: Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen mit Kryo-Methoden

gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) seit 2001-2005
Ansprechpartner: Dr.-Ing. Herbert Juling

Mit Magnesiumsulfat gefüllter Porenraum einer Glasfritte [REM-Aufnahme]

   Scanning electron microscopical investigations of the salt crystallization in void spaces by means of cryo preparation techniques
An essential contribution to understand the damage effects caused by soluble salts in void spaces can be carried out by the high resolution imaging of early phase transformation proc-esses by means of microscopic visualization of the reaction of crystallized salts during mois-ture changes. The crystallization of salts from pore-solutions should be demonstrated and visualize the reactions during phase-transformations.

   Im Rahmen dieses Verbundprojektes wurden mit mikroskopischen Methoden die entschei-denden Phasen eines Schädigungszyklusses durch Phasenumwandlungen im Porenraum visualisiert. Die Handhabung der Versuchsführung zur erfolgreichen Darstellung der Poren-lösungen mit Hilfe der Kryo-Fixierung und -Mikroskopie wurden erarbeitet. Es war im Vorfeld bekannt, dass auch bei der Kryo-Fixierung Präparationsartefakte auftreten, die (das hat sich in diesem Projekt bestätigt) von der Konzentration der Salzlösungen abhängen. Zum jetzigen Zeitpunkt des Projektes allerdings besteht die Meinung, dass die Kenntnis dieser Probenver-änderungen gezielt als zusätzliche Informationen über Konzentrationsschwankungen im Po-renraum genutzt werden kann. Im Verlaufe des Projektes wurden mehrere Materialkombinationen aus Substrat und Salz untersucht, wobei die Vorgaben aus den thermodynamischen Betrachtungen und den Dilatometerversuchen und Salzsprengtests der Projektpartners gemacht wurden. Insbesondere mit der Kombination Glasfritte als Substrat und Belastung mit Magnesiumsulfatlösung konn-ten erstmals die Phasenumwandlungsprozesse während der Trocknung kryo-mikroskopisch festgehalten werden. Diese Ergebnisse sind auch mit den thermodynamischen Überlegungen, den Dilatometer- und Korrosionsversuchen und den laserinterferometrischen Verformungsmesungen der Projektpartner korrelierbar.
Ermöglicht, begleitet und ergänzt werden diese Untersuchungen durch die weiteren Teilprojekte dieses Paketantrages:

• Teilprojekt 1: Thermodynamische Modellierung und experimentelle Untersuchungen von Phasenumwandlungen 
  am Instituts für Anorganische und Angewandte Chemie der Universität Hamburg
• Teilprojekt 2: Untersuchungen der Zusammenhänge von Porenraum, Salztyp und hygrischer Dilatation
  beim Deutschen Bergbau-Museums Bochum
• Teilprojekt 3: Interferometrischen Verformungsmessungen mit hoher räumlicher Auflösung während der Kristallisation von Salzen
  in der Arbeitsgruppe Angewandte Optik des Fachbereichs Physil der Universität Oldenburg.