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Was wissen Sie über die Mikrowellen- Messverfahren?

indirekt; nicht zerstörend, gut geignet für Wiederholungsmessungen , gemessen wird die Veränderung der Mikrowellen bei Bestrahlung der Wandflächen ( Aufspaltung des empfangenen Wellensignals in Realteil und Imaginärteil ) unter Reaktion der Wassermoleküle. dabei kann mittels verschiedener Sonden unter Oberflächen- und Tiefenmessungen unterschieden werden.

Was kennzeichnet den überhygroskopischen Feuchtebereich?

1. Kapillarwasserbereich

2. Kapillarkondensation

3. ungesättigte Porenwasserströmung mobiles Wasser!

→ Grenzbereich zu Übersättigung: 100 % r LF

→Grenzbereich zu überhygroskopisch: Ausgleichsfeuchte bis 95 % r.Lf

Wie kommt es nun zum eigentlichen Schaden im Bauwerk?

Voraussetzung ist also das Vorhandensein dieser Kationen und Anionen in der Bausubstanz, die in trockener Form oder mit Hilfe von Wasser eingebracht werden konnten.

Abhängig vom Grad der vorhandenen Feuchte ( z.B.wässriges Medium ) kommt es nun zur Reaktion der Schadsalze.

Dabei unterscheiden wir drei Formen:

Die Kristallisation der Salze durch Erhöhung der Konzentration → treibender Angriff ist dabei der Kristallisationsdruck
Die Kristallumbildung bei Wechsel der Umgebungsfeuchte → treibender Angriff ist hier der Hydrationsdruck
Hygroskopie der Salze → verantwortlich für Materialdurchfeuchtung und Salzwanderungen ( Hygroskopie ist hier die Fähigkeit der Salze, Wasser aus der angrenzenden Luft zu absorbieren )

An den Wandoberflächen ( Verdunstungsflächen ) kann es nun zu sichtbaren Kristallisationen durch Überschreitung der Löslichkeit kommen. ( z.B. Calciumnitrat ; Mauersalpeter )

Diese Schadaktivitäten können teilweise oder vollkommen zu einer chemischen Veränderung des Baustoffes führen. Ursache ist somit der lösende Angriff .

Erläutern Sie ein quantitatives Salzanalyseverfahren das als Schenlltest auf der Baustelle gut geeignet ist.

Photometrisches Verfahren: Lösung der Salze in destillliertem Wasser → die Substanzen reagieren durch die vorhandenen Anionen bzw. Kationen durch Verfärbung der Teststreifen →Abschätzung der Ionenmenge anhand der Farbtiefe! Stichwort Ionencocktail in Lösung !

Wie wird Wasser durch poröse Feststoffe aufgenommen?

1. Wasserdampf →Wasserdampfsorption ( Ausgleichsfeuchte )

→Wasserdampfdiffusion mit Kapillarkondensation

( bei höherer Feuchte )

2. flüssiges Wasser → kapillare Wasseraufnahme ( Saugspannung )

→ Aufnahme durch atmosphärischen Druck

Was sind bauschädliche Salze?

Salz= Metall-Ion + Säure –Ion ( Stoffe mit Ionenbindung )

Kation + Anion

Salze sind ein Reaktionsprodukt: Base + Säure →Salz + Wasser

Dissoziation ( selbststätiger Vorgang der Teilung einer chemischen Verbindung in zwei oder mehrere Moleküle, Atome oder Ionen ) von Salzen= Aufspalten der Ionenverbindung in wässriger Lösung →damit Reaktionsfähigkeit der Ionen!!

Salz I + starke Säure + Wasser → Salz II + schwache Säure + Wasser

Was sind Hydratstufen?

Hydratstufen ( Faktor n ) sind ein Parameter für das Schädigungspotential von Salzen

z. B Natriumsulfat ( Glaubersalz ) Na₂SO₄ * n H₂O n = 7; 10

Schädigung durch Expansionseffekte + Krsitallwanderung

Nennen Sie Methoden zur Probeaufnahme

Bohrkernentnahme , trocken mit Diamantkrone Bohrkernentnahme , trocken mit Hammerkopfkrone Spiralbohren , Bohrmehl Abschlagen mit Hammer und Meisel Herrausschneiden mit Trennschneider Ausbau Abschaben

Wie lautet die Formel für die Baustofffeuchte?

W= Angaben in Masseprozentfeuchtegehalt

W= mw - md / md * 100%

Bei den Bestimmungen zur Mauerfeuchtigkeit spricht man von direkten und indirekten. Erläutern Sie den Unterschied.

direkt sind Methoden die einer Probeentnahme und damit "zerstörend"wirken, zB. Die gravimetrische Darrmethode und die chemische Calciumcarbidmethode . Indirekt , also zerrstörungsfrei sind thermometrische Messungen der Wärmeleitfähigkeit, Infarotmessungen und elektrische Messungen der Leitfähigkeit, Kapazität und Mikrowellen. Es gibt auch noch kernphysikalische Bestrahlungen

Welche Verfahren der Salzanalyse gibt es?

1.stimmung des Gesamtsalzgehaltes →Lösung der Salze ( Materialprobe ) in destilliertem Wasser

Bestimmen der elektrischen Leitfähigkeit des Eluates
Gravimetrische Bestimmung des Eindampfrückstandes

2. Aufdrücken des Merck- Teststäbchens

3. Photometrische und Ionenchromatografische Verfahren

4. Röntgendiffaktrometrie XRD

5. Rasterelektronenmikroskop ( REM ) und Mikrosonde (EDX )

6. Durchlichtungsmikroskopie

Welche Parameter enthält eine Feuchte- und Salzanalyse

die Feuchteverteilung den Sulfagehalt in Masse% und Einstufung den Chloridgehalt in Masse % und Einstufung den Nitratgehalt in Masse % und Einstufung

Nenen Sie drei qualitative Verfahren zur Salzanalyse!

1.Röntgendiffraktometrie ( XRD ) 2.Rasterelektronenmikroskop ( REM ) und Mikrosonde ( EDX ) 3.Durchlichtmikroskopie

Welche Porentypen gibt es ?

Geschlossene isolierte Pore
Durchgängige Kapillarpore
Sackpore
Kugelpore, Luftpore
Haufwerksporen → können kapillarbrechend wirken
→ sehr kleine Poren können wie Kapillaren wirken

Wozu soll eine Salzanalyse dienen?

1. Bestimmung:

Unterscheidung hygroskopischer Salze von anderen
Unterscheidung kristallisationsaktiver Salze von weniger zerstörerischen Salzen

2.Ursachensuche

Feuchtequelle →aufsteigende Feuchte?

→hygroskopische Feuchte und Kondensationsfeuchte

→Quelle der Schadsalzionen?

→Ermittlung der Verteilung von Feuchte und Salzen im Bauteil

3 Ableiten von Sanierungsmaßnahmen

Bauwerksabdichtung
Sanierputz/ Kompressenputz
Salzreduzierung
z.B. Lüftungsmaßnahmen, Maßnahmen zur Reduzierung der Feuchte

Was messen Sie zum Zeitpunkt der Bohrkern- oder Bohrmehlaufnahme?

die Lufttemperatur, die Luftfeuchte, die Oberflächentemperatur

Wie lautet die Formel für die Berechnung der kapillaren Steighöhe?

h max = 1,49 / r r= Kapillarradius in mm

Woher kommt die notwendige Feuchtigkeit für die Lösung und den Transport der Ionen?

Aufsteigende Feuchte
Regenwasser ( Schlagregen, Spritzwasser, Sickerwasser, defektes Dach usw. )
Rohrbruch, Löschwasser
Hygroskopische Feuchte ; durch das Porensystem des Baustoffes und/ oder durch Salze verursacht,
Kondenswasser ; durch Taupunktunterschreitung von Luft und Bauteiltemperatur

Was machen Sie nachdem Sie festgestellt haben, das im Keller eines Wirtshauses der Durchfeuchtungsgrad den Sättigungsgrad erricht hat?

Ich begebe mich mit meinen Kollegen des Lehrgangs in das Erdgeschoss des gleichen Gebäudes und genieße ein Bierchen. Eine Analyse findet auch mal statt.

Tabelle Kationen/Anionen

Anionen

Kationen

Sulfat SO₄^2-

Chlorid CL^-

Nitrat NO₃ ^-

Magnesium Mg ^{2 +}

Magnesiumsulfat Bittersalz

häufiger Wechsel der Hydratstufen

Magnesiumchlorid

Stark hygroskopisch

Magnesiumnitrat

hygroskopisch kristallisationsaktiv

Calcium Ca ^{2 +}

Calciumsulfat

Gips

einmalige Volumenzunahme ; hygroskopische Dehnung

Calciumchlorid

Stark hygroskopisch

Calciumnitrat

Mauersalpeter hygroskopisch kristallisationsaktiv

Sehr löslich

Natrium Na

Natriumsulfat

Glaubersalz

häufiger Wechsel der Hydrationsstufen

Natriumchlorid

Speisesalz

hygroskopisch

Natriumnitrat

Natronsalpeter hygroskopisch

kristallisationsaktiv

Kalium K⁺

Kaliumsulfat

häufiger Wechsel der Hydrationsstufen

Kaliumchlorid

Kalisalz

Wenig hygroskopisch

Kaliumnitrat

Kalisalpeter

Wenig hygroskopisch

Ammonium NH₄+

Ammoniumsulfat

Stark Beton schädigend

Ammoniumchlorid

Salmiak

Stark Beton schädigend

Ammoniumnitrat

Ammonsalpeter

Hygroskopisch, sehr löslich

Wonach bewerten Sie die Ergebnisse der Feuchtemessungen?

nach dem Feuchtegehalt der hygroskopischen Feuchteaufnahme der Sättigungsfeuchte dem Durchfeuchtungsgrad

Nennen Sie beispielhafte hygroskopische Ausgleichsfeuchten

historischer Vollziegel bei 75% rel Lf, Masse % = 2 bis 3% parositierter HLZ ( Rohdichte 800 kg/ m³) bei 80 % LF ca 0,75 %

Welche Punkte beachten Sie bei der Durchführung einer Salz-und Feuchteuntersuchung?

1. Orientierende Vor-Ort-Besichtigung - Umfeld mit Verstand betrachten! 2.Schadensaufnahme (Fotografien -Kartierung-Beobachtungen -ggf. Archivstudien-Befragung von Nutzern, Eigentümern, Hausmeister) 3. Festlegung der Untersuchungsziele 4. Festlegung der Untersuchungsmethoden ( Proben und Analysen ) 5. Durchführung der Untersuchungen am Objekt und im Labor 6. Ergebnissauswertung und Diagnose 7. Maßnahmenplanung zur Instandsetzung

Welche Größe hat ein Wassermolekül?

0,28-0,40 nm

Welche Verfahren zur Bestimmung des Gesamtsalzgehaltes kennen Sie?

a) Bestimmung der elktrischen Leitfähigkeit des Eluates ( Lösung der Salze in destiliertem Wasser ) bei konstanter Einwaage von Proben pro x ml Wasser b) gravimetrische Bestimmung des Eindampfwiderstandes ( so lange kochen bis das Wasser verdampft ist )

Was ist bei der Calciumcarbitmethode zu beachten ?

Die Calciumcarbitmethode ist für die Baustelle geeignet. Die entnommene Probe ( direktes Verfahren ) wird abgewogen mit Calciumcarbit CaC2 in einem Druckkörber gegeben. Das dabei entstehende Acethylengas ist proportional zur vorhanden freien Wassermenge. Eine Wertigkeit ist erst bei min 3 durchgeführten Messungen möglich, die Genauigkeit liegt bei 3 %. Fehlerquellen sind ungenaue Probewaagen, ungenügende Zerkelinerungen und Druckverluste durch Undichtigkeiten.

2.Adsorbtion

Wo finden wir Kationen in der Bausubstanz?

Magnesium , Mg^{2 +}

Baustoffe ( dolomithaltige Mörtel und Natursteine )
Trockene Deposition ( Industriestaub ; Baustofflager )
Grundwasser mit hoher Härte ; Spritzwasser
Düngemittel
Winterdienst mit Magnesialauge ( angrenzendes Straßennetz )

Calcium, Ca ²⁺

Baustoffe z.B. Kalkmörtel , Beton ; kalkhaltige Naturstein
trockene Deposition ( Industriestaub, Baustofflager )
Grundwasser mit hoher Härte

Natrium, Na⁺und Kalium K⁺

Zementhaltige Baustoffe , Tausalze im Mörtel
Tausalze auf Wegen, Grundwasser; Spritzwasser
frühere Behandlung mit Natrium- bzw. Kaliumwasserglas oder alkalische Materiealien

Ammonium, NH₄⁺

Harnstoffe ( Tierhaltung, Toiletten)
Düngemittel

Wodurch kann eine Feuchtebeanspruchung verursacht werden?

seitlich eindringende Feuchtigkeit Aufsteigende Feuchtigkeit Hygroskopische Feuchte Kondensation

Nennen Sie die Vor - und Nachteile der Merck-Teststäbchen!

+ einfache Handhabung :Teststäbchen auf die zu untersuchende Bauteiloberfläche aufdrücken. + Farbindikator gibt Gegenwart des nachzuweisenden Ions an. + einfach und kostengünstig - keine Angaben von Kationen-Anionen Bindungen - keine Anaben von Salzgehalten

Wie funktioniert die Darrmethode?

Die DarrMethode ist eine gravimetrische Feuchtemessung. Dabei wird eine Probe entnommen, sofort gereinigt, gewogen und Luftdicht verpackt. Nach dem Trocken ( in der Regel 105° C ) kann dann anhand der Formel: W =( mw-md/ md) *100% der Masseprozentanteil Wasser ermittelt werden. ( mw= Masse feucht; md = masse trocken ) Fehlerquellen sind Wägeungenauigkeiten , zu lange Lagerung , zu starke Wärmeentwicklung beim Bohren; evt. Herauslösen des Hydratwasser von Salzen

Was kennzeichnet den hygroskopischen Feuchtebereich?

1. Sorbtionsbereich

2.Adsorbtion

3. Wasserdampfdiffusion

Was ist Gleichgewichtsfeuchte?

Angaben in % ; ist der Wassergehalt eines Baustoffes, der sich bei konstanter Lagerung in einem Raum mit konstanter Temperatur und Raumluftfechte einstellt.

(Beispiel: je niedriger Gleichgewichtsfeuchte zB. 33% immer feucht, da rel. Luftfeuchtigkeit i.d.R. > 33%)

Kann zum Entfeuchten von Räumen genutzt werden.

Wesentliche Merkmale der Wasserdampfdiffusion.

Von warm nach kalt
Molekültransport ( Brown`sche Molekularbewegung )
Mindestporenradius 100 nm ! ( 1mm = 1 000 000 nm )

Abhängig von
Beweglichkeit der Moleküle , somit Temperatur und Luftdruck
Konzentrationsunterschieden ( absoluter Wassergehalt der Luft c )
Porengefüge

Was kennzeichnet den Übersättigungsbereich ?

Wasserströmung

Erläutern Sie das Messverfahren zur Bestimmung der Mauerwerksfeuchtigkeit mittels der elektrischen Leitfähigkeit.

Hierbei wird der elektrische Widerstand kapazitiv gemessen. Über 2 Elektroden ( gekapselt oder in einer Sonde frei liegend ) ist grundsätzlich davon auszugehen, das bei höherere Feuchtigkeit die Leitfähigkeit steigt, der Widerstand sinkt. Zu beachten sind: Messungen finden oberflächig statt, somit kein Tiefenprofil. Der Messbereich ist abhängig vom Feuchtegehalt des Baustoffes, der Hygroskopie der Salze sowie deren Hydratstufen. Fehlerquelle ist der differenzierte Kontakt des Messfühlers zur Oberfläche. Einheit: digits

Was für Wasser gibt es in Baustoffen ?

Nicht mobil, nur durch Zerstörung messbar:

Chemisch gebundenes Wasser

Wasser in Gelporen ( nm Bereich )

Mobil , temperaturabhängig austreibbar

Hydratwasser ( in Salzen angelagert )
Wasser in Kapillar- und Luftporen

Kapillarkondensation Kapillarsog ; Adsorbtionswasser bei 0,1 -100 µm

Wie wird Wasser transportiert?

Dampftransport →Wasserdampfdiffusion abhängig von: Dampfdruck + Temperatur
                              →Wasserdampfströmung

                              →Molekulartransport (Effusion )

                              →Lösungsdiffusion ( Moleküle durch Feststoffe )

                              →Konvektion ( Luftzug ) Gesamtdruck- und Dichteunterschiede
Flüssigtransport →Kapillarität ; durch kapillaren Unterdruck
                              →Oberflächendiffusion ; abhängig von relativer Luftfeuchte

                              →Sickerströmung ; Gravitation

                              →Hydraulische Strömung

                              →Elektrokinese ( elektrische Felder )

                              →Osmose; Ionenkonzentration

Wie gelangen Anionen in die Bausubstanz?

Sulfat SO₄ ^2-

Luftverunreinigung z. B Verbrennen von schwefelhaltiger Kohle und Erdöl
Baustoffe ( gebrannte Ziegel, gipshaltige Baustoffe )
Grundwasser / Spritzwasser

Chlorid CL^-

Tausalze ( Winterdienst und Mörtelzusatz )
Verwendung von HCl zum Absäuern ( z.B. Reinigen von Klinkerfassaden )
Luftverschmutzung ( z.B. bei Verbrennen von PVC )
Grundwasser ; Spritzwasser

Nitrat NO_3-

Tierhaltung
Dünger
Verwesung ( Friedhof )
Fäkalien
Deposition aus der Luft , auch Regenwasser ( auch bei intensiver Tierhaltung in der Umgebung )
Grundwasser
Autoabgase und andere Hochtemperaturverbrennungen

Flashcard Info

EIPOS_05_3.4_Feuchte- und Salzanalyse