SANS-Untersuchungen als Beitrag zur Aufklärung von Struktureigenschaften zementgebundener Werkstoffe: Fid-Bau Portal

SANS-Untersuchungen als Beitrag zur Aufklärung von Struktureigenschaften zementgebundener Werkstoffe

Häußler, F. / Dehn, F.

Moderner Beton wird u.a. durch hochreaktive Zusatzstoffe und neuartige Betonzusatzmittel zu einem sehr komplexen chemischen Material, das in Ergänzung zu traditionellen Verfahren auch geeignete festkörperphysikalische Prüfverfahren für mikro- und nanostrukturelle Untersuchungen erfordert. In diesem Beitrag wird ein solches Verfahren, die Neutronenkleinwinkelstreuung (NWKS) oder SANS (Small Angle Neutron Scattering), und seine Anwendungsmöglichkeiten anhand von mehreren Beispielen vorgestellt. SANS ist eine zerstörungsfreie Methode, die auf der Basis von Streubildkurven Aussagen zu amorphen Strukturen, wie Clusterverteilung, Defektstrukturen, Grenzflächen u.ä., im Größenbereich von wenigen Nanometern bis zu einigen Mikrometern liefert. Gemessen wird beim Experiment die örtliche und zeitliche Verteilung der gestreuten Neutronen beim Probendurchgang. Die Probendicke sollte bei Zementstein 1 mm nicht überschreiten, sodaß ein Probevolumen bis etwa 1 cm³ erfaßt wird. In den Beispielen mit drei verschiedenen SANS-Instrumenten wird der Einfluß von inneren Faktoren, wie der Rezeptur (Wassergehalt), und äußeren Faktoren (Carbonatisierung durch CO2-Einwirkung) auf die entstehenden Strukturen hydratisierender C3S-Proben (Tricalciumsilikat) nachgewiesen. Mittels SANS können mikrostrukturelle Phasenbildungsprozesse im hydratisierenden Zementstein erfaßt und durch bildgebende Verfahren verifiziert werden. Es wird erwartet, daß das Verfahren zunehmend Verwendung in der Werkstofftechnologie findet.