Leistungen

Der AG Gefügemorphologie stehen umfangreiche Messeinrichtungen zur Untersuchung von Meso-, Mikro- und Nanostrukturen von Baustoffen zur Verfügung.

Rasterelektronenmikroskopie

Das Niederdruck-Rasterelektronenmikroskop (ESEM) zählt zu den Hauptuntersuchungsinstrumenten der AG Gefügemorphologie. Damit ist es möglich eine Probenoberfläche mit sehr hoher Vergrößerung und Tiefenschärfe zu untersuchen. Der ESEM-Modus gestattet es, die Materialproben in feuchter Umgebung (bis 4000 Pa Wasserpartialdruck) ohne vorheriges Aufbringen einer leitfähigen Beschichtung abzubilden (25- bis 30.000-fach). Die EDX-Analyse erlaubt qualitative und quantitative Elementbestimmungen eines definierten Probebereiches, desweiteren ist die Ermittlung von Elementverteilungen in der Probenoberfläche möglich. Für spezielle Untersuchungen sind ein Mikromanipulator (Ausführung von Manipulationen an der Probenoberfläche), sowie ein temperierbarer Zug-Druck-Modul (Messung von Gefügeveränderungen unter Last bei gleichzeitiger Aufzeichnung einer Last-Verformungskurve) einsetzbar.

Lichtmikroskopie

Lichtmikroskopische Methoden erlauben die Untersuchung von Proben bei Vergrößerungen bis zu 1000-fach. Es stehen unterschiedliche Mikroskope zur Verfügung, die als bildgebende Verfahren die Untersuchung an unbehandelten Proben (Bruchflächen, Oberflächen) erlauben. Über Tiefenschärfenkorrekturen können auch raue Oberflächen analysiert und vermessen werden. Präparate wie An- und Dünnschliffe werden am Polarisationsmikroskop sowohl im Auf- als auch Durchlicht auf Bestandteile, Gefüge und Schäden hin untersucht. Feinste Rissgeometrien können im Auflicht unter Blaulichtanregung sichtbar gemacht werden.

Röntgendiffraktometrie (XRD)

Röntgendiffraktometrische Baustoffuntersuchungen werden u. a. eingesetzt zur Identifizierung von Kristallstrukturen, Phasenanalysen, zur Bestimmung der stofflichen Zusammensetzung, zur Ermittlung von Eigenspannungen (Stressanalyse) und Vorzugsrichtungen (Texturen). Die Aufzeichnung der Reflexverteilung der Probe nach ihrer Wechselwirkung mit Röntgenstrahlung ermöglicht eine qualitative und quantitative Analyse (Rietveld-Methode).

Thermische Analyse

Mit der Thermischen Analyse lassen sich Messungen zur Beurteilung physikalischer und chemischer Eigenschaften von Baustoffen in Abhängigkeit von Temperatur und Zeit durchführen. Dabei wird die Probe einem kontrollierten Temperaturprogramm unterzogen. Die Simultane Thermische Analyse STA 409 ist eine Kombination aus Differential-Thermoanalyse (DTA) und Thermogravimetrie (TG) bzw. Differential-Scanning-Calorimetrie (DSC) und Thermogravimetrie. Sie ermöglicht die gleichzeitige Messung von Temperatureffekten, thermischen Umwandlungen und Masseänderungen im Bereich von 20 °C bis 1500 °C. Frei werdende Zersetzungsgase können in das angeschlossene Massenspektrometer zur weiteren Analyse (bis Massezahlen von 200) geleitet werden.

Quecksilberdruckporosimetrie

Mit den Geräten der Quecksilberdruckporosimetrie werden wichtige Parameter der Porosität von Baustoffproben bestimmt. Bei dieser Messung wird das Volumen des eingepressten Quecksilbers in Abhängigkeit vom aufgebrachten Druck ermittelt. Als Ergebnis erhält man die Porengrößenverteilung, das kumulative Porenvolumen, die Rohdichte und die Reindichte, sowie den mittleren Porenradius (Median). Die Geräte PASCAL 140, PASCAL 240 und PASCAL 440 arbeiten in verschiedenen Druckbereichen eingepressten Quecksilbers und erfassen daher unterschiedliche Porenradien in einem Gesamtbereich von 1,8 nm bis 56 µm.

Laserbeugungs-Korngrößenanalyse

Das Lasergranulometer dient der Teilchengrößenbestimmung mittels Laserdiffraktion und Lichtstreuung. Die Probenzuführung und Dispergierung ist in Abhängigkeit vom Material trocken im Luftstrom oder flüssig möglich. Die Dispergierung feiner Partikel kann zur Auflösung von Agglomeraten mit Ultraschall erfolgen. Es werden die Messbereiche der Teilchengrößen von 0,4 bis 2000 µm mit Laserbeugung und von 0,04 bis 0,4 µm (Submikronbereich) mit Lichtstreuung unterschieden.

Luftporenzähler

Das RapidAir-System ist ein automatisiertes Bildauswertungssystem zur Bestimmung der Luftporenverteilung in erhärtetem Beton nach DIN EN 480-11. Es lassen sich charakteristische Luftporenparameter, wie den Mikroluftporengehalt (L 300) und den Abstandsfaktor bestimmen.

Isotherme Kalorimetrie

Mit dem Kalorimeter werden Reaktionen – üblicherweise Lösungs- und Fällungsreaktion, Hydratation von Zement usw. - bezüglich ihres Energieumsatzes beurteilt. Über die Zeit wird die Energie erfasst, die benötigt wird um im isothermen Kalorimeter eine voreingestellte Temperatur (5 – 90°C) konstant zu halten. Es können Proben vorgemischt eingesetzt werden oder über ein Ad-mix Verfahren auch im Gerät mit Wasser versetzt und gemischt werden.