Neue Einsatzmöglichkeiten einseitiger Kernspinresonanzmesstechnik in der Baustoffforschung

Mithilfe der einseitigen Kernspinresonanz kann eine Vielzahl interessanter und für die Bauwerkserhaltung relevanter Informationen gewonnen werden. Dieses vergleichsweise junge Messverfahren erlaubt es, Materialoberflächen bis zu einer Tiefe von ca. 25 mm mit einer hochpräzisen Tiefenauflösung zerstörungsfrei zu charakterisieren. Da die Kernspinresonanz, wie alle anderen zerstörungsfreien Messtechniken auch, nur indirekte Messinformationen zugänglich machen kann, erfordern die Interpretation und der Rückschluss auf wesentliche Baustoffeigenschaften kontrollierte Messungen zur Korrelation. Im Rahmen dieses Beitrags werden mehrere Beispiele aus den Forschungstätigkeiten am Institut für Baustoffforschung (ibac) zu den Einsatzmöglichkeiten einseitiger Kernspinresonanz in der Bauwerkserhaltung erläutert. Es werden die zerstörungsfreie Diagnose von säurebeständigem polymergebundenen Mörtel, das Quellverhalten von polymeren Dichtungsbahnen sowie die Möglichkeiten zur Charakterisierung der Porosität von zementären Mörteln und Betonen beschrieben. Für die einzelnen Anwendungen werden Grenzen diskutiert wie auch zukünftiges Entwicklungs- und Forschungspotenzial aufgezeigt.

New applications for single-sided nuclear magnetic resonance in building materials research
Single-sided nuclear magnetic resonance NMR is a powerful tool to evaluate structure surface properties. Relevant information can be gained non-destructively up to a depth of 25 mm with highly precise depth resolutions. As with all non-destructive measurement techniques, single-sided NMR only provides indirect information. The interpretation requires experience as well as controlled laboratory measurements for correlation with material properties. In this paper, several examples for the application of single-sided NMR for the research on construction and rehabilitation materials are reported. The applications include the non-destructive evaluation of polymer mortars, the swelling behaviour of polymer roof membranes as well as the characterisation of mortar and concrete porosity. Limitations as well as future applications are discussed.