Tätigkeitsbericht 2020
MOBILES RAMAN SPEKTROSKOP AM IFS
Durch die Bewilligung von Sonderinvestitionsmitteln durch die Bundesländer Hessen und Rheinland-Pfalz wurde dem IFS die Beschaffung eines mobilen Raman-Spektrometers ermöglicht. Bei der Raman-Spektroskopie wird das zu untersuchende Material mit monochromatischem Licht, d.h. mit einem Laser bestrahlt. Dabei kommt es zu Wechselwirkungen zwischen Licht und Materie, die im Spektrum des an der Probe gestreuten Lichts zu Verschiebungen der Wellenlänge des eingestrahlten Lichts führen. Diese Verschiebungen sind materialspezifisch und lassen sich bestimmten Materialien bzw. Verbindungen zuordnen. Im Anwendungsbereich des IFS lässt sich das Raman-Spektroskop für die Identifizierung verschiedener Materialien nutzen:
• Identifizierung von Kalk und Gips: Sehr schnell funktioniert die Unterscheidung der Bindemittel Kalk und Gips in Mörteln. Dies ist gerade für Mörtel aus Thüringen und Nordosthessen wichtig, da dort gipshaltige Mörtel am historischen Bauwerk eingesetzt wurden und wieder werden. Die sichere Identifizierung von Gipsgehalten ist für Sanierungsplanungen an solchen Bauwerken unerlässlich.
• Identifizierung von Salzausblühungen: Die meisten der sogenannten bauschädlichen Salze führen bei entsprechenden klimatischen Bedingungen zur Bildung von Salzausblühungen auf Bauwerksoberflächen. Ihre Identifizierung ermöglicht oft Rückschlüsse auf die Herkunft der Salze und eine Bewertung ihrer Eigenschaften. Steinsalz (Halit) kann mit der Raman-Spektroskopie nicht identifiziert werden, sodass ergänzende Untersuchungen zum Chloridgehalt der Proben notwendig sind.
• Identifizierung von Kunststoffen: Vielen Farben und Mörteln werden zur Verbesserung bestimmter Eigenschaften Kunstharze zugesetzt. Die Raman-Spektroskopie eignet sich zur Identifizierung dieser Materialien. Um sie anzureichern, sind zuvor Extraktionen mit geeigneten Lösemitteln notwendig.
Das Ausloten von Nachweisgrenzen und die Erstellung eigener Mineralbibliotheken sind vor einer routine-mäßigen Anwendung noch notwendig.
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Mobiles Raman Spektroskop |
Raman-Spektren zweier historischer Mörtel. Kalkmörtel (blau) mit den Phasen Quarz (Raman-Linie bei Wellenzahl 462) und Calcit (Wellenzahl 1088) sowie Gipsmörtel (braun) mit deutlichem Peak von Gips bei Wellenzahl 1007 |