Die FT-IR-Spektroskopie für die betriebliche Prozess- und Qualitätskontrolle mineralischer Baustoffe

FT-IR-Spektrometer mit Diamant ATR-Zelle

FT-IR-Spektren eines Zyklonansatzes (rot) und Heißmehl (schwarz)

FT-IR-Spektren verschiedener Betonzusatzmittel

FT-IR-Spektren verschiedener Bestandteile eines Kunststoffgemisches

FT-IR-Spektren der Hydratation von C₃A in Wasser (W/C₃A-Ge-halt 0,5, hellgrün: 1 min Hydratation, schwarz: 10 min Hydratation, rot: 30 min Hydratation, dunkelgrün: 60 min Hydratation)

Hydratation von Hüttensand in Wasser

Löslichkeit von Gips bei unterschiedlichen pH-Werten

Kalibrationskurve für die Bestimmung von Sulfatkonzentrationen in Lösungen

FT-IR-Spektren von Zementen mit verschiedenen CaCO₃/CO₂-Gehalten

Kalibrationskurve für die Bestimmung der CO₂-Konzentration in Zementen

Zusammenfassung: Die Fourier-Transform-Infrarot-(FT-IR)Spektroskopie ist ein leistungsfähiges Werkzeug für die qualitative und quantitative Mehrkomponentenanalyse von Feststoffen. Der Beitrag gibt einen Überblick über die Anwendung der FT-IR-Spektroskopie in der Qualitätssicherung von Baustoffen. Dabei wird gezeigt, dass diese Methode universell für Flüssigkeiten (z. B. Zusatzmittel) und Feststoffe (z. B. Zement, Kalk, Gips) einsetzbar ist. Die Anwendung reicht von der schnellen und zeitsparenden qualitativen Analyse von Rohstoffen bis zur Qualitätskontrolle von mineralischen Bindemittel und Baustoffen. Moderne Messverfahren erlauben zudem die quantitative Verfolgung von in-situ Reaktionen.

1 Einführung

In der Zement-, Kalk- und Gipsindustrie werden heute zur Qualitäts- und Produktionsüberwachung routinemäßig Laborautomationssysteme mit Röntgendiffraktometern und - spektrometern eingesetzt, die eine schnelle Überwachung aller Produktionsschritte ermöglichen [1]. Bei der Untersuchung mineralischer Bestandteile in Baustoffen wird seit einiger Zeit auch verstärkt die Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie (FT-IR) zur Quantifizierung und Identifizierung komplexer Gemische angewendet. Die IR-Spektroskopie als klassische Molekülspektroskopie beruht auf der Wechselwirkung von...