Nuclear Magnetic Resonance and Magnetic Resonance Imaging

Thiel, Charlotte; Gehlen, Christoph

doi:10.1007/978-3-319-74231-1_13

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“…In porous materials like concrete, the transversal relaxation depends strongly on how the water is bound in the pore system. Unbound water that can move freely, has a T2-relaxation time of about 2,000 ms [31] while water that is bound in the capillary pores and gel pores has a T2-relaxation time of about 0.5 ms -2 ms and 0.08 ms -0.12 ms, respectively [32].…”

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“…When a magnetic field B0 is applied, the nuclei generate a magnetic moment Mz and precess with their Larmor frequency aligned to B0 [30]. In a state of equilibrium, the intensity of Mz is proportional to the number of hydrogen nuclei in the measuring volume and thus its water content [31]. When a second magnetic field B1 perpendicular to B0 is applied by radio-frequency (rf) irradiation, the atomic spins are tilted into the x-y-plane [30].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Spatially resolved analysis of the progression of freeze‐thaw damage in concrete

Kind,

Werneck,

Müller

et al. 2023

ce papers

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To assess the durability of concrete structures, it is necessary to understand not only how deterioration evolves over time but also how the damage progresses through the structure. To determine the evolution of the freeze‐thaw damage, different damage criteria were examined in a spatially resolved manner during the CIF test. By measuring the ultrasound pulse velocity (UPV) in different axes, depth‐dependent changes of the relative dynamic modulus of elasticity (RDME) were investigated. The RDME started to decrease in regions close to the surface, whereas the RDME in regions farther from the test surface decreased with higher speed. Changes in the water content during the CIF test were examined by nuclear magnetic resonance (NMR). The freeze‐thaw exposed specimens showed an increase in their water content that is assumed due to the micro‐ice‐lens pump as well as microstructural changes. These changes progressed from the surface into deeper layers of the specimens, following an increase of saturation also progressing into the concrete. To consider the frost damage evolution in service life design, the authors propose the use of depth‐dependent threshold values for freeze‐thaw exposed concrete structures.

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Section: Introductionmentioning

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Spatially resolved analysis of the progression of freeze‐thaw damage in concrete

Kind,

Werneck,

Müller

et al. 2023

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“…Erste Versuche wurden unternommen, beschleunigt carbonatisierte Strukturen auf Zementbasis mittels der Wasserstoffkernspinresonanz ( 1 H NMR) zu charakterisieren [10]. Die zerstörungsfreie Untersuchungsmethode hat bei der Untersuchung poröser Materialien und Polymere sehr gute Ergebnisse erzielt, was sie zu einem vielversprechenden Werkzeug für die In-situ-Beobachtung von Baumaterialien macht [11][12][13].…”

unclassified

Zerstörungsfreie Messung der Carbonatisierungstiefe mittels einseitiger Wasserstoffkernspinresonanz

Glawe,

Raupach

2023

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KurzfassungDie Carbonatisierung von Beton und der damit einhergehende Verlust der Passivierung der Stahlbewehrung stellt jeher eine Herausforderung hinsichtlich der Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken dar. Um eine Schädigung infolge der Korrosion der Bewehrung zu vermeiden und Instandsetzungsmaßnahmen zum Erhalt der Passivierung rechtzeitig durchzuführen, gilt es die Carbonatisierungstiefe des Betons zu bestimmen. Die Bestimmung der Carbonatisierungstiefe mithilfe des pH‐Indikators Phenolphthalein stellt diesbezüglich den Stand der Technik dar, wird hierbei jedoch nur indirekt die Carbonatisierung des Betons auf Grundlage des pH‐Werts bestimmt. Eine direkte Messung der mit der Carbonatisierung einhergehenden strukturellen Änderungen, welche ebenfalls eine Änderung der Transporteigenschaften des Betons hervorruft, wird mithilfe des Phenolphthaleintests nicht erfasst. Mithilfe der einseitigen Wasserstoffkernspinresonanz (1H NMR) ist eine tiefenabhängige Untersuchung der Gefügestruktur möglich. Erste Ergebnisse zeigen, dass eine Ableitung des Carbonatisierungsfortschritts anhand der NMR‐Untersuchungen an Mörtel möglich ist. Mithilfe der Korrelation weiterer Untersuchungsmethoden kann ein umfassendes Verständnis des Carbonatisierungsprozesses gewonnen werden.

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Nuclear Magnetic Resonance and Magnetic Resonance Imaging

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Spatially resolved analysis of the progression of freeze‐thaw damage in concrete

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Zerstörungsfreie Messung der Carbonatisierungstiefe mittels einseitiger Wasserstoffkernspinresonanz

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