ИСТИНА

Коррозия бетона практически во всех случаях начинается с коррозии цементного камня, стойкость которого в целом значительно меньше, чем стойкость заполнителей. Одной из основных причин, имевших место в практике аварийных разрушений, является локальная хлоридная коррозия. Поэтому для ранней диагностики деградации материалов необходимо экспрессное определение химического состава характеристик ответственных конструкций в период эксплуатации. Таким образом, это связано с безопасностью, долговечностью и целостностью бетонных конструкций. Измерение концентрации хлора важно для оценки прочности железобетонных конструкций, особенно в прибрежных районах. До настоящего времени измерение концентрации хлора в бетоне проводились стандартными химическими методами с использованием образца диаметром около 100 мм, выделенного из бетонной конструкции. Тем не менее, химические методы требуют много времени и химическую лабораторию для количественного измерения. В последние годы активно ведутся разработки методологии элементного анализа строительных конструкций с помощью лазерно-искровой эмиссионной спектрометрии (ЛИЭС). Метод ЛИЭС основан на создании лазерного факела на поверхности или в объеме любого материала при фокусировке мощного импульсного лазерного излучения. При этом происходит абляция материала, образование звуковых волн и собственно плазмы, эмиссионный спектр которой регистрируется для качественного и количественного определения состава исходной пробы. Обнаружение микроэлементов, таких как хлор и сера, с помощью ЛИЭС было продемонстрировано для материалов на основе цемента, таких как бетон. Однако измерение концентрации этих элементов в бетоне методом ЛИЭС затруднительно из-за его высоких потенциалов возбуждения (>10 эВ). Для увеличения чувсвтительности нами было реализованы варианты метода с дополнительным возбуждением плазмы – ортогональная и коллинеарная двухимпульсная ЛИЭС. Обе схемы позволяют достичь схожих результатов, однако коллинеарная схема предпочтительней по причине более простой реализации. В то же время в эмиссионном спектральном анализе хорошо известен прием по использованию излучения двухатомных молекул для измерения аналитического сигнала, при этом не требуется никаких аппаратных изменений измерительной системы. Молекулярные полосы CaCl в видимом диапазоне свободны от спектральных помех атомных линий основных компонентов и достаточно интенсивны для определения хлорида в бетонах на поздних временах существования плазмы (спустя 30 мс после лазерного импульса). Аналитический сигнал при использовании оранжевой системы CaCl линейно зависит от содержания хлора в бетоне. Влияние спектральных помех может быть уменьшено при использовании многомерных градуировочных моделей.