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Interpretationsversuch des Schadensmechanismus
Glasfritte + MgSO4
Sowohl nach dem Dilatometerversuch als auch nach dem Salzsprengtest zeigt sich, dass die Außenzone der Prüfkörper in einer Tiefe der Größenordnung mm durch Salz verstopft ist. Damit zeigt diese Material/Salz-Kombination einen wesentlichen Unterschied z.B. zum Korund.
 Mikroskopisch ist zu erkennen, dass sich fast das gesamte Salz in der Außenzone konzentriert, im Inneren des Materials ist nur wenig Salz vorhanden. Im Salzsprengtest platzt diese verdichtete Außenzone ab, und der Verdichtungsprozess beginnt von vorne.
Durch diese dichte Außenschicht kann die Probe dann auch keine weitere Flüssigkeit mehr aufnehmen, was ja auch in den Dilatometerversuchen in Bochum beobachtet wurde. Auch das Austrocknen ist damit stark behindert, womit erklärt ist, dass selbst die Trocknung der Proben bei 60°C nicht zu einer völligen Austrocknung führte. Erst wenn die Probe aufgebrochen wird, kann über die Bruchfläche und den tiefer liegenden offenen Porenraum eine Weitertrocknung erfolgen. Die Tatsache, dass nach dem Bruch langsam aus der Bruchfläche in der verdichtetene Zone idiomorph gewachsene Kristalle zu beobachten sind, bestätigt diese Annahme (Bei solch schön gewachsenen Kristallen wird der erfahrene Mikroskopiker sofort skeptisch. Aus der bisherigen Erfahrung entstehen solche Formen nur im Labor und sind als Präparations"fehler" anzusehen!)
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Wird die Probe nun mit Wasser betropft (für diese Versuche auf die frische Bruchfläche, weshalb wieder viel Wasser aufgenommen werden konnte), so löst sich das Salz. Die Auflösung von Kiesert (was ja wohl vorliegen dürfte), benötigt etwas Zeit, weshalb durchaus im Porenraum in den ersten Minuten reines Wasser zu finden ist, indem noch Salzaggregate schwimmen. Später ist das meiste Salz aufgelöst, und die Lösung füllt den Porenraum.
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Da wo Platz ist (bei unserer Probe an der Bruchfläche) bilden sich sehr schnell Epsomit-Kristalle, die die Oberfläche überziehen. Im Bild links ist so ein Kristall in der oberen Bildhälfte zu sehen.
In den Poren beginnt mit einsetzender Trocknung ein Ausfällen des Salzes an den Porenwänden, wobei die Pore immer weiter zuwächst. In der Bildmitte ist dieser Prozess bereits angefangen. Zwischen den Salzkrusten an den Wänden einer Pore sieht man noch (in dieser Darstellung dunkel erscheinende) Lösung.
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Wenn die Pore zugewachsen ist, wird sich ein Druck aufbauen, der in Bochum in Form von Dehnungen gemessen wurde. Laut Phasendiagramm kann es sich dabei nur um Epsomit-Bildung handeln.
Im weiteren Verlauf der Trocknung dehydratisiert das Salz unter Volumenverringerung. Es entstehen Schrumpfungsrisse. Das linke Bild ist nach 30 min Trocknung bei 20°C aufgenommen. Die Schrumpfungsrisse verlaufen entlang der Kristallgrenzen. Man erkennt deutlich, wie die Salzkristalle gewachsen sind. Bei diesem Prozess schrumpf auch die gesamte Probe, was ja ebenfalls in den Dilatometermessungen auftrat.
Dieser Schrumpfungsprozess geht weiter bis das gesamte Salz dehydratisiert ist. Im rechten Bild ist die Situation einer vergleichbaren Pore nach Austrocknung dargestellt. Der Habitus der ehemaligen Kristalle ist erhalten geblieben, aber von feinen Rissen durchsetzt, wie es auch bei der Umwandlung von Mirabilit in Thenardit bekannt ist.
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Das obige Bildpaar zeigt die gleiche Entwicklung der Salze im verdichteten Porenraum.
Im linken Bild (nach 60 min Trocknung bei 20°C) ist der Porenraum mit (Epsomit?-)Kristallen zugewachsen, im rechten Bild (nach Austrocknung) ist die Salzmasse geschrumpft, Epsomit ist zu Kieserit dehydriert.
Dieser dynamische Prozess geht mit Schrumpfungs- und Dehnungszyklen insbesondere in der verdichteten Außenzone vonstatten, so dass sich Scherkräfte im Grenzbereich zum salzarmen offenporigen Material im Innern der Probe aufbauen, die zum Abplatzen der Schalen führen. Tatsächlich kann man Stellen finden, die Brüche im Glasmaterial zeigen.
Wie sich die Salze verhalten, wenn kein flüssiges Wasser zugegeben wird, sondern die Hydratation über Luftfeuchtigekeit ablaufen muss, soll der nächste Untersuchungsschritt sein.
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