Umweltverträglichkeit von Carbonbeton
Ergebnisse eines Forschungsvorhabens
Weiler, Lia / Vollpracht, Anya / Jesse, Frank / Müller, Christoph / Reiners, Jochen / Spanka, Gerhard
Neben den bautechnischen Eigenschaften kommt der Umweltverträglichkeit von Bauprodukten eine immer größere Bedeutung zu. Ziel des in diesem Beitrag vorgestellten Forschungsvorhabens war es, durch Auslaug- und Beregnungsversuche (Labor- und Freilandversuche) an Carbonbetonprüfkörpern mit unterschiedlichen Betonüberdeckungen der Carbontextilien sowie mit unterschiedlichem Bewehrungsgrad der Carbontextilien eine breite, wissenschaftlich abgesicherte Datenbasis zu erstellen, um die Umweltverträglichkeit des Verbundbaustoffs „Carbonbeton“ hinsichtlich des Auslaugverhaltens in der Nutzungsphase beurteilen zu können. Bei den Freilandversuchen wurde weiterhin der Einfluss gezielt erzeugter Risse in den Carbonbetonprüfkörpern auf die Freisetzung umweltrelevanter Stoffe untersucht. Die Arbeit der VDZ gGmbH konzentrierte sich auf Charakterisierungsuntersuchungen an Feinbetonfertigmischungen, Zementen/Bindemitteln, Füllern und Carbontextilien, sowie auf Auslaugversuche nach dem europäischen Langzeitstandtest DSLT an unbewehrten und bewehrten Feinbetonprobekörpern. Die „DSLT“-Auslaugungen der vier untersuchten Carbontextilien haben ergeben, dass diese praktisch keine polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe an das Auslaugwasser abgeben. Die „DSLT“-Auslaugungen der unbewehrten und der carbontextilbewehrten Feinbetone haben gezeigt, dass für die meisten Parameter nur sehr geringe Mengen ausgelaugt werden und dass die entsprechenden Anforderungswerte der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen sicher eingehalten werden. Weiterhin wurde festgestellt, dass für die einzelnen Parameter kein signifikanter Unterschied des Auslaugverhaltens der unbewehrten und bewehrten Feinbetone auftritt. Die Ergebnisse der Laborund Freilandberegnungsversuche beim Projektpartner RWTH Aachen University, Institut für Baustoffforschung, bestätigen dieses Ergebnis. Darüber hinaus haben die Freilandberegnungsversuche gezeigt, dass einige Parameter, wie zum Beispiel Chlorid, Barium, Blei, Kupfer und Zink, die im natürlichen Regenwasser enthalten sind, sogar von dem Feinbeton gebunden werden. Die Ergebnisse lassen erwarten, dass der neue Werkstoff Carbonbeton als umweltverträglich hinsichtlich des Auslaugverhaltens in der Nutzungsphase eingestuft werden kann und damit keine weiteren Auslaugprüfungen notwendig sind.
Environmental compatibility of carbon concrete
Besides the constructional properties, the environmental compatibility of building products is becoming increasingly important. The aim of the research project was to establish a broad, scientifically validated database by means of leaching and sprinkling tests (laboratory and field tests) on carbon concrete test specimens with different concrete coverings of the carbon fibres and with different degrees of reinforcement of the carbon fibres, in order to be able to assess the environmental compatibility of the composite building material "carbon concrete" with regard to leaching behaviour in the use phase. In the field tests, the influence of cracks in the carbon concrete test specimens on the release of environmentally relevant substances was also investigated. The work of VDZ gGmbH concentrated on characterisation tests on finished fine concrete mixtures, cements/binders, fillers and carbon fibres, as well as on leaching tests according to the European long-term durability test DSLT (DIN CEN/TS 16637-2:2014) on non-reinforced and reinforced fine concrete test specimens. The "DSLT" leaching tests of the four carbon fibres investigated showed that they release practically no polycyclic aromatic hydrocarbons into the leaching water. The "DSLT" leachings of the non-reinforced and the carbon fibre reinforced fine concretes have shown that for most parameters only very small amounts are leached and that the corresponding requirement values of the sample administration regulation Technical Building Regulations are reliably met. Furthermore, it was found that there is no significant difference in the leaching behaviour of unreinforced and reinforced fine concretes for the individual parameters. The results of the laboratory and field irrigation tests at the project partner RWTH Aachen, Institute for Building Material Research, confirm this result. In addition, the outdoor irrigation tests have shown that some parameters, such as chloride, barium, lead, copper and zinc, which are contained in natural rainwater, are even bound by the fine concrete. The present results lead to the expectation that the new material carbon concrete can be classified as environmentally compatible with regard to leaching behaviour in the use phase, and thus no further leaching tests are necessary.
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beton 5/2020 ab Seite 166
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