Beitrag Herterich/Volland/Wüstholz/Stegmaier

Elutionsverhalten von Selbstverdichtendem Beton (SVB)

Uwe Herterich, Gerhard Volland, Timo Wüstholz, Michael Stegmaier

ZUSAMMENFASSUNG:.

Zur Herstellung von selbstverdichtendem Beton (SVB), werden hochwirksame Fließmittel auf der Basis von Polycarboxylatethern (PCE) in relativ hoher Dosierung (1-2 % bezogen auf den Zementgehalt) der Frischbetonmischung zugegeben.

Die Bestimmung der mobilen organischen Anteile von PCE-Fließmitteln in den Eluaten monolithischer SVB-Probekörper mit unterschiedlichen w/z-Werten (0,34 £ w/z £ 0,7) mittels Kernresonanzspektroskopie (1H NMR) bzw. durch Bestimmung des gesamten organischen Kohlenstoffs (TOC) zeigt, dass nur kleine Bruchteile des ursprünglich zugegebenen PCEs über den Grundwasserpfad mobilisierbar sind. Selbst unter “worst case“ Bedingungen (3 Tage alte Betonproben und vollentsalztes Wasser als Elutionsmittel) sind weniger als 2 % des gesamten PCEs innerhalb von 56 Tagen mobilisierbar. SVB-Typen mit niedrigem w/z-Wert (z.B. M85 w/z-Wert = 0,85, Fließmittelgehalt bis zu 1,5 % bezogen auf Zement) weisen trotz ihres höheren Fließmittelgehalts deutlich kleinere eluierte Mengen an organischen Verbindungen auf (weniger als 0,5 % des zugegebenen PCEs). Damit deuten die vorliegenden Untersuchungen darauf hin, dass die Mobilität der löslichen Anteile des PCEs (langkettige Polyalkolhole) in Betonen mit kleinen Porenradien deutlich reduziert ist.

Die Untersuchungen zeigen auch, dass für die meisten eluierten organischen Verbindungen die Diffusion den dominierenden Transportprozess darstellt. Bei größeren organischen Molekülen wie langkettigen Polyalkoholen (z.B. Polyethylenglykol) als löslicher Anteil der Wirkstoffe auf PCE-Basis und Betonen mit kleinen Porengrößen werden deutliche Abweichungen von der Diffusion beobachtet. So werden nach Anfangsauswaschung der an der Oberfläche haftenden Stoffmengen in den nachfolgenden Elutionsschritten nur noch geringe Mengen der löslichen Komponente des Wirkstoffs eluiert.

Diese Kombination von Eigenschaften von Betonen und Zusatzmitteln führt zu Betonen, die unter dem Gesichtspunkt der Umweltverträglichkeit als besonders problemlos einzustufen sind.

 


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