s/calciumsulfat/Calciumsulfit/gi
Dieses Projekt untersucht die 16O-17O-18O and the H-D Isotopensysteme im Kristallwasser von Gips (CaS04-2H20) und Bassanit (CaS04-2H20). Ziel ist der prinzipielle Nachweis, ob es möglich ist aus der Isotopie des Kristallwassers atmosphärische Parameter, wie z.B. die Luftfeuchtigkeit zum Zeitpunkt der Mineral(um)bildung, zu rekonstruieren.
Dieses Projekt konzentriert sich auf die Quellen und Raten atmosphärischer Deposition, sowie die Art und Kinetik von Phasenübergängen. Nitrate und Sulfate sind Ziele für die Bestimmung ihrer Quellen und Ablagerungsraten. Die wasserhaltigen und wasserfreien Polymorphe von Calciumsulfat sind das Hauptziel, um Phasenbeziehungen (als Funktion der Temperatur und der Wassermobilität) und die Kinetik der Transformation (Lösung/Fällung, Phasentransformation) zu untersuchen. Oberflächenelemente und untiefe Bodenelemente (Polygone, Krusten, Knollen, Keile) deuten auf die weit verbreitete, klimabedingte Transformationen von Sulfaten hin, die es zu untersuchen gilt.
Erhöhte Konzentrationen an Sulfat im Trinkwasser können negative Auswirkungen auf die Gesundheit der Konsumenten haben und führen zu einem erhöhten Risiko für Korrosionen im Leitungsnetz. Aufgrund dessen schreibt die Trinkwasserverordnung einen Grenzwert von 240 mg/l vor. Erhöhte Konzentrationen an Sulfat im Grundwasser, die eine spezielle Aufbereitungstechnik erfordern, kommen vor allem durch den Einfluss von Tagebauaktivitäten zustande. Im ausgehobenen Kippenmaterial kommt es zur Oxidation des Pyrits, was nach der Verfüllung der Gruben zu einem Anstieg der Sulfat-, Calcium- und Schwermetallkonzentration im Grundwasser führt. In betroffenen Grundwasservorkommen in Deutschland wurden Konzentrationen von bis zu 2500 mg/l Sulfat gemessen. Die Nanofiltration ist eine mögliche Aufbereitungstechnologie, die die Grundwassernutzung in derart beeinträchtigten Standorten auch nach der Verfüllung der Gruben erlaubt. Es wird erwartet, dass die Nanofiltration im Vergleich zu den anderen in Frage kommenden Technologien Ionenaustauscher, Destillation, Elektrodialyse und Umkehrosmose vor allem bei höheren Sulfatkonzentration in der Größenordnung >1000 mg/l das wirtschaftlichste Verfahren darstellt. In dem Projekt Nanofiltration zur Sulfatabscheidung bei der Trinkwasseraufbereitung wird die Aufbereitung mittels Nanofiltration experimentell im Labor- und Pilotmaßstab untersucht. Es wird dabei schwerpunktmäßig ein Standort betrachtet, der im Einflussgebiet des Braunkohletagebaureviers Inden I liegt und derzeit Sulfatkonzentrationen von 1000-1500 mg/l in einem Trinkwasserbrunnen aufweist. Neben der Untersuchung der Nanofiltration an sich wird eine Konzentrataufbereitung mittels CaSO4-Kristallisation auf ihre Effektivität geprüft.
Bisher ist es nicht gelungen, alle relevanten expandierten Daten zum Langzeitverhalten von Bentoniten (B) im Kontakt zu Lösungen unter Endlagerbedingungen mit einem einheitlich abgesicherten Modell zu erklären. Dies liegt an den Vorgehensweisen der Arbeitsgruppen, und an der komplexen Analytik. Es sollen milieuabhängige Lösungs- und mikrostrukturelle Alterationsprozesse und deren Auswirkungen auf die hydromechanischen Eigenschaften kompaktierter B unter vergleichbaren Randbedingungen ermittelt werden. - Chem. und min. Analysen von 15 B - Dialyse der B für definierten einheitliche Startbedingungen für die nachfolgenden Reaktionen mit zwei Formationslösungen - Herstellung einer NaCl-CaSO4-gesättigten Lösungen und einer Opalinustonporenlösungen - Kompaktion der B und Bestimmung der Ausgangswerte von Quelldruck und Permeabilität - Batchversuche in Glasampullen mit 200 g B bei 25°C, 90°C und 120°C, Schüttelung mit 400 mL Formationslösungen über 12 und 24 Monate - Öffnen der Glasampullen, Abtrennen der Lösungen. und Dialysierung der reagierten B - Kompaktion der reagierten und dialysierten B und erneute Best. von Quelldruck und Permeabilität. - Chem. Analytik von dialysierten Feststoffen und Reaktionslösungen aus den Glasampullen nach Ende Reaktionszeit - Versuche zur Untersuchung des Einflusses mikrobieller Effekte auf die Alteration von B durch Reduktion von Fe(III) zu Fe(II) bei 25°C, 60°C und 90°C - Entwicklung einer quantenmechanisch unterstützten Modellvorstellung zur Tonmineralumwandlung in B - Zusammenfassung und Berichterstattung.
Bisher ist es nicht hinreichend zuverlässig gelungen, alle relevanten experimentellen Daten zum Langzeitverhalten von Bentoniten im Kontakt zu Lösungen unter Endlagerbedingungen mit einem einheitlich abgesicherten Modell zu erklären. Dies liegt an den Vorgehensweisen der unabhängig voneinander agierenden Arbeitsgruppen, und an der komplexen Analytik der Bentonite. Im Speziellen sollen milieuabhängige Lösungs- und mikrostrukturelle Alterationsprozesse und deren Auswirkungen auf die hydromechanischen Eigenschaften (Quelldruck, Permeabilität) kompaktierter Bentonite unter vergleichbaren Randbedingungen ermittelt werden. Chemische und mineralogische Analysen von vier Bentoniten. Dialyse der Bentonite für definierte einheitliche Startbedingungen für die nachfolgenden Reaktionen mit zwei Formationslösungen. Herstellung einer NaCl-CaSO4-gesättigten Lösung und einer Opalinustonporenlösung - Kompaktion der Bentonite und Bestimmung von Quelldruck und Permeabilität mit NaCl-CaSO4-gesättigter Lösung und Opalinuston-Porenlösung. Bestimmung der Ausgangswerte von Quelldruck und Permeabilität vor Beginn der Reaktion mit den Formationslösungen - Batchversuche in verschweißten Glasampullen mit ca. 200 g dialysiertem Bentonit, Schüttelung mit ca.400 mL Formationslösung über 12und 24 Monate - Nach Ende der Reaktionszeit öffnen der Glasampullen, Abtrennen der Lösung und Dialysierung der reagierten Bentonite. Kompaktion der reagierten und dialysierten Bentonite und erneute Bestimmung von Quelldruck und Permeabilität mit der NaCl-CaSO4-gesättigten Lösung und der Opalinustonporenlösung. Bestimmung der Auswirkung der Reaktion auf Quelldruck und Permeabilität. - Chemische Analytik von dialysierten Feststoffen und Reaktionslösungen aus den Glasampullen nach Ende Reaktionszeit-/Versuche zur Untersuchung des Einflusses mikrobieller Effekte auf die Alteration von Bentoniten durch Reduktion von Fe(III) zu Fe(II) bei 25 °C, 60 °C und 90 °C - Zusammenfassung Messergebnisse und Berichterstattung.
Bisher ist es nicht hinreichend zuverlässig gelungen, alle relevanten experimentellen Daten zum Langzeitverhalten von Bentoniten im Kontakt zu Lösungen unter Endlagerbedingungen mit einem einheitlich abgesicherten Modell zu erklären. Dies liegt an den Vorgehensweisen der unabhängig voneinander agierenden Arbeitsgruppen, und an der komplexen Analytik der Bentonite. Im Speziellen sollen milieuabhängige Lösungs- und mikrostrukturelle Alterationsprozesse und deren Auswirkungen auf die hydromechanischen Eigenschaften(Quelldruck, Permeabilität) kompaktierter Bentonite unter vergleichbaren Randbedingungen ermittelt werden. Phasenanalyse an 15 Bentoniten; definierte einheitliche Startbedingungen für Reaktionen mit zwei Formationslösungen (NaCl-CaSO4-gesättigte Lösung, Opalinustonporenlösung); Kompaktion der Bentonite und Bestimmung der Ausgangswerte von Quelldruck & Permeabilität vor der Reaktion; Batchversuche in verschweißten Glasampullen bei 25°C, 90°C und 120°C über 12 und 24 Monate; Danach öffnen der Glasampullen, Abtrennen der Lösung und Dialysierung der reagierten Bentonite; Kompaktion der reagierten und dialysierten Bentonite und erneute Bestimmung von Quelldruck & Permeabilität mit den Lösungen; Analytik von Feststoffen und Reaktionslösungen; Versuche zur Untersuchung des Einflusses mikrobieller Effekte (Fe-Effekt); Entwicklung einer quantenmechanisch unterstützten Modellvorstellung zur Tonmineralumwandlung in Bentonit; Zusammenfassung der Ergebnisse und Berichterstattung.
Mit der Erforschung eines geschäumten Calciumsulfatbaustoffes und der dafür geeigneten Applikationstechnolgien soll der Nachfrage nach neuen Baustoffen / Materialien und deren Einsatz entgegen gekommen werden. Zwei der vielfältigen Nutzungsmöglichkeiten sollen im Rahmen dieses Projektes erschlossen werden. Dabei handelt es sich zum einen um die Herstellung einer horizontalen Dämmschicht im Fußbodenbereich, die auch Brandschutzaufgaben erfüllen kann und unter anderem zur Kaltdachsanierung geeignet ist. Zum anderen soll der neue Schaumbaustoff der Verfüllung von sanierungsbedürftigem sulfathaltigen Mauerwerk dienen und damit erstmals einen vollkommen sulfatverträglichen Baustoff darstellen. Gipsbaustoffe unterliegen durch Einflüsse aus Lagerung, Temperatur und Luftfeuchte einer sogenannten 'Alterung', das heißt es verändern sich deren Eigenschaften über die Zeit nach der Herstellung. Im Wesentlichen davon betroffen ist die Haltbarkeit und damit die Lagerdauer. Es wurde bislang noch keine definierte Alterung von Gipsbindemitteln technisch umgesetzt. Ziel des Teilprojektes ist, diese Alterung zu erforschen und umzusetzen. Hierzu dient das umfassende Arbeitspaket des Teilvorhabens Alterungsuntersuchungen. Dazu gehören das Testen unterschiedlicher Alterungsaggregate und die ausführliche Untersuchung der entstandenen gealterten Bindemittel. Für die Überwachung der Qualitätskriterien und Verfügbarkeit für die verschiedensten Anwendungen ist CASEA ebenfalls zuständig. Die künstliche Alterung und die Abstimmung der Gipsbindemittel zielt auf die radikale Reduzierung des Wasseranspruches ab. CASEA obliegt die Durchführung der wichtigsten bindemittelseitigen Maßnahmen zum Erreichen dieses Forschungszieles. Diese Maßnahmen sind 1. die künstliche Alterung und 2. die Optimierung des Kornbandes sowie 3. die Erforschung eines Bindemittels mit erhöhter innerer Wasserbindung (EIW).
Im Verbundvorhaben werden neue Baustoffe / Materialien - geschäumte Calciumsulfatbaustoffe (Gipsbaustoffe) - und die dafür geeigneten Applikationstechnologien sowie deren Einsatzmöglichkeiten erforscht. Zwei der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten sollen im Rahmen dieses Projektes erschlossen werden. Dabei handelt es sich zum einen um die Herstellung einer horizontalen Dämmschicht im Fußbodenbereich, die auch Brandschutzaufgaben erfüllen kann und unter anderem zur Kaltdachsanierung geeignet ist. Zum anderen soll der neue Schaumbaustoff der Verfüllung von sanierungsbedürftigem sulfathaltigen Mauerwerk dienen und damit erstmals einen vollkommen sulfatverträglichen Baustoff darstellen. Im Teilvorhaben werden Schaumbaustoffsysteme erforscht sowie deren Technologien zur Herstellung und Verarbeitung erarbeitet. Es ergeben sich folgende wissenschaftlich/technischen Arbeiten: Es werden Schäume für den Einsatz in Calciumsulfatbaustoffen auf der Basis von durch die Forschungspartner bereitgestellten Schaumbildnern, Schaumstabilisatoren und Schaumerzeugern erforscht. Die Zusammenführung von Schaum und Gipsleim zu einem Zweikomponentensystem zur Erzeugung von Schaumbaustoffmischungen wird erarbeitet. Sowohl die Eigenschaften von erhärteten geschäumten Gipsbaustoffen als auch die Zusammenhänge zwischen den Schaumbaustoffmischungen (Frischmörtel) und den erreichbaren Schaumbaustoffeigenschaften werden erforscht. Aus diesen Ergebnissen werden Schlussfolgerungen für die technologischen Prozesse und speziellen Anwendungen abgeleitet.
Objective: The aims of the research are as follows: - to analyse the mineral components of cements before and after specific time-related hydration stages by x-ray diffractometry and infrared spectroscopy and develop a computer-aided routine anlaysis procedure taking account of the influence of the mineral content of mine dusts on the identification of cement components (interference); - to identify other possible hazardous substances in building materials used in mines, particularly heavy metals; - to undertake an analytical differentiation between genuine mine dusts and dusts which are not mine-specific, in order to facilitate the medical assessment of workplaces and make it possible to show mine dusts separately in epidemiological surveys. Significant here is the fact that the MAC commission is in the process of fixing an MAC value for cements, taking account of possible fibrogenity and damage to the entire respiratory system as a result of the high basicity of dusts. General Information: More and more frequent use is being made in deep mines of building materials which cause considerable changes in the composition of mine dusts. Whereas in the past building materials based on anhydrite and CaSO4 hemihydrates were predominant, cement is increasingly being added to materials, particularly as a result of rising rock temperatures, in order to improve construction and safety characteristics. More and more power station waste and other residues which may contain various harmful substances are also being used for building material production. As a result, all components used must henceforth be assessed separately. Up to now there has been no possibility of analysing, in particular, the cement dust components in airborne dust samples. Such dusts have hitherto been assessed exclusively by taking account of quartz, a method which does not fully reflect the potential hazard. A differentiated assessment of the various harmful components thus seems to be a matter of some urgency. Special difficulties arise because of the different hydration stages, which are time-related (minutes, hours, days), i.e. all calcium silicates take in humidity and are transformed into hydrates - a permanent change in composition. The fastest to react are tricalcium aluminates (C3A) and tricalcium silicates (C3S). In the final stage ettringite, a trisulphate, is even partly transformed into gypsum. Hydration also leads to structural changes, for example long-fibre calcium silicate hydrate (CSH) is transformed into the short-fibre type. These changes occur at a pH-value of more than 12, and it is necessary to establish whether there are any significant differences when the pH-value is down in the slightly acidic range, in order to know how material which has not yet gone through all hydration stages might react in the lung area. The plan of work is as follows: - Analysis of cement components at various hydration stages by x-ray diffractometry and infrared spectroscopy, ...
| Origin | Count |
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| Bund | 37 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 37 |
| License | Count |
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| offen | 37 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 36 |
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| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 25 |
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| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 29 |
| Lebewesen und Lebensräume | 25 |
| Luft | 18 |
| Mensch und Umwelt | 37 |
| Wasser | 24 |
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