Chemischer Angriff auf Gründungselemente
Betontechnologische Belange
Durch die Entwicklung von Ansätzen, Modellen und Konzepten ist der Mörtel- und Betonwiderstand von Gründungselementen gegenüber den unterschiedlichen Formen eines chemischen Angriffs zu bewerten und erhöhen, die Schädigungsprozesse zu beschreiben sowie die Dauerhaftigkeit dieser Elemente zu bemessen.
Aufgabenstellung und Ziel
Geotechnische Elemente aus Beton, Stahlbeton, Mörtel und Zementsuspension (z. B. Bohr- und Verdrängungspfähle oder Verpressanker) werden häufig bei Tiefgründungen und Verankerungen von Wasserbauwerken eingesetzt. Abhängig vom Einsatzgebiet und von der Beschaffenheit des Baugrundes können sie einem chemischen Angriff durch Böden und Wässer ausgesetzt werden. Die Einwirkung variiert im Wesentlichen mit der Art des angreifenden Stoffes, seiner Konzentration und der Fließgeschwindigkeit der umgebenden Wässer und kann eine treibende oder lösende Korrosion des Baustoffes hervorrufen. Die Widerstandsfähigkeit eines Betons oder Mörtels hängt von den verwendeten Ausgangsstoffen, der Zusammensetzung und den Herstellungsparametern ab. Die Folgen einer Betonkorrosion für die Funktionalität des geotechnischen Elements, wie beispielsweise die Veränderungen der Mantelreibung zwischen Verankerungselement und umgebendem Boden, werden wesentlich von der Wirkungsweise und der Wirkungsintensität des chemischen Angriffs sowie von der Art und der Bauweise des Elementes bestimmt.
Die normativen, derzeit weitgehend deskriptiven Regelungen zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit von Betonbauteilen gegenüber einem chemischen Angriff (DIN EN 206-1, DIN 1045-2) sind im Allgemeinen (z. B. Grenzwerte der Konzentration der Stoffe zur Definition und Einteilung der Expositionsklassen XA1 bis XA3) und insbesondere für die Anwendung im Spezialtiefbau (z. B. Besonderheiten der Gründungselemente in der Herstellungsweise und Tragwirkung; Zielnutzungsdauer 100 statt 50 Jahre) mit Unsicherheiten und Unklarheiten behaftet.
Einheitliche leistungsbasierte Konzepte zur Bewertung des Materialwiderstands von Mörtel oder Beton gegenüber einem chemischen Angriff - allgemein und besonders im Hinblick auf spezifische geotechnische Elemente - existieren nicht. Die vorhandenen Laborprüfverfahren liefern unterschiedliche und zum Teil kontroverse Bewertungen der zementgebundenen Baustoffe. Folgende Ziele werden im Vorhaben verfolgt:
- Erarbeitung von Ansätzen zur Ermittlung der Beschaffenheit geotechnischer Elemente und Bewertung ihres Widerstands gegenüber den möglichen Varianten eines chemischen Angriffs
- Erstellung von Konzepten mittels einer Bewertung der verschiedenen Degradationsmechanismen zur Optimierung des Widerstands geotechnischer Elemente gegenüber einem chemischen Angriff inklusive des Aufzeigens der Grenzen
- Aufbereitung der Ergebnisse des Vorhabens, sodass eine Umsetzung in die Regelwerke der WSV möglich wird (ZTV-W, eigenes BAW-Merkblatt)
Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV)
Die zu entwickelnden Konzepte sollen der WSV eine sichere Bemessung und Bewertung von Gründungselementen, die einer chemischen Beanspruchung durch den Boden und/oder das Grundwasser ausgesetzt sind, ermöglichen. Hierzu ist das Teilvorhaben „Betontechnische Belange“ in das Gesamtvorhaben „Chemischer Angriff auf Gründungselemente“ eingebunden, das sich zudem mit den aus chemischen Substanzen des Grundwassers resultierenden Einwirkungen und der Grenztragfähigkeit geotechnischer Elemente unter chemischem Angriff beschäftigt.
Untersuchungsmethoden
Die oben genannten Ziele sollen unter anderem durch eine tiefgreifende Auswertung der wissenschaftlichen und baupraktischen Literatur aus den Bereichen der Baustoffforschung, der Bauchemie, der Geotechnik und des Wasserbaus erreicht werden. Durch Gefügeuntersuchungen sollen wesentliche Parameter der Dauerhaftigkeit ermittelt werden. (Text gekürzt)
Die genaue Kenntnis der Platingehalte von Membranen aus Brennstoffzellen ist für einen Aufbereitungsprozess und vor allem zur genauen Berechnung der Wertschöpfung von großer Bedeutung. Auf Grund der chemischen Zusammensetzung, vor allem durch erhöhte Fluorfrachten, wird die genaue Analytik, aber auch die Aufbereitung, erschwert. Im Mittelpunkt dieses Forschungsprojektes stand deshalb die Prüfung von Probenahme, Probenaufbereitung und Analytik hinsichtlich ihrer Eignung bei der Bestimmung von Platingehalten der Membran- Elektroden Einheiten. Es konnte dabei gezeigt werden, dass die größten Probleme erwartungsgemäß bei der Probenvorbereitung und -aufbereitung auftreten. Bei der anschließenden vergleichenden Analytik lagen die Messwerte sehr eng beieinander, so dass keinem der Verfahren hier der Vorrang gegeben werden kann. Auf Grund der gewonnenen Erkenntnisse in der Probenaufbereitung konnten abschließend auch einige Vorschläge für einen Aufbereitungsprozess zusammengestellt werden.
Barley (Hordeum vulgare) is an important cereal grain which serves as major animal fodder crop as well as basis for malt beverages or staple food. Currently barley is ranked fourth in terms of quantity of cereal crops produced worldwide. In times of a constantly growing world population in conjunction with an unforeseeable climate change and groundwater depletion, the accumulation of knowledge concerning cereal growth and rate of yield gain is important. The Nordic Genetic Resource Center holds a major collection of barley mutants produced by irradiation or chemical treatment. One phenotypic group of barley varieties are dwarf mutants (erectoides, brachytic, semidwarf, uzu). They are characterized by a compact spike and high rate of yield while the straw is short and stiff, enhancing the lodging resistance of the plant. Obviously they are of applied interest, but they are also of scientific interest as virtually nothing is known about the genes behind the development of plant dwarfism. The aim of this project is to identify and isolate the genes carrying the mutations by using state of the art techniques for gene cloning at the Carlsberg Laboratory. The identified genes will be connected with the mutant phenotype to reveal the gene function in general. One or two genes will be overexpressed and the resulting recombinant proteins will be biochemically and structurally characterized. The insights how the mutation effects the protein will display the protein function in particular. Identified genes and their mutant alleles will be tested in the barley breeding program of the Carlsberg brewery.