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Eigenschaften von Boden-Abfallstoff-Gemischen und Abfallstoff-Bindemittel-Gemischen

Damit hoeherwertige oder beschraenkt verfuegbare Baustoffe eingespart und gleichzeitig Abfallstoffe wiederverwendet werden koennen, sollen geeignete Mischungen gefunden werden, in denen die Abfallstoffe entweder Mineralstoffersatz oder Bindemittelzusatz darstellen. Die Mischungsverhaeltnisse sind so zu waehlen, dass nicht nur die technischen Vorschriften erfuellt werden (mechanische Festigkeit, Frostsicherheit), sondern auch fuer moegliche Abnehmer der finanzielle Vorteil bei Einsatz der Abfallstoffe gegenueber Industrieprodukten deutlich wird. Nach Untersuchung der Ausgangsstoffe soll erreicht werden: 1. Bodenverbesserung: a) Loess und Braunkohlenflugasche, B) Loess und Huettensand; 2. Verfestigung von Abfallstoffen: a) Waschberge und Zement, b) Muellasche und Zement, c) Vorsiebmaterial und Zement; 3. Verfestigung von Abfallstoffen: a) Sand und Flugasche, b) Sand und Huettensand und Kalk, c) Vorsiebmaterial und Huettensand und Kalk.

Chemischer Angriff auf geotechnische Elemente - Veränderung der Grenztragfähigkeit

Zement angreifende chemische Stoffe im Grundwasser wie z. B. Kohlensäure, Ammonium und Sulfat können die Grenztragfähigkeit von geotechnischen Bauteilen wie Verpressanker und Pfählen reduzieren. Dies soll anhand von Versuchen und numerischen Simulationen untersucht werden. Aufgabenstellung und Ziel Bei den laufenden Projekten und Baumaßnahmen der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) ergeben sich immer wieder Schwierigkeiten, die Auswirkungen eines chemischen Angriffs auf den Mörtel bzw. Beton bei geotechnischen Elementen wie Verpressankern, Kleinverpresspfählen und Betonpfählen bezüglich der dauerhaften Tragfähigkeit realistisch zu bewerten und angemessene Anforderungen an Baustoffe und Bauweisen festzulegen. Die in der Literatur und teilweise auch im Regelwerk sowie in Zulassungen beschriebenen Lösungsansätze sind zumeist entweder nicht praxistauglich oder aufgrund der gewählten Randbedingungen bei den dokumentierten Modellversuchen nicht ausreichend realitätsnah. Im Rahmen eines in drei Teile gegliederten Gesamtvorhabens (1. Einwirkungen von chemischen Substanzen aus dem Grundwasser, 2. Widerstand des Mörtels bzw. Betons gegenüber dem chemischen Angriff, 3. Veränderung des Tragverhaltens aufgrund der Veränderung des Mörtels bzw. Betons) wird in diesem Teilprojekt 3 die Grenztragfähigkeit der geotechnischen Elemente unter der Einwirkung eines chemischen Angriffs untersucht. Ein Hauptaspekt des FuE-Vorhabens ist die Untersuchung des kalklösenden Kohlensäureangriffs auf Verpressanker. Zur Tragfähigkeit von Ankern und Verpresspfählen unter Einwirkung von kalklösender Kohlensäure sind bisher nur wenige Versuchsreihen (Manns und Lange 1993, Hof 2004, Triantafyllidis und Schreiner 2007) durchgeführt worden, welche aufgrund der differierenden Versuchsrandbedingungen nur schwer direkt vergleichbar sind. Unterschiede liegen zum Beispiel in der Größe der Ankerkörper und deren Herstellung. In allen Versuchsreihen zeigte sich in den ersten Monaten eine deutlich erkennbare Abnahme der Tragfähigkeit, die sich mit fortschreitender Dauer des chemischen Angriffs verlangsamte. Dabei variierte der Tragfähigkeitsverlust zwischen 20 und 70 Prozent. Diese divergierenden Ergebnisse für die Grenztragfähigkeit der Verpressanker sollen verifiziert und entsprechend der neuen Erkenntnisse angepasst werden. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Verpressanker und Kleinverpresspfähle werden im Rahmen von Baumaßnahmen der WSV - beispielweise bei Auftriebssicherungen von Schleusen- und Wehrsohlen, bei Rückverankerungen von Ufereinfassungen, aber auch bei der temporären Sicherung von Baugruben - verwendet. In den Fällen mit einem erhöhten chemischen Angriff aus dem Grundwasser oder dem Boden auf den Mörtel bzw. Beton dieser geotechnischen Elemente müssen diese aufgrund nicht ausreichender praxistauglicher Erkenntnisse und Lösungsansätze über die Tragfähigkeitsverluste durch kostenintensivere Konstruktionen wie z. B. Stahlrammpfähle ersetzt werden. Die Konsequenzen sind deutliche Kostensteigerungen, höhere Lärmbelästigungen, größere Erschütterungen sowie insgesamt ein gestiegener Arbeitsaufwand in Verbindung mit einer längeren Bauzeit. Untersuchungsmethoden Im Rahmen dieses Forschungs- und Entwicklungsvorhabens wird zum einen ein umfangreiches Laborprogramm mit Modellankern, bei denen baupraktische Randbedingungen wie In-situ-Spannungszustände und der Verpressvorgang berücksichtigt werden können, durchgeführt. Zum anderen findet parallel die Untersuchung an Verpressankern hinsichtlich ihrer Grenztragfähigkeit bei betroffenen Bauvorhaben der WSV statt. In Verbindung mit der Ruhr-Universität Bochum und der Firma Schudy Sondermaschinenbau erfolgte die Entwicklung eines Versuchsstandes, der im Frühjahr 2019 in Betrieb genommen wurde. Der Versuchsstand besteht insgesamt aus sieben Versuchscontainern. (Text gekürzt)

Sorption von Polyhydroxycarbonsäuren (PHCS) an Zement und Mineraloberflächen - Verteilungsgleichgewichte, Sorptionsmechanismen und Oberflächenbindungsformen

Phasentransferreaktionen (Adsorption, Desorption, Oberflächenkomplexierung) bestimmen die Verteilung, den Verbleib und die Wirkung von natürlichen und anthropogenen Polyhydroxycarbonsäuren in verschiedenen Umweltkompartimenten (Sedimente, Böden, Aquifer) und in technischen Medien (Abfalldeponien, radiodaktive Endlager). Die gebildeten Oberflächenreaktionsprodukte modifizieren die physikalisch-chemischen Eigenschaften partikulärer Sorbentien und nehmen darüber Einfluss auf die Größenverteilung, die Rheologie und ggf. das Sedimentationsverhalten der Partikel. Zum Verständnis dieser Prozesszusammenhänge ist die Analyse der Mechanismen, der Stoffumsätze und der Produkte der Oberflächenreaktionen unumgänglich. Das Forschungsvorhaben behandelt grundlagenorientierte Fragestellungen (Parameter der Verteilungsgleichgewichtseinstellung hochhydrophiler niedermolekularer organischer Komplexbildner, Struktur und Stabilität von Oberflächenreaktionsprodukten, Reaktionsbeeinflussung durch physikalisch-chemische Milieufaktoren, molekülstrukturelle Faktoren der Festphasenaffinität), aus deren Verknüpfung mit Umweltgefährdungsaspekten (Schadstoffeinbettung im Deponie- und Endlagerbereich, Metall- und Radionuklidmobilisierung, Grundwassergefährdung) sich zusätzlicher Forschungsbedarf ergibt.

Auswirkungen erhöhter Frischbeton- und Erhärtungstemperaturen auf die Dauerhaftigkeit von Beton

KlimPro: Prozess zur Herstellung alkalisch-aktivierter Binder durch das Schmelzen mineralischer Reststoffe für ein ökologisch gesteuertes Mixdesign von Beton

Innovative Technologien zur Entwicklung eines neuartigen reaktiven Betonzusatzstoffs aus feinem Betonabbruch (Brechsand) - Ressourceneffizienz im Baustoffrecycling, Teilvorhaben: Reduktion des Klinkeranteils in Beton als Betonzusatzstoff und in Zement als Hauptbestandteil

Beton ist ein unverzichtbarer Baustoff, ohne den es nicht gelingt, systemrelevante Bauwerke in tragfähiger und dauerhafter Art und Weise zu errichten. Bei der Herstellung von Zement als Bindemittel werden jedoch große Mengen thermischer Energie benötigt und prozessbedingt erhebliche Mengen Kohlenstoffdioxid freigesetzt. Der bisher maßgebliche verfolgte Ansatz, Zement anteilig durch Betonzusatzstoffe (z.B.Flugasche) auszutauschen, stößt jedoch aufgrund ihrer in Zukunft eher sinkenden Verfügbarkeit an seine Grenzen. Das Ziel dieses Forschungsantrags umfasst daher die Entwicklung eines neuartigen reaktiven Betonzusatzstoffs, der durch eine thermomechanische Aufbereitung aus rezykliertem Betonbruch gewonnen werden soll. Hierfür wird die gesamte Prozesskette von der Rohstoffverfügbarkeit über die prozesstechnischen Randbedingungen der Betonzusatzstoffherstellung im Labor sowie kurz- und langzeitige Bindemittel- und Betoneigenschaften, die Produkt- und Bauteilherstellung im Technikumsmaßstab bis hin zur Ökobilanzierung untersucht. Für die Betonherstellung streben wir einen reaktiven Betonzusatzstoff an, der Flugasche und andere Betonzusatzstoffe vollständig substituieren und ggf. übertreffen kann. Ziel ist ein k-Wert größer als 0,4. Bei Zement ist eine Hauptbestandteilreduktion des Klinkers von 35-50% Ziel des Forschungsprojektes. Hier soll ein CEM II/B und ein CEM II/C entwickelt werden.

Untersuchungen zum explosiven Abplatzen ökologisch optimierter Betone im Brandfall sowie Bestimmung der thermo-mechanischen und thermo-physikalischen Eigenschaften dieser Betone

Innovative Kupferschlackenaufbereitung für die Rohstoffversorgung, Teilvorhaben 1: Chemische und Biochemische Laugungsmethoden

DDI: Pilotprojekt zur prozessintegrierten Herstellung getemperter Tone als dekarbonisierter Zementhauptbestandteil im Zementwerk Rohrdorf

Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren gemäß § 52 Absatz 2a Bundesberggesetz (BBergG) zur Zulassung des Rahmenbetriebsplanes Erweiterung Kalksteintagebau Deuna der Firma Dyckerhoff GmbH

Die Firma Dyckerhoff GmbH (vormals Deuna Zement GmbH) betreibt am Standort Deuna die Gewinnung von Kalkstein innerhalb ihres Bergwerkseigentumes (BWE 910,8 ha) auf Grundlage eines fakultativen Rahmenbetriebsplanes, Sonderbetriebsplänen und Hauptbetriebsplänen. Der fakultative Rahmenbetriebsplan von 1995, zugelassen am 04. Dezember 2000, umfasst eine Fläche von 144 ha. Um langfristig die Rohstoffversorgung am Standort Deuna zu sichern, ist die flächenhafte Erweiterung des Tagebaus in südliche Richtung um ca. 83,33 ha (reine Abbaufläche von ca. 74,4 ha) beabsichtigt. Unter Zugrundelegung einer mittleren jährlichen Fördermenge von 2,2 Mio. Tonnen Kalkstein können so Lagerstättenvorräte für eine Vorhabenslaufzeit von ca. 60 Jahren erschlossen werden. Die Kalksteingewinnung dient der Versorgung des Zementwerkes Deuna. Die bisherige Abbautechnologie und die vorhandene Infrastruktur (Bandtrasse zwischen Tagebau und Zementwerk) und die Nutzung der vorhandenen technischen und baulichen Anlagen sollen beibehalten werden. Der Tagebau nebst Erweiterungsfläche erstreckt sich über die drei Landkreise Eichsfeld, Unstrut-Hainich-Kreis und Kyffhäuserkreis mit den Gemarkungen Deuna, Rüdigershagen, Keula, Zaunröden und Kleinkeula. Die Antragskonferenz zum Vorhaben fand am 03. November 2015 statt. Am 30. September 2019 wurde der obligatorische Rahmenbetriebsplan zur Zulassung beim TLUBN eingereicht. Mit einer Nachtragsunterlage vom 19. April 2021 wurden für das Vorhaben forstfachliche und naturschutzfachliche Belange präzisiert. Im Rahmen der Öffentlichkeitsbeteiligung zum Vorhaben im Sommer 2022 und den eingegangenen Hinweisen und privaten Einwendungen wurde der Erörterungstermin auf unbestimmte Zeit verschoben. Nach fachbehördlicher Prüfung der Antragsunterlagen wurde die Erforderlichkeit der Erstellung einer FFH-Verträglichkeitsstudie, sowie die Anpassung/Ergänzung/Aktualisierung einzelner Gutachten des Rahmenbetriebsplanes festgeschrieben. Das Festlegungsprotokoll des Untersuchungsrahmens der FFH-Verträglichkeitsstudie und der Umweltverträglichkeitsprüfung datiert auf den 17. November 2022. Mit dem vorgelegten gesamtheitlichen Rahmenbetriebsplan 2025, eingegangen beim TLUBN am 03. Juni 2025, werden der im Jahr 2019 und im Jahr 2021 ergänzte Rahmenbetriebsplan hinfällig. Zur Zulassung des eingereichten Rahmenbetriebsplanes ist gemäß §§ 57a bis 57c Bundesberggesetz (BBergG) ein Planfeststellungsverfahren nach Maßgabe der §§ 72 ff. Verwaltungsverfahrensgesetz (VwVfG) durchzuführen.

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