Das Projekt "Geotechnische Aspekte beim Ausbau der Bundeswasserstraßen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. Die Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Wasserstraßen ist ein wichtiger Baustein für die Verbesserung der Infrastruktur in Deutschland. Dafür werden Kanäle für große Schiffe, wie das Großmotorgüterschiff, ausgebaut. Die Wasserstraßen werden vertieft, der Wasserspiegel verbreitert und die Durchfahrtshöhe unter den Brücken vergrößert. Dabei werden auch die Böschungs- und Sohlensicherungen erneuert, damit sie stabil gegen die zunehmende hydraulische Beanspruchung aus der modernen Schifffahrt sind. Vordringliche Projekte sind derzeit der Rhein-Herne-Kanal, die Südstrecke des Dortmund-Ems-Kanals, die Weststrecke des Datteln-Hamm-Kanals und die Oststrecke des Nord-Ostsee-Kanals. Die Abteilung Geotechnik der BAW begleitet Planung und Durchführung des Ausbaus dieser Wasserstraßen. Grundlage der Planung und Ausführung jeglicher Ausbaumaßnahmen ist die Erstellung des Baugrundgutachtens. Es liefert die bodenmechanischen Kennwerte und die geotechnischen Empfehlungen für die Umsetzung. Zunächst stellt die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes als Auftraggeber Bestands- und Ausbauunterlagen sowie Angaben zu Belastungsgrößen und zukünftige Nutzungsanforderungen zur Verfügung. Die BAW führt eine historische Erkundung durch, sichtet vorhandene Baugrundgutachten und führt vor Ort eine Bestandsaufnahme der Wasserstraße durch. Im nächsten Schritt wird das Programm der Baugrunduntersuchungen aufgestellt. Lage, Anzahl und Tiefe der Bohrungen und Sondierungen werden hier festgelegt. Das ausführende Amt erstellt daraus die Ausschreibung für die Erkundungsarbeiten und vergibt sie an ein fachkundiges Bohrunternehmen. Vor Beginn der Bohrarbeiten ist vom Bauherrn eine Kampfmittelfreimachung zu veranlassen und eine Gefährdungsanalyse aufgrund möglicher Altlasten einzuholen. Die Erkundungsarbeiten werden bei Bedarf stichprobenartig von der BAW hinsichtlich der fachgerechten Ausführung überwacht. Während der Aufschlussarbeiten werden aus den Bohrungen Grundwasserproben entnommen und untersucht. Sind aggressive Substanzen vorhanden, ist dies bei der Planung der Gründungselemente aus Beton, Zementmörtel oder Stahl zu berücksichtigen. Das Bauteil kann damit entsprechend geschützt und die Dauerhaftigkeit des Bauwerks gewährleistet werden. Nach den Bohrarbeiten werden die Bohrkerne im geotechnischen Labor der BAW geologisch und bodenmechanisch angesprochen und fotografisch dokumentiert. Anhand bodenmechanischer Versuche werden der Boden normgerecht klassifiziert und die Bodenkennwerte bestimmt, die dann in geotechnische Berechnungen einfließen. Im Baugrundgutachten wird der ermittelte Baugrundaufbau beschrieben und in Längsschnitten dargestellt. (Text gekürzt)
Das Projekt "RecyLeichtwand - Scale up des Porenbetonrecyclings" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Institut für Werkstofftechnik, Amtliche Materialprüfungsanstalt durchgeführt. Porenbeton ist ein verhältnismäßig leichter, hochporöser, mineralischer Baustoff auf der Grundlage von Kalk-, Kalkzementoder Zementmörtel. Seit Einführung der Wärmeschutzverordnung und später der Energieeinsparverordnung wird dieses Material aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit verstärkt eingesetzt. Der Umgang mit Porenbetonbruch bei Hausabrissen ist jedoch noch nicht geklärt und wird zukünftig ein wachsendes Problem darstellen. Nur sortenreiner Porenbeton könnte wieder in der Produktion eingesetzt werden, ansonsten müssen die Abfälle deponiert werden. Insbesondere für feinkörnige Reste gibt es bisher keine Recycling-Möglichkeiten. Die Amtliche Materialprüfungsanstalt Bremen (MPA) hat für diesen Porenbetonschutt Verwertungsstrategien entwickelt und diese Methoden bereits erfolgreich auf Laborebene überprüft. Die Übertragung der Ergebnisse in eine Produktionstechnik auf Industrieanlagen erfordert jedoch weitere intensive Forschungsarbeit. Dazu wollen die MPA Bremen und die Forschungsvereinigung Recycling und Wertstoffverwertung im Bauwesen e.V. (RWB) gemeinsam mit den Firmen Berding Beton GmbH, Bremen, und Stebah GmbH & Co. KG, Stuhr, im Rahmen dieses Projektes Mauersteine bzw. Werktrockenmörtel aus Porenbetonschutt fertigen. Die beiden Firmen werden dafür ihre Produktionsanlagen sowie Personal für die Versuche zur Verfügung stellen.
Das Projekt "Erneuerbare Baustoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ingenieurbüro Leonhardt, Andrä & Partner, Beratende Ingenieure VBI durchgeführt. Zur Schonung begrenzter Rohstoffressourcen und bei knappem Deponieraum ist es unerlaesslich, geeignete Bestandteile aus Bauschutt, Erdaushub und Strassenaufbruch weitgehend der Verwertung zuzufuehren. Das Forschungsvorhaben sollte erprobte hochwertige Anwendungsmoeglichkeiten zusammenstellen und neue Moeglichkeiten aufzeigen. Im ersten Teil der Studie wurde aufgefuehrt, fuer welche Baustoffe sich ein Recycling lohnt und in welchen Bauteilen gewinnungsbeduerftige Baustoffe vorhanden sind. Dabei wurde deutlich, dass es fuer die meisten Bauschuttbestandteile sinnvolle und praktikable Verwertungsmoeglichkeiten gibt. Voraussetzung ist jedoch eine moeglichst hohe Reinheit der Bauschuttbestandteile. Deshalb muss vor einem Abbruch die Bauweise und fruehere Funktion des Gebaeudes geklaert werden, damit der Abbruch optimiert werden kann. Im zweiten Teil der Studie wurde die Verwertungsmoeglichkeit von nur grob sortiertem Sekundaerbeton untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass selbst sehr niederwertiger Kernbeton aus Betonresten, Mauersteinen, Moertel, Asphaltbeton sowie Holz- und Stahlresten als Zuschlagstoffe und in einem Zementmoertel mit nur 95 kg/m3 Zementgehalt als Fuellung bei zweischaliger Bauweise geeignet ist. Dabei werden duenne, durch Gittertraeger verbundene Stahlbetonschalen hergestellt, deren Zwischenraum mit dem Sekundaermaterial verfuellt wird. Dadurch kann der Materialkreislauf fuer mineralische Zuschlagstoffe auf einem sehr hohen Niveau geschlossen werden. Quintessenz: 1) bei konsequenter Verwertung liessen sich bis zu 15 Prozent der Primaerbaustoffe durch Sekundaerstoffe ersetzen; 2) durch die Verwertung von Bauschutt koennte der Bedarf an Deponieraum und Verbrennungskapazitaet um etwa die Haelfte reduziert werden; 3) durch die Verwertung von Bauschutt liessen sich bis zu 95 Prozent der Energie einsparen, die fuer Herstellung und Transport von Baustoffen aus Primaermaterialien notwendig sind; 4) bei der Herstellung von Baustoffen aus Sekundaerstoffen fallen weniger Nebenprodukte und damit auch weniger Schadstoffe als bei der Herstellung aus Primaerstoffen an.
Das Projekt "Langzeituntersuchung der korrosionsfoerdernden Einfluesse von atmosphaerischem SO2 und NOx auf Kalk- und Zementmoertel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Siegen, Fachbereich 8 Chemie - Biologie, Labor für Bau- und Werkstoffchemie durchgeführt. Der schaedigenden Wirkung von SO2 und NOx aus der Atmosphaere auf Moertel und Beton ist - meist unter dem Hinweis auf die 1000- bis 5000-fach geringere Konzentration gegenueber dem CO2 - wenig Beachtung geschenkt worden. In diesem Vorhaben sollen die langfristigen Auswirkungen von erhoeht schadstoffbelasteter Atmosphaere (SO2 und NOx) auf Zement- und Kalkmoertel untersucht werden. Insbesondere soll auch eine gemeinsame Belastung mit SO2 und NOx simuliert werden, was bisher noch nicht untersucht wurde. Neben der Pruefung der technologischen Eigenschaften (Festigkeiten, E-Modul, Wasseraufnahme, Quell-/Schwindverhalten u.a.) sollen vertieft die chemisch-mineralogischen Veraenderungen in der Bindemittelsteinmatrix (Reaktionsprodukte, Porositaet, Struktur, u.a.) untersucht werden; z.T. erfolgen die chemisch-mineralogischen Untersuchungen in Tiefenprofilen. Ziel des Vorhabens ist eine weitgehend abschliessende Klaerung der Einfluesse der Luftschadstoffe auf Zement- und Kalkmoertel.
Das Projekt "Entwicklung eines sehr umweltverträglichen Fugensystems auf Basis von Tonerdenzement (Aluminatzement) zur Substitution umweltschädlicher Epoxydharz-gebundener Fugensysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kiesel Bauchemie GmbH u. Co. KG durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, ein umweltverträgliches Fugensystem auf der Basis von Tonerdenzement (Aluminatzement) zu entwickeln. Mit Hilfe des neuen Systems können die umweltschädlichen Epoxydharzsysteme gebundener Fugensysteme substituiert werden. Ein weiterer Effekt der Substitution ist die signifikante Senkung des Energieverbrauchs sowie die Schonung natürlicher Ressourcen in der Baustoffindustrie. Das Umweltproblem liegt bei der noch hohen Verwendung von Epoxydharzen als Bindemittel bei Fugenarbeiten. Die Synthese von Epoxydharzen ist sehr rohstoff- und energieintensiv. Fugen-EP-Systeme sind nicht dauerhaft umweltschädlich, sondern Belasten bei ihrer Herstellung und Verarbeitung die Umwelt. Die Gefahrenstoffkennzeichnung von Epoxydharzsystemen bewegt sich von ätzend, gesundheitsschädlich, bis zu R-Sätzen, die ein Selbstbedienungsverbot im Verkauf zur Folge haben. Diese Deklarierung der Stoffe geht einher mit einer aufwendigen Entsorgung der Epoxydharze. Bei einer Gesamtbetrachtung ist der gesamte Komplex Epoxydharze sehr Umwelt belastend. Die neue CAC-Flexfuge wird an diesen Problemen ansetzen und eine umweltverträgliche Alternative aufzeigen. Der Herstellungsprozess des neuen Produktes ist weniger rohstoff- und energieintensiv. Die Gefahrenstoffkennzeichnung bei der Flexfuge beschränkt sich auf die Einstufung reizend. Das ist eine weitaus weniger umweltschädliche Einstufung als bei den Epoxydharzen. Das Projektziel konnte erreicht werden. Auch wirtschaftlich wollen wir die royal Fuge vom Start einen hohen Stellenwert geben. Wir haben mit sofortiger Wirkung alle Servoperl Normal-Flex-Fugen aus der Produktion genommen, welche alle ein Carbonataufschäumen zeigen. Der Nachfolger ist ausschließlich die CAC-Flexfuge royal. Wir versprechen uns damit eine gesteigerte Nachhaltigkeit und eine geringere Reklamationsrate in der Praxis. Das Konzept, dass bei einem gewissen Mehrpreis im Vergleich zu einem Standfugenmörtel ein annähernd vergleichbares Leistungsspektrum wie bei einer Epoxydharzfuge gegenüber steht, wird offensichtlich von den Kunden sehr gut angenommen. Dabei ist die Biofilmresistenz ein in der Praxis immer wichtigeres Thema und wird zusätzlich gerne angenommen.
Das Projekt "Vorhaben: Entwicklung und Untersuchung einer Faserzementmörtelummantelung (FZM) für konstruktive Stahlrohrelemente in Offshorekonstruktionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Salzgitter Mannesmann Line Pipe GmbH durchgeführt. An allen maritimen technischen Oberflächen, seien es Schiffsrümpfe oder Offshore-Windenergieanlagen siedeln sich Muscheln, Seepocken und andere kleine Meeresbewohner an. Dieses Problem - man bezeichnet es als Biofouling - verursacht jedes Jahr wirtschaftliche Schäden in Milliardenhöhe. Der Bewuchs verringert nicht nur die Lebensdauer der technischen Anlagen und Materialien, sondern führt auch zu Energieverlusten sowie Stillstandzeiten durch zusätzliche Wartungen bis hin zum kompletten Ausfall der Anlage. Bisherige Gegenmaßnahmen haben viele Nachteile: Biozide Anstriche unterbinden zwar den Bewuchs, gefährden jedoch die Umwelt, da sie sich im Wasser anreichern. Die bislang noch zulässigen Zinn- und Kupferanstriche sollen in absehbarer Zeit durch giftfreie Lösungen ersetzt werden. Wichtige Aspekte sehen die Antifouling-Forscher des Verbundprojekts FOULPROTECT in der Beschaffenheit von Oberflächen, die einen enormen Einfluss auf die Besiedlung von Organismen haben. Ein großes Potenzial als biozidfreier Bewuchsschutz bieten daher neuartige silikonmodifizierte Polymere, welche in Kombination mit Hydrogelen gezielte Oberflächenstrukturen ausbilden können. Zusätzlich soll die Oberfläche mechanisch strukturiert werden. Hierzu wird ein Applikationsverfahren genutzt, welches am Fraunhofer IFAM entwickelt wurde und zu einer Ribletstruktur führt, die in der Geometrie der Haifischhaut nachempfunden ist. Neben der Entwicklung von biozidfreien Beschichtungskonzepten insbesondere für Schiffe, haben die Wissenschaftler auch den maritimen Bewuchs von unter Wasser stehenden Betonbauten im Blick. Spezielle Mörtel-Umhüllungskonzepte sollen dabei die mikrobiell induzierte Korrosion verhindern. Gleichzeitig werden abgestimmt auf das Beschichtungsmaterial neue Reinigungsverfahren evaluiert, die ein Ablösen des Bewuchses mit niedrigem Kraftaufwand ermöglichen und den Lack oder die Umhüllungsstruktur nicht schädigen. Sowohl die Beschichtung als auch das Reinigungsverfahren werden stets unter dem Aspekt der geringsten Umweltbelastung betrachtet.
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