Realistische Bewertung des chemischen Angriffspotentials auf Betonbauwerke infolge Pyritoxidation durch Baumaßnahmen

• Applicants: Professor Dr.-Ing. Rolf Breitenbücher; Professor Dr. Frank Wisotzky
• Subject Area: Construction Material Sciences, Chemistry, Building Physics
• Term: from 2006 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 21603282

Verschiedene Bodenformationen können eisensulfidhaltige Bestandteile (Pyrit) enthalten, die bei Sauerstoffzutritt v. a. zu Schwefelsäure und Eisensulfaten oxidiert werden. Ein solcher Sauerstoffzutritt ist bei nahezu jeder Baumaßnahme möglich (Bodenaushub, Tunnelauffahrung, Grundwasserabsenkung etc.), allerdings erfolgt dies in sehr unterschiedlichem Ausmaß. Die genannten Oxidationsprodukte können dann in Form eines kombinierten Säure-Sulfatangriffs Beton chemisch mehr oder weniger stark angreifen. Dieses kritische Verhalten pyrithaltiger Böden ist vom Prinzip her bekannt, jedoch ist das Ausmaß der bei üblichen Baumaßnahmen tatsächlich ablaufenden Pyritoxidation und die daraus entstehenden Konzentrationen betonangreifender Stoffe weitgehend ungeklärt. Damit kann auch der potentielle chemische Angriffsgrad, der zunächst nur indirekt von solchen Böden ausgeht, derzeit nicht ausreichend genau abgeschätzt werden. Ebenso ist auf der Widerstandsseite das Verhalten des Betons gegenüber solchen kombinierten Schwefelsäure-Sulfatangriffen noch nicht eingehender untersucht worden. Schwerpunkte dieses interdisziplinären Forschungsvorhabens sind daher: a) Geologische/hydrogeologische Untersuchungen zur Pyritoxidation, wie sie im Rahmen von Baumaßnahmen tatsächlich auftritt, mit dem Ziel, daraus den jeweiligen Angriffsgrad realistisch bestimmen zu können. b) Baustofftechnische Untersuchungen zum daraus resultierenden kombinierten Säure- Sulfatangriff auf Beton, mit dem Ziel, Grenzen der Anwendung und einschlägige betontechnologische Maßnahmen für diesen Sonderfall definieren zu können. In der letzten Phase (3. Antragsjahr) sind Untersuchungen zu möglichen baustofftechnischen und hydrogeochemischen Gegenmaßnahmen (z. B. Zugabe von Fe(O)-Nanopartikeln in betroffene Bereiche des Untergrundes) vorgesehen.

• DFG Programme: Research Grants