Einfluss des Eluenten auf die Auslaugung von Spurenelementen aus Beton

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Anya Vollpracht
• Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 254458234

Die Umweltverträglichkeit von Baustoffen bei ihrer Nutzung und Wiederverwertung hat erheblich an Bedeutung gewonnen. Zementgebundene Baustoffe tragen durch Auslaugung zum Eintrag von Spurenelementen in Boden und Grundwasser bei. In den letzten 20 Jahren wurden in Deutschland und in den Niederlanden umfangreiche Forschungsvorhaben zu dieser Thematik durchgeführt. In beiden Ländern wurden die Erkenntnisse herangezogen, um Bewertungskonzepte für die Auslaugung von Beton zu entwickeln. Basis der Bewertung sind in beiden Ländern Auslaugversuche, die mit deionisiertem Wasser durchgeführt werden. Der Einfluss von im Eluenten enthaltenen Substanzen und von veränderlichen pH-Werten wird dabei nicht berücksichtigt. Aktuelle Forschungs-ergebnisse zeigen, dass der lösende Angriff, den deionisiertes Wasser auf Beton ausübt, erhebli-chen Einfluss auf die Auslaugung von Spurenelementen hat. Aus diesem Grund sind für realistische Prognosen der Schadstofffreisetzung Auslaugversuche mit realen Grundwässern erforderlich, entsprechende Versuchsergebnisse liegen derzeit jedoch nicht vor. Da Grundwässer bezüglich ihrer Inhaltsstoffe sehr unterschiedlich sind, wurden für dieses Vorhaben Gebiete ausgewählt, deren Grundwässer die Spannbreite der relevanten Parameter in Deutschland abdecken. Mit diesen Grundwässern sowie deionisiertem Wasser und definierten Prüfwässern sollen die Freisetzungsraten in Abhängigkeit des anstehenden Wassers ermittelt werden.Der anstehende Boden hat aufgrund seiner löslichen Inhaltsstoffe, seiner Adsorptions- und Pufferkapazität Einfluss auf das Eluat und damit auf die Auslaugung von Beton. Dies wird bisher im deutschen Bewertungskonzept nicht berücksichtigt. Allerdings wurde davon ausgegangen, dass die Freisetzung bei wassergesättigtem Boden geringer sei als bei der Auslaugung in Wasser, weil weniger Eluat zur Verfügung steht. Die Auslaugrate wurde daher mit der effektiven Porosität des Bodens multipliziert. Diese Hypothese wurde mittlerweile mittels Diffusionsberechnungen widerlegt. Ein Vorschlag, wie dieser Aspekt im Bewertungsmodell zukünftig Berücksichtigung finden soll, liegt bislang nicht vor. Ein Teilziel dieses Projekts ist es, hier eine Datengrundlage und Empfehlungen für die praktische Umsetzung zu erarbeiten.Ebenfalls Einfluss auf die Auslaugung haben die Temperatur und im Falle von Betonfertigteilen eine Vorcarbonatisierung des Betons. Daher werden diese Faktoren in das Versuchsprogramm inte-griert. Zielsetzung dieses Projekts ist somit die Erweiterung des Kenntnisstands zu den Mechanismen der Auslaugung von Beton bei der Anwendung im Kontakt mit Grundwasser. Vor dem Hintergrund der aktuellen Diskussionen um eine neuerliche Verschärfung der Geringfügigkeitsschwellen und den daraus wahrscheinlich resultierenden strengeren Beurteilungskriterien erscheint es sinnvoll und notwendig, eine realistischere Bewertungsgrundlage für die Umweltverträglichkeit von Beton zu finden als die Elution in deionisiertem Wasser.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen