Projekt 04577/02

Entwicklung von Schnellbestimmungsmethoden zur baustofftechnischen Charakterisierung von Braunkohlenfilteraschen (BFA) im Hinblick auf einen großtechnischen Einsatz als Bindemittelkomponente im Deponie/Wasser- und Elementebau sowie zur Schadstoffimmobili

Projektträger

mpa-Labor f√ľr Materialpr√ľfung und -analyse GmbH
Ernst-Thälmann-Str. 12
04349 LeipzigZielsetzung und Anlass des Vorhabens Gegenstand des Vorhabens waren weiterf√ľhrende stoffliche Untersuchungen von Braunkohlenfilteraschen (BFA) bez√ľglich des baustofflichen Einsatzes. √úberwiegend handelte es sich dabei um chemische, mineralogische und baustofftechnischen Untersuchungen mit dem Ziel, ermittelte mechanischtechnologische Kennwerte von aus BFA, Bindemitteln und inerten Zuschlagstoffen gefertigten Pr√ľfk√∂rpern und Bauteilen mit den stofflichen Ausgangskenngr√∂√üen zu vergleichen. Auf der Basis der hydrostatischen W√§gung wurden Schnellbestimmungsmethoden entwickelt, die, auf verschiedene BFAen angewendet, eine praxisbezogene Klassifizierung dieser Art von Reststoffen erm√∂glicht. Mit praxisnahen Versuchen wurde die Wirksamkeit der Schnellbestimmung √ľberpr√ľft. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenVoraussetzung f√ľr einen gro√ütechnischen Einsatz von BFAen im Bauwesen ist die genaue Kenntnis des baustofftechnischen Reaktionsverhaltens. Es ist bekannt, da√ü die chemischen, mineralogischen als auch die Baustoffparameter einzelner Aschechargen und -typen schwanken. Ursachen liegen in dem differierenden stofflichen Bestand der Ausgangskohlen, in den spezifischen Kohleabbaubedingungen und in den Entaschungssystemen der Kraftwerke begr√ľndet. Zun√§chst wurden verschiedene BFAen mitteldeutscher Kraftwerke stofflich umfassend untersucht. Dabei werden Methoden der chemischen Analytik, der R√∂ntgendiffraktion, der Rasterelektronen- und Lichtmikroskopie, der energiedispersiven Mikroanalyse als auch baustofftechnische Untersuchungsmethoden eingesetzt. Als Schnellbestimmungsmethode wurde das Prinzip der hydrostatischen W√§gung apparatetechnisch weiterentwickelt und auf die Ausgangsaschen und die Baustoffgemische angewendet. Die dabei aufgenommenen Me√üwerte sollten eine Charakterisierung des baustofflichen Verhaltens erm√∂glichen. In kleintechnischen Versuchen der Verwendung unbekannter BFA - Chargen beim baustofflichen Einsatz ist durch diese Schnellbestimmungsmethode eine kurzfristige Charakterisierung des zu erwartenden Reaktionsverhaltens m√∂glich. Ergebnisse und Diskussion Zum Projekt liegt der ausf√ľhrliche Abschlu√übericht vom Januar 1999 vor. Das Projekt versteht sich als Fortsetzung der im F√∂rderprojekt AZ 04577/01 erarbeiteten Ergebnisse. Im ersten Projektteil wurden 8 unterschiedliche BFAen ostdeutscher Kraftwerke stofflich umfassend charakterisiert. Nun konnten diese Untersuchungen auf weitere 24 BFA-Chargen angewendet werden. Von allen BFA-Chargen wurde der chemische Bestand der Ausgangsaschen aufgenommen. Um die Unterschiede im Hydratationsverhalten auf die Varianz der chemischen Bestandteile zur√ľckzuf√ľhren, wurden umfangreiche Untersuchungen zum zeitlichen Verlauf der Gehalte an wasserl√∂slichen Komponenten w√§hrend der ersten Stunden der Hydratationsreaktion durchgef√ľhrt. Dabei wurden reine Aschessysteme und Mischungen aus 50% BFA und 50% Portlandzement untersucht. Durch DIN-gerechte baustoffliche Untersuchungen wurden die mit den reinen Ausgangsaschen erreichbaren Druck- und Biegezugfestigkeiten nach 7, 14, 28, 56, 90 und 180 -Tagen aufgenommen. Es konnten deutliche Unterschiede zwischen den einzelnen BFA festgestellt werden. Dies betraf auch die Variation der Verarbeitungs- und Lagerungsbedingungen. Mit den vorgelegten Ergebnissen an reinen Aschepr√ľfk√∂rpern und an den Sonderrezepturen wurde erstmals ein √úberblick √ľber das Erh√§rtungs- und L√§ngen√§nderungsverhalten von speziellen Baustoffen aus BFA und anderen Binde- bzw. Zuschlagstoffkomponenten in Abh√§ngigkeit vom BFA - Gehalt gegeben. Ausgehend von einer stofflichen Einsch√§tzung einer Ausgangsasche wird es mit den dargestellten Ergebnissen m√∂glich, gew√ľnschte Baustoffeigenschaften auf der Basis einzustellender Rezepturen durch Variation der BFA- und PZ-Gehalte zu erzielen. Die Kenntnis der Aktivit√§t der einzusetzenden Asche spielt dabei eine gro√üe Rolle. Die umfangreichen Untersuchungen stehen in unmittelbarem Zusammenhang mit der praktischen Anwendung. W√§hrend der Einsatz des reinen Aschebinders ohne weitere Zus√§tze wegen der schwankenden Eigenschaften nicht realistisch ist, scheint der Einsatz der Spezialmischungen f√ľr besondere Anwendungen aussichtsreich. Um Bausch√§den zu vermeiden, mu√ü die eingesetzte BFA bez√ľglich ihrer stofflichen Aktivit√§ten gepr√ľft werden. Im Sinne des Baufortschrittes hat diese Pr√ľfung in wenigen Stunden zu erfolgen, um √ľber den Einsatz dieser Aschecharge zu entscheiden. Es konnte innerhalb der Arbeit gezeigt werden, da√ü sich dieses reaktive baustoffliche Verhalten mit Schnellbestimmungsmethoden vorhersagen l√§√üt. √Ėffentlichkeitsarbeit und Pr√§sentation Kontaktadresse: Firma mpa Labor f√ľr Materialpr√ľfung und -analyse GmbH, Ernst-Th√§lmann-Stra√üe 12, 04349 Leipzig / OT Plau√üig, Ansprechpartner: Herr Werner, Tel. 034298 / 30-270, Fax -117. Fazit Braunkohlenfilteraschen k√∂nnen ebenso wie andere Kraftwerksaschen in der Bauwirtschaft eingesetzt werden, wenn sie bestimmte Qualit√§tseigenschaften erf√ľllen bzw. mit Zement verschnitten werden (Hinweis: beim Dispersopt-Verfahren der IVU GmbH ist durch die Ettringit-Bildung keinerlei Zementzugabe erforderlich). Die differierenden Braunkohleeigenschaften, aber auch die Fahrweise der Kraftwerke (wechselnde Feuerraumbedingungen) f√ľhren zu unterschiedlichen Aschetypen. Schnellbestimmungsmethoden k√∂nnen helfen, die Aschen bei der Abf√ľllung aus den Elektrofiltern oder aber aus Zwischenlagern hinsichtlich ihrer Verwertbarkeit zu kennzeichnen und zu sortieren. Durch die Anwendung der hydrostatischen W√§gung kann der Zeitbedarf f√ľr die bautechnische Charakterisierung typisierter Aschen von √ľber 3 Tagen auf 1 bis 2 Stunden verringert werden. Es k√∂nnen hochqualitative Nutzungsm√∂glichkeiten besser erschlossen, der ggf. notwendige Zementanteil reduziert und vor allem bei erkannter Nichteignung der Aschen m√∂gliche Bausch√§den vermieden werden. Die Anwendung der Schnellbestimmungsmethode wurde an praktischen Beispielen demonstriert, wobei der Schwerpunkt die Herstellung von Bauk√∂rpern und -teilen aus der Asche-Zementmischung WEWA-NIT war, die von der Firma mpa entwickelt wurde. Eine Liste von Referenzobjekten verdeutlicht den Umfang der Arbeiten. Darunter befinden sich eine Leitwand f√ľr die Herstellung von Dichtw√§nden und eine Teichabdichtung in Woschkow. Untersuchungen zur Immobilisierung von kontaminierten √Ėlschl√§mmen einer Altdeponie konnten nicht fertiggestellt werden. Mit Abschlu√ü der Arbeiten liegen eine F√ľlle von Detailergebnissen vor, welche eine gute Grundlage f√ľr eine praktische Verwertung der Filteraschen darstellen. Damit wurde mit der Projektidee erfolgreich ein Verfahren entwickelt, welches die M√∂glichkeiten der stofflichen Verwertung von Braunkohlenfilteraschen deutlich erweitern kann.

√úbersicht

Telefon

034298/30270

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Bundesland

Sachsen

Fördersumme

95.241,41 ‚ā¨

Förderzeitraum

16.09.1996 - 21.09.1999