Green-KAT - Härtestabilisierungsmittel Koralmtunnel

Projekt: Foschungsprojekt

Beschreibung

Polyasparaginsäure stellt eine in der Praxis bewährte Möglichkeit dar, die Nukleation und das Aufwachsen von Karbonatmineralen, wie z.B. Kalzit, zu verzögern (Inhibition). Es können grundsätzlich auch andere organische Säuren oder deren Säurereste (am geeignetsten s.g. grüne Inhibitoren (also biologisch abbaubar) hierfür verwendet werden, wie z.B. Zitronensäure, Weinsäure (werden ja auch alsbald im Tunnel getestet; also muss es nicht unbedingt das Produkt Polyasparaginsäure sein, was am besten anzuwenden wäre). Der Vorteil dieser Anwendung ist, dass die obengenannten Produkte keine gesundheitliche Gefahrenpotentiale bei dem Transport, Lagerung, Zudosierung etc. beinhalten. Ferner werden diese Produkte in extrem geringen Konzentrationen der Lösungen zugegeben (etwa 2- 10 mg/kg Lösungsmittel (ppm) bzgl. DOC: Dissolved Inorgnaic Carbon), also DOC Gehalten, die in der Natur in Wässern durchaus geogen auftreten können und keine Problematik in Bezug auf Umwelt etc. darstellen. Bei deren Wirkung ist nicht der Säurecharakter entscheidend sondern die Eigenschaften der reaktiven Molekülgruppen der Aminosäure. Letztere (also die „Säurereste“) wirken Komplexbilden auf das gelöste Ca2+ Ion (ähnlich wie auch Phosphationen), aber in diesem Fall sehr viel wichtiger: Die Amino- und Carboxylgruppen gehen mit Nukleationskeime und Karbonatmineraloberflächen spezifische Bindungen und Wechselwirkungen ein und „blockieren“ hier äußerst effektiv ein Weiterwachsen, welches den Abscheidungsprozess nicht verhindert aber deutlich verzögern kann. Eine Korrosion von Betonkonstruktionen über obige Polyasparaginsäure Anwendung ist nicht zu erwarten, da es sich bei Polyasparaginsäure um eine sehr schwache Säure handelt, die kaum dissoziiert ist und zudem in dem Produkt als Säurerest vorliegt und daher die pH Abnahme nicht relevant hat (kein Säureangriff). Ferner ist die eingesetzte Konzentrationen an Polyasparaginsäure viel zu gering, als das diese zu einem Anlösen von Beton führen (Komplexbildung von Ca2+ Ionen sehr gering in obigen DOC Bereich) könnte.

Demgegenüber ist die klassische Methode der Verwendung von anorganischen Säuren, wie Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, zur Entfernung oder auch Verhinderung der Kalkbildung mit erheblichen gesundheitliche Gefahrenpotentialen bei dem Transport, der Lagerung, der Zudosierung etc. verbunden. Dies betrifft neben Hautkontakt o.a, mit einer stark konzentrierten Lösung auch insbesondere die Entwicklung von Gasen, wie HCl („rauchende Salzsäure“). Letzteres Gas, welches sich selbst bei verdünnter Salzsäure noch in nennenswerten Konzentrationen in der Gasphase befindet, kann sich leicht verbreiten und wirkt stark korrosiv sowohl auf Beton als auch auf metallische Bauteile insbesondere Eisen und Stahl (wenn die chloridhaltigen Dämpfe an die Bewehrung gelangen, so besteht immer die Gefahr der Lochfraßkorrosion). Eine präventive Dosierung selbst von kleinen Mengen HCl über längere Zeiträume ist daher bei Drainagesystemen, die mit Betonbauwerken in Kontakt stehen, immer stark risikobehaftet. Falls dennoch auf eine HCl Zugabe nicht verzichtet werden kann, sollte diese nur anlassbezogen (z.B. bei sehr starker Versinterung), über kurze Zeiträume und in so geringen Konzentration erfolgen werden, dass ein potentieller Säureangriff auf Beton bzw. Bewehrung nicht relevant ist. Außerdem müssen bei Einleitung vom mit HCl behandelten Tunnelwässern in einen Vorfluter die wasserrechtlichen Vorgaben der Qualitätszielverordnung Chemie d.h. im konkreten Fall die relevanten Emissionsgrenzwerte für Chlorid eingehalten werden.
StatusLaufend
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/08/1931/10/20