Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Untersuchungen zur Auslaugung schwer perkolierbarer Baustoffe unter Berücksichtigung neuer deutscher und europäischer Regelwerke mit dem Ziel einer nachhaltigen Verwendung

Die Kreislaufwirtschaft hat in Deutschland einen sehr hohen Stand erreicht. Gleichzeitig steigt aber auch der Druck der Öffentlichkeit zum Schutz vor jeglicher Art von Kontamination. Um schwermetallhaltige industrielle Nebenprodukte und Stäube auch in solchen Bereichen einsetzen zu können, die der Beregnung ausgesetzt sind, muss eine hohe Sicherheit gegen die Auslaugbarkeit von Schwermetallgehalten und anderen Schadstoffen gegeben sein.

In diesem Forschungsvorhaben soll ein umfangreiches Basiswissen für Auslaugverfahren geschaffen werden, die für die Untersuchung der Umweltverträglichkeit sehr feinkörniger, zur Verfestigung neigender Materialien geeignet sind. Ziel ist es, Empfehlungen für die Verbesserung bzw. Präzisierung bereits bestehender Normen sowie für die Entwicklung neuer Normen auszusprechen.

Ein weiteres Ziel ist es, für die untersuchten Materialien eine Übersicht zu erstellen, die Auskunft darüber gibt, welche feinkörnigen Baustoffe noch mit einem „normalen“ Perkolationsverfahren untersucht werden können und ab wann alternative Auslaugmethoden angewendet werden müssen. Diese Übersicht soll als Entscheidungskriterium direkt in die Normen einfließen und so dazu beitragen, eine unnötige und zeit- sowie kostenintensive Wiederholung von Auslaugprüfungen zu vermeiden.

Ergebnisse von Durchlässigkeitsversuchen sollen Auskunft über die Durchströmbarkeit von feinkörnigen Baustoffen in Perkolationsversuchen liefern.

Die Ergebnisse verschiedener Versuchsansätze (Schüttelverfahren (DIN 19529), Säulenverfahren mit bzw. ohne Sandzumischung (DIN 19528), GLHC-Verfahren (DIN CEN/TS 16637-2), Standtest (E-DIN 19546) sollen untereinander sowie mit bestehenden Grenzwerten verglichen werden.

Die Ergebnisse sollen eine Basis für die Erarbeitung von Grenzwerten schaffen.

Mit der Aufbereitung und Vermarktung feinkörniger Materialien aus verschiedenen Industriezweigen sind überwiegend KmU befasst, für die es von großer Bedeutung ist, gesicherte Absatzbereiche zu haben bzw. neue Absatzmärkte zu erschließen. Ein erweiterter Kenntnisstand über das Auslaugpotential feiner und schwer perkolierbarer Stoffe - gerade in Bezug zu Grenzwerten der geplanten EBV - hilft, Geschäftsfelder zu sichern oder neue zu erschließen und so den Anteil der verwendbaren feinkörnigen Nebenprodukte zu erhöhen.

Ergebniszusammenfassung:

Ziele des Forschungsvorhabens waren einerseits, ein umfangreiches Basiswissen bezüglich Auslaugverfahren zu schaffen, die als Alternativverfahren für schwer perkolierbare Baustoffe angewendet werden sollen und andererseits, Empfehlungen für die Entwicklung bzw. Verbesserung solcher Verfahren auszusprechen. Im Fokus standen dabei Säulenversuche mit Quarzsandzumischung gemäß DIN 19528 sowie das GLHC-Verfahren gemäß CEN/TS 16637-2, Anhang A. Neben einem in der Norm angegebenen Quarzsandanteil von 80 % wurde auch eine Zumischung von 50 % untersucht.

Mit dem Parameter „feinkörniger Anteil“ (< 63 µm) wurde ein Entscheidungskriterium gefunden, mit dem schnell ermittelt werden kann, ob eine Probe mit einem Standard- oder einem Alternativverfahren zu untersuchen ist. Bentonitgebundene Gießereisande und Steinkohlenflugaschen sollten unabhängig davon immer mit einem Alternativverfahren geprüft werden.

Bei den Baustoffen, die durch Verfestigung oder Volumenvergrößerung gekennzeichnet sind, lieferten auch die Alternativverfahren nicht immer zufriedenstellende Ergebnisse. Während einige Säulenversuche mit feinkörnigen Baustoffen und 50 % Quarzsandzugabe nicht durchgeführt werden konnten, wurden zum Teil mit 80 % Zugabe die Konzentrationen stärker beeinflusst, so dass eine optimale Quarzsandmenge in einem Bereich zwischen diesen Werten liegen wird. Bei einigen Proben kam es trotz sorgfältigen Einbaus zu Entmischungen, was eventuell über eine feinere Quarzsandkörnung minimiert werden könnte. Weitere Säulenversuche sollten diesen Sachverhalt anhand unterschiedlicher Quarzsandkörnungen klären. Die Versuchszeiten für Säulenversuche werden durch die Quarzsandzugabe stark verkürzt, so dass diese zum Teil bereits nach ¼ der ursprünglichen Zeit abgeschlossen werden konnten. Auch dies könnte einen entscheidenden Einfluss auf die Eluatkonzentrationen haben und sollte in weiteren Untersuchungen geprüft werden.