Bodenverbesserungen nehmen einen großen Stellenwert in der Baubranche ein. Aufgrund von steigendem Umweltbewusstsein können Injektionsmittel wie Natron-Wasserglaslösungen nicht mehr verwendet werden. Daher besteht die Notwendigkeit ein neues umweltfreundliches und ressourcenschonendes Injektionsmittel zu entwickeln. Zu diesem Zweck wird ein dreikomponentiges, wasserquellfähiges Hydrogel auf Acrylatbasis entwickelt, welches zu einer elastischen Masse aushärtet und wasserundurchlässig ist.
Grundwasseruntersuchungen
Um die Umweltfreundlichkeit zu untersuchen, werden umgekehrte Säulenversuche durchgeführt. Bei diesen wird ein Zylinder mit Sedimenten befüllt und von unten nach oben mit Wasser, welches das Grundwasser darstellt, durchströmt. In den nun gespülten Aufbau wird das zu testende Material von der Seite injiziert und die Spülung wieder gestartet. Das austretende Eluat wird anschließend konstant mit einem Multimeter auf den pH‑Wert, die elektrische Leitfähigkeit und die Trübung sowie, durch weiterführende Tests, auf den TOC-Gehalt untersucht.
Bild: Aufbau für den umgekehrten Säulenversuch
Ergebnisse von freigelegten Probekörpern sehen wie folgt aus:
Bild: freigelegter Probekörper a) Seitenansicht, b) Draufsicht
TOC-Gehalt von Feststoffproben
Bild: soli TOC cube mit Analysenwaage und Aufzeichnungseinheit
Der TOC-Gehalt kann nicht nur an Eluat ermittelt werden, sondern auch an Feststoffproben. Dafür verwenden wir einen soli TOC cube. Mit ihm können durch Temperaturrampenverfahren die verschiedenen Kohlenstofffraktionen normkonform nach DIN 19539 differenziert werden. Die Probe wird mit einer Heizrate von 70 °C pro Minute auf die gewünschte Temperatur erhitzt, die dann für eine bestimmte Zeit gehalten wird. Das bei den jeweiligen Temperaturen entstandene CO2 repräsentiert die unterschiedlichen Kohlenstofffraktionen und wird mit Hilfe eines NDIR-Detektors ermittelt. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass es ohne Probenvorbereitung oder den Einsatz von Säuren auskommt. Es werden lediglich feste Proben in den wiederverwendbaren Tiegeln eingewogen, auf den automatischen Probengebergestellen und die Messreihe kann gestartet werden.
Bild: Analyse einer Sandprobe mittels dreistufigem Temperaturrampenverfahren