Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Stärke als Rückprallminderer im Nassspritzbeton

Anschrift
Südzucker AG - Zentralabt. Forschung, Entwicklung und Services (ZAFES)
67283 Obrigheim (Pfalz)
Wormser Str. 11
Kontakt
Dr. Alireza Haji-Begli
Tel: +49 6359 803-382
E-Mail: alireza.hajibegli@suedzucker.de
FKZ
22011308
Anfang
01.06.2009
Ende
30.09.2011
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Projektes ist es, auf Basis des nachwachsenden Rohstoffs Stärke geeignete Produkte für die Anwendung im Nassspritzbeton zu entwickeln, die den Rückprall beim Applizieren des Spritzbetons vermindern und dabei die Betonqualität nicht negativ beeinflussen. Auf Basis ausgewählter Stärkerohstoffe sollen Derivate unter Variation des Herstellungsverfahrens synthetisiert und umfassend charakterisiert werden. Neben den analytischen und physikalisch-chemischen Untersuchungen sollen die Produkte hinsichtlich ihrer anwendungsspezifischen Eignung nach einschlägigen Methoden geprüft werden. Basierend auf den erzielten Ergebnissen sollen einige ausgewählte Produkte im Technikumsmaßstab produziert, unter technisch und praxisrelevanten Bedingungen in Nassspritzversuchen eingesetzt und ihre Wirkung hinsichtlich des Rückprallanteils sowie der Betoneigenschaften im Vergleich zur Nullprobe gemessen und bewertet werden. Hierdurch wird der Einsatz des nachwachsenden Rohstoffs Stärke und ihrer Derivate in einem mengenmäßig hoch interessanten Anwendungsfeld gefördert und ein signifikanter Beitrag hinsichtlich der Ökonomie und Ökologie in diesem Sektor geleistet.
Ergebnisdarstellung
Durch gezielte Derivatisierung von unterschiedlichen Stärkerohstoffen wurde eine Reihe von Stärkeprodukten mit dem gewünschten Anforderungsprofil im Labor- und Technikumsmaßstab hergestellt, charakterisiert und hinsichtlich ihres Anwendungspotentials gescreent. Eine Auswahl der neu entwickelten Derivate bewirkte in der ersten Applikationsserie eine Reduktion des Rückpralls um ca. 40%. Dieser Befund konnte jedoch in zwei weiteren Spritzbetonversuchen nicht reproduziert werden. Die Detailanalyse der rheologischen Experimente zeigte, dass die intensive Einwirkung von Scherkräften bei der Applikation zu einem Zusammenbruch der rheologischen Eigenschaften führt und somit die angestrebte Wirkung der Stärkeprodukte verloren geht. Basierend auf diesen Erkenntnissen wurde in einem neuen Konzept das Problem dadurch gelöst, dass die Beimischung des Derivates zum Frischbeton zum spätest möglichen Zeitpunkt, also in der Spritzdüse, erfolgte. Für diese Anpassung war es notwendig, neue Stärkeprototypen zu entwickeln, die entweder gelöst im Beschleuniger oder parallel dazu dem Beton zugesetzt werden konnten. Die praxisrelevanten Spritzversuche ergaben eine signifikante Reduktion des Rückpralls um 50 %. Optimierungsbedarf gibt es noch bei den leicht erniedrigten Frühfestigkeiten, die mikroanalytischen Untersuchungen zeigen jedoch erste Lösungsoptionen auf.

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