Das Ziel der Bearbeitung des Vorlaufforschungsvorhabens ist es, die relevanten physikalischen Einflussgrößen auf die Qualität und Quantität des anfallenden Sinters zu erschließen. Versinterungen sind Kalkablagerungen, die die Leistungsfähigkeit von Leitungssystemen beeinträchtigen können.

Bild Sinterablagerungen in einem Drainagerohr

Grundlagenuntersuchungen zur Sinterbildung

Projektbeschreibung

Die physikalischen Einflüsse können dabei den Ablauf der chemischen Reaktion in Quantität und Zeit beeinflussen. Ebenso ist eine Beeinflussung der Kristallisationsform denkbar. Diese reichen derzeit von schleimig bis hart und sind mit dem bisherigen Kenntnisstand nicht prognostizierbar. Versinterungen treten u.a. im Zulauf- und Sohlbereich von Tunneldrainagen auf und verhindern somit den Abfluss von Sickerwasser. Zusätzlich erhöht sich der hydrostatische Druck auf das Tunnelgewölbe. Diese Versinterungen müssen mit kostenintensiven Sanierungs- und Instandhaltungsmaßnahmen entfernt werden. Eine Reduzierung des Sinteraufkommens ist daher erstrebenswert.

Bild Prüfgerät zur Ermittlung der Druckfestigkeit

Prüfgerät zur Ermittlung der Druckfestigkeit

Einflussfaktoren einer Sinterbildung

Einflüsse für die Quantität des Sinteranfalls sind u.a. Wasserhärte, Temperatur, Druck, pH-Wert und der Gasaustausch. Die physikalischen Einflüsse können dabei den Ablauf der chemischen Reaktion in Masse und Zeit beeinflussen. Zudem begünstigen zurückbleibende Versinterungen ein erneutes Kristallwachstum.

Bild Drainageschacht

Durchflussmesszelle Q³-BiK der Firma Zangenberg – eingebaut in einen Drainageschacht

Analyse von Sinterproben und Ableitung neuer Zielparameter

Im Rahmen der Bearbeitung des Projektes wurden Wasser- und Sinterproben sowie Geologie und Bauart von 15 Tunneln untersucht. Anhand der Analyse erfolgte eine Einteilung des Sinters in verchiedene Klassen. Mit den entwickelten Ergebnissen wurden in der folgenden Auswertung neue Zielparameter der eingesetzten Baustoffe und der Geometrie des Drainagesystems abgeleitet. Anschließend erfolgte eine Formulierung von möglichen Entwicklungsansätzen. Mit diesen neuen Entwicklungen können enorme monetäre Mittel zur Funktionserhaltung von Tunneldrainagen eingespart werden.


Ansprechpartner

Jan Glowig, M.Sc.
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j.glowigiab-weimar.de