REPORT - FEhS

14100001410000pH-Wert121086420pH-WertLF00 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60Sprühtermine8000600040002000Leitfähigkeit [µS/cm]pH-Wert121086420pH-WertLF00 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60Sprühtermine8000600040002000Leitfähigkeit [µS/cm]Bild 3: Gleitende Mittelwerte der pH-Werte und elektrischeLeitfähigkeiten im Sickerwasser der LDS IBild 4: Gleitende Mittelwerte der pH-Werte und elektrischeLeitfähigkeiten im Sickerwasser der LDS IIIm Langzeit-Auslaugversuch mittels Laborlysimeterunterschieden sich die LDS I bzw.LDS II in ihrem Auslaugverhalten insgesamtnur geringfügig voneinander. DieKonzentrationen der Parameter Cr(VI), Sbund F lagen während der gesamten Elutionsphaseunterhalb der jeweiligen Bestimmungsgrenze.Molybdän wurde bei beidenProben nur vereinzelt und meistens nur insehr geringen Konzentrationen bestimmt.Der stahlwerkstypische Parameter Gesamt-Chrom war bei der LDS I häufiger nachweisbarals bei der LDS II. Die Konzentrationenlagen aber mit mittleren Werten von3 µg/L bei der LDS I und 2 µg/L bei derLDS II nur wenig über der Bestimmungsgrenzevon 1 µg/L. Die pH-Werte in denSickerwässern der LD-Schlacken wareninsgesamt in ihrem Verlauf ähnlich (Bild 3und Bild 4). Die LDS II wies während dergesamten Versuchsdauer pH-Werte oberhalbvon 12 auf. Bei der LDS I zeigte sicheine langsam abnehmende Tendenz aufunter pH 12 nach rund 55 Sprühterminen.Beim Verlauf der elektrischen Leitfähigkeit(LF) unterschieden sich die beiden LD-Schlacken deutlicher voneinander: Währenddie LDS II keinen sehr deutlichen Trend zurAbnahme aufwies, nahm die LF der LDS Ikontinuierlich ab, so dass am Ende desVersuchs nach 60 Sprühphasen nur noch1906 µS/cm im Vergleich zu rund7810 µS/cm am Anfang der Untersuchunggemessen wurden (Bild 3).Die Ca-Konzentrationen in den Sickerwässernder LDS I verhalten sich ähnlichwie die LF und gehen mit zunehmenderVersuchsdauer zurück (Bild 5). Im Gegensatzdazu bleiben die Ca-Konzentrationenbei der LDS II auf einem hohen Niveau undkorrespondieren somit mit den Leitfähigkeiten(Bilder 3 und 4).− FeldversucheUm die in den Laboruntersuchungenermittelten Ergebnisse unter Freilandbedingungenzu verifizieren, wurden zwei Versuchsdeichegebaut. Die Wahl des Querschnittsder Versuchsdeiche erfolgte nachden Vorgaben der DIN 19712.Um das längerfristige Verhalten der Deicheunter natürlichen Witterungsbedingungenzu untersuchen, wurden diese nach Fertigstellungeingemessen. Anschließend wurdedie Höhenzunahme der Bauwerke inAbständen von etwa vier Wochen übereinen Zeitraum von insgesamt 20 Monatengemessen. Nach 20 Monaten wies derDeich I eine Höhenzunahme von 15,6 cm(6,2 %), der Deich II eine Zunahme von11,1 cm (4,4 %) auf. Trotzdem zeigt derDeich I auch nach einer Standzeit von rund20 Monaten nahezu keine Rissbildung.Lokale Aufwölbungen an der Oberflächetreten nur sehr vereinzelt auf. Die Abplatzungenauf der Deichkrone sind sehr wahrscheinlichauf eine Carbonatisierung derobersten LD-Schlackenschicht zurückzuführen.Diese sind jedoch weder flächenhaftvorhanden oder ausgedehnt, noch besonderstief. Der Deich II zeigt als Veränderunggegenüber dem Einbauzustand bei einereffektiven Höhenzunahme von ca. 15,6 cmerkennbare Quellerscheinungen im Bereichvon Flanke und Deichkrone. Die Oberflächeist in einer Schichtstärke von etwa 0,5 bis2 cm stark verfestigt und ohne Verbund zudem darunter liegenden Material. Dies führtteilweise zu vereinzelten Abplatzungen undeiner kleinscholligen Fragmentierung. Insgesamtlässt sich für beide Schlacken einedurch Selbsterhärtung hervorgerufene Verfestigungder Oberfläche nachweisen. Schadensformen,die die Standsicherheit derBauwerke gefährden, lassen sich hierausnicht ableiten.Neben der kontinuierlichen Höhenmessungwurden an zwei Terminen Schürfe angelegtund beprobt. Vor Beginn der ersten Einstauungnach 12 Monaten wurde an beidenBauwerken an der Außenseite jeweils einSchurf angelegt. Die Probenahme erfolgtean sieben Schichten, die ungefähr demProfilaufbau beim Bau der Deiche entsprachen.Um die Auswirkungen der Einstauungauf die eingebauten LD-Schlackenbeurteilen zu können, wurde nach Beendigungder Einstauungsversuche (20 Monatenach Baubeginn) jeweils ein weitererSchurf an den innen liegenden Seiten derDeiche angelegt. Da die schichtenbezogeneProbenahme an den ursprünglich siebenEinbauschichten nicht möglich war, wurdenfür diese Probenahme die Schichten zudrei Tiefenstufen (unterer, mittlerer undoberer Bereich) zusammengefasst. ZurBeurteilung der eingebauten LD-Schlackenwurden die Korngrößenverteilung, der Freikalkgehaltund die Raumbeständigkeitermittelt.Beim Vergleich der Korngrößenverteilungennach unterschiedlichen Zeitpunkten(direkt nach Einbau, nach 12 und 20 MonatenStandzeit) zeigt sich nur eine leichteVeränderung mit zunehmender Standdauerder Bauwerke. Bild 6 zeigt exemplarisch fürdie LDS im Deich I, dass die möglicherweiseauftretenden Veränderungen derKorngrößenverteilungen über die Liegezeitüberdeckt werden durch die Unterschiede,die sich aus den natürlichen Schwankungenund den Probenahmen ergeben. Weder einsignifikanter Anstieg der Feinanteile, dieaus Zerfallsreaktionen herrühren könnten,ist zu erkennen, noch eine durch Carbonatisierunghervorgerufene Erhöhung der Grobanteile.Nicht ausgeschlossen werden kann,dass sich diese beiden Effekte letztlich überdie Beobachtungsdauer egalisiert haben.Report des FEhS-Instituts 2/2008 8