A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Der Einsatz der Titandioxid-Photokatalyse zur Verhinderung von Biodeteriorationsprozessen an nichtmetallisch-anorganischen Baustoffen
Das Projekt umfasste zwei wesentliche Ziele: Es sollte zum einen der Nachweis erbracht werden, dass photoaktive Pigmente, insbesondere Titandioxid/Anatas, ihre photokatalytische Aktivität bei Wechselwirkung mit stark alkalischen Baustoffen beibehalten und zum anderen sollte untersucht werden, inwieweit TiO2-modifizierte Baustoffe eine bakterizide Wirkung aufweisen. Die Anwendung von TiO2 auf Baustoffe kann auf zwei Wegen erfolgen: a) Einmischen der photoaktiven Pigmente in zementgebundenen Baustoffe bzw. Kalke oder b) Einbringen des Photokatalysators in ein organisches oder anorganisches Bindemittel (Beschichtungen). Untersuchungen an TiO2-modifizierten Zementen ergaben, dass wichtige Baustoffeigenschaften wie die Druck- und die Biegezugfestigkeit kaum beeinflusst werden. Die Photoaktivität der an der Baustoffoberfläche lokalisierten Pigmente bleibt erhalten. Modellschadstoffe werden in guten Ausbeuten abgebaut. Für die Beschichtungsversuche mit organischen Bindemitteln wurden oxidationsunempfindliche Alkyltrialkoxysilane verwendet, denen die photoaktiven Pigmente zugesetzt wurden. Bei den anorganischen Bindemitteln beschränkten die Autoren sich ausschließlich auf Sllicatsysteme. Sie verwendeten eine in sich abgestimmte Farbrezeptur der Fa. Sachtleben mit TiO2-Gehalten zwischen 25 und 30%. Sowohl im Fall der TiO2-modifizierten Betone als auch der TiO2-haltigen Beschichtungen konnte eine bakterizide Wirkung gegenüber vegetativen Bakterien (Micrococcus luteus) wie auch gegenüber Bacillus subtilis-Sporen nachgewiesen werden. Die bakterizide Wirkung des beim Einsatz von Silanen im Bautenschutz sich auf der Baustoffoberfläche ausbildenden Silicon-Netzwerkes (Wasserabstoßung, hohe Randwinkel) wird durch Einbringen von TiO2-Pigmenten erhöht. Die Anwendung von sensibilisierten TiO2-Pigmenten (Pt(IV)- bzw N-/C-sensibilisiertes Ti02) brachte nicht die gewünschten Resultate. Obwohl sie organische Verbindungen (z B. 4-Chlorphenol, Azofarbstoffe) mit guten Abbauraten zersetzen, konnte im Falle der von den Autoren untersuchten Bakterienstämme eine nur minimale Inaktivierung des Bakterienwachstums nachgewiesen werden. Als Ursache wird die Struktur der TiO2-Partikel, ihre unzureichende Bindung in der Beschichtungsmatrix und die damit einhergehende Beschattung der Mikroorganismen angesehen.
Der Einsatz der Titandioxid-Photokatalyse zur Verhinderung von Biodeteriorationsprozessen an nichtmetallisch-anorganischen Baustoffen
Das Projekt umfasste zwei wesentliche Ziele: Es sollte zum einen der Nachweis erbracht werden, dass photoaktive Pigmente, insbesondere Titandioxid/Anatas, ihre photokatalytische Aktivität bei Wechselwirkung mit stark alkalischen Baustoffen beibehalten und zum anderen sollte untersucht werden, inwieweit TiO2-modifizierte Baustoffe eine bakterizide Wirkung aufweisen. Die Anwendung von TiO2 auf Baustoffe kann auf zwei Wegen erfolgen: a) Einmischen der photoaktiven Pigmente in zementgebundenen Baustoffe bzw. Kalke oder b) Einbringen des Photokatalysators in ein organisches oder anorganisches Bindemittel (Beschichtungen). Untersuchungen an TiO2-modifizierten Zementen ergaben, dass wichtige Baustoffeigenschaften wie die Druck- und die Biegezugfestigkeit kaum beeinflusst werden. Die Photoaktivität der an der Baustoffoberfläche lokalisierten Pigmente bleibt erhalten. Modellschadstoffe werden in guten Ausbeuten abgebaut. Für die Beschichtungsversuche mit organischen Bindemitteln wurden oxidationsunempfindliche Alkyltrialkoxysilane verwendet, denen die photoaktiven Pigmente zugesetzt wurden. Bei den anorganischen Bindemitteln beschränkten die Autoren sich ausschließlich auf Sllicatsysteme. Sie verwendeten eine in sich abgestimmte Farbrezeptur der Fa. Sachtleben mit TiO2-Gehalten zwischen 25 und 30%. Sowohl im Fall der TiO2-modifizierten Betone als auch der TiO2-haltigen Beschichtungen konnte eine bakterizide Wirkung gegenüber vegetativen Bakterien (Micrococcus luteus) wie auch gegenüber Bacillus subtilis-Sporen nachgewiesen werden. Die bakterizide Wirkung des beim Einsatz von Silanen im Bautenschutz sich auf der Baustoffoberfläche ausbildenden Silicon-Netzwerkes (Wasserabstoßung, hohe Randwinkel) wird durch Einbringen von TiO2-Pigmenten erhöht. Die Anwendung von sensibilisierten TiO2-Pigmenten (Pt(IV)- bzw N-/C-sensibilisiertes Ti02) brachte nicht die gewünschten Resultate. Obwohl sie organische Verbindungen (z B. 4-Chlorphenol, Azofarbstoffe) mit guten Abbauraten zersetzen, konnte im Falle der von den Autoren untersuchten Bakterienstämme eine nur minimale Inaktivierung des Bakterienwachstums nachgewiesen werden. Als Ursache wird die Struktur der TiO2-Partikel, ihre unzureichende Bindung in der Beschichtungsmatrix und die damit einhergehende Beschattung der Mikroorganismen angesehen.
Der Einsatz der Titandioxid-Photokatalyse zur Verhinderung von Biodeteriorationsprozessen an nichtmetallisch-anorganischen Baustoffen
Application of titanium dioxide-photocatalysis for prevention of biodeterioration processes in nonmetallic anorganic building materials
Benedix, Roland (author) / Junghannß, Ulrich (author) / Borutzky, Uta M. (author)
2004
39 Seiten, 27 Bilder, 3 Tabellen, 57 Quellen
Report
German
| British Library Conference Proceedings | 2003
Titandioxid-Photokatalyse und ihre Anwendung im Bauwesen
| Online Contents | 2009