A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Entwicklung eines praxistauglichen Schnellprüfverfahrens zur Bewertung von Huminstoffen in Sanden für die Kalksandsteinproduktion. Teil 2
Kalksandsteine werden aus den Rohstoffen Kalk, natürlichen mineralischen Gesteinskörnungen und Wasser hergestellt. Der Einfluss von Huminstoffen auf die Produktion und die Eigenschaften von bindemittelgebundenen Baustoffen ist seit langem bekannt. Eine sichere Erkennung von Huminstoffen oder anderen organischen Begleitstoffen in Produktionssanden ist daher in der betrieblichen Produktionspraxis wünschenswert. Aufgrund der sehr komplexen chemischen Zusammensetzung und der enormen stofflichen Vielfalt von Huminstoffen wird seit Jahrzehnten in der Baustofftechnologie als einfacher Schnelltest der so genante NaOH-Test verwendet. Der bei diesem Schnelltest an Sandproben erzeugte alkalische Extrakt ist jedoch nicht spezifisch und stellt lediglich den Summenparameter dar, so dass differenzierte Messmethoden wünschenswert sind. Mit dieser Arbeit wurde der Frage nachgegangen, inwieweit photometrische Methoden (UV-Vis) und insbesondere die Pyrolyse-Feldionisation-Massenspektrometrie (Py-FIMS) zur Identifizierung von Huminstoffe in Sanden herangezogen werden können. Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen wurden zahlreiche Quarzsande mit verschiedenen Untersuchungsmethoden hinsichtlich ihrer organischen Begleitstoffe untersucht. Die photometrischen Messungen der NaOH-Extrakte, der NaOH-Natriumpyrophosphatextrakte und der schwefelsauren Extrakte (Nachweisreaktionen mit Resorcin, Phenol und Indol) lieferten keine Hinweise auf Zusammenhänge mit den Gehalten an organischer Substanz oder anderen Parametern. Wie der Steindruckfestigkeit vor. Des Weiteren kam die Pyrolyse-Feldionisation-Massenspektrometrie zum Einsatz. Bei ausreichend hoher Konzentration der organischen Bestandteile konnten die einzelnen Massen (m/z) Substanzklassen zugeordnet werden, so dass die organischen Begleitstoffe identifiziert wurden. In diesem Fall konnte ein Zusammenhang zwischen den Intensitätsanteilen von Ligninmarkern und der Steindruckfestigkeit nachgewiesen werden. Diese hochauflösende Messmethode bietet die Möglichkeit, die molekular-chemischen Eigenschaften der Huminstoffe in Sanden relativ genau zu identifizieren. Aus ausgewählten 20 Sanden unterschiedlicher mineralischer Beschaffenheit wurden im Technikum unter Variation der Herstellbedingungen Muster-Kalksandsteine erzeugt und baustofftechnisch untersucht. Dabei zeigt sich, dass die in den verwendeten Sanden vorkommenden organischen Bestandteile in den vorliegenden Konzentrationsbereichen keinen negativen Einfluss auf die Steindruckfestigkeit oder andere Eigenschaftswerte der Kalksandsteine haben. Des Weiteren wurden unter Einsatz von reinem SiO2 und Ca(OH)2 im Labormaßstab Cafciumsiükathydrat- Phasen (CSH-Phasen) erzeugt und röntgenographisch und rasterelektronenmikroskopisch analysiert. Anschließend wurde die Wirkung von zwei exemplarisch ausgewählten möglichen Reaktionsprodukten aus Huminstoffen in sehr hoher Dosierung (Glucose und Vanillin) auf den Phasenbestand untersucht. Diese zwei Substanzen führen zu einer Änderung des Phasenbestands. Die Zusammenführung der Untersuchungsergebnisse aus den chemisch-mineralogischen und den bodenkundlichen Analysen zeigt, dass die Einflussparameter im realen Kalksandsteingefüge sehr variabel und zahlreich sind, so dass der Einfluss des relativ geringen Huminstoffgehalts der Produktionssande im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen in vielen Fälle nicht vollständig isoliert und entsprechend im Detail beurteilt werden konnte. Bei höheren Konzentrationen oder bei Anreicherung der Huminstoffe kann jedoch die Pyroiyse-Feldionisation-Massenspektrometrie zur Anwendung kommen. Zur Klärung der Detailfragen sind weitere Untersuchungen erforderlich. Auch in Anknüpfung an die Ergebnisse des ersten Teil dieser Untersuchungen (AiF-Nr. 15097-N) kann die Pyrolyse-Feldionisation-Massenspektrometrie zur Identifizierung von Huminstoffen und anderen natürlichen, organischen Begleitstoffen angewandt und bei Bedarf in der betrieblichen Produktionspraxis zur Anwendung kommen.
Entwicklung eines praxistauglichen Schnellprüfverfahrens zur Bewertung von Huminstoffen in Sanden für die Kalksandsteinproduktion. Teil 2
Kalksandsteine werden aus den Rohstoffen Kalk, natürlichen mineralischen Gesteinskörnungen und Wasser hergestellt. Der Einfluss von Huminstoffen auf die Produktion und die Eigenschaften von bindemittelgebundenen Baustoffen ist seit langem bekannt. Eine sichere Erkennung von Huminstoffen oder anderen organischen Begleitstoffen in Produktionssanden ist daher in der betrieblichen Produktionspraxis wünschenswert. Aufgrund der sehr komplexen chemischen Zusammensetzung und der enormen stofflichen Vielfalt von Huminstoffen wird seit Jahrzehnten in der Baustofftechnologie als einfacher Schnelltest der so genante NaOH-Test verwendet. Der bei diesem Schnelltest an Sandproben erzeugte alkalische Extrakt ist jedoch nicht spezifisch und stellt lediglich den Summenparameter dar, so dass differenzierte Messmethoden wünschenswert sind. Mit dieser Arbeit wurde der Frage nachgegangen, inwieweit photometrische Methoden (UV-Vis) und insbesondere die Pyrolyse-Feldionisation-Massenspektrometrie (Py-FIMS) zur Identifizierung von Huminstoffe in Sanden herangezogen werden können. Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen wurden zahlreiche Quarzsande mit verschiedenen Untersuchungsmethoden hinsichtlich ihrer organischen Begleitstoffe untersucht. Die photometrischen Messungen der NaOH-Extrakte, der NaOH-Natriumpyrophosphatextrakte und der schwefelsauren Extrakte (Nachweisreaktionen mit Resorcin, Phenol und Indol) lieferten keine Hinweise auf Zusammenhänge mit den Gehalten an organischer Substanz oder anderen Parametern. Wie der Steindruckfestigkeit vor. Des Weiteren kam die Pyrolyse-Feldionisation-Massenspektrometrie zum Einsatz. Bei ausreichend hoher Konzentration der organischen Bestandteile konnten die einzelnen Massen (m/z) Substanzklassen zugeordnet werden, so dass die organischen Begleitstoffe identifiziert wurden. In diesem Fall konnte ein Zusammenhang zwischen den Intensitätsanteilen von Ligninmarkern und der Steindruckfestigkeit nachgewiesen werden. Diese hochauflösende Messmethode bietet die Möglichkeit, die molekular-chemischen Eigenschaften der Huminstoffe in Sanden relativ genau zu identifizieren. Aus ausgewählten 20 Sanden unterschiedlicher mineralischer Beschaffenheit wurden im Technikum unter Variation der Herstellbedingungen Muster-Kalksandsteine erzeugt und baustofftechnisch untersucht. Dabei zeigt sich, dass die in den verwendeten Sanden vorkommenden organischen Bestandteile in den vorliegenden Konzentrationsbereichen keinen negativen Einfluss auf die Steindruckfestigkeit oder andere Eigenschaftswerte der Kalksandsteine haben. Des Weiteren wurden unter Einsatz von reinem SiO2 und Ca(OH)2 im Labormaßstab Cafciumsiükathydrat- Phasen (CSH-Phasen) erzeugt und röntgenographisch und rasterelektronenmikroskopisch analysiert. Anschließend wurde die Wirkung von zwei exemplarisch ausgewählten möglichen Reaktionsprodukten aus Huminstoffen in sehr hoher Dosierung (Glucose und Vanillin) auf den Phasenbestand untersucht. Diese zwei Substanzen führen zu einer Änderung des Phasenbestands. Die Zusammenführung der Untersuchungsergebnisse aus den chemisch-mineralogischen und den bodenkundlichen Analysen zeigt, dass die Einflussparameter im realen Kalksandsteingefüge sehr variabel und zahlreich sind, so dass der Einfluss des relativ geringen Huminstoffgehalts der Produktionssande im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen in vielen Fälle nicht vollständig isoliert und entsprechend im Detail beurteilt werden konnte. Bei höheren Konzentrationen oder bei Anreicherung der Huminstoffe kann jedoch die Pyroiyse-Feldionisation-Massenspektrometrie zur Anwendung kommen. Zur Klärung der Detailfragen sind weitere Untersuchungen erforderlich. Auch in Anknüpfung an die Ergebnisse des ersten Teil dieser Untersuchungen (AiF-Nr. 15097-N) kann die Pyrolyse-Feldionisation-Massenspektrometrie zur Identifizierung von Huminstoffen und anderen natürlichen, organischen Begleitstoffen angewandt und bei Bedarf in der betrieblichen Produktionspraxis zur Anwendung kommen.
Entwicklung eines praxistauglichen Schnellprüfverfahrens zur Bewertung von Huminstoffen in Sanden für die Kalksandsteinproduktion. Teil 2
Eden, Wolfgang (author) / Leinweber, Peter (author) / Zimmer, Dana (author) / Middendorf, Bernhard (author) / Otten, Stefan (author)
2014
148 Seiten, Bilder, Tabellen, 75 Quellen
Report
German
organischer Stoff , Schnelltest , Rohstoff , Baustoff , Quarzsand , Messmethode , Untersuchungsmethode , Kalkstein , chemische Zusammensetzung , Bautechnik , Prüfverfahren , Massenspektrometrie , Resorcin , Phenole , Indol , Dosierung , Anreicherung , Klären , Anknüpfen , SiO2 , Glucose , Vanillin , Sand
Auswirkung von Sanden auf die Bewertung potenziell alkalireaktiver Gesteinskörnungen
Online Contents | 2011
Einsatz von Huminstoffen in der Biogasentschwefelung
| Online Contents | 2010