TY - JOUR A1 - Grengg, C. A1 - Koraimann, G. A1 - Ukrainczyk, N. A1 - Rudic, O. A1 - Luschnig, S. A1 - Gluth, Gregor A1 - Radtke, Martin A1 - Dietzel, M. A1 - Mittermayr, F. T1 - Cu- and Zn-doped alkali activated mortar – Properties and durability in (bio)chemically aggressive wastewater environments N2 - Metakaolin-based alkali activated mortars (AAM) - with and without CuSO4·5H2O and ZnO addition (mass ratio Mn+/solid binder 0.08% to 1.7%) - were casted and exposed within an extensive long-term field campaign over the period of 20 months to a sewer basin, strongly affected by biogenic acid corrosion. (Un-)exposed AAM were tested regarding their physicochemical and microstructural properties, bioreceptivity and overall durability. Metal addition led to a retarding effect during alkali-activation reaction, as well as to an increase in open porosity of up to 3.0% and corresponding lower compressive strength of up to 10.9%. Reduced microbial colonization and diversity were observed on AAM with Cu, while Zn addition led to increased biodiversity. We propose that the observed higher durability of Cu-doped AAM is due to antibacterial effects and associated reduction of biogenic acid production, superseding overall negative effects of metal-dosage on physical material properties. Observed lower durability of Zn-doped AAM was related to combined negative physicochemical and microbial effects. KW - Microbially induced corrosion KW - Alkali-activated materials KW - Biogenic acid corrosion KW - Biogene Schwefelsäurekorrosion KW - MIC PY - 2021 U6 - https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2021.106541 SN - 0008-8846 VL - 149 SP - 1 EP - 15 PB - Elsevier CY - Oxford AN - OPUS4-53070 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gluth, Gregor A1 - Sturm, Patrick A1 - Greiser, Sebastian A1 - Jäger, Christian A1 - Brouwers, H.J.H. A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Einkomponentige alkaliaktivierte Bindemittel und Mörtel mit hohem Widerstand gegen Schwefelsäureangriff N2 - Einkomponentige alkaliaktivierte Bindemittel (AAB), d. h. AAB, bei denen der Aktivator als Feststoff im Bindemittel vorliegt, weisen Vorteile hinsichtlich der praktischen Anwendung im Bauwesen gegenüber konventionellen AAB auf. Einkomponentige AAB lassen sich als Gemische aus reaktiver Silica und Natriumaluminat herstellen, wobei die Reaktionsprodukte von der eingesetzten Silica und den Verhältnissen Na2O/Al2O3/SiO2/H2O abhängen: Während Mikrosilica und ähnliche Reststoffe zu zeolithreichen Produkten führen, erhält man aus Reisschalenasche vollständig amorphe Gele (sog. «Geopolymere »). Mörtel auf Basis solcher Bindemittel entsprechen den Anforderungen von DIN 19573:2016-03 hinsichtlich des Widerstands gegen Schwefelsäureangriff (Prüfung bei pH = 1 für 70 d) und sind damit potentiell als Reparatursysteme für Abwasserinfrastruktur geeignet. Untersuchungen mittels 29Si-MAS-NMR und 1H-29Si-Kreuzpolarisations(CP)-MAS-NMR sowie REM-Aufnahmen von erhärteten und dem Schwefelsäureangriff ausgesetzten AAB zeigen, dass der hohe Säurewiderstand v. a. auf die Fällung von Silicagel an der Grenzfläche Mörtel/Säure zurückzuführen ist, wodurch der Korrosionsfortschritt in darunterliegenden Schichten verlangsamt wird. T2 - Tagung Bauchemie der GDCh-Fachgruppe Bauchemie CY - Aachen, Germany DA - 30.09.2019 KW - Alkaliaktivierte Bindemittel KW - Biogene Schwefelsäurekorrosion KW - Abwasserinfrastruktur KW - Reparatursysteme PY - 2019 SP - 107 EP - 113 PB - Gesellschaft Deutscher Chemiker CY - Frankfurt am Main AN - OPUS4-49264 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gluth, Gregor A1 - Sturm, Patrick A1 - Greiser, Sebastian A1 - Jäger, Christian A1 - Brouwers, H.J.H. A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Einkomponentige alkaliaktivierte Bindemittel und Mörtel mit hohem Schwefelsäure-Widerstand N2 - Einkomponentige alkaliaktivierte Bindemittel (AAB), d. h. AAB, bei denen der Aktivator als Feststoff im Bindemittel vorliegt, weisen Vorteile hinsichtlich der praktischen Anwendung im Bauwesen gegenüber konventionellen AAB auf. Einkomponentige AAB lassen sich als Gemische aus reaktiver Silica und Natriumaluminat herstellen, wobei die Reaktionsprodukte von der eingesetzten Silica und den Verhältnissen Na2O/Al2O3/SiO2/H2O abhängen: Während Mikrosilica und ähnliche Reststoffe zu zeolithreichen Produkten führen, erhält man aus Reisschalenasche vollständig amorphe Gele (sog. «Geopolymere»). Mörtel auf Basis solcher Bindemittel entsprechen den Anforderungen von DIN 19573:2016-03 hinsichtlich des Widerstands gegen Schwefelsäureangriff (Prüfung bei pH = 1 für 70 d) und sind damit potentiell als Reparatursysteme für Abwasserinfrastruktur geeignet. Untersuchungen mittels 29Si-MAS-NMR und 1H-29Si-Kreuzpolarisations(CP)-MAS-NMR sowie REM-Aufnahmen von erhärteten und dem Schwefelsäureangriff ausgesetzten AAB zeigen, dass der hohe Säurewiderstand v. a. auf die Fällung von Silicagel an der Grenzfläche Mörtel/Säure zurückzuführen ist, wodurch der Korrosionsfortschritt in darunterliegenden Schichten verlangsamt wird. T2 - Tagung Bauchemie der GDCh-Fachgruppe Bauchemie CY - Aachen, Germany DA - 30.09.2019 KW - Alkaliaktivierte Bindemittel KW - Biogene Schwefelsäurekorrosion KW - Abwasserinfrastruktur KW - Reparatursysteme PY - 2019 AN - OPUS4-49269 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -