TY - CHAP A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Leinitz, Sarah A1 - Mota, Berta A1 - Crasselt, Claudia ED - Liu, Jiaping ED - Wang, Ziming ED - Holland, Terence ED - Huang, Jing ED - Plank, Johann T1 - Influence of the aqueous phase of cement paste on the rheology in the presence of PCE N2 - The paper presents rheometric results and hydration curves for cementitious systems based on cement mixed with different aqueous phases at solid volume fraction of  = 0.45. The varied aqueous phases were deionized water, limewater, the filter residue of a cement paste mixed at w/c = 2.0, and the filtrate of cement paste at solid volume fraction of 0.45. Each cementitious system provided different amounts and sizes of particles formed in the aqueous phase. The pastes were observed with and without polycarboxylate ether based superplasticizer. It was observed that the presence of particles causes higher PCE saturation dosages to achieve a minimum value, but the minimum value is only affected in the case of large particles. In all cases with and without PCE, the presence of small particles causes increased plastic viscosity. In addition, with decreased number and size of hydrates in the aqueous phase the hydration was retarded, which was specifically pronounced in the presence of PCE KW - Aqueous phase of cement paste KW - Polycarboxylate ether KW - Rheology KW - Yield stress KW - Plastic viscosity KW - Heat of hydration KW - Syngenite KW - Solid volume fraction PY - 2018 SN - 978-1-64195-029-9 SP - SP-329-34, 428 EP - 443 PB - American Concrete Institute CY - Farmington Hill, Michigan AN - OPUS4-47107 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Ramirez Caro, Alejandra A1 - Sojref, Regine A1 - Mota Gassó, Berta ED - Greim, M. ED - Kusterle, W. ED - Teubert, O. T1 - Contribution of the coarse aggregates to rheology - effects of flow coefficient, particle size distribution, and volume fraction N2 - In order to observe the effect of the aggregate phases between 2 mm and 16 mm without overlap with rheological effects induced by the cement hy-dration and without interactions with a threshold fine sand particle size that affects both, paste and aggregates, rheological experiments were conducted on a limestone filler based paste mixed with aggregates up to 16 mm. Vari-ous aggregate fractions were blended and mixed with the replacement paste in different volumetric ratios. The dry aggregates’ flow coefficients were determined and compared to yield stress and plastic viscosity values at different aggregate volume fractions. The results indicated that the flow coefficient is not a suitable parameter to predict the performance of the aggregates in the paste. It was shown that the yield stress of pastes is largely determined by the blend of different aggregate fractions, while the plastic viscosity to large extend depends upon the coars-est aggregate fraction. Based on the results, ideal aggregate composition ranges for minimised yield stress are presented. For the plastic viscosity no such grading curves to achieve minimum values could be found, but high viscosity curves are identified. KW - Rheology KW - Flow Coefficient KW - Particle Size Distribution KW - Volume Fraction KW - Cement KW - Concrete KW - Reference Material KW - Limestone Filler PY - 2018 SN - 978-3-7469-1878-5 SP - 96 EP - 108 PB - tredition GmbH CY - Hamburg AN - OPUS4-44434 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Lessovaia, S.N. A1 - Gerrits, Ruben A1 - Gorbushina, Anna A1 - Polekhovsky, Y.S. A1 - Dultz, S. A1 - Kopitsa, G.G. ED - Frank-Kamenetskaya, O.V. ED - Vlasov, D. ED - Panova, E.G. ED - Lessovaia, S.N. T1 - Modeling Biogenic Weathering of Rocks from Soils of Cold Environments N2 - Morphologically simple and microbially dominated ecosystems termed “biofilms” have existed on Earth for a long period of biosphere evolution. A model biofilm combining one heterotroph and one phototroph component was used in a laboratory experiment to simulate biogenic weathering with two different specimens of basic rock samples from the soil profiles. The rocks fragments from the regions of cold environments of Eurasia,where abiotic physical processes, including rock disintegration initiated by freezing–thawing cycles, represent the most probable Scenario of rock weathering, were subjected to biological colonization. The rock Fragments were represented by dolerite and metagabbro amphibolites. Polished sections of the rock samples were inoculated with the model microbiological consortium of the oligotrophic fungus and the phototrophic cyanobacteria (biofilm). After 3 month runtime of the experiment the progress of rock weathering was derived from the growth of the biofilm on the rock surfaces. The model biofilm visualization on the rock surface of polished sections illustrated their stronger development namely on dolerite in comparison with metagabbro amphibolite. The findings confirmed the higher sensitivity of dolerite to biogenic weathering due to (i) mineral association, in which quartz was absent and (ii) porosity providing higher specific surface area for biotic—abiotic interaction influenced by the occurrence of micro-porosity in the rock. KW - Biogenic weathering KW - Rock leaching KW - Fractal structure KW - Biofilm formation KW - Internal pores PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-030-21614-6_27 SP - 501 EP - 515 PB - Springer AN - OPUS4-51442 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Breitenbach, Romy A1 - Toepel, Jörg A1 - Dementyeva, Polina A1 - Knabe, Nicole A1 - Gorbushina, Anna ED - Flemming, H.-C. ED - Neu, T. R. ED - Wingener, J. T1 - Snapshots of fungal extracellular matrices N2 - Fungal extracellular materials reinforce a constant interaction between their cell wall and the environment. A dynamic mixture of chitin, glucans, mannans, glycoproteins, glycolipids and pigments supports the success of all fungal life styles – from symbiotic to the free-living and pathogenic. Fungi are perfectly adapted to grow on surfaces and in porous environments, where they form medically and geochemically relevant biofilms. Fungal EPS are critical in adhesion to other fungi, other cells or substratum as well as in the following interaction with the host immune system or material they attack, degrade and deteriorate respectively. Characterisation of extracellular compounds and understanding of its function is necessary to limit damage caused by fungal activity. All necessary methodology from chemical characterization to complete genetic analyses has been developed for medically important fungi. Now it is time to apply this knowledge to the numerous, largely aerobic and very active organisms that occupy a wide range of atmosphere-exposed habitats in the upper lithosphere. One can expect that analogies between medically- and environmentally-relevant model fungal species will help us to address the dynamics of the fungal cell EPS matrix in much more efficient and widely applicable ways. KW - Fungal cell wall KW - Melanin KW - Fungal life styles KW - Environmental and pathogenic fungi KW - Model fungal biofilms KW - Biogenic weathering PY - 2016 SN - 9781780407418 SN - 9781780407425 DO - https://doi.org/10.2166/9781780407418 SP - Chapter 14, 269 EP - 299 PB - IWA Publishing CY - London, UK AN - OPUS4-38094 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Schumacher, Julia ED - Scott, B. ED - Mesarich, C. T1 - Role of light in the life cycle of Botrytis cinerea N2 - The fungus Botrytis cinerea (Botryotinia fuckeliana) infects more than 500 plant species and causes a wide range of symptoms: soft rots, accompanied by collapse and water-soaking of tissues followed by the appearance of gray masses of conidia on leaves and soft fruits (gray mold), and spots that may turn brown to full-scale soft rotting on flower petals (Botrytis blight). In general, B. cinerea is responsible for severe economic losses that are either due to the damage of growing plants in the field or the rot of harvested fruits, flowers, and vegetables during storage under cold and humid conditions. B. cinerea has adapted to the plant host and its environment by evolving strategies to use plant tissues for proliferation in terms of a necrotrophic lifestyle, and to survive biotic stresses (host responses) as well as abiotic factors of the host’s environment such as sunlight and concomitant stresses. B. cinerea maintains a complex regulatory network of light-sensitive proteins and signal transduction pathways to use light for coordinating stress responses, virulence, and reproduction. Different light-controlled reproduction cycles enable B. cinerea to live in moderate climate zones by infecting and propagating in summer and resting in winter when green host tissues are unavailable. KW - Gray mold fungus KW - Plant pathogen KW - Light KW - Photoreceptors KW - Development PY - 2023 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-031-16503-0_14 VL - 5 SP - 329 EP - 346 PB - Springer, Cham AN - OPUS4-56724 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Leinitz, Sarah A1 - Lu, Z. A1 - Becker, S. A1 - Stephan, D. A1 - von Klitzing, R. A1 - Schmidt, Wolfram ED - Mechtcherine, V. ED - Khayat, K. ED - Secrieru, E. T1 - Influence of different accelerators on the rheology and early hydration of cement paste N2 - Special applications like pumping, spraying or printing of concrete require the precise adjustment of very specific rheological properties at different time steps during the casting process. Superplasticizers such as polycarboxylate ethers (PCE) can be used to obtain the required flowability, which, possibly in combination with additional rheology modifying admixtures, generate the required specified consistency. However, after the application, the concrete should change the rheological properties immediately in order to avoid deformations at rest. Therefore, the use of accelerators can be effective. Accelerators influence the hydration of cementitious materials, and thus the rheological properties over the course of time and the setting. In this paper, the influence of different accelerators on the rheology and early hydration of cement paste as well as the interaction of accelerator and PCE are presented. Methods like rheometry, needle penetration tests and practical Tests like spread flow were applied. The used accelerators showed accelerating behavior on the cement pastes without and in the presence of PCE. At the same time an influence on the rheology could be observed. This effect was less in the mixes with PCE, especially at the highest water/cement ratio (w/c). KW - Rheology KW - Cement paste KW - Accelerator KW - Superplasticizer KW - Setting PY - 2019 SN - 978-3-030-22565-0 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-030-22566-7 SN - 2211-0844 VL - 23 SP - 106 EP - 115 PB - Springer ET - 1 AN - OPUS4-49139 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Lu, Z. A1 - Becker, S. A1 - Leinitz, Sarah A1 - von Klitzing, R. A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Stephan, D. ED - Mechtcherine, V. ED - Khayat, K. ED - Secrieru, E. T1 - Rheological properties of silica beads in the presence of different polymers and electrolyte N2 - Properties of interstitial liquid phase in cement paste, including the species and concentrations of polymers and ion etc., play an important role for the rheological properties of cementitious materials. In order to better understand their effect, an inert model substance, spherical silica beads (SBs) with defined surface and granulometry were used in the presence of electrolytes (CaCl2) and/or different polymers, including polycarboxylate superplasticizer (PCE) and polyethylene glycol (PEG). It was found the presence of Ca2+ greatly increases the viscosity and yield stress of silica beads paste (SBP), which is proportional to the [Ca2+]. For the effect of PCE, the addition of PCE is beneficial to the flowability of SBP, but a high dosage of PCE leads to a reversal effect. Furthermore, the yield stress firstly increases and then decreases with increasing [Ca2+] under the same dosage of PCE. The addition of PEG always increases the yield stress of SBP, regardless of the ion concentration and the presence or not of PCE. KW - Rheological properties KW - Ions KW - Superplasticizer KW - Silica beads PY - 2019 SN - 978-3-030-22565-0 SN - 978-3-030-22566-7 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-030-22566-7_72 SN - 2211-0844 VL - 23 SP - 619 EP - 627 PB - Springer ET - 1 AN - OPUS4-49185 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Hamann, Christopher A1 - Spanka, M. A1 - Stolle, Dirk A1 - Adam, Christian A1 - Auer, G. ED - Thiel, S. ED - Holm, O. ED - Thomé-Kozmiensky, E. ED - Goldmann, D. ED - Friedrich, B. T1 - Rückgewinnung von Zink aus Stahlwerksstäuben durch gemeinsame Behandlung mit chloridhaltigen Reststoffen N2 - Dieser Beitrag beschreibt die Entwicklung eines neuen chemischen Verfahrens, das in einem Kooperationsprojekt zwischen der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und der Ferro Duo GmbH entwickelt wird. Mit dem entwickelten Verfahren soll es ermöglicht werden, schwermetallhaltige Filterstäube und -schlämme wie Gichtgasschlämme oder Elektroofenstäube, die als Abfälle während der Produktion von Roheisen und Rohstahl anfallen und die derzeit größtenteils deponiert werden, zu recyceln und die darin enthaltenen Wertstoffe (v.a. Eisen, Kohlenstoff und Zink) wieder in den Rohstoffkreislauf zurückzugeben. Das Verfahren basiert auf dem Prinzip der Chlorierung der in den Filterstäuben und -schlämmen enthaltenen Schwermetalloxide nach Zugabe eines flüssigen Chlordonators wie Eisen(II)-chlorid-Lösung oder Salzsäure. Die so chlorierten Schwermetalloxide werden bei Temperaturen zwischen 650 und 1100 °C in Form von Schwermetallchloriden verdampft und so selektiv vom behandelten Feststoff separiert. Erste experimentelle Ergebnisse zeigen, dass die Gehalte an Schwermetallen wie Zink, Blei und Cadmium um bis zu 99,7% reduziert werden können und die thermochemisch behandelten Filterstäube und -schlämme durch das Verfahren in sekundäre, im Wesentlichen aus Eisenoxiden bestehenden Rohstoffe für die Roheisenproduktion umgewandelt werden können. Da die chlorhaltigen Lösungen selbst Abfallstoffe aus anderen Industriezweigen sind (z.B. aus der Titandioxidproduktion oder der Stahlbeize), vereint das hier entwickelte Verfahren auf elegante Weise zwei Abfallstoffströme und wandelt diese in sekundäre Rohstoffe – einem mineralischen Rohstoff für die Roheisenproduktion sowie Zinkchlorid – um. KW - Zink KW - Recycling KW - Gichtgasschlamm KW - Elektroofenstaub KW - Ressourcenrückgewinnung PY - 2019 SN - 978-3-944310-46-6 VL - Band 12 SP - 593 EP - 605 PB - Thomé-Kozmiensky Verlag GmbH CY - Neuruppin AN - OPUS4-47527 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Adam, Christian ED - Holm, O. ED - Thome-Kozmiensky, E. ED - Quicker, P. ED - Kopp-Assenmacher, S. T1 - Verwertung von Klärschlamm N2 - Die natürlichen Nährstoffkreisläufe werden durch anthropogene Einflüsse, wie das Einbringen von Schadstoffen in nährstoffreiche Stoffströme, und die ungünstige lokale Verteilung der Nährstoffe (z.B. im Zuge der Intensivtierhaltung), erheblich gestört. Es sind lokale Unter- und Überversorgungen mit Nährstoffen zu beobachten. Gelangen die Nährstoffe in Gewässer, kommt es zum bekannten Phänomen der Eutrophierung. Hierbei ist der Nährstoff Phosphat meist der limitierende Faktor und es bestehen große Bestrebungen den anthropogenen Eintrag in Fließgewässer, Seen und Binnenmeere zu unterbinden. Der Schutz der Ostsee vor Nährstoffeinträgen ist beispielsweise ein sehr wichtiges Thema geworden und wird u.a. von der Baltic Sea Action Group verfolgt. Weitere Auswirkungen des bestehenden Systems sind Entzüge aus dem Nährstoffkreislauf, wie etwa bei der Deponierung phosphor- aber gleichzeitig auch schadstoffhaltiger Klärschlammaschen oder bei der Mitverbrennung von Klärschlamm in Müllverbrennungsanlagen, Kraftwerken oder Zementwerken. Hier wird das Phosphat ebenfalls als Bestandteil von Aschen deponiert oder in Form von Baustoffen einer sinnvollen stofflichen Nutzung entzogen. Gegen diese Art des Verlusts von Phosphat aus dem Nährstoffkreislauf hat der Gesetzgeber mit der Novellierung der Klärschlammverordnung reagiert, die am 3. Oktober 2017 in Kraft getreten ist und u.a. Regelungen zur Rückgewinnung von Phosphat aus Klärschlamm und Klärschlammasche enthält. Klärschlämme aus kommunalen Abwasserbehandlungsanlagen ab einer genehmigtenAusbaugröße von über 100.000 bzw. über 50.000 Einwohnerwerten (EW) dürfen nach einer Übergangsfrist ab dem 1. Januar 2029 bzw. 2032 nicht mehr in der Landwirtschaft oder im Landschaftsbau verwertet werden. Die Betreiber dieser Anlagen sind zur Rückgewinnung des im Schlamm enthaltenen Phosphors verpflichtet, wenn der Klärschlamm einen Phosphorgehalt von 20 g/kg Trockenrückstand (TR) oder mehr aufweist. Für Klärschlämme mit P-Gehalten > 40 g/kg TR reicht alternativ die Absenkung der P-Konzentration um 50 % aus. Die Rückgewinnung kann aus dem Schlamm oder aus der Verbrennungsasche des thermisch vorbehandelten Klärschlamms erfolgen. Aus der Asche müssen mindestens 80 % des Phosphoranteils zurückgewonnen werden. Anstelle einer Phosphorrückgewinnung aus Klärschlämmen aus kleineren und mittelgroßen Abwasserbehandlungsanlagen (bis 50.000 EW) können diese Schlämme auch weiterhin zu Düngezwecken auf Böden ausgebracht werden, sofern die Anforderungen und insbesondere die Grenzwerte der Klärschlammverordnung und des Düngerechts eingehalten werden. In der Abwasserreinigung wird der Makronährstoff Phosphor je nach Typ und Größe der Abwasserreinigungsanlage durch verschiedene Verfahren der Phosphatelimination weitgehend in die feste Phase, den Klärschlamm, überführt. Dies geschieht durch die Zugabe von Fällmitteln auf der Basis von Eisen- oder Aluminiumsalzen, oder durch das Verfahren der vermehrten biologischen Phosphorelimination (Bio-P). Das Phosphat liegt nun abhängig vom eingesetzten Verfahren als Bestandteil der gewachsenen Biomasse, als gefälltes Salz, adsorbiert an Eisen(oxi)hydroxiden oder im Falle der Bio-P Klärschlämme auch intrazellulär in Form von Polyphosphaten vor. Weitergehende Informationen hierzu sind im Beitrag von Kratz et al. Pflanzenverfügbarkeit und agronomische Effizienz von klärschlamm-basierten Phosphor (P) – Recyclingdüngern in diesem Buch zu finden. Die Bindungsformen unterscheiden sich demnach nach Art der eingesetzten Technologie der Phosphatelimination erheblich und haben einen entscheidenden Einfluss auf die verschiedenen Möglichkeiten der P-Extraktion und Rückgewinnung. KW - Abwasser KW - Phosphor KW - Klärschlamm KW - Klärschlammasche KW - Recycling PY - 2018 SN - 978-3-94431-043-5 SP - 165 EP - 186 PB - Thome-Kozmiensky Verlag GmbH CY - Neuruppin AN - OPUS4-46549 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Kratz, S. A1 - Adam, Christian A1 - Vogel, Christian ED - Holm, O. ED - Thome-Kozmienski, E. ED - Quicker, P. ED - Kopp-Assenmacher, S. T1 - Pflanzenverfügbarkeit und agronomische Effizienz von klärschlammbasierten Phosphor (P)-Recyclingdüngern N2 - Die agronomische Effizienz von Düngemitteln wird üblicherweise im Vegetationsversuch geprüft. Vegetationsversuche erlauben die Betrachtung unterschiedlicher Kulturpflanzen und deren Strategien der Nährstoffmobilisierung und -Aneignung ebenso wie die Berücksichtigung verschiedener Substrattypen und deren Eigenschaften hinsichtlich Nährstofffixierung und -freisetzung. Solche Versuche, selbst wenn sie nicht im Feld, sondern nur im Gefäß durchgeführt werden, sind jedoch sowohl zeit- als auch kostenintensiv. In erster Näherung wird die Pflanzenverfügbarkeit insbesondere von Phosphor (P)-Düngemitteln daher herkömmlicherweise mit Hilfe standardisierter chemischer Extraktionsmethoden abgeschätzt, deren Durchführung in der deutschen ebenso wie in der europäischen Düngemittelverordnung normiert ist. Diese Methoden werden auch im Rahmen der staatlichen Düngemittelverkehrskontrolle genutzt, um die Einhaltung düngemittelrechtlicher Vorgaben zu überprüfen. Wie jüngere Arbeiten gezeigt haben, ist jedoch die Übertragung herkömmlicher Standardextraktionsmethoden auf neue Dünger aus Recyclingmaterialien wie Klärschlamm mit einigen Schwierigkeiten verbunden. Korrelationen zwischen P-Aufnahme im Vegetationsversuch und chemischer Löslichkeit im Standardextrakt sind oft nur mäßig bis schwach oder überhaupt nicht signifikant. Die vorliegende Literaturübersicht gibt einen Überblick zum aktuellen Stand des Wissens über die chemische Löslichkeit von klärschlammbasierten P-Recyclingdüngern, deren Effizienz im Vegetationsversuch und statistische Relationen zwischen beiden Parametern. Anschließend werden alternative Methoden zur Abschätzung der P-Verfügbarkeit von Recyclingdüngern vorgestellt, die derzeit Gegenstand der wissenschaftlichen Diskussion sind. KW - P-Recyclingdünger KW - Phosphat KW - DGT-Methode KW - Agronomische Effizienz PY - 2018 SN - 978-3-944310-43-5 SP - 391 EP - 408 PB - Thome-Kozmiensky Verlag GmbH CY - Neuruppin AN - OPUS4-46551 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -