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Die schädigende Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) im Beton stellt in Teilbereichen nach wie vor ein Problem bei der Bewertung der Dauerhaftigkeit von Beton dar. Eine der häufigsten Fragestellungen ist immer noch eine schnelle und sichere Beurteilung der Alkaliempfindlichkeit von Gesteinskörnungen für die Betonherstellung. In der Präsentation wird gezeigt, welchen Beitrag die Gesteinskörnung zur AKR im Beton hat. Dabei wird die Alkaliempfindlichkeit von Gesteinskörnungen quantifiziert und die zu erwartende Schädigung des Betons durch die Gesteinskörnung detaillierter als bisher möglich klassifiziert. Im Vordergrund der Präsentation steht dabei das Verständnis der Auflösungsprozesse von Gesteinskörnungen in KOH-Lösungen (pH ≥ 13) bei unterschiedlichen Reaktionsbedingungen.
Anhand von Löseversuchen an den originalen Lieferkörnungen der Gesteinskörnungen bei 40 °C und mit 1,0 M KOH-Lösung ist es möglich, die Reaktivität der Gesteinskörnungen mit den ermittelten SiO2- und Al2O3-Konzentrationen der alkalischen Lösungen zu beschreiben. Durch eine erhöhte Temperatur von 80 °C und eine abgesenkte Konzentration der KOH-Lösung von 0,1 M können innerhalb von 56 Tagen vergleichbare Ergebnisse zu den Resultaten der Löseversuche bei 40 °C und 1,0 M KOH-Lösung erreicht werden.
In der alkalischen Lösung wird ein bestimmter Teil des gelösten SiO2 durch ebenfalls vorhandenes Al2O3 alumosilikatisch gebunden. Der verbleibende Teil des gelösten SiO2 steht für eine AKR zur Verfügung. Aus der zeitabhängigen Darstellung dieser SiO2-Konzentration wird die Lösegeschwindigkeit ermittelt. Dabei werden vier aufeinanderfolgende Phasen dem Dehnungs- und Rissbreitenverlauf der Probekörper des 40 °C-Betonversuchs zugeordnet. Zur Beurteilung der Alkaliempfindlichkeit einer Gesteinskörnung sind die Lösegeschwindigkeiten der letzten drei Phasen entscheidend.
Die Methode bietet eine Möglichkeit, die Alkaliempfindlichkeit einer Gesteinskörnung schnell, sicher und genauer als bisher zu bestimmen. Besonders vorteilhaft sind dabei die direkte Prüfung der Gesteinskörnung an der originalen Korngröße (Lieferkörnung), die zementunabhängige Prüfung, sowie die einfache experimentelle Durchführung und Auswertung.
Water-dispersible and (bio)functionalizable nanoclays have a considerable potential as inexpensive carriers for organic molecules like drugs and fluorophores. Aiming at simple design strategies for red-emissive optical probes for the life sciences from commercial precursors with minimum synthetic effort, we systematically studied the dye loading behavior and stability of differently functionalized laponites. Here, we present a comprehensive study of the absorption and emission properties of the red emissive hydrophobic and neutral dye Nile Red, a well-known polarity probe, which is almost insoluble and nonemissive in water. Adsorption of this probe onto disk-shaped nanoclays was studied in aqueous dispersion as function of dye concentration, in the absence and presence of the cationic surfactant cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) assisting dye loading, and as a function of pH. This laponite loading strategy yields strongly fluorescent nanoclay suspensions with a fluorescence quantum yield of 0.34 at low dye loading concentration. The dye concentration-, CTAB-, and pH-dependent absorption, fluorescence emission, and fluorescence excitation spectra of the Nile-Red6#8211;nanoclay suspensions suggest the formation of several Nile Red species including emissive Nile Red monomers facing a polar environment, nonemissive H-type dimers, and protonated Nile Red molecules that are also nonfluorescent. Formation of all nonemissive Nile Red species could be suppressed by modification of the laponite with CTAB. This underlines the great potential of properly modified and functionalized laponite nanodisks as platform for optical probes with drug delivery capacities, for example, for tumor and therapy imaging. Moreover, comparison of the Nile Red dimer absorption spectra with absorption spectra of previously studied Nile Red aggregates in dendrimer systems and micelles and other literature systems reveals a considerable dependence of the dimer absorption band on microenvironment polarity which has not yet been reported so far for H-type dye aggregates.
Today modern reprocessing techniques lead to materials, which bear the potential to be used as aggregates or additives in mineral building materials. Because of highly sophisticated reprocessing techniques residues with relatively stable composition over a certain range and relatively defined properties can be produced. At the same time, new German and European regulations demand a waste management to decrease waste volume stored at landfills to save natural resources and to enhance sustainable development by recycling of diverse residues. This paper shows the activities of the working group 'Saving Resources by Material Recycling'.
As a result of their chemical and mineralogical characteristics, bottom ashes from municipal solid waste incinerators can, in principle, be used as aggregates in the production of normal strength concrete. However, because the ashes contain concrete-damaging components, such as chlorides, sulphates and organic compounds, or excessive quantities of fines, aluminium and waste glass, recycling becomes problematic. In particular, inclusions of aluminium in the ash particles and a glass content of about 15% cause considerable cracks and spalling in concrete specimens within a very short time. The harmful substances can be reduced or removed by additional treatments, such as upstream sieving and washing, waste glass separation, and lye treatment with sodium hydroxide solution. Tests on concretes with 232 mm bottom ash as coarse aggregates indicate that the quality of the ash is actually improved by the additional processing. Thus concretes with a compressive strength of C20/25 can easily be produced. Similar to concretes made with recycled aggregates, these concretes exhibit 15% lower compressive strength and E-modulus but twice the porosity of control specimens containing exclusively natural sand and gravel. However, only those concretes that were made with ash with a low aluminium content as a result of lye treatment remained free of damage.