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Detailergebnis zu DOK-Nr. 51216

Chemische Beanspruchung von im Boden eingebauten Geokunststoffen durch in Boden und Wasser natürlich anwesende Stoffe - Hydrolyse von Polyestergeweben - Teil 1: Festigkeitsmechanische Untersuchungen / Teil 2: Chemische Untersuchungen

Autoren	M. Nimmesgern B. Lange H.F. Schröder
Sachgebiete	7.8 Verbesserung des Untergrundes, Geotextilien

Bonn: Bundesdruckerei, 2001, 123 S., zahlr. B, T, Q, Anhang (Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik ( BMVBW, Bonn) H. 813). -ISBN 3-934458-50-5

Bekannt ist, dass Polyestergarne (Polyethylen-Therephthalat PET) im alkalischen Milieu und besonders bei Anwesenheit von Calciumionen durch Hydrolyse geschädigt werden können (äußere Hydrolyse). Es sollte festgestellt werden, ob Geotextilien aus PET bei Einlagerung in calciumcarbonatreichen Böden besonders gefährdet sind. Zwei typische Bewehrungsgewebe, aus den beiden in Europa verwendeten hochzugfesten PET-Garnen, wurden in einer neu entwickelten Versuchseinrichtung getestet. In einem Behälter wurden die Proben ohne Einspannung zwischen den Lagen des Versuchsbodens eingelegt. Auf 60 Grad Celsius temperiertes Wasser wurde zwischen einem Vorratsbehälter, dem Bodenlagerungsbehälter und einem zweiten, in dem entsprechende Proben frei hängend eingebracht waren, umgepumpt. Die erhöhte Temperatur wurde gewählt um einen Zeitraffereffekt zu erzielen (10 Grad Celsius Steigerung entspricht ca. 10 Jahren Zeitraffung). Drei der Versuchsböden reagierten im S4-Eluat alkalisch (9,0 kleiner gleich pH kleiner gleich 9,4), die anderen beiden nahezu neutral (8,1 kleiner gleich pH kleiner gleich 8,3). Die Beanspruchung dauerte 2 Jahre, Proben wurden nach Lagerungszeiten von 1 Monat (M), 2 M, 4 M, 8 M, 12 M und 24 M entnommen und die Zugfestigkeit und -dehnung geprüft. Dabei ergaben sich schon nach kurzer Einlagerung hohe Feuchtigkeitsabnahmen, unabhängig vom Chemismus des Bodens, die mit der Zeit nur untergeordnet zunahmen. Untersuchungen der Garnoberfläche im Rasterelektronenmikroskop bei Vergrößerungen bis 30 000 brachten keinen Hinweis auf die typischen Oberflächenangriffe durch äußere Hydrolyse, aber auf eine Einlagerung von scharfkantigen Bodenpartikeln im Mykrometer-Bereich, die vermutlich in den Einspannstellen beim Zugversuch die Garne so beanspruchten, dass die Zugfestigkeit im Versuch herabgesetzt wurde. Das umgepumpte Eluat wurde regelmäßig chemisch überprüft. Dabei zeigte es sich, dass auch die Eluate der alkalisch reagierenden Böden durch eindiffundierendes Kohlendioxid schnell neutralisiert worden sind. Aus der Literatur ist bekannt, dass ähnliche Vorgänge auch in der Natur eintreten. Daraus kann als Ergebnis entnommen werden, dass beim Einbau von Polyesterprodukten in natürlichen Böden nicht mit einer Festigkeitsreduzierung durch äußere Hydrolyse gerechnet werden muß. Zur Erfassung der "Inneren, auch Wässrigen Hydrolyse" wurden im FE 05.117/1997 die für hydrolytische Zersetzung typischen Molekülverbindungen chemisch bestimmt: die erfolgten hydrolytischen Veränderungen entsprechen einer Festigkeitsabnahme von vielleicht ca. 10 %.