Bei der weiteren Erprobung des Bohrverfahrens an Brückenbauwerken traten praktische Schwierigkeiten an einzelnen Gerätekomponenten auf, so dass insbesondere die Bohrkrone hinsichtlich ihrer Schnittleistung, der Bohrantrieb und die Schneideigenschaften und das Verschleissverhalten der Diamantbohrkrone hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit überarbeitet werden mussten. Zur Beurteilung der Betonqualität im oberflächennahen Bereich ist zusätzlich eine Kleinverpressanlage zum Verpressen der Kleinbohrkerne mit einem Spezialharz entwickelt worden. Die verpressten und ausgehärteten Proben werden in Scheiben geschnitten, und die Schnittflächen können dann unter dem Mikroskop beobachtet, angesprochen und fotografiert werden. Die Dichtheit der Betondeckung ist ein wesentliches Kriterium für die Korrosionswahrscheinlichkeit der Bewehrung. Auf der Grundlage des Zustandes der Bohrkerne lässt sich recht gut auf die Eigenschaften und Qualität des Betons hinsichtlich der Bindung des Zuschlages in der Zementsteinmatrix und der Festigkeit sowie auf die Intensität der Nachbehandlung schließen. Wenn man in Betonen unterschiedlicher Nachbehandlungs-Qualität mit jeweils demselben Bohrgerät und unter den jeweils selben Bedingungen Kleinbohrkerne zieht, erhält man bei gut nachbehandelten und dichten Betonen überwiegend ungestörte Proben. Bohrkerne aus nicht beziehungsweise schlecht nachbehandeltem Beton zerfallen in der Regel in mehrere Einzelteile. Im Zustand der Karbonatisierung ist die Dichtheit der beiden Teilschichten der Passivierung nicht mehr gegeben, weil die Passivierungsschicht "löchrig" wurde. Die Korrosion des Stahls beginnt. Durch pH-bedingte Fehlstellen in der Passivierung ergibt sich eine Abhängigkeit des chloridinduzierten Korrosionsfortschrittes. Bei der Betrachtung der Bewehrungskorrosion infolge Chloridbelastung sind sowohl die Betondeckung und deren Dichtigkeit als auch die chemische Grenzflächensituation des Stahls zu berücksichtigen. Ist die Betondeckung bis zur Passivierungsschicht karbonatisiert, erhöht sich aufgrund der "undichten" Passivierungsschicht die Korrosionsgeschwindigkeit infolge Cl-Eindringens. Somit ist also die chloridinduzierte Korrosion sowohl vom Cl-Gehalt im Beton als auch vom pH-Wert des Betons abhängig; je höher der pH-Wert ist, desto geringer ist selbst bei hohen Chloridgehalten das Korrosionsrisiko. Ein ausreichend dichter Beton, der nicht stark austrocknen kann, verhindert den beschriebenen Korrosionsablauf zusätzlich, weil er mögliche Feucht/Trocken-Wechsel an der Passivierungsgrenzfläche reduziert. Bei diesem Vorgang wird aus dem neutralen trockenen Metallsalz bei der Befeuchtung eine Säure (Aquosäurenbildung) mit zusätzlichem Korrosionspotenzial. Zusätzlich wird die Bilden von Eisenoxyd aus dem Eisenchlorid durch die Sauerstoffdiffusionsreduzierung des dichten Betons sehr stark herabgesetzt beziehungsweise vollständig unterbunden.
Bindemitteldesign für Asphaltstraßen : Definition eines chemisch-rheologischen Anforderungsprofils
(2018)
Das Ziel dieses Projekts war das Auffinden von Zusammenhängen zwischen den chemischen Bitumeneigenschaften und dem rheologischen Verhalten, dem Alterungsverhalten sowie dem Haftverhalten des Bindemittels. Zum Erreichen dieses Ziels wurden zwölf Bitumenproben in unterschiedlichen Alterungszuständen und vier Gesteinsproben mit verschiedenen chemischen, rheologischen, physikalischen und haftbetreffenden Methoden untersucht. Bei der Gegenüberstellung der Prüfergebnisse konnte eine Vielzahl an bilateralen Korrelationen zwischen den einzelnen Kennwerten gefunden werden. Zusätzlich zu diesen bilateralen Zusammenhängen wurden weiterhin mithilfe von multiplen Regressionsanalysen Linearkombinationen erstellt, die durch eine kombinierte Berücksichtigung der Gehalte und der Molmassenmittelwerte Mn der SARA-Fraktionen die Beschreibung und Prognose einer Vielzahl von Kennwerten ermöglicht. Zu diesen Kennwerten zählen neben den rheologischen Prüfgrößen, wie dem Erweichungspunkt, der Nadelpenetration sowie dem komplexen Schermodul |G*| und dem Phasenwinkel δ, auch die Alterungsindices dieser Prüfgrößen. Somit können anhand der SARA-Fraktionen im nicht gealterten Zustand Aussagen über das Alterungsverhalten der Bitumen getroffen werden. Neben der Rheologie und dem Alterungs-verhalten ist zudem eine Beschreibung des Haftverhaltens möglich, wobei neben den SARA-Fraktionen als Gesteinskennwerte weiterhin der Siliziumdioxidgehalt sowie der isoelektrische Punkt zu berücksichtigen sind. Zudem konnte durch die Umstellung der gefundenen Linearkombinationen ein synthetisches Bindemitteldesign abgeleitet werden, sodass durch die Vorgabe der angestrebten rheologischen, alterungsbedingten und haftungsbedingten Kennwerte die zum Erreichen dieser Kennwerte erforderlichen Gehalte der SARA-Fraktionen ermittelt werden können.Dies ermöglicht die Modifizierung von Bitumenzusammensetzungen, um eine gezielte Beeinflussung der Bindemitteleigenschaften zu erreichen.
Untersuchungen an in situ gealterten Kunststoffdichtungsbahnen aus Abdichtungen von Straßentunneln
(2011)
Tunnel in Spritzbetonbauweise werden in der Regel mit einem Abdichtungssystem aus Kunststoffdichtungsbahnen (KDB) gegen das anstehende Bergwasser abgedichtet. Zur Gewährleistung der Dauerhaftigkeit und Gebrauchstauglichkeit aber auch der Verkehrssicherheit (z.B. Gefahr der Glatteisbildung in undichten Tunneln) müssen die Tunnelabdichtungen aus KDB dabei über die gesamte Nutzungsdauer des Bauwerks von in der Regel 100 Jahren zuverlässig Ihre Funktion erfüllen. An der Entwicklung von Prüfverfahren zum Nachweis dieser Nutzungsdauer wird zurzeit national und international intensiv geforscht. Zur Verifizierung und Kalibrierung dieser Prüfverfahren können Untersuchungen an in situ gealterten KDB-Proben aus bestehenden Straßentunneln sehr nützlich sein. Im vorliegenden Beitrag werden erste Ergebnisse der Untersuchungen zu Materialeigenschaften von ausgebauten KDB Proben aus älteren Straßentunneln vorgestellt. Im Rahmen eines Forschungsprojektes der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) wurden bereits zahlreiche Materialproben aus bestehenden Straßentunneln, die aktuell bautechnisch nachgerüstet werden, entnommen und untersucht. Bei der Entnahme der KDB-Proben wurde parallel auch die Bergwassertemperatur gemessen und an Bergwasserproben der Chemismus analysiert. Soweit möglich wurden die Produktdaten des Anlieferungs- bzw. Einbauzustandes beim Hersteller oder Bauherrn recherchiert, um so die Veränderungen der mechanischen Eigenschaften durch die in situ Alterung bewerten zu können. Die ermittelten mechanischen Eigenschaften nach Alterung wurden mit den Anforderungen damals gültiger und aktueller Regelwerke verglichen.
Das MES-93 ist ein Merkblatt für die Entnahme von Strahlschuttproben an korrosionsgeschützten Stahlbauten vor erforderlichen Ausbesserungs- oder Erneuerungsmaßnahmen. Sie gilt in Verbindung mit ZTV-KOR 92. Der Bericht enthält den Anwendungsbereich des Merkblattes, die Anforderungen an den Auftragnehmer für die Entnahme von Strahlschuttproben nach MES-93, die zu beachtenden Schwerpunkte bei der Durchführung der Arbeit, die zu erstellende Dokumentation sowie die zu beachtenden Normen und sonstigen Regelwerke.
Die aktuellen Richtlinien zur Bestimmung der Blutalkoholkonzentration (BAK) für forensische Zwecke (BAK-Richtlinie, 2007) lassen unter bestimmten Bedingungen auch zwei verschiedene gaschromatographische Analysen anstatt der häufig angewandten Kombination Gaschromatographie und enzymatische Methode ADH zur Bestimmung des Blutalkoholgehaltes zu. Untersucht wurde die Messpräzision zweier gaschromatographischer Verfahren bei der Alkoholanalytik im Vergleich zur häufiger angewandten Methodenkombination. In mehr als 50 Prozent der Fälle hat sich bei den verglichenen Methodenkombinationen ein identischer Mittelwert ergeben. Ansonsten waren die Abweichungen gering. Damit werden die hohen Anforderungen, die an die forensische Blutalkoholbestimmung gestellt werden, durch die modernen Laborautomaten erfüllt.
Diese Studie erfolgte als eine erste Prüfung der Frage, ob 0,1 Promille als Sicherheitszuschlag für eine Bestimmung eines Blutalkoholwertes von 0,1 Promille aus Gründen der Messunsicherheit angebracht und ausreichend ist. Beides trifft zu. Obwohl zur Zeit der Studie noch nicht bei oder unter 0,2 Promille kalibriert wurde, bestimmten alle Labors eine Blutalkoholkonzentration von 0,08 Promille mit einem Wert unter 0,18 g/L (Cmax ADH: 0,15 g/L = CmaxGC: 0,15 g/L = Blutalkoholkonzentration (BAK) von 0,12 Promille). Es bestand kein Bias zwischen beiden Verfahren. Festgestellte Standabweichungen: ADH: 0,021 g/L, GC: 0,025 g/L. Ein Sicherheitszuschlag von 0,1 Promille auf 0,1 Promille umfasst demnach vier Standardabweichungen und bietet für die neue Regelung im Paragrafen 24 Straßenverkehrsgesetz (StVG) bei der richtliniengemäß ausgeführten forensischen Blutalkoholbestimmung genügend Analysensicherheit.
Ziel der Untersuchung war, die Frage zu klären, inwieweit die Verwendung von fluoridhaltigen Blutentnahmesystemen einen Vorteil in Begutachtungsfragen bei Cocain-Konsumenten bringen kann. In einigen Bundesländern werden diese Blutentnahmesysteme bereits seit Jahren angewendet, um einer Zersetzung von Cocain entgegenzuwirken (Inhibition der Esterasen im abgenommenen Blut). Entsprechende Empfehlungen finden sich auch in den Richtlinien der Gesellschaft für Toxikologische und Forensische Chemie (GTFCh). Bei der Verwendung Fluorid-stabilisierter Blutentnahmesysteme fanden sich in mehr als 50 Prozent der Fälle neben dem nicht aktiven Stoffwechselprodukt Benzoylecgonin (BE) auch Cocain (ein Beleg des zeitnahen Konsums) im Blut. Seit Mitte 2007 ist neben dem Stoffwechselprodukt BE auch die Muttersubstanz Cocain im Anhang zu Paragraf 24a Straßenverkehrsgesetz (StVG) aufgeführt. Aus forensisch-toxikologischer Sicht ist die Verwendung fluorid-stabilisierter Entnahmesysteme zwingend anzuraten, da nur dann ein Nachweis der aktiven Muttersubstanz Cocain selbst ermöglicht wird.
Um ein Bild von der aktuellen Messunsicherheit bei der Bestimmung von Tetrahydrocannabinol (THC) in Serum zu erhalten, wurden von sieben forensisch-toxikologischen Laboren rechtsmedizinischer Institute Daten der letzten Jahre erhoben. Zur Abschätzung der Messunsicherheit wurde eine Einteilung in zufällige Fehler (Präzision) und systematische Fehler (Richtigkeit) vorgenommen. Ergebnisse zur Richtigkeit wurden aus Daten von Ringversuchen ermittelt. Es ergab sich eine mittlere erweiterte Messunsicherheit für die THC-Bestimmung von ca. 33 %, das heisst, bei einem Messwert von 1 ng/ml liegt der "wahre Wert" mit circa 95 prozentiger Wahrscheinlichkeit im Intervall zwischen 0,67 und 1,33 ng/ml. Dieses Ergebnis bestätigt, dass die verwendete Analytik geeignet ist, bei Konzentrationen um 1 ng/ml einen sicheren Substanznachweis zu führen. Es ist erkennbar, dass bei der THC-Bestimmung im Serum in der Regel der Richtigkeitsanteil an der Messunsicherheit größer ist als der Präzionsanteil.
Zur Ergänzung der bestehenden Routineverfahren in der forensischen Blutalkoholanalytik wurde ein massenspektrometrisches Verfahren mit d6-Ethanol als internem Standard entwickelt. Ziel war die Anwendung eines beweissicheren Bestimmungsverfahrens, bei dem Ethanol über die Retentionszeit und Substanzeigenschaften identifiziert wird. Die Pilotstudie belegt, dass die forensische Blutalkoholbestimmung durch Anwendung eines gaschromatographischen und massenspektrometrischen Verfahrens mit Dampfraumanalyse routinemäßig möglich ist. Im Gegensatz zum GC- und ADH-Verfahren ist die massenspektrometrische Blutalkoholbestimmung beweissicher. Die Autoren empfehlen die Aufnahme in die Richtlinien zur Bestimmung der Blutalkoholkonzentration für forensische Zwecke. Die Arbeit wurde vom Bund gegen Alkohol und Drogen im Straßenverkehr e.V. (B.A.D.S.) unterstützt.
Im Falle von Nachtrunkeinlassungen ist die Begleitstoffanalyse (BGA) ein anerkanntes Instrument zu deren Überpruefung. Methanol ist einer der forensisch relevanten Begleitalkohole, die bei der Begleitstoffanalyse überprüft werden. Oft kann die BGA den Nachtrunk weder bestätigen noch ausschließen, ein erhöhter Methanolspiegel hat deshalb als Marker für eine stundenlang vorbestehende Ethylalkoholbeeinflussung von mehr als 0,5 bis 0,7 Promille eine besondere Bedeutung. Oft gehörte Einlassungen zur Erklärung erhöhter Methanolspiegel sind nach Erfahrung von Rechtsmedizinern der Genuss von Obst, so zum Beispiel Orangen, Pampelmusen, Birnen und auch Tomaten, Saftkonsum oder eine Methanolexposition am Arbeitsplatz. Es werden zwei Fallbeispiele vorgestellt, in denen diese Einlassungen experimentell überprüft wurden. Im ersten Fall wurde der Methanolspiegel mit dem Genuss verdorbenen Fruchtsafts begründet, im zweiten Fall wurde ein Nachtrunk mit Klosterfrau-Melissengeist beziehungsweise eine Diät mit Obst angegeben. Ob Methanolspiegel nach dem Konsum von Obst tatsächlich hoch ansteigen können, wurde in Probandentests untersucht. Bei einigen Probanden wurden hohe Methanolspiegel von etwa 10mg/l nach exzessivem Obst- und Fruchtkonsum vorgefunden. Bei der Bewertung dieser Spiegel als Marker für eine chronische Alkoholbelastung ist deshalb Vorsicht geboten. Verdorbener Obstsaft enthält lediglich geringe Konzentrationen von Alkohol und Methanol.