Effizienzsteigerung beim Abbau von Luftschadstoffen an photokatalytisch modifizierten Betonen

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Vereinfachte Darstellung des Schadstoffabbaus an einem Photokatalysator nach Bestrahlung mit UV-Licht. Das Titandioxid wird durch UV-Licht angeregt und katalysiert den oxidativen Abbau der Schadstoffe (roter Pfeil) mit Hilfe von Sauerstoff und Luftfeuchtigkeit (blauer Pfeil) zu den harmlosen Abbauprodukten Kohlendioxid, Wasser, Nitrate etc. (grüner Pfeil)

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Photoreaktor mit drei eingesetzten Prüfkörpern zur Bestimmung der photokatalytischen Wirksamkeit

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Fließbild des Messprogramms

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Prüfung der Abriebbeständigkeit nach DIN 52108 auf der Böhmescheibe: Vorbereitung der Prüfkörper

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Prüfung der Abriebbeständigkeit nach DIN 52108 auf der Böhmescheibe: Prüflauf

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Verdichtung der Proctor-Prüfkörper: in grau jeweils die Referenz nur mit Zement, daneben Mischungen mit unterschiedlichen Anteilen an photokatalytisch aktivem Photoment

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Druckfestigkeiten der Proctor-Prüfkörper: in grau jeweils die Referenz nur mit Zement, daneben Mischungen mit unterschiedlichen Anteilen an photokatalytisch aktivem Photoment

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Festigkeitsverlauf von Normprismen nach DIN EN 196, nur mit Zement bzw. mit 80 % Zement und 20 % Photoment. Blau: CEM I 52,5 R, Rot: CEM II/A-LL 42,5 R, Schwarz: CEM II/A-S 42,5 R. Die Proben mit 20 % Photoment sind jeweils schraffiert.

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NO-Abbau von Referenzprobekörpern: Gezeigt sind die Abbaukurven von Stickstoffmonoxid und der Verlauf der Beleuchtung (an/aus) über sechs Stunden

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NO-Abbau von Probekörpern mit 55 kg/m³ Photoment bei sonst gleicher Zusammensetzung wie Bild 9.

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Photokatalytischer Abbau von NO im Photoreaktor, angegeben in prozentualer Abnahme der Eingangskonzentration. Die Referenz (ohne Photoment) in grau, die photomenthaltigen Proben mit 30 kg/m³ in grün, mit 55 kg/m³ in gelb und mit 75 kg/m³ in rot

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Detailaufnahme der Betonoberfläche der Referenzprobekörper mit CEM II/A-S mit einem Wasseranteil von 125 l/m³ ...

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... und einem Wasseranteil von 145 l/m³

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Frost-Tauwechsel-Beständigkeit der untersuchten Proctor Prüfkörpern: links in grau jeweils die Referenz nur mit Zement (nicht bei allen Wasser/Bindemittelverhältnissen gemessen), daneben Mischungen mit unterschiedlichen Anteilen an photokatalytisch aktivem Photoment.

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Ergebnisse des Abriebverlusts auf der Böhmescheibe liegen alle unter 18.000 mm³/5.000mm² Abrieb und fallen daher in Klasse 4 mit den höchsten Anforderungen.

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Die Unternehmen Steag Power Minerals und Kronos haben zur Reduzierung von Luftschadstoffkonzentrationen einen photokatalytischen Betonzusatzstoff entwickelt, der für die Herstellung von Pflastersteinen mit luftreinigenden Eigenschaften vorgesehen ist.

1. Einleitung

Im Zuge eines wachsenden Bewusstseins für unsere Umwelt, die einen direkten Einfluss auf unser Wohlbefinden und unsere Gesundheit hat, werden in der EU durch gesetzliche Regelungen vermehrt Grenzwerte für Luftschadstoffe festgelegt [1]. Insbesondere durch die Verkehrsbelastung werden die Grenzwerte von Feinstaub und Stickoxiden (NO_x) in verkehrsreichen Regionen wie Ballungsräumen inzwischen häufig überschritten. Zur Reduzierung der Konzentrationen an Luftschadstoffen wurden zum Teil Umweltzonen eingerichtet, die das Befahren bestimmter Gebiete nur mit schadstoffarmen Fahrzeugen...