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Umweltverhalten der URETEK-Kunstharze

Die Basler & Hofmann AG erhielt von der URETEK Schweiz AG den Auftrag, eine Produkteinformation zum Umweltverhalten der ­URETEK-Kunstharze zu erarbeiten.

Produkte

Die Polyurethan-Kunstharze der ­Firma URETEK setzen sich aus einer Polyol- und einer Isocyanatkomponente zusammen. In der Schweiz kommen im Gewässerbereich die Produkte GEOPLUS A und GEOPLUS 1735 zur Anwendung.

Auftrag

Die Basler & Hofmann AG wurde bereits 2012 von der URETEK Schweiz AG beauftragt, das Umweltverhalten ihrer Produkte zu untersuchen und zu dokumentieren. Die erarbeitete Produkteinformation basiert auf den Sicherheitsdatenblättern der Komponenten, Herstellerangaben, eigenen Versuchen zusammen mit dem Analyselabor Bachema AG, der Auswertung von Publi­kationen weiterer Laborversuche in Deutschland sowie der Begleitung von Anwendungen in ökologisch heiklen Bereichen, insbesondere auch den Test-Injektionen im Gewässerschutzbereich Au zur Behebung der Gipskarstproblematik im tieferen Strassenuntergrund auf der Nationalstrasse N8, Abschnitt Faulensee – Leissigen. Die Abschlussdokumentation «N8, Faulensee-Leissigen, Test-Injektion mit Polyurethankunstharz» (in Deutsch) der GEOTEST AG / Basler & Hofmann AG ist bei der URETEK Schweiz AG erhältlich, die Produkteinformation «Kunstharze der ­Firma URETEK» finden Sie im DOWNLOAD-Bereich.

Kritische Phase bezüglich Umwelt

Die kritische und damit in Bezug auf die Umweltauswirkungen zu beurteilende Phase von Kunstharzen ist das Abbinden. Im ausgehärteten Zustand sind Kunstharze stabil und es erfolgt kein Eintrag von Inhaltsstoffen in die Umwelt.

Beurteilungsparameter

Als Beurteilungsparameter für Kunstharze dienen die Summenparameter DOC (Gelöster Organischer Kohlenstoff)/TOC (Gesamter Organischer Kohlenstoff) und AOX (Adsorbierbare Organisch gebundene Halogene), spezifisch ergänzt mit weiteren Parametern und/oder Ökotoxizitätstests.

Technischer Fortschritt

Die Komponenten der heutigen Produkte binden rasch ab, weshalb nur ein geringer Eintrag von mobilisierbaren Inhaltsstoffen in die Umwelt stattfindet. Das schnelle Abbinden verhindert auch ein unkontrolliertes Austreten in den Boden. Zudem ist es aufgrund der Sicher­heitsmassnahmen in der Injektionstechnik nicht möglich, dass nicht korrekt abgebundenes Kunstharz in die Umwelt gelangt.

Erkenntnisse zum Umwelt­verhalten

Die umfangreichen Untersuchungen der URETEK-Kunstharze GEOPLUS A und GEOPLUS 1735 haben folgendes ergeben:

  • Nur in der ersten Phase nach dem Abbinden wird eine Beeinflussung der Wasserbeschaffenheit registriert; im Eluat werden erhöhte Werte an DOC/TOC, AOX und Stickstoff gemessen. Diese Werte gehen aber innert weniger Stunden auf den Ausgangswert zurück.
  • Relevante toxische Einflüsse des ­Eluats auf Leuchtbakterien, Daphnien oder Algen wurden nicht festgestellt.
  • Es sind auch keine in Bezug auf Polyurethane relevanten Konzentrationen an Zwischenprodukten (primäre aromatische Amine) vorhanden.
  • Weitere, auf Anordnung der Umweltbehörden untersuchte Parameter wie Ammonium, Zinn, Bisphenol A oder Formaldehyd lagen entweder unter beziehungsweise im Falle des Ammoniums im Bereich der Bestimmungsgrenze.
  • Leitfähigkeit und pH-Wert sind bei Kunstharzinjektionen – im Gegensatz zu Zementinjektionen – kein Problem.

Massnahmen zur Injektions- und Produkteoptimierung

Die Firma URETEK unternimmt grosse Anstrengungen, die Sicherheit bei den Injektionen zu gewährleisten und die Umweltauswirkungen ihrer Produkte zu minimieren. Konkret werden folgende Massnahmen ergriffen:

  • Steuerung des korrekten Abbindens
    Die beiden Komponenten der ­URETEK-Kunstharze werden in der Injektionspistole in einer Kammer gemischt und nicht in der Umwelt (Boden Grundwasser). Bei Injektionsbeginn wird die korrekte Funktion der Pistole geprüft. Die Injektionen werden nur von geschultem Personal der Firma URETEK ausgeführt. Aufgrund der schnellen Abbindung breitet sich das Material nur 1.0 bis 1.5 m vom Injektionsort aus.
  • Verhinderung, dass einzelne Komponenten in die Umwelt gelangen
    Falls die Zufuhr der Komponenten nicht im korrekten Mischungsverhältnis erfolgt, kommt es automatisch zu einer Abschaltung der Injektionspistole. Es kann dann nicht beziehungsweise nicht weiter injiziert werden. Somit ist zu jeder Zeit gewährleistet, dass nur korrekt abgebundenes URETEK-Kunstharz injiziert wird.
  • Keine ökotoxischen Stoffe in relevanten Konzentrationen
    Die Firma URETEK konnte mittels Ökotoxizitätstests den Nachweis erbringen, dass keine ökotoxischen Inhaltsstoffe in relevanten Konzentrationen ins Wasser eingetragen werden.
  • Keine Zwischenprodukte in relevanten Konzentrationen
    Für Polyurethane relevante Zwischenprodukte sind die primären aroma­tischen Amine. Es hat sich gezeigt, dass keine relevanten Konzentrationen dieser Stoffgruppe entstehen.
  • Kontrolle der injizierten Mengen
    Die injizierten Mengen werden protokolliert und mit den geschätzten Mengen abgeglichen. Damit kann gezeigt werden, dass kein unkontrolliertes Austreten im Boden stattfindet.
  • Beständigkeit
    Alle vernetzten Polyurethanprodukte sind sehr stabil. Die Vielzahl der möglichen Bindungen zwischen unterschiedlichen Polyolen und Diisocyanaten ist für die stabilen Eigenschaften verantwortlich.
  • Wassergefährdung
    Sowohl die Polyol-Komponente wie auch die Isocyanat-Komponente sind der Wassergefährdungsklasse 1, das heisst «schwach wassergefährdend», zugeordnet. Auch alle Einzelkomponenten sind bis auf eine einzige Ausnahme ebenfalls der Wassergefährdungsklasse 1 zugeteilt.

Fazit

Die Abklärungen der Basler & Hofmann AG bestätigen die Beurteilung des Deutschen Instituts für Bautechnik, DIBt, dass aufgrund von Injektionen mit URETEK-Kunstharzen keine negativen Auswirkungen auf das Grundwasser und den Boden festzustellen sind. Auch die Durchflusskapazität des Grundwassers wird nicht in relevantem Masse beeinträchtigt. Zudem ist die Injektionstechnik so ausgereift, dass ein unkontrolliertes Austreten des Produkts beziehungsweise seiner Komponenten nicht möglich ist. Speziell von Vorteil ist, dass die Injektionsmengen kontrolliert werden können und der Eingriff in die Infrastruktur minimal ist.

Verfasser:

Beat Hodel
Dr. sc. nat., Biologe, Toxiko­loge / Basler & Hofmann AG

Cornelia Angehrn
Dr. phil II, Chemikerin / Basler & Hofmann AG

Unsere Stärken

KOSTENEFFIZIENZ
ZEITSPAREND
SICHERHEIT

KOSTENEFFIZIENZ

Da keine Kosten für aufwändige Baustelleninstallationen anfallen und die Sanierung der betroffenen Bodenvolumen schnell erfolgt, sind die Kosten im Gegensatz zu herkömmlichen Technologien sehr konkurrenzfähig.

Aufgrund der schnellen Expansionskraft kann sich das Kunstharz nicht weit über den Injektionspunkt ausdehnen, wodurch Materialverbrauch und damit verbundene Kosten begrenzt werden.

ZEITSPAREND

Die URETEK-Technologie braucht keine sperrigen Geräte, denn die Baustelleneinrichtung befindet sich auf dem Lastwagen.

Sofortige Wirkung
Im Vergleich zu Betonmischungen erfolgt die Erhärtung des injizierten Materials in sehr kurzer Zeit. Das Harz erreicht sehr schnell seine endgültigen mechanischen Eigenschaften, und der behandelte Bereich ist bereits nach den Arbeiten benutzbar.

SICHERHEIT

Dank der präzisen Erfassung der Messresultate kann die Wirksamkeit sofort überprüft werden. Ausserdem können vor Ort mittels geotechnischen Vergleichstests (z.B. Rammsondierungen und/oder Pressiometerverfahren) indirekte Überprüfungen vor und nach der Behandlung durchgeführt werden.

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