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Ganz und gar nicht für den Kanal

Schwefelsäure-Korrosion führt zu massiven Schädigungen im Kanalsystem. Die Kosten für Schachtsanierungen gehen in die Millionen. Ein Grazer Forscherteam  aus TU und Uni Graz präsentiert hier nun neue, innovative Lösungsansätze.

Das Grazer Forscherteam geht mit einem innovativen Ansatz gegen Schwefelsäure-Korrosion vor.
© TUGraz Das Grazer Forscherteam geht mit einem innovativen Ansatz gegen Schwefelsäure-Korrosion vor.

Wer einmal den Geruch von Schwefelwasserstoff in der Nase hatte, wird diesen so schnell nicht mehr vergessen. Kurz gesagt: Es stinkt wie faule Eier. Doch dieser „olfaktorischen“ Herausforderung trotzte in den letzten fünf Jahren  ein Forscher-Trio aus Graz – und nahm im Sinne der Wissenschaft den Prozess des „biogenen Schwefelsäureangriffs auf Betonteile in Abwasseranlagen“ unter die Lupe. „Vereinfacht gesagt entsteht dort, wo Abwässer langsam fließen oder gar stehen, aufgrund des Sauerstoffmangels aus schwefelhaltigen Verbindungen im Abwasser Schwefelwasserstoff. Dieser dringt in die Betonbauteile, die über der Wasseroberfläche liegen, ein. In Folge führt ein weiterer bakteriologischer Prozess dazu, dass sich Schwefelsäure entwickelt, die dann alles auffrisst“, erklärt Materialforscher Florian Mittermayr von der TU Graz: „Das Problem ist seit Jahrzehnten bekannt und wird in den letzten Jahren weltweit intensiv erforscht. Denn durch diesen Beton-Fraß entstehen Schäden in Millionenhöhe.“

Allein in Deutschland werden laut aktueller Erhebung pro Jahr 456 Millionen Euro für Sanierungen aufgewendet. Jeder Tag mehr Haltbarkeit zahle sich also mit barer Münze aus. „Korrosionsraten am Beton von über einem Zentimeter pro Jahr können auftreten“, so Mittermayr. Dadurch liege die Lebensdauer eines Kanalteils oft bei nur zehn Jahren, weiß Mittermayr: „Dann müssen die Bagger wieder ran – um das Abwassersystem aufrechtzuerhalten, um eine Verunreinigung des Grundwassers zu verhindern und auch, um potenzielle Gefahren durch einstürzende Kanalteile zu eliminieren.“

Geopolymerbeton bietet Säureangriff die Stirn

Gemeinsam mit TU-Forschungskollegen Cyrill Grengg – Experte für angewandte Geowissenschaften – und Günther Koraimann vom Institut für Molekulare Biowissenschaften an der Uni Graz machte sich Mittermayr daran, einen ganzheitlichen Lösungsansatz zu entwickeln. Es gebe zwar bereits Varianten am Markt, die auf dieses Problem fokussieren würden, so Mittermayr, doch auf lange Sicht finde sich aufgrund des derzeitigen Stands der Technik kein System, das einen wirklich ausreichenden Schutz vor Schwefelsäue-Korrosion darstelle. „Wir haben uns gemeinsam mit Kollegen der TU Darmstadt daran gemacht, neue resistente Materialien zu finden beziehungsweise die Entwicklung von möglichst antibakteriellen Oberflächen voranzutreiben, die eine Ansiedelung von Mikro­organismen von vornherein eindämmen“, erklärt Mittermayr.

Geopolymerbeton habe sich hier als besonders geeignet erwiesen, um dem Säureangriff im Kanal erfolgreich die Stirn zu bieten, ergänzt der Forscher. Ein Befund, der nicht nur weltweit in Fachkreisen für großes Aufsehen sorgte, sondern auch dazu führte, dass die wirtschaftliche Umsetzung nun rasch vorangetrieben wird. „Wir sind bereits in Gesprächen mit einigen Unternehmen, um die entsprechenden Prototypen zu realisieren“, erzählt Mittermayr.

Quergefragt:

• Was ist das Problem?

Schwefelsäure frisst sich in jene Betonteile im Kanal, die über der Wasseroberfläche liegen.

• Passiert das überall?

Nein, nur dort, wo Abwässer langsam fließen - oder etwa in Druckwasserleitungen.

Was sind die nächsten Schritte?

Gemeinsam mit Unternehmen entwickeln wir die Prototypen weiter. 

Experten-Statement: 

Florian Mittermayr, TU Graz: „Der Einsatz dieser neuen Materialien kann eine nachhaltige Sanierung geschädigter Kanäle ermöglichen bzw. deren Lebensdauer deutlich verlängern und so Kommunen und Abwasserverbände deutlich entlasten.“

Von Veronika Pranger

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