In fast allen Fällen benötigen Straßen- und Eisenbahntunnel Entwässerungssysteme, um anfallenden Bergwasser kontrolliert abzuführen. Häufig wird jedoch die Funktion der Entwässerungssysteme durch Kalkablagerungen, so genannten Versinterungen, beeinträchtigt. In Folge dessen können Bergwässer nicht mehr abgeführt werden und es drohen Nässe und/oder erhöhter Wasserdruck, wodurch Schäden an Bauteilen und technischen Einrichtungen entstehen können.
Hauptbestandteil der sich bildenten Versinterungen in den Entwässerungssystemen bestehen aus Calciumcarbonat, welches aus Berg- oder Sickerwässern ausfällt. Die entstehenden Ablagerungen können von sehr weichen, wässrigen Strukturen bis zu steinharten Ablagerungen reichen. Diese Ablagerungen sind teilweise so hart, dass die Drainagesysteme nur noch durch Auffräsen wieder instandgesetzt werden können. Das Problem hierbei ist, dass das Auffräsen teilweise zu massiven Schäden an den Drainagerohren führt.
Durch den Einsatz unserer Baypure® Produkte wird ein Wachstum bzw. die Ausbildung des Kalkkristalles verhindert. Der Kalk tritt immer noch in seiner ungelösten Form auf, bildet sich jedoch nicht zu Versinterungen und Ablagerungen aus. Er bleibt durch den von Baypure® hervorgerufenen physikalischen Prozess in seiner kleinsten Struktur in Schwebe und kann durch den vorliegenden Wasserstrom im Rohr oder durch einfaches Spülen sehr leicht entfernt werden.
® = eingetragene Marke der Bayer AG, Leverkusen, Deutschland
Die Wirkungsweise der Härtestabilisation in kalkführenden Entwässerungen
Wie wirken die flüssigen und festen Härtestabilisatoren im Wasser der Dränagen, und wie wurde dieses System entwickelt?
Aus der industriellen Wasseraufbereitung kennt man seit langem ein Verfahren, bei dem Chemikalien, vorzugsweise Polyacrylate, dem Wasser in geringen Mengen zugegeben werden. Diese Wirkstoffe erhöhen die Löslichkeit von Calcium im Wasser und machen entstehende Kalkkristalle weicher. So werden Kalkablagerungen in Rohren verhindert. Falls doch Ablagerungen entstehen, sind sie leichter zu entfernen.
Zunächst konnte wegen der stark variierenden Wassermenge und ökologischer Anforderungen an das oft in die Natur abfließende Wasser dieses System bei der Entwässerung von Bauwerken nicht eingesetzt werden. Der Durchbruch kam Mitte der 1990er-Jahre durch den Einsatz flüssiger Polyasparaginsäure (PASP). Dieses Protein ist sehr gut biologisch abbaubar, in etwa vergleichbar mit Traubenzucker. Die ökotoxologischen Daten entsprechen in etwa denen von Kochsalz und sind, insbesondere wegen der niedrigen Konzentration des Wirkstoffs, unbedenklich.
Mit PSI, einem Vorprodukt der Polyasparaginsäure, wurde 2000 ein Wirkstoff gefunden, der endlich den weitverbreiteten Einsatz von Depotsteinen ermöglichte. PSI wird beim Kontakt mit Wasser vollständig und rückstandsfrei zu PASP hydratisiert. Je nach Wasserqualität liegt die Menge des Wirkstoffs für die Härtestabilisation bei 3 bis 20 Milligramm pro Liter Entwässerungswasser. Die Wirkung des Stabilisators auf Polyasparaginsäurebasis beruht auf zwei Effekten:
Sobald eine bestimmte Konzentration des Wirkstoffs im Wasser erreicht ist, wird die Löslichkeit der Carbonatbildner deutlich erhöht. Chemisch gesehen ändert sich der pH-Wert dadurch jedoch kaum. Der zugegebene Wirkstoff ist kein Wasserenthärter, die Härtewerte steigen sogar nach Zugabe des Härtestabilisators; bei modernen Stabilisatoren erhöhen sich die Werte teilweise um bis zu 50 %. Der durch diesen Effekt zusätzlich im gelösten Zustand gehaltene Kalk kann sich jedoch nicht mehr ablagern. Der Kalkgehalt (die Härte) des Wassers wird „stabilisiert“.
Außerdem greift der Härtestabilisator in die Bildung von Kalkkristallen ein. Das Kristallwachstum wird durch eine Anlagerung des Stabilisators an die Kristalloberfläche verlangsamt, und die Form der Kristalle wird verändert. Es kommt nicht zur Bildung fest miteinander verwachsener, mikroskopisch kleiner Kristalle, die eine Bindung mit den Rohren des Entwässerungsystems eingehen können. Es entstehen vielmehr viele submikroskopisch kleine Kristalle, die durch starken Wasserfluss aus dem System ausgeschwemmt werden können.
Bei der Härtestabilisation im Schemmelsbergtunnel bei Heilbronn wurde übrigens auch beobachtet, dass sich bestehende harte Kalkablagerungen nach wenigen Wochen von der Rohrwand ablösten. Der Wirkstoff unterwandert die Kalkstruktur und löst die Verbindung zwischen Kalk und Rohr. In der Folge fällt die Kalkablagerung komplett ab.
Im Gegensatz zu ebenfalls auf dem (insbesondere schweizerischen) Markt befindlichen Depotsteinen aus biologisch nicht abbaubarem Polyacrylat haben Depotsteine aus PSI folgende Vorteile:
• sie sind vollständig biologisch abbaubar
• sie haben eine Haltbarkeit von mehr als sechs Monaten
• (Polyacrylat: nur wenige Wochen)
• sie haben einen höheren Wirkstoffgehalt PSI-Depotsteine erkennt man leicht an der bräunlich-gelben Farbe.
