Meter um Meter arbeitet sich die Fräse auf der schmalen Nebenstraße voran. Sie reißt den Asphalt auf und zerkleinert ihn mitsamt Unterbau, dem so genannten Straßenkoffer. Bisher wanderte oft das gesamte Material auf die Deponie. Bei einer vier Meter breiten Fahrbahn kamen da mit jedem Kilometer Strecke ein paar hundert LKW-Ladungen zusammen. Als Ersatz musste danach die gleiche Menge Kies herangekarrt werden - für einen neuen, nässe- und frostsicheren Untergrund. Diesen Aufwand können sich Straßenbauer jetzt sparen: Sie vermischen einfach das von der Fräse zerkleinerte Material mit einem speziellen Siliconharz. Dadurch wird der Boden hydrophob, also wasserabweisend. Anschließend kann man ihn sofort erneut als Straßenuntergrund verwenden. Für Leonhard Gollwitzer, der bei der Wacker-Chemie in München für Siliconharze zuständig ist, liegen die Vorteile von derart "imprägniertem" Erdreich auf der Hand.
Die Eigenschaften - das ist eigentlich das wesentliche Grundprinzip dieser Boden-Hydrophobierung - die Eigenschaften des trockenen Bodens bleiben erhalten. Jeder weiß: wenn Lehm nass wird, kann man den formen, kann man Figuren machen. Wenn der trocken ist, ist der hart wie Beton. Das ist eigentlich das Wesentliche, dass man durch diese Wasserabweisung verhindert, dass das Bodenmaterial feucht wird und damit die Eigenschaften verliert. Trockener Boden ist in aller Regel tragfähig. Und das ist eigentlich die Philosophie dieses ganzen Verfahrens.
Das Wasser, das dem Straßenunterbau zusetzt, sickert nicht durch Risse im Asphalt ein. Es wird vielmehr aus dem umliegenden Erdreich in die Unterkonstruktion hineingesogen - und zwar durch Kapillarkräfte. Je feinkörniger das Material ist, desto mehr Poren und Kapillaren gibt es, die Feuchtigkeit aufnehmen können. Das Siliconharz mit dem Markennamen Drysoil sorgt nun dafür, dass Wasser das Bodenmaterial nicht mehr benetzen kann. Welchen Effekt das bei Lehm hat, demonstriert Leonhard Gollwitzer mit einem Labortest.
Ich habe hier zwei Lehmziegel, einer ist mit Stroh vermischt, einer ist ein sogenannter Grünling, das heißt also ein Ziegel, der noch nicht gebrannt ist. Ist also beides Lehm. Lehm ist eines der empfindlichsten Materialien, die es gibt auf der Welt gegen Wasser.
Und genau dem sollen die Ziegel nun widerstehen. Gollwitzer hat sie dazu hochkant in Kunststoffschalen gestellt - zusammen mit zwei Vergleichs-Ziegeln.
Es ist immer einer behandelt mit Drysoil, einer ist nicht behandelt. Und das können wir jetzt mal ganz kurz zeigen, was da sich tut.
Innerhalb von Sekunden beginnen die unbehandelten Ziegel zu zerfallen und stehen in einem trüben, lehmigen "Fußbad". Die behandelten überstehen die Prozedur hingegen unbeschadet. Das Siliconharz, das diese Ziegel schützt, ähnelt von seiner Struktur her Quarz. Im Kristallgitter von Quarz ist ein Siliziumatom jeweils von vier Sauerstoffatomen umgeben. Im Siliconharz ist eines dieser vier Sauerstoffatome durch eine organische, also kohlenstoffhaltige Gruppe ersetzt. Die organischen Gruppen stehen wie mikroskopisch kleine Borsten nach außen. Auf diesen Borsten perlt das Wasser ab. Um einen Straßenuntergrund gegen Nässe zu schützen, genügen drei bis vier Liter Drysoil pro Kubikmeter Boden. Man kann sie direkt beim Auffräsen der Straße untermischen. Gollwitzer:
Das Produkt ist flüssig und wird in dieser Form über Dosieranlagen verteilt und reagiert im Lauf von Stunden bis einigen Tagen mit Hilfe des Kohlendioxids aus der Luft zu einem Siliconharz-Netzwerk im Erdreich. Und wenn diese Reaktion abgeschlossen ist, entsteht eben diese Hydrophobie.
Die Moleküle verbinden sich aber nicht nur untereinander, sondern gleichzeitig auch mit dem Silizium im Boden. Das Harz kann deshalb nicht vom Wasser ausgewaschen werden. Teststrecken in der Schweiz, Afrika und Indien trotzen schon seit mehreren Jahren dem Wetter: europäischem Frost, aber auch asiatischem Monsunregen. Die Ingenieure hat das auf die Idee gebracht, ihr Produkt auch in einem anderen Bereich einzusetzen: beim Dammbau. In den nächsten Jahren wollen sie untersuchen, ob Siliconharz verhindern kann, dass Dämme bei Hochwasser aufweichen und deshalb schließlich brechen.
Die Eigenschaften - das ist eigentlich das wesentliche Grundprinzip dieser Boden-Hydrophobierung - die Eigenschaften des trockenen Bodens bleiben erhalten. Jeder weiß: wenn Lehm nass wird, kann man den formen, kann man Figuren machen. Wenn der trocken ist, ist der hart wie Beton. Das ist eigentlich das Wesentliche, dass man durch diese Wasserabweisung verhindert, dass das Bodenmaterial feucht wird und damit die Eigenschaften verliert. Trockener Boden ist in aller Regel tragfähig. Und das ist eigentlich die Philosophie dieses ganzen Verfahrens.
Das Wasser, das dem Straßenunterbau zusetzt, sickert nicht durch Risse im Asphalt ein. Es wird vielmehr aus dem umliegenden Erdreich in die Unterkonstruktion hineingesogen - und zwar durch Kapillarkräfte. Je feinkörniger das Material ist, desto mehr Poren und Kapillaren gibt es, die Feuchtigkeit aufnehmen können. Das Siliconharz mit dem Markennamen Drysoil sorgt nun dafür, dass Wasser das Bodenmaterial nicht mehr benetzen kann. Welchen Effekt das bei Lehm hat, demonstriert Leonhard Gollwitzer mit einem Labortest.
Ich habe hier zwei Lehmziegel, einer ist mit Stroh vermischt, einer ist ein sogenannter Grünling, das heißt also ein Ziegel, der noch nicht gebrannt ist. Ist also beides Lehm. Lehm ist eines der empfindlichsten Materialien, die es gibt auf der Welt gegen Wasser.
Und genau dem sollen die Ziegel nun widerstehen. Gollwitzer hat sie dazu hochkant in Kunststoffschalen gestellt - zusammen mit zwei Vergleichs-Ziegeln.
Es ist immer einer behandelt mit Drysoil, einer ist nicht behandelt. Und das können wir jetzt mal ganz kurz zeigen, was da sich tut.
Innerhalb von Sekunden beginnen die unbehandelten Ziegel zu zerfallen und stehen in einem trüben, lehmigen "Fußbad". Die behandelten überstehen die Prozedur hingegen unbeschadet. Das Siliconharz, das diese Ziegel schützt, ähnelt von seiner Struktur her Quarz. Im Kristallgitter von Quarz ist ein Siliziumatom jeweils von vier Sauerstoffatomen umgeben. Im Siliconharz ist eines dieser vier Sauerstoffatome durch eine organische, also kohlenstoffhaltige Gruppe ersetzt. Die organischen Gruppen stehen wie mikroskopisch kleine Borsten nach außen. Auf diesen Borsten perlt das Wasser ab. Um einen Straßenuntergrund gegen Nässe zu schützen, genügen drei bis vier Liter Drysoil pro Kubikmeter Boden. Man kann sie direkt beim Auffräsen der Straße untermischen. Gollwitzer:
Das Produkt ist flüssig und wird in dieser Form über Dosieranlagen verteilt und reagiert im Lauf von Stunden bis einigen Tagen mit Hilfe des Kohlendioxids aus der Luft zu einem Siliconharz-Netzwerk im Erdreich. Und wenn diese Reaktion abgeschlossen ist, entsteht eben diese Hydrophobie.
Die Moleküle verbinden sich aber nicht nur untereinander, sondern gleichzeitig auch mit dem Silizium im Boden. Das Harz kann deshalb nicht vom Wasser ausgewaschen werden. Teststrecken in der Schweiz, Afrika und Indien trotzen schon seit mehreren Jahren dem Wetter: europäischem Frost, aber auch asiatischem Monsunregen. Die Ingenieure hat das auf die Idee gebracht, ihr Produkt auch in einem anderen Bereich einzusetzen: beim Dammbau. In den nächsten Jahren wollen sie untersuchen, ob Siliconharz verhindern kann, dass Dämme bei Hochwasser aufweichen und deshalb schließlich brechen.