Jahresbericht 2018-2019

Lehrstuhl für Angewandte Geologie Prof. Dr. Thorsten Schäfer Forschungsschwerpunkte  Nutzung von Schwermetall (SM)-kontaminierten ehemaligen Tagebaustandorten zur Biomasse- produktion mittels Kurzumtriebs-Plantagen und Charakterisierung der SM Speziation.  Verhalten von geogenen und anthropogenen Spurenelementen in der kritischen Zone  Analyse der geochemischen Signatur von Feinstaub zur Identifizierung der Emissionsquellen  Nanopartikeltransport-kontrollierende Prozesse im Grundwasserleiter und Übergang zur Bodenzone  Beschreibung von initialen Zement-Abbinde-Prozessen auf Basis vonPartikel-Partikel-Wechselwirkungskräften Vorhersage rheologischer Eigenschaften von Zementleim (SPP 2005 - Opus Fluidum Futurum) Nach einer ersten Etablierungsphase wird im Verlauf des BMBF-Projektes USER-2 die Möglich- keit einer mikrobiell gestützten Phyto-Stabilisierung zur Erzeugung von Lignozellulose als nachwach- sendem Rohstoff auf insgesamt vier Testfeldern mit Schwermetallen/Radionukliden belastetem Substrat in der ehemaligen Uranbergbauregion nahe Ronneburg in Ost-Thüringen etabliert. Ver- schiedene Baumarten (u. a. Erle, Weide, Birke), die Langzeitwirkung des Auftrags von 5% oder 20% Rendzina (kalkhaltiger Oberboden), die Unterpflanzung als Erosionsschutz sowie mikro- biologische Inokulationsmethoden (Bakterien, Pilze) sind Teil der Untersuchungen. Das Ziel der Arbeiten ist eine nachhaltige Landschaftsgestal- tung unter Berücksichtigung ökonomischer As- pekte und die Weiterentwicklung automatisierter Erfassungssysteme der Biomasseproduktivität. Optimierungsstrategien zur Gewinnung erneu- erbarer Energien auf kontaminierten Flächen Die rheologischen Eigenschaften von frischem Beton werden maßgebend durch die Eigenschaf- ten des darin enthaltenen Zementleims beein- flusst. Dieser weist i.d.R. ein ausgeprägt nicht- newtonsches Fließverhalten auf, das durch eine Fließgrenze und eine ausgeprägte Thixotropie geprägt ist. Die rheologischen Eigenschaften wer- den dabei u. a. durch die Hydratation des Zements stark beeinflusst. Dies führt zur Veränderung des Partikelinventars und der Zusammensetzung der Trägerflüssigkeit, wobei die zugrundeliegenden Mechanismen weitgehend unverstanden sind. In dem SPP 2005 Projekt CONCERT werden auf Basis von AFM-Messungen zur Partikel-Partikel- und Fließmittel-Wechselwirkung als Funktion der Partikelgrößen und Elektrolyt-Zusammensetzungen Oberflächenkomplexierungs-Modelle für die Aus- gangsmineralien des Zements bzw. die Hydrata- tionsprodukte hergeleitet. Die so gewonnenen Untersuchungsergebnisse werden mit Messun- gen der rheologischen Eigenschaften von Ze- mentleim kombiniert. [1] Bogner, A., et al.: Early hydration and microstructure formation of Portland cement paste studied by oscillation rheology, isothermal calorimetry, 1 H NMR relaxometry, conductance and SAXS. Cement and Concrete Research (accepted). Abb. 1. (v. l. n. r.) Laser-Scanning-Aufnahmen (Drohne) vom Testfeld Gessenwiese (Ronneburg) zur Ermittlung der Biomasse (hier Baumhöhe), und Fotos der Kurzum- triebsplantage vor und nach der Ernte 2019. Fotos: AG Schäfer 126 — FORSCHUNG