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Charakterisierung von Partikelemissionen aus dem Trennschleifprozess von kohlefaserverstärktem Beton (Carbonbeton).

Characterization of particle emissions from cutting of carbon fiber reinforced concrete (Carbon concrete composite).

Gefahrstoffe Reinhalt. Luft 78, 230-240 (2018)
Gefahrstoffe- Reinhaltung der Luft - Ausgabe 6/2018 Charakterisierung von Partikelemissionen aus dem Trennschleifprozess von kohlefaserverstärktem Beton (Carbonbeton) Carbonbeton ist ein neu entwickelter Kompositbaustoff, dessen Bewehrung im Gegensatz zum klassischen Stahlbeton durch Carbonfasermaterial in Form von gebundenen Rovings als strukturierte Gelege erfolgt. Der bei der trennenden Bearbeitung des Carbonbetons freigesetzte Feinstaub enthält Zerkleinerungsprodukte des Fasermaterials. Zur umfassenden Untersuchung der gesundheitlichen Relevanz dieser Emissionen mit dem Fokus auf faserförmige Partikel wurde ein Analysensystem entwickelt, das ein Expositionssystem mit einem Trennstaubgenerator und einem Aerosolgenerator zur Erzeugung von Referenzaerosolen kombiniert. Weiterhin wurde das System um ein Partikelgrößenspektrometer und ein Massenspektrometer zur Charakterisierung der Partikel- und Gasphase der beim Trennen von Carbonbeton freigesetzten Staubaerosole erweitert. Erste Untersuchungen an vorliegenden Carbonbetonkonfigurationen zeigen, dass die erzeugten Stäube Anteile an der alveolengängigem und thorakalen Größenfraktion aufweisen und auch entsprechend negative Reaktionen bei exponierten Zellen hervorrufen. Allerdings kann in diesen Daten kein signifikanter Unterschied zwischen Stäuben aus dem Trennen von Reinbeton und Carbonbeton ausgemacht werden. Insbesondere die Analyse der freigesetzten Fasern ergab keine Hinweise auf gesundheitlich relevante Faserdimensionen im Sinne der Empfehlung der Weltgesundheitsorganisation. Characterization of particle emissions from cutting of carbon fiber reinforced concrete (Carbon concrete composite) Carbon concrete is a newly developed concrete composite construction material. The reinforcement of carbon concrete, in contrast to conventional reinforced concrete, is made of carbon fiber material in the form of bonded rovings as a structured layer. Upon cutting carbon concrete, the released fine dust contains components of the fiber material. In order to investigate the health relevance of these emissions, an analytical system was developed that combines a cell culture exposure system with a cutting dust generator and an aerosol generator producing reference aerosols. Furthermore, the system is equipped with a particle size spectrometer and a mass spectrometer to characterize the particle and gas phase of the released aerosols. First results for current carbon concrete configurations show that the generated dust exhibits relevant concentrations of particles in the alveolar and thoracic size fraction leading to corresponding adverse effects in exposed cells. However, in these data no significant difference between dust from the cutting of unreinforced concrete and carbon concrete can be identified. In particular, the analysis of the released fibers did not reveal any health-relevant fiber dimensions concerning the WHO recommendation.  
Carbon concrete is a newly developed concrete composite construction material. The reinforcement of carbon concrete, in contrast to conventional reinforced concrete, is made of carbon fiber material in the form of bonded rovings as a structured layer. Upon cutting carbon concrete, the released fine dust contains components of the fiber material. In order to investigate the health relevance of these emissions, an analytical system was developed that combines a cell culture exposure system with a cutting dust generator and an aerosol generator producing reference aerosols. Furthermore, the system is equipped with a particle size spectrometer and a mass spectrometer to characterize the particle and gas phase of the released aerosols. First results for current carbon concrete configurations show that the generated dust exhibits relevant concentrations of particles in the alveolar and thoracic size fraction leading to corresponding adverse effects in exposed cells. However, in these data no significant difference between dust from the cutting of unreinforced concrete and carbon concrete can be identified. In particular, the analysis of the released fibers did not reveal any health-relevant fiber dimensions concerning the WHO recommendation.
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Publication type Article: Journal article
Document type Scientific Article
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Keywords Exposure
ISSN (print) / ISBN 0949-8036
e-ISSN 1436-4891
Journal Gefahrstoffe, Reinhaltung der Luft
Quellenangaben Volume: 78, Issue: 6, Pages: 230-240 Article Number: , Supplement: ,
Publisher Springer
Publishing Place Vdi-platz 1, D-40468 Dusseldorf, Germany
Non-patent literature Publications
Reviewing status Peer reviewed
Institute(s) Cooperation Group Comprehensive Molecular Analytics (CMA)