Verwertungsmöglichkeiten für die Sandfraktion von Recyclingbaustoffen aus Beton

Bauhaus-Universität Weimar

Dipl.-Ing. Alexander Schnell
Prof. Dr.-Ing. habil. Anette Müller

Forschungsprojekt:
„Verwertungsmöglichkeiten für die Sandfraktion von Recyclingbaustoffen aus Beton“

Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Bonn

1. Ausgangsposition

Entsprechend den Statistiken des Umweltbundesamtes [1] machen die durch Bautätigkeit verursachten Abfallmengen den größten Anteil der Gesamtabfallbilanz Deutschlands aus. Eine Reduzierung dieser Menge durch eine gezielte Abfallvermeidung ist aufgrund der Struktur der Baubranche und der Langlebigkeit der Produkte nur schwer erreichbar, sodaß gegenwärtig die Abfallverwertung im Vordergrund steht.

Die anfallenden Baureststoffe enthalten Wertstoffe, deren weitere Nutzung zur Einsparung von Deponieraum und zur Schonung von natürlichen Ressourcen führt. Heute werden bereits Straßenaufbruch, wenig verunreinigter Bauschutt und die mineralischen Komponenten von Baustellenabfällen verwertet. Recyclingbaustoffe werden im Tiefbau, Erd- und Landschaftsbau, im Straßenbau und teils auch im Hochbau eingesetzt [2].

Da in Zukunft durch umfangreiche Sanierungsmaßnahmen vor allem in den neuen Bundesländern z.B. durch den Rückbau von Neubausiedlungen bzw. durch die weitere Erneuerung und den Ausbau von Straßen und Autobahnen große Mengen an Ausbaubeton zu erwarten sind, sollte der Aufbereitung dieser Stoffgruppe besondere Beachtung zukommen und neue Verwertungsmöglichkeiten entwickelt werden. Einn Überblick über bisherige Verwertungsmöglichkeiten von Altbeton gibt Abbildung 1 (in der vollständigen Version der Arbeit enthalten).

Für das Niveau dieser Einsatzfelder und die resultierenden Anforderungen gilt:

• Bei der Nutzung zur Untergrundverbesserung, Bodenverfestigung etc. werden geringe Anforderungen an die Aufbereitung und die bautechnischen Eigenschaften gestellt. Allerdings muß das Material in diesem Fall strengere umwelttechnische Anforderungen erfüllen, weil ein Kontakt mit dem Grundwasser nicht ausgeschlossen werden kann.
• Beim Einsatz als Mineralstoff im Straßenbau wird zerkleinerter Altbeton als Bestandteil von hydraulisch gebundenen oder ungebundenen Schichten verwendet. Zu diesem Zweck wird in der Regel das gesamte beim Brechen entstehende Kornband genutzt. Der Vorteil dieses Einsatzgebietes besteht im verhältnismäßig geringen Aufwand und in der guten Eignung des Materials für diese Anwendung. Deshalb hat sich dieser Anwendungsfall für Beton aus Fahrbahndecken, der bspw. bei der Erneuerung von Betonautobahnen entsteht, bereits weitestgehend durchgesetzt. Für aufbereiteten Betonschutt aus dem Hochbau wird dieses Einsatzgebiet jedoch kaum genutzt.
• Bei der dritten Recyclingvariante wird der zerkleinerte Altbeton als Zuschlag für Beton eingesetzt. Besteht das Recyclingmaterial hierbei aus hochwertigem, nahezu ungeschädigtem Beton, so sind die damit zu erzielenden Eigenschaften nahe denen eines mit natürlichen Zuschlägen hergestellten Betons. Problematisch ist die Sandfraktion, die aufgrund ihrer Eigenschaften zu einer Verschlechterung der Verarbeitbarkeit und einem erhöhten Schwindmaß bei dem neu hergestellten Beton führt. Aus diesem Grund wird in der Regel bei der Herstellung von Beton mit Recyclingzuschlag die Kornfraktion 0/4 mm (in einigen Fällen auch 0/3 mm [3], 0/5 mm [4], 0/8 mm [5], [6] oder auch 0/12 mm [7]) durch Natursand ersetzt [8], [9], [10], was hinsichtlich der Eigenschaften des mit Sekundärzuschlägen hergestellten Betons zu guten Ergebnissen geführt hat.

Die Richtlinie "Beton mit rezykliertem Zuschlag" des Deutschen Ausschuß für Stahlbeton [11] schränkt für Innenbauteile den Anteil an Betonbrechsand 0/2 mm auf < 7 Vol.-% ein. Für Außenbauteile darf kein Betonbrechsand 0/2 mm verwendet werden. Bei der Zerkleinerung von Altbeton ist die Entstehung eines Feinkornanteils jedoch unvermeidlich, für den adäquate Einsatzgebiete aufgezeigt werden müssen. Erfahrungen aus dem amerikanischen Straßenbau [12] und Untersuchungen von Nicolay und Schulz [13] zeigen, daß zumindest ein Teil der beim Brechen des Altbetons anfallenden Sande ohne nennenswerte Qualitätseinbußen zur Herstellung von Beton, auch im Hochbau, wiederverwertet werden kann.

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[1] http://www.umweltbundesamt.de

[2] Bilitewski, B.
Recycling von Baureststoffen
EF-Verlag für Energie und Umwelt GmbH, Berlin, 1993

[3] Krenn, H.
Generalsanierung einer Betonautobahn am Beispiel des Bauloses Thalgau an der A 1
In: Zement und Beton (Vienna) 2/92 Seite 26-29

[4] Grüning, R.
Wiederverwendung von Betondecken im Straßenbau
In: Bausoff-Recycling 2/86 Seite 33-36

[5] Moss, T.
Erneuerung von Betondecken auf Autobahnen in der Bundesrepublik Deutschland
In: Zement und Beton 1/8 Seite 12-14

[6] Franke, H.-J.
Recycling von Betondecken im Autobahnbau
In: Straße und Autobahn 10/93 Seite 615-616, 621

[7] Meyer, P.
Qualitätsprodukte aus Altmaterial. Moderne Bauschuttrecyclinganlage schont
Ressourcen und Deponieraum
In: Baumaschinendienst 9/93 Seite 807-808

[8] Lardi, R., Eßler, A.
Recycling-Beton - Zuschlag aus aufbereitetem Bauschutt
In: Baustoff-Recycling 4/86 Seite 131-139

[9] Betonrecycling - ein Gebot der Stunde
In: Cementbulletin 6/92 Seite 1-10

[10] Stringlhammer, H.
Recycling im Straßenbau - Beton-Autobahnen
In: Tiefbau-Berufsgenossenschaft 1/93 Seite 10-12

[11] Deutscher Ausschuß für Stahlbeton – DafStb
DAfStb – Richtlinie: Beton mit rezykliertem Zuschlag, August 1998

[12] Vollpracht, A.
Recycling von Beton. Erfahrungen aus dem amerikanischen Straßenbau
In: Beton 6/92 Seite 348

[13] Nicolay J., Schulz R.-R.
Transportbeton nach Eigenschaften mit Recyclingsand
In: Wissenschaftliche Zeitschrift der Hochschule für Architektur und Bauwesen –
Weimar, Jg. 40 (1994), Nr. 5/6/7, S. 213-219