Entsprechend den Statistiken des Umweltbundesamtes 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.
Da 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.
Die Arbeit beschäftigt sich mit dem möglichen Einsatz der problematischen Sandfraktion als Primär- und Sekundärbindemittel sowie als Zusatzstoff zur Herstellung mineralischer Dämmstoffe.
Inhaltsübersicht
1. Ausgangsposition
2. Zielsetzung
3. Ergebnisse
3.1 Eigenschaftsprofile
3.2 Untersuchungen zur Nutzung als Primärbindemittel nach thermischer Reaktivierung
3.3 Untersuchungen zur Nutzung als Sekundärbindemittel
3.4 Untersuchungen zur Nutzung als Rohstoffkomponente für mineralische Dämmstoffe
4. Zusammenfassung
Zielsetzung & Themen
Das Forschungsprojekt verfolgt das zentrale Ziel, alternative Verwertungsmöglichkeiten für die beim Brechen von Altbeton anfallende Sandfraktion (0/4 mm) zu entwickeln, um diese sinnvoll in den Stoffkreislauf zurückzuführen. Die Forschungsarbeit setzt sich dabei kritisch mit der thermischen Reaktivierung sowie der stofflichen Nutzung in Bindemitteln und Dämmstoffen auseinander.
- Erstellung detaillierter Eigenschaftsprofile von Altbetonsanden unterschiedlicher Herkunft.
- Untersuchung der thermischen Reaktivierung von Zementstein zu einem hydraulischen Bindemittel.
- Analyse der Eignung von aufgemahlenem Altbeton als Sekundärbindemittel zur Zementsubstitution.
- Erforschung der Verwendung von Recyclingbetonsand als Rohstoffkomponente für mineralische Dämmstoffe.
Auszug aus dem Buch
3.2 Untersuchungen zur Nutzung als Primärbindemittel nach thermischer Reaktivierung
Zementsteine aus CEM I und CEM III mit unterschiedlicher Hydratationsdauer wurden aufgemahlen und bei verschiedenen Temperaturen (600 °C bis 1400 °C) getempert. Die Temperatur von 600 °C wurde als niedrigste Temperaturstufe gewählt, da sich bei dieser der Portlandit zersetzt. Als höchste Temperaturstufe wurde bei dem CEM I Zementstein 1400 °C gewählt, was in etwa der Brenntemperatur des Ausgangszementes entspricht. Für den CEM III-Zementstein tritt bei dieser Temperatur bereits massive Schmelzphasenbildung auf, so daß der Temperaturbereich auf maximal 1200 °C begrenzt werden mußte. Die Temperprodukte wurden hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und ihres Reaktionsvermögens mit Wasser charakterisiert und auf ihre Frisch- und Festmörteleigenschaften hin getestet.
Die Tabelle 1 faßt die wichtigsten Ergebnisse der Untersuchungen dieses Teilgebiets als Gegenüberstellung zusammen. Als Bezug dient dabei der Ausgangszement bzw. die für Normzemente gültigen Grenzwerte. Im Ergebnis werden die erzielten Druck- und Biegezugfestigkeiten mit dem Referenzwert verglichen. Auf einen Vergleich der Frischmörteleigenschaften und Trockenrohdichten wird aufgrund der unterschiedlichen Wasserzementwerte verzichtet.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Ausgangsposition: Beschreibt die hohe Relevanz von Baureststoffen in der Abfallbilanz und identifiziert den Altbeton sowie dessen Sandfraktion als Potenzial für zukünftige Recyclingstrategien.
2. Zielsetzung: Definiert die vier zentralen Teilgebiete der Untersuchung, die von der Eigenschaftsanalyse über die thermische Reaktivierung bis zur Dämmstoffnutzung reichen.
3. Ergebnisse: Liefert eine detaillierte Auswertung der Materialanalysen, der Reaktivierungsversuche, der Zementsubstitutionsversuche sowie der Schmelz- und Sintereigenschaften von Altbeton-Gemischen.
4. Zusammenfassung: Fasst die wissenschaftlichen Erkenntnisse zusammen und bewertet die Realisierbarkeit der untersuchten Verwertungswege für die Praxis.
Schlüsselwörter
Recyclingbetonsand, Altbeton, Zementstein, Baureststoffe, thermische Reaktivierung, Sekundärbindemittel, mineralische Dämmstoffe, Festigkeitsbildung, Sinterverhalten, Schmelzverhalten, Mauerwerksabbruch, Zementsubstitution, Gesteinskörnung, Kreislaufwirtschaft, Betontechnologie.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Forschungsarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht Möglichkeiten zur Wiederverwertung der Sandfraktion (0/4 mm), die bei der Aufbereitung und dem Recycling von Altbeton als schwierig verwertbares Nebenprodukt anfällt.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Die Arbeit fokussiert sich auf die stoffliche Nutzung in Primär- und Sekundärbindemitteln sowie die Verwendung als Rohstoffkomponente in mineralischen Dämmstoffen.
Was ist das primäre Ziel des Forschungsprojekts?
Das Ziel ist die Entwicklung und wissenschaftliche Überprüfung alternativer Verwertungsszenarien, um den Deponiebedarf zu senken und natürliche Ressourcen durch Recyclingmaterialien zu schonen.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden angewendet?
Es kommen unter anderem chemische Analysen (Glühverlust, HCl-unlösliche Bestandteile), die thermische Temperung von Proben, röntgenographische Phasenanalysen und mörteltechnische Untersuchungen mittels Heiztischmikroskopie zum Einsatz.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Erstellung von Eigenschaftsprofilen der Ausgangsmaterialien, die Prüfung der hydraulischen Reaktivierung durch Tempern sowie die Analyse der Festigkeitsentwicklung bei Zementsubstitution und der thermischen Eignung für Dämmstoffe.
Durch welche Schlüsselwörter lässt sich die Arbeit charakterisieren?
Wichtige Begriffe sind Recyclingbetonsand, Altbetonverwertung, Zementstein, thermische Reaktivierung, Zementsubstitution und mineralische Dämmstoffe.
Warum ist die Sandfraktion 0/4 mm bei Altbeton problematisch?
Die Sandfraktion führt aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften bei der Herstellung von neuem Beton häufig zu einer schlechteren Verarbeitbarkeit und einem erhöhten Schwindmaß, weshalb sie oft von der Wiederverwendung ausgeschlossen wird.
Welches Fazit ziehen die Autoren zum Mauerwerksabbruch?
Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass Gemische aus Beton und Ziegel (als Modell für Mauerwerksabbruch) ein Sinter- und Schmelzverhalten aufweisen, das sich für die Herstellung mineralischer Dämmstoffe eignet.
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- Dipl.-Ing. Alexander Schnell (Author), Annette Müller (Author), 2001, Verwertungsmöglichkeiten für die Sandfraktion von Recyclingbaustoffen aus Beton, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/93401