Mit Innovation zur Schliessung des Stoffkreislaufes

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Kristina Simen
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1 Strength. Performance. Passion. Mit Innovation zur Schliessung des Stoffkreislaufes Peter M. Kunz Eberhard Bau AG, Kloten 20. Holcim Betontagung August 2014

2 Schliessen des Stoffkreislaufs 2

3 Kies und Sand - Reserven sinngemäss nach Jäckli et. al. (1985): Beiträge zur Geologie der Schweiz, geotechnische Serie 68 3

4 Wo stehen wir heute?? Urbane Reserven sinngemäss nach Jäckli et. al. (1985): Beiträge zur Geologie der Schweiz, geotechnische Serie 68 4

5 Rückgang der Kiesreserven im Kt. Zürich Quelle: Kanton Zürich Amt für Abfall, Wasser, Energie und Luft (AWEL);

6 Urban Mining Die Kiesgruben der Zukunft finden wir in der bebauten Umwelt 6

7 Bundeshaus In weiten Teilen aus Steinen der alten Stadtmauer von Bern erbaut. Recycling! 7

8 Abbruch und Triage Viele Bauten werden bereits nach 30 oder 40 Jahren abgerissen und ersetzt nicht jedes Haus ist ein Pantheon Wir finden: - Beton - Backstein - Stahl - Holz - Abdichtungen - 8

9 Anlieferung zur Aufbereitung Anlieferung getrennt nach: - Betonabbruch - Mischabbruch - kiesigem Material 9

10 Leistungsfähige Aufbereitung Leistungsfähige Aufbereitung durch Brechen, Sieben, Sichten, Mischen Aufgrund der Schwankungen bei Materialanfall und -bedarf braucht es genügend Lagerkapazitäten 10

11 Kies und Sand Materialfluss (Kanton Zürich) D, SG, AG SG, D, LU, TG Quelle: Kanton Zürich Amt für Abfall, Wasser, Energie und Luft (AWEL);

12 Mehr Kiesabbau als Aushub-Einbau Quelle: Kanton Zürich Amt für Abfall, Wasser, Energie und Luft (AWEL);

13 Abbruch Abbruch (Abfall?) Betonabbruch Mischabbruch 13

14 Was machen mit dem Rückbaumaterial (Wertstoff)? Fraktionieren 0 4 mm 4 8 mm 8 16 mm mm Beton Stabi / Kiesgemische Sortieren Brechen Sieben Sichten Mischen 14

15 Fraktionierung Primär 0 4 mm 4 8 mm 8 16 mm mm Betongranulat 0 4 mm 4 8 mm 8 16 mm mm Mischgranulat 0 4 mm 4 8 mm 8 16 mm mm Beton 15

17 Anwendungen Beton 17

18 Anwendungseinschränkungen und -vorbehalte Für die Anwendungen von C-Beton (RC-C) gibt es hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften keine weiteren Einschränkungen die Vorgaben sind durch das MB SIA 2030 klar. Bei der Anwendung von M-Beton (RC-M) muss beachtet werden, dass der E- Modul doch deutlich tiefer sein kann als bei Primär- oder C-Beton Vorbehalte beim M-Beton gibt es insbesondere auch bei der Frage des Durchstanzen. Hierfür wurden unter Leitung des Hochbauamtes der Stadt Zürich mit Unterstützung der Wirtschaft entsprechende Versuche an der Hochschule Luzern durchgeführt 18

Bei der Anwendung von M-Beton (RC-M) muss beachtet werden, dass der E- Modul doch deutlich tiefer sein kann als bei Primär- oder C-Beton Vorbehalte

19 Vergleich der Materialzusammensetzung Platte 1 Platte 2 Platte 3 Ra [M.%] Rb [M.%] Rc [M.%] Ru [M.%] Hersteller «Gelb» hat mehr als doppelt so viel Rb als Hersteller «Blau». Der Recyclinganteil kann problemlos weit über der Hälfte liegen, ohne qualitative Einbussen in Kauf nehmen zu müssen. Ra Rb Rc Ru Bitumenhaltige Materialien Mauerziegel (Mauersteine, Ziegel), Kalksandsteine, nicht schwimmender Porenbeton Beton, Betonprodukte, hydraulisch gebundene Gesteinskörnungen, Mörtel, Mauerstein aus Beton ungebundene natürliche Gesteinskörnung, Natursteine 19

Der Recyclinganteil kann problemlos weit über der Hälfte liegen, ohne qualitative Einbussen in Kauf nehmen zu müssen.

20 Erweiterte Fraktionierung < 1 mm 0/4; 4/8; 8/16; 16/ mm > 126 mm Filler Beton Grobschotter 20

21 Erweiterte Fraktionierung mit unterschiedlichen Stoffen < 1 mm 0/4; 4/8; 8/16; 16/ mm > 126 mm < 1 mm 0/4; 4/8; 8/16; 16/ mm > 126 mm < 1 mm 0/4; 4/8; 8/16; 16/ mm > 126 mm Filler Steinmehl, Zusatzstoff (Beton, Asphalt), Füllstoff, Bindemittel, Kunststoff, Industrieprodukte,... Beton Grobschotter 21

22 Sieblinie Filler als Qualitätsmerkmal Volumen [%] '000.0 Partikelgrösse [µm] 22

23 Steinmehl in Zement (Kundenzement) Grundlage für Zemente ausserhalb der Norm bildet das MB SIA 2049 In Zusammenarbeit mit Holcim wurde aus Filler (Mischgranulat) und Klinker ein Kundenzement entwickelt. Filleranteil: 36% Kundenzement entspricht einem Cem 32,5, bzw. einem ZN/D 32.5 N resp. R Erweiterter Abklärungen sind im Gang zur Herstellung eines Zusatzstoffes mit einem höheren Filleranteil 23

24 Grundlage für den Kundenzement gültig ab 1. Jan

25 Zementkategorien nach MB SIA 2049 Bezeichnung Bestandteile normiert neu 2) Kurzzeichen Portlandzementklinker Nebenbestandteile ZB/D HSN ZB/E ZB/F CH-Portlandzement ZN/D ZN/E ZN/F CH-Hüttensandkompositzement ) 0 5 1) Als Bestandteile dürfen nur solche verwendet werden, die in SN EN als hydraulisch oder latent hydraulisch bezeichnet sind, d.h. Hüttensand S (Ziffer 5.2.2) und gebrannter Schiefer T (Ziffer 5.2.5). 2) Die Mengenangaben schliessen ggf. normierte Bestandteile gemäss SN EN ein. SIA 2049, Copyright 2014 by SIA Zürich 25

26 Einzuhaltende Grenzwerte nach SIA 2049 Schwermetall Grenzwert, mg/kg Trockenmasse Arsen 30 Antimon 30 Blei 500 Cadmium 5 Chrom 500 Chrom VI 2 Kobalt 250 Kupfer 500 Nickel 500 Quecksilber 1 Thallium 3 Zink 2000 Zinn 10 SIA 2049, Copyright 2014 by SIA Zürich alle Grenzwerte bei Weitem eingehalten 26

27 Festigkeitsentwicklung im Standardmörtel Holcim 712, Mörtel-Druckfestigkeiten EN 196, w/z-wert 0.5 Normo 4 Holcim 712 (Probe 1) Holcim 712 (Probe 2) CEM II/B-LL 32,5 R CEM 32,5 R: 10.0 N:

28 Festigkeitsentwicklung im Beton (28 Tage) Holcim 712, Standardbeton 0/32mm, 300 kg/m3, w/z-wert 0.58 Normo 4 Holcim 712 CEM II/B-LL 32,5 R 28

29 Festigkeitsentwicklung im Beton (90 Tage) Holcim 712, Standardbeton 0/32mm, 300 kg/m3, w/z-wert 0.58 Normo 4 Optimo 4 Holcim 712 CEM II/B-LL 32,5 R 29

30 Primäre und Sekundäre Gesteinskörnungen Nicht überall müssen primäre Gesteinskörnungen geschont werden aber in mehr und mehr Gebiete werden die primären Gesteinskörnungen rar und dem sollten wir bei der Planung, Bemessung und Ausführung zunehmend Rechnung tragen Nicht für alle Anwendungen braucht es primäre Gesteinskörnungen wird sollten diese Ressource schonen und sie dort einsetzen wo wir keine gleichwertige Alternative haben (langlebige Infrastruktur) Primäre und sekundäre Rohstoffe können/müssen sich ergänzen 30

31 Schlussfolgerungen Konsequente Verwendung von Recyclingbaustoffen (urbanen Rohstoffen) Viel Recycling mit innovativen Anwendungen Abbauen von normativen Hindernissen und Vorurteilen Definieren von klaren und notwendigen Anforderungen, bzw. Eigenschaften nicht aus Bequemlichkeit etwas festlegen 31

32 Vielen Dank! 32

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