ifeu Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg Ressourceneffizienz in der Wertschöpfungskette Einsatz von RC-Beton im Hochbau

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1 ifeu Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg Ressourceneffizienz in der Wertschöpfungskette Einsatz von RC-Beton im Hochbau Florian Knappe PIUS-Länderkonferenz 2014 Frankfurt, 02. Juli 2014

2 Aus einer Zeitung. => wird eine Zeitung Aus: vdp Papier recyceln Aus einem Fensterprofil. => wird ein Fensterprofil Quelle: Swisswindows AG

3 X Baustoffherstellung X Gebäuderückbau Aufbereitung Straßen- und Wegebau Verfüllungen Warum sollten sich nicht auch mineralische Altbaustoffe wieder zu Baustoffen für den Hochbau verarbeiten lassen?

4 Der mögliche Weg ist die Herstellung von RC-Beton Max. 45% der GK Wasser + Fließmittel 1 m³ Beton => Austausch nur einer Komponente => Anpassung der Fließmittel <2mm

5 Zulässige Anteile rezyklierter Gesteinskörnungen >2mm (nach den Vorgaben des Deutschen Ausschuss für Stahlbeton DAfStb) Anwendungsbereich GK Typ 1 GK Typ 2 Alkalirichtlinie DIN EN und DIN WO (trocken) Carbonatisierung XC1 WF feucht Kein Korrosionsrisiko X0 Karbonatisierung XC1 bis XC4 Frost ohne Taumittelwirkung XF1 1) und XF3 1) und in Beton mit hohem Wassereindringwiderstand <45 Vol.% <35 Vol.% <35 Vol.% <25 Vol.% 1) Zusätzliche Anforderungen s. Abschnitt 1, (3) und (4) Chemischer Angriff (XA1) <25 Vol.% <25 Vol.% 1) Greift AKR-Problematik auf; umgangen durch Begrenzung des Zementgehaltes in Rezeptur <300 kg/m³ Bis Druckfestigkeit C 30/37; kein Spannbeton, keine Hochleistungsbetone

6 Wir nennen das Kind: R-Beton => Ressourcenschonender Beton Möglichst umfassender Rückgriff auf sekundäre Rohstoffe Schonung von Rohstofflagerstätten Minderung der Eingriffe in den Natur- und Landschaftshaushalt Wichtig: keine höheren Zementmengen in den Rezepturen

7 Impuls aus der Schweiz aufgegriffen Beispiele: Schulhaus im Birch, Zürich-Örlikon 2002; Anteil RC-Beton 80% Quelle: Überbauung Neubrunnstraße, Zürich-Örlikon Wohnüberbauung Werdwies, 2006; Anteil RC-Beton 75%

8 Praxis in der Stadt Zürich: Seit >10 Jahren generell Einsatz von RC-Beton in Neubauten Ausgeschrieben wird RC-Beton nach Eigenschaften Ausnahme in Primärbeton müssen vom Amt für Hochbauten genehmigt werden Mittlerweile werden 7% der gesamten Beton-Nachfrage in der Schweiz über RC-Beton gedeckt C. Hoffmann, Vortrag auf der Fachtagung R 13 in Weimar, September 2013

9 Impulse zum Einsatz von R-Beton in Baden-Württemberg

10 Impuls in Heilbronn Bauherr: Stadtsiedlung Heilbronn GmbH GU: Bilfinger Berger, Karlsruhe Vorhaben: Wissenschafts- und Technologiezentrum ( WTZ I + II: Betonlieferant: Fa. Godel Anteile RC-Gestein: ca. 20% Betonrezepturen: C 8/10 X0 (WF) C 25/30 XC4, XF1 (WF) C 30/37 XC4, XF1, XA1 (WF) C 30/37 XC4, XD1, XA1, XM1 (WA) Dieter%20Sprenger.pdf?command=downloadContent&filename=08%20Wolf-Dieter%20Sprenger.pdf

11 WTZ I: (2010) WTZ II: (2011) m³ BRI m² Nutzfläche m³ BRI m² Nutzfläche Auch die folgenden Bauvorhaben im WTZ wurden und werden mit R-Beton erstellt => Impuls gelungen

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13 Impuls in Stuttgart

14 15 m³ C 8/10, X0 Magerbeton 25 m³ C 8/10 Sauberkeitsschicht, Abtreppung 15 m³ C 12/15, X0 Sauberkeitsschicht 50 m³ C 12/15 Betonplomben 250 m³ C 25/30, XC1 Innenwände und Decken 900 m³ C 25/30, XC1 Decken 100 m³ C 25/30, XC1 Außenwand 1. UG 130 m³ C 30/37 10 m³ C 30/37 68% des Gesamtbedarfes Bauvorhaben des BWV, Stuttgart-Ostheim Betonlieferant: Fa. Krieger Waiblingen Baufirma: Fa. Rommel, Stuttgart

15 BWV schreibt auch weiterhin gezielt R-Beton aus

16 Impulse gelungen: Seit ca. 4 Jahren: 4 Betonwerke, die R-Beton in Standardprogramm aufgenommen haben (Typ 1 und neu: Typ 2) 3 Recyclingwerke, die die Gesteinskörnungen liefern (höherer Aufwand, gleichmäßiger Absatz, guter Erlös)

17 Impulsprojekt Baden-Württemberg Partner suchen keine Co-Finanzierung der Bauvorhaben (RC-Anlage; Transportbetonwerk; Bauherr) Rezepturentwicklung Begleitforschung Öffentlichkeitsarbeit Führungen während der Rohbauphase Broschüren etc. pp. Ergebnisse im Detail unter:

18 Rezyklierte Gesteinskörnungen nach DIN EN 12620: GK Typ 1 GK Typ 2 Altbeton; ungebundene GK etc. >90% >70% Mauerziegel, Kalksandstein etc. <10% <30% Asphalt < 1% < 1% Sonstiges (Fremdbestandteile) < 1% < 1% Schwimmendes Material < 2 Vol.% < 2 Vol% Neuer Impuls in 2013:

19 Forschungsprojekt des Umweltministeriums Baden-Württemberg Partner: Projektleitung Ökol. Begleitforschung Aufbereitungsstrategie Produktion Gesteinskörnung Entwicklung und Erprobung der Beton-Rezepturen

20 Input Mauerwerk

21 GK-Komponente aus Mauerziegel etc.

22 Input Altbeton

23 GK-Komponente aus Altbeton

24 GK-Typ 2:

25 Ergebnisse der Eignungsprüfung Typ 2 Anforderung Prüfergebnis Kornrohdichte kg/m³ >2000 +/ Wasseraufnahme nach 10 min M% <15 5,0 Frost-Tau-Widerstand M% <4 3,9 Gehalt an wasserlöslichen Chlorid-Ionen M% <0,04 0,0017 Gehalt an säurelöslichen Chlorid-Ionen M% <0,04 0,014 Säurelösliches Sulfat M% AS 0,8 0,29 Wasserlöslicher Sulfatgehalt M% SS 0,2 0,0214 Gehalt an Gesamtschwefel M% <1 0,13 Gehalt an organischen Bestandteilen M% <0,1 n.n.

26 Ergebnisse der Eignungsprüfung Typ 2 Feststoff Höchstwert Prüfergebnis Kohlenwasserstoffe (C 10 -C 40 ) mg/kg 1000 <50 PAK nach EPA mg/kg 75 0,153 EOX mg/kg 10 <0,5 PCB mg/kg 1 <0,005 Eluat ph-wert (kein Ausschlusskriterium) 12,5 11,09 Elektrische Leitfähigkeit µs/cm (kein Ausschlusskriterium) Chlorid mg/l 150 1,36 Sulfat mg/l ,7 Arsen µg/l 50 <1 Blei µg/l Cadmium µg/l l 5 <0,1 Chrom gesamt µg/l Kupfer µg/l Nickel µg/l Quecksilber µg/l 2 <0,1 Zink µg/l Phenolindex µg/l 100 <10

27 Weitere Impulse für Rheinland-Pfalz 1) Identifikation der Bauschuttrecycler = großes Interesse auch aus Natursteinindustrie 2) Identifikation der Betonwerke = Zusage nahezu aller Werke 3) Derzeit Austausch mit Bauherren

28 Herzlichen Dank IFEU-Institut Heidelberg Florian Knappe