Recyclingbeton aus Beton- und Mischabbruchgranulat. Sachstandsbericht

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1 Recyclingbeton aus Beton- und Mischabbruchgranulat Sachstandsbericht erstellt in Zusammenarbeit von EMPA, Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt, Dübendorf, Abteilung Beton/Bauchemie und TFB, Technische Forschung und Beratung für Zement und Beton, Wildegg Cathleen Hoffmann, Dipl. Bau-Ing. TU Dr. Frank Jacobs, Dipl. Geologe BDG/SIA im Auftrag von Empa, Abteilung Ingenieur-Strukturen Juli 2007

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3 Inhaltsverzeichnis Seite 2 Definitionen 4 Figurenverzeichnis 5 Tabellenverzeichnis 7 1. Allgemeines Regelungen Vorbemerkungen Europäische Normen EN Beton - Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität EN Gesteinskörnungen für Beton Verschiedene Länder Schweiz Deutschland Österreich Grossbritannien Niederlande Belgien und RILEM Norwegen Finnland, Schweden, Dänemark USA und Japan Zusammenfassung Literatur Kapitel 1 und Gesteinskörnungen Gewinnung und Aufbereitung des Ausgangsmaterials Eigenschaften von Recyclinggesteinskörnung Vorbemerkung Stoffliche Zusammensetzung Korngrössenverteilung Wasseraufnahme und Kornrohdichte Kornform Kornfestigkeit Widerstand gegen Frost Chloridgehalt Einfluss der Feinfraktionen 0-4 mm auf die Betoneigenschaften Eigenschaften von Recyclingbeton Vorbemerkung Frischbetoneigenschaften Festbetoneigenschaften Problem mit Nummerierung Druckfestigkeit...49

4 Seite Zugfestigkeit Elastizitätsmodul Schwinden und Kriechen Dichtigkeit Chlorideintrag Karbonatisierung Feuerwiderstand Wasserleitfähigkeit Frost- und Frost-Tausalzwiderstand Ökologische Eigenschaften Einbau und Nachbehandlung Bemessung Vorbemerkung Statischer Elastizitätsmodul Zentrische Zugfestigkeit Spaltzugfestigkeit Biegezugfestigkeit Kriechen Schwinden Querkrafttragfähigkeit Verbundverhalten zwischen Beton und Stahlbewehrung Zusammenfassung und Folgerungen Vorbemerkungen Feinfraktion Leiteigenschaften zur Bestimmung und Überprüfung des Betontyps Zusammensetzung und Einsatzgebiete Ausschreibung Qualitätskontrolle Qualitätskontrolle der Gesteinskörnung Qualitätskontrolle des Recyclingbetons Zukünftiges Re-Recycling Offene Punkte Literatur Kapitel 3 bis Anhang zu Kapitel 2 78 Umfrage bei Schweizer Betonherstellern 83

5 Definitionen Seite 4 Betongranulat ist das durch Abbrechen oder Fräsen von bewehrten oder unbewehrten Betonkonstruktionen und -belägen gewonnenes Material (Definition aus Richtlinie BAFU 2006). Expositionsklasse: Beschreibung von üblichen Umwelteinwirkungen wie beispielsweise Frost, Regen, Karbonatisierung auf Beton. In der EN steht die Expositionsklasse XC1 für trockene Innenräume und ständig nasse Bedingungen (z.b. Unterwasserbeton). Wird nachfolgend nur die trockene Exposition bei XC1 gemeint, ist dies als XC1, trocken, vermerkt. feine Gesteinskörnung: Bezeichnung für kleinere Korngruppen mit D nicht grösser als 4 mm (Definition nach EN 12620); früher als Sand bezeichnet. Gesteinskörnung: körniges Material für die Verwendung im Bauwesen. Gesteinskörnungen können natürlich, industriell hergestellt oder rezykelt sein (Definition nach EN 12620); früher als Zuschlag bezeichnet grobe Gesteinskörnung: Bezeichnung für grössere Korngruppen mit D nicht kleiner als 4 mm und d nicht kleiner als 2 mm (Definition nach EN 12620); früher als Kies bezeichnet. Kies: natürlich gerundete Gesteinskörnung mit einem Grösstkorn von 4 mm Korngruppe: Bezeichnung einer Gesteinskörnung mittels unterer (d) und oberer (D) Siebgrösse, ausgedrückt als d/d (Definition nach EN 12620); Mischabbruch ist ein Gemisch von ausschliesslich mineralischen Bauabfällen von Massivbauteilen wie Beton, Backstein-, Kalksandstein- und Natursteinmauerwerk (Definition aus Richtlinie BAFU 2006). Mischabbruchgranulat bzw. Betongranulat sind durch Aufbereiten von Mischabbruch bzw. Betonabbruch hergestellte Recyclingbaustoffe (Definition aus Richtlinie BAFU 2006). Normalbeton: Unter Normalbeton wird hier ein Beton verstanden, der nahezu ausschliesslich nur mit Gesteinskörnung aus natürlichem Sand und Kies hergestellt wurde. So ein Beton wird teilweise auch als Primärbeton bezeichnet. Recyclingbeton: Als Recyclingbeton kann ein Beton nach SN EN bezeichnet werden, dessen Gehalt an Gesteinskörnung zu mindestens 25 Massenprozent aus Betongranulat und/oder Mischabbruchgranulat im Sinne der BUWAL-Richtlinie "Richtlinie für die Verwertung mineralsicher Bauabfälle" besteht. (Definition aus SN EN 206-1) Recyclinggesteinskörnung bzw. rezyklierte Gesteinskörnung: Gesteinskörnung aus aufbereitetem anorganischem Material, das zuvor als Baustoff eingesetzt wurde (Definition aus EN 12620). Sand: natürlich gerundete Gesteinskörnung mit einem Grösstkorn von 4 mm Splitt: durch Brechprozess hergestelltes Kies totaler w/z-wert: Massenverhältnis von Wasser zu Zement, wobei alles im Beton vorhandene Wasser (bestimmt z.b. durch Einwiegen oder Darren des Frischbetons nach SIA 262/1, Anhang H) bei der Berechnung des w/z-wertes berücksichtigt wird. w/z-wert: Massenverhältnis von Wasser zu Zement. Gemäss SN EN geht bei der Bestimmung des w/z-wertes nur der "wirksame" Wassergehalt ein. D.h. die von der Gesteinskörnung aufgenommene Wassermenge ist nicht bei der w/z-wertberechnung zu berücksichtigen.

6 Seite 5 Figurenverzeichnis Fig. 1: Entwicklung der wichtigsten rückbaubaren Baustoffgruppen (BUWAL, 2001)...10 Fig. 2: Geschätzte, produzierte Betonmengen und geschätzter Anfall an rückgebautem Beton (Mio. m 3 ) bei einer durchschnittlichen Gebrauchsdauer des Betons von 80 Jahren, Jacobs (2006)...11 Fig. 3: Vergleich der Korngrössenverteilung der rezyklierten Gesteinskörnung von Backen-, Prallbrecher und elektrohydraulischer Zerkleinerung (Räss, 2002);...38 Fig. 4: Vergleich der stofflichen Zusammensetzung von fünf untersuchten Proben Mischabbruchgranulat (Korngruppe > 8 mm)...40 Fig. 5 Korngössenverteilung der Sande 0/2 verschiedener sortenreiner Recyclingsande (Diedrich et al., 2001)...41 Fig. 6: Wasseraufnahme in Abhängigkeit von der Zeit der Wasserlagerung verschiedener Recyclinggesteinskörnung (Maultzsch et al., 2003)...42 Fig. 7: Wasseraufnahme in Abhängigkeit von der Kornrohdichte (untere Kurve: 10 min Wasserlagerung; obere Kurve: 24 Stunden Wasserlagerung) verschiedener Recyclinggesteinskörnung, Korngruppen: 4/8 mm, 8/16 mm, 16/32 mm (Bergmeister and Wörner, 2005)...43 Fig. 8: Wasseraufnahme [M.-%] von Recyclinggesteinskörnung (Grösstkorn bis 32 mm) im Vergleich zu natürlichem Sand und Kies (Wasserlagerung ca. 10 min] (Daten aus Empa- Untersuchungen)...43 Fig. 9: Gegenüberstellung der Korrelation von Porosität-Wasseraufnahme (links) und Rohdichte-Wasseraufnahme (rechts) von Recyclinggesteinskörnung (Zusammenfassung aus verschiedenen Literaturdaten (Maultzsch et al., 2003)...44 Fig. 10: Druckfestigkeiten in Abhängigkeit vom totalen w/z-wert (MG: Mischabbruchgranulat, BG: Betongranulat, BS: Backsteingranulat, teilweise Substitution: Recyclinggranulat und Primärmaterial verwendet). Die gestrichelte Linie entspricht in etwa dem mittleren Zusammenhang bei Normalbeton...51 Fig. 11: Abhängigkeit des Elastizitätsmoduls von Beton mit einem Grösstkorn von 16 mm vom Gehalt an Betongranulat (4/16 mm) (links) und Ziegelgranulat (4/16 mm) (rechts) (Grübl and Rühl, 1998)...53 Fig. 12: Elastizitätsmodul von Beton mit einem Grösstkorn von 32 mm in Abhängigkeit von der Frischbetonrohdichte (MG: Mischabbruchgranulat, teilweise Substitution: Recyclinggranulat und Primärmaterial verwendet)...54 Fig. 13: Zusammenhang zwischen Druckfestigkeit und Elastizitätsmodul von Betonen mit natürlicher Gesteinskörnung, Leichtbetonen und Betonen mit Recyclinggesteinskörnung sowie Darstellung der deutschen Normensituation (Bergmeister and Wörner, 2005)...54 Fig. 14: Elastizitätsmodul E cm in Abhängigkeit von der Betondruckfestigkeit (28 Tage) gemäss der in der Norm SIA 262 angegebenen Beziehung Ecm = k 3 fcm (k E = Beiwert für Gesteinskörnung aus SIA 262 und f cm = mittlere Betondruckfestigkeit) und E

7 Seite 6 eingetragene Messwerte...55 Fig. 15: Relatives Schwindmass von Beton in Abhängigkeit vom Leim- bzw. Gesteinskörnunggehalt, aus Grube (1991)...56 Fig. 16: Zeitliche Entwicklung der Schwindverkürzung der Betone mit verschiedenen Gesteinskörnungsgemische > 2 mm; die Angaben in der Tabelle beziehen sich auf die Gesteinskörnung > 2 mm (Müller, 2001)...57 Fig. 17: Elastizitätsmoduls aufgetragen über die Frischbetonrohdichte (Hoffmann, 2004; Hoffmann and Huth, 2006; Firmendaten Schweiz); beim Mischabbruchgranulat (MG) betrug der Anteil an Backsteinen etwa M.-%. Die natürliche Gesteinskörnung stammt aus dem schweizerischen Mittelland...61 Fig. 18 Versuchswerte der Spaltzugfestigkeit (y-achse) aufgetragen über die Betondruckfestigkeit (x-achse) mit Angabe der für den Beton mit Recyclinggesteinskörnung gültigen 5% bzw. 95% Fraktilwerte (Roos, 2002) Fig. 19 Vergleich des Einflusses der Frischbetonrohdichte (links) und des Ziegelsplittanteils auf die Biegezugfestigkeit (rechts) (Roos, 2002)...62

8 Seite 7 Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Klassen für die Trennung von rezykliertem Grobkorn gemäss Tabelle 2 der pren Tabelle 2: Unterklassen für Mauerwerk und sonstige Materialien (wahlweise) gemäss Tabelle 3 der pren Tabelle 3: Qualitätsanforderungen an Recyclingbaustoffe (Kornfraktion > 8 mm) gemäss Abbildung 4 der BAFU-Richtlinie über Bauabfälle (2006)...15 Tabelle 4: Verwendungsmöglichkeiten der sechs Recyclingbaustoffe gemäss Abbildung 5 der BAFU-Richtlinie über Bauabfälle (2006)...15 Tabelle 5: Zulässige Höchstmengen an petrographisch ungeeigneten Anteilen in Gesteinskörnungen für Beton und Mörtel (Tabelle 4 der SN )...17 Tabelle 6: Stoffliche Zusammensetzung und Einsatzbereiche der Sekundärbaustoffe, Tabelle 1 der SN Tabelle 7: Stoffliche Zusammensetzung der Gesteinskörnungstypen gemäss DIN Tabelle 8: Kornrohdichte und Wasseraufnahme nach 10 Minuten für rezyklierte Gesteinskörnungen, gemäss DIN Tabelle 9: Bezeichnung rezyklierter Gesteinskörnung des Typs 1, die die Anforderungen von Anhang F der DIN beim Gehalt an Feinanteilen und der Kornform nicht vollständig erfüllt (Tabelle 5 der DIN )...21 Tabelle 10: Regelanforderungen für rezyklierte Gesteinskörnung (Tabelle F.1 der DIN )...22 Tabelle 11: Zulässige Anteile rezyklierter Gesteinskörnungen > 2 mm, bezogen auf die gesamte Gesteinskörnung (Vol.-%) (Baustoffkreislauf-Richtlinie des DAfStb)...23 Tabelle 12: Tabelle R8 des Teils 2 - Rohdichteklassen, Rechenwert der Trockenrohdichte und charakteristischer Wert der Wichte von Beton mit rezyklierten Gesteinskörnungen24 Tabelle 13: Ausgewählte bautechnische Eigenschaften und stoffliche Zusammensetzung gemäss Tabelle 1 der Richtlinie für Recycling-Baustoffe...25 Tabelle 14: Anforderungen an grobe rezyklierte Gesteinskörnung (> 4 mm) gemäss BS Tabelle 15: Verwendung grober Gesteinskörnung des Typs RCA gemäss BS Tabelle 16: Anforderungen an rezyklierte Gesteinskörnung gemäss belgischer Richtlinie und Empfehlungen von RILEM...27 Tabelle 17: Vorgeschlagene Korrekturfaktoren aus Belgien (Roos) und vom RILEM für Bemessungskennwerte...28 Tabelle 18: Anforderungen an und Möglichkeiten von Recyclingbeton gemäss NB...29 Tabelle 19: Maximal zulässige Anteile von Recyclinggesteinskörnung gemäss NB...29 Tabelle 20: Anforderungen an rezyklierte Gesteinskörnung für Beton gemäss japanischer Norm A Tabelle 21: Nationale Anforderungen an die Zusammensetzungen der rezyklierten

9 Seite 8 Gesteinskörnung...33 Tabelle 22: Merkmale stationär betriebener Recyclinganlagen (Kurkowski and Penzel, 2003; Müller, 2004)...37 Tabelle 23: Wasseraufnahme nach 24 stündiger Wasserlagerung und Kornrohdichte der eingesetzten Gesteinskörnungen (Diedrich et al., 2001) (Weser-Kies = natürlicher Kies)...42 Tabelle 24: Korndruckfestigkeiten (bestimmt nach DIN 4226) einzelner Kornklassen der Recyclinggesteinskörnung (Diedrich et al., 2001)...44 Tabelle 25: Vergleich der Sulfat- und Chloridgehalte bei den Fraktionen 0/4 mm und 4/32 mm, EMPA (2000)...46 Tabelle 26: Charakterisierung der Datenbank...60 Tabelle 27: Überblick über die vorgeschlagenen Typen von Recyclingbeton und zum Vergleich zu Normalbeton; es sind auch die Anmerkungen unterhalb der Tabelle zu beachten Tabelle 28: Kategorien von rezyklierter Gesteinskörnung gemäss Tabelle 12 der pra1 zur EN Tabelle 29: Mindestprüfhäufigkeiten für allgemeine Eigenschaften, Tabelle A.1 der DIN Tabelle 30: Mindestprüfhäufigkeiten für Eigenschaften bei bestimmten Anwendungen gemäss Tabelle A.2 der DIN Tabelle 31: Bezeichnung von rezyklierter Gesteinskörnung des Typs 1, die die Anforderungen von Tabelle 10 erfüllt, gemäss Tabelle 4 der DIN Tabelle 32: Gehalt an schädlichen Bestandteilen gemäss Tabelle 3 der C Tabelle 33a: Hinweise zur Bemessung aus NB...81

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11 Seite Allgemeines Um die Verwendung von Recyclingbeton in der Schweiz zu fördern, hat der Schweizerische Ingenieur- und Architektenverband (SIA) im Jahr 2005 eine Arbeitsgruppe gebildet, die ein Merkblatt zu Recyclingbeton erstellen soll. Dieses Merkblatt soll alle relevante Aspekte für die Praxisumsetzung dieses Betontyps aufführen. Dieses Merkblatt basiert auf zwei von ASTRA, cemsuisse und dem Hochbauamt der Stadt Zürich finanzierte Projekte, welche die EMPA mit Unterstützung der TFB in dem Zeitraum von durchführt. Die im Rahmen dieser Projekte durchzuführenden Versuche stützen sich u.a. auf den Inhalt und die Schlussfolgerungen eines zuvor erhobenen Sachstandsberichtes ab. Dieses Dokument stellt den Sachstandsbericht dar. In der Schweiz werden grosse Mengen an Gesteinskörnung (ca Mio. Tonnen/Jahr) im Beton verwendet. Der weitaus grösste Teil davon stammt heute aus dem Abbau von Sand und Kies. Einerseits ist die Verfügbarkeit von abbaubarem Sand und Kies begrenzt und andererseits fallen beim Rückbau von Gebäuden grosse Mengen an mineralischen Stoffen an, die als Beton- oder Mischabbruchgranulat aufbereitet werden (können). Eine Möglichkeit diese rezyklierte Gesteinskörnung wiederzuverwenden, ist ihr Einsatz bei der Beton-herstellung, sofern sie geeignet ist. Zur Abschätzung der anfallenden Mengen an Beton- und Mischabbruchgranulat liess 2001 das BUWAL Modellrechnungen durchführen (Fig. 1, (BUWAL, 2001). Die Modellrechnung beruht auf der Schätzung der im Baubestand (Hoch- und Tiefbau) gebundenen Materialien, die später durch Abbruch freigesetzt werden. Entsprechend dieser Modellrechnung fielen in der Schweiz schätzungsweise 11 Mio. Tonnen Bauabfälle im Jahr 1997 an. Aufgrund der vermehrten Abbruchtätigkeit ist bis zum Jahr 2010 mit einer Zunahme der Bauabfälle um knapp 30 % (auf ca Mio. Tonnen/Jahr) zu rechnen. Insbesondere im Hochbau wird die Abbruchtätigkeit in den nächsten Jahren für eine Zunahme der jährlichen rückbaubaren Baustoffmengen sorgen. Eine Zunahme der Abbruchtätigkeit wird erwartet, weil Bauten aus der Vorkriegszeit und aus den ersten Nachkriegsjahren bis in die 60er bzw. anfangs 70er Jahre den zunehmenden Anforderungen nicht mehr genügen (Binz, 2002). Die Tragstruktur dieser Bauten besteht vorwiegend aus Mauerwerk und Beton. Betonabbruch bzw. Mischabbruch bilden also - mit wachsender Tendenz - die wichtigsten Komponenten des Abfalls im Hochbau. Im Tiefbau wird nur wenig mehr Abfall als heute anfallen. rückbaubare Baustoffe [Mio. t] Gesamtmenge rückbaubare Baustoffe [Mio. t] Strassenaufbruch (Sand, Kies) Betonabbruch Keramik, Gips, Glas, etc. Ausbauasphalt Mischabbruch Metalle, Holz, brennbare Bauabfälle, vermischte Bauabfälle Fig. 1: Entwicklung der wichtigsten rückbaubaren Baustoffgruppen (BUWAL, 2001). Aus Angaben zum jährlichen Zementverbrauch kann die damit hergestellte Menge Beton abgeschätzt werden (Fig. 2). Wird mit einer durchschnittlichen Lebensdauer von 80 Jahren für Betonbauwerke gerechnet, ist es möglich, die anfallende Menge an Betonabbruch herzu-

12 Seite 11 leiten. Danach ist in den nächsten Jahren mit einem starken Anstieg an rückgebautem Beton zu rechnen (Fig. 2). Die Mengenangaben für Beton stimmen gemäss den in Fig. 1 und Fig. 2 angegebenen Daten von der Grössenordnung her überein Betonverwendung Betonrückbau Betonvolumen [m³] aus Hochbau Jahr [-] Annahme: Durchschnittliche Lebensdauer Beton 80 Jahre Fig. 2: Geschätzte, produzierte Betonmengen und geschätzter Anfall an rückgebautem Beton (Mio. m 3 ) bei einer durchschnittlichen Gebrauchsdauer des Betons von 80 Jahren, Jacobs (2006) Im Betonbau werden in der Schweiz jährlich etwa Mio. Kubikmeter (fest) und in der gesamten Bauindustrie etwa doppelt so viel Gesteinskörnung verwendet. Im Vergleich zu diesen Mengen sind die beim Rückbau anfallenden Mengen beträchtlich. Seit mehreren Jahren werden aufbereite rezyklierte Granulate aus Beton und Mischabbruch vor allem in loser Form und als Gesteinskörnung für Magerbeton verwendet; der Einsatz in Beton für den konstruktiven Bereich wird bisher nur selten praktiziert (SIA D 0146). Ein Grund hierfür sind fehlende Regelungen im Normenwerk im Bereich Beton, d.h. in den Normen für Beton (SN EN 206-1), für Gesteinskörnung (SN EN 12620) und für Betonbau (SIA 262). 2. Regelungen 2.1 Vorbemerkungen Nachfolgend wird ein Überblick über normative und nicht-normative Regelungen im In- und Ausland gegeben. Es wird vor allem auf europäische Länder eingegangen, da diese die europäischen Normen verwenden und somit ein einfacherer Vergleich zur Schweiz möglich ist. Bei der Vorstellung der Normen werden zuerst die europäischen Normen erläutert, die in allen Ländern gelten, die CEN-Mitglied sind1, und anschliessend die nationalen Regelungen vorgestellt. In der EN steht die Expositionsklasse XC1 für trockene Innenräume und ständig nasse Bedingungen (z.b. Unterwasserbeton). Wird in den nachfolgend vorgestellten Regelungen nur die trockene Exposition bei XC1 gemeint, ist dies als XC1, trocken, vermerkt. Zitate sind kursiv dargestellt. Fettdruck wurde von den Autoren zur Hervorhebung wichtiger Sachverhalte angebracht. Zum schnelleren Verständnis ist nach den meisten Abschnitten ein Fazit am Ende angefügt. 1 Europäisches Komitee für Normung; die Schweiz ist Gründungsmitglied

13 Seite 12 In den nachfolgend aufgeführten Normen und Richtlinien bzw. Literaturzitaten, - ausarbeitungen bestehen kein Konsens bezüglich der Begriffe (z.b. Recylingzuschläge, recyklierte Gesteinskörnung, Betonsplittt) und/oder deren Schreibweise (z.b. rezykliert - rezykliert). Die Begriffe im vorliegenden Sachstandsbericht sind zumeist analog der zitierten Literatur verwendet worden. 2.2 Europäische Normen EN Beton - Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität In der EN wird kaum auf Recyclingbeton eingegangen. Jedoch werden Möglichkeiten zur Verwendung nicht CEN-normierter Produkte eingeräumt. In Abschnitt "Grundanforderungen an die Ausgangsstoffe" heisst es: ANMERKUNG Wenn keine Europäische Norm für einen bestimmten Ausgangsstoff vorhanden ist, die sich ausdrücklich für die Verwendung dieses Ausgangsstoffes in Beton nach EN bezieht, oder wenn eine bestehende Europäische Norm diesen Ausgangsstoff nicht beinhaltet oder wenn der Ausgangsstoff wesentlich von der Europäischen Norm abweicht, darf der Eignungsnachweis erbracht werden durch eine Europäische Technische Zulassung, die sich ausdrücklich auf die Verwendung des Ausgangsstoffes in Beton nach EN bezieht, oder eine einschlägige nationale Norm oder Regel, die am Ort der Verwendung des Ausgangsstoffes gelten und die sich ausdrücklich auf die Verwendung des Ausgangsstoffes in Beton nach EN beziehen. In Abschnitt heisst es weiter: ANMERKUNG Regeln für rezyclierte Gesteinskörnung sind in diesen Normen nicht angegeben. Bis Regeln für rezyclierte Gesteinskörnung in europäischen technischen Spezifikationen angegeben sind, sollte die Eignung nach der Anmerkung zu nachgewiesen werden EN Gesteinskörnungen für Beton Im Kapitel 1 "Anwendungsbereich" der EN heisst es (Fettdruck durch Autoren): Diese Europäische Norm legt die Eigenschaften von Gesteinskörnungen und Füllern (Gesteinsmehlen) fest, die durch Aufbereitung natürlicher, industriell hergestellter oder recycelter Materialien und Mischungen daraus für die Verwendung als BetonGesteinskörnung gewonnen werden. Sie deckt Gesteinskörnungen mit einer Kornrohdichte nach Trocknung im Wärmeschrank größer 2,00 Mg/m 3 (2 000 kg/m 3 ) für alle Betonarten ab, einschließlich Beton nach EN und Beton zur Verwendung in Straßen und anderen Deckschichten und für die Verwendung in Betonfertigteilen. ANMERKUNG Die Anforderungen dieser Europäischen Norm basieren auf Erfahrungen mit Gesteinskörnungsarten, die sich in der Anwendung bewährt haben. Die Verwendung von Gesteinskörnungen aus Bezugsquellen ohne eine derartige Bewährung, wie z. B. von recycelten oder als bestimmte Nebenprodukte industrieller Prozesse entstandenen Gesteinskörnungen, sollte sorgfältig geprüft werden. Derartige Gesteinskörnungen könnten trotz Übereinstimmung mit sämtlichen Anforderungen dieser Europäischen Norm Eigenschaften besitzen, die nicht im Mandat M 125 erfasst sind und die nicht für die Gesamtheit der Gesteinskörnungsarten mit einer bewährten Anwendung gelten; falls erforderlich, können für die Beurteilung ihrer Eignung die am jeweiligen Verwendungsort geltenden Vorschriften herangezogen werden. Recyclinggesteinskörnung wird in der EN definiert als Gesteinskörnung aus aufbereitetem anorganischem Material, das zuvor als Baustoff eingesetzt war. In einem Entwurf zur Änderung/Ergänzung (pra1) der EN werden Kategorien für

14 Seite 13 Bestandteile von groben 2 rezyklierten Gesteinskörnungen eingeführt. Als Bestandteile gelten gemäss pren die in Tabelle 1 angegebenen Arten. Bei Bedarf können die Klassen B (Mauerwerk) und X (sonstige Materialien) noch weiter unterteilt werden (Tabelle 2). Tabelle 1: Klassen für die Trennung von rezykliertem Grobkorn gemäss Tabelle 2 der pren Tabelle 2: Unterklassen für Mauerwerk und sonstige Materialien (wahlweise) gemäss Tabelle 3 der pren Tabelle 26 im Anhang dieses Berichts enthält einen Vorschlag aus der pra1 zur EN zur Bildung von Kategorien von grober, rezyklierter Gesteinskörnung. Danach werden 7 Klassen gebildet und diese wiederum unterteilt. Im Bereich Betongranulat werden die Klassen R C und R C +R U und im Bereich Mauerwerksgranulat R G eingeführt. Bei manchen Kategorien ist eine Untergrenze (z.b. R C 70) und bei anderen Kategorien eine Obergrenze (z.b. R 50) B festgelegt. In der vorliegenden Fassung der pra1 ist unklar, aus was für Material der Rest bestehen darf: In der Kategorie RC70 muss mindestens 70 M.-% Betongranulat vorhanden sein. Es könnte vermutet werden, dass der Rest nur aus natürlicher Gesteinskörnung bestehen darf; jedoch wäre damit ein Mischabbruchgranulat (Mischung aus Betongranulat und Mauerwerksgranulat) ausgeschlossen. D.h. der Entwurf wird wahrscheinlich noch präzisiert und/oder überarbeitet. Im informellen Anhang G der Ergänzung pra1 zur EN soll ein Hinweis zur Alkaliaggregatreaktivität der rezyklierten Gesteinskörnung aufgenommen werden. D.h. es ist u.a. darauf zu achten, ob die rezyklierte Gesteinskörnung aus AAR-reaktiver Gesteinskörnung besteht. Hierbei ist zu beachten, dass die ursprüngliche, natürliche Gesteinskörnung im Altbeton 2 EN definiert grobe Gesteinskörnung als Bezeichnung für gröbere Korngruppe d/d mit D nicht kleiner als 4 und d nicht kleiner als 2 mm.

15 Seite 14 bereits Alkaliaggregatreaktionen aufweisen kann, aber auch, dass Alkaliaggregatreaktionen der ursprünglichen, natürlichen Gesteinskörnung erst durch die Zusammensetzung des neuen Betons verursacht werden könnte. Im informellen Anhang G der Ergänzung pra1 zur EN wird auf die Bestimmung des Gehalts an wasserlöslichem Sulfat verwiesen. Das Ergebnis ist in Form der Kategorien SS 0.2 und SS NR anzugeben. SS 0.2 bedeutet, dass der Sulfatgehalt, bestimmt nach EN weniger als 0.2 M.-% beträgt. SS NR bedeutet "keine Anforderung" an den Sulfatgehalt. Der Einfluss von rezyklierter Gesteinskörnung auf das Erstarren soll nach EN und nicht wie bei Zement üblich nach EN bestimmt werden. In rezyklierter Gesteinskörnung soll nicht der wasserlösliche Chloridgehalt (EN ) sondern der säurelösliche nach EN bestimmt werden, um eindeutig auf der sicheren Seite zu liegen. Prüfhäufigkeiten sind in einem normativen Anhang der Ergänzung pra1 zur EN festgehalten. Fazit Auf europäischer Ebene wurden und werden Begriffe im Bereich Recycling eingeführt. Zudem bestehen teilweise Regelungen zu rezyklierter Gesteinskörnung. Weitere Regelungen sind im Entstehen. Es ist zu erwarten, dass sich die europäischen Regelungen weitgehend auf die Terminologie, Klassifikation und Anforderungen in Hinblick auf die Dauerhaftigkeit beschränken und in nationalen Anhängen die Einsatzbereiche festzulegen bzw. zu präzisieren sind. Bis Ende 2007 werden neue Fassungen der CEN-Normen bzw. CEN-Normanhänge zum Thema Recylinggesteinskörnung vorliegen. 2.3 Verschiedene Länder Schweiz Vorbemerkung In der Schweiz gelten für Recyclingbeton u.a. die Regelungen der SN EN (Betonnorm), der SN EN (Gesteinskörnungsnorm), SN (Petrographie der Gesteinskörnung), weitere SN (VSS)-Normen (siehe Abschnitt ), eine Richtlinie des BAFU (früher BUWAL) sowie die Empfehlung SIA 162/ BAFU In der Richtlinie für die Verwertung mineralischer Bauabfälle des BUWAL 3 von 1997, die 2006 leicht überarbeitet herausgegebene wurde, sind Mischabbruch und Betonabbruch sowie die daraus hergestellten Granulate definiert: - Betongranulat ist das durch Abbrechen oder Fräsen von bewehrten oder unbewehrten Betonkonstruktionen und -belägen gewonnene Material. - Mischabbruch ist ein Gemisch von ausschliesslich mineralischen Bauabfällen von Massivbauteilen wie Beton, Backstein-, Kalksandstein- und Natursteinmauerwerk. - Mischabbruchgranulat bzw. Betongranulat sind durch Aufbereiten von Mischabbruch bzw. Betonabbruch hergestellte Recyclingbaustoffe. In der Richtlinie des BAFU sind auch Qualitätsanforderungen an Recyclingbaustoffe (Tabelle 3) und Verwendungsmöglichkeiten (Tabelle 4) aufgeführt. Für das herauszugebende SIA- Merkblatt zu Recyclingbeton sind vor allem die Qualitätsanforderungen an Beton- und 3 BUWAL Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft, frühere Bezeichnung des BAFU

16 Seite 15 Mischabbruchgranulat sowie Recycling-Kiessand (P, A, B) relevant, die in hydraulisch gebundener Form (Betonherstellung) eingesetzt werden dürfen. Tabelle 3: Qualitätsanforderungen an Recyclingbaustoffe (Korngruppe > 8 mm) gemäss Abbildung 4 der BAFU-Richtlinie über Bauabfälle (2006) Tabelle 4: Verwendungsmöglichkeiten der sechs Recyclingbaustoffe gemäss Abbildung 5 der BAFU-Richtlinie über Bauabfälle (2006) Fazit Die Regelungen des BAFU sind aus heutiger Sicht im Wesentlichen noch zweckmässig, bedürfen jedoch mindestens bei den zulässigen Anteilen an Verunreinigungen Präzisierungen und Abstimmungen mit den heutigen Normen.

17 Seite SIA4 E 162/4 "Recyclingbeton" und aktuelle Regelungen in SN EN sowie SN EN Gemäss SIA E 162/4 ist ein Recyclingbeton ein klassifizierter 5 oder nicht klassifizierter Beton, dessen Gesteinskörnung zumindest teilweise aus Beton- oder Mischabbruchgranulat besteht. Da kein Mindestanteil festgelegt wurde, gilt ein Beton mit z.b. 1 M.-% Betongranulat bereits als Recyclingbeton. Im Gegensatz zur SIA E 162/4 wurde in der SN EN ein Mindestgehalt an Beton- oder Mischabbruchgranulat (Zusammensetzung gemäss BUWAL Richtlinie) von 25 M.-% für Recyclingbeton definiert, um eine klare Mindestanforderung zu haben. Für klassifizierten Recyclingbeton wird in der SIA E 162/4 auf die nicht mehr gültige Norm SIA 162 verwiesen. D.h. die Bemessung bei klassifiziertem Recyclingbeton soll analog zu normalen Beton erfolgen. Bei klassifiziertem Recyclingbeton darf der Fremdstoffanteil, der durch Auszählen an der Fraktion > 8 mm bestimmt wird beim Betongranulat für Verunreinigungen wie Holz, Kunststoff, Gips 1 Vol.-% bzw. 0.3 M.-% nicht überschreiten. Es ist unklar, welche Anforderung (Vol.-% oder M.-%) gilt. beim Mischabbruchgranulat 3 M.-% nicht überschreiten. Ist klassifizierter Recyclingbeton der Witterung oder entsprechenden Temperatur- oder Luftfeuchtigkeitswechseln ausgesetzt, darf das Betongranulat keine Holzteile enthalten. Dies ist eine strengere Anforderung im Vergleich zu normaler Gesteinskörnung (SIA 162, SN EN 12620). In der SN EN wird zur Bestimmung der Dauerhaftigkeit der Gesteinskörnung auf die SN "Qualitative und quantitative Mineralogie und Petrographie" verwiesen. Gemäss SN gelten für den Gehalt an petrographisch ungeeigneten Bestandteilen in der Kornfraktion > 2 mm Grenzwerte in Abhängigkeit von der Betonfestigkeit (Tabelle 5). Im nationalen Anhang der Betonnorm SN EN sind bis auf die Expositionsklasse X0 die Anforderungen an den w/z-wert und Mindestzementgehalt so hoch, dass Druckfestigkeitsklassen von mindestens C16/20 resultieren. Folglich gelten für nahezu alle Betone gemäss SN EN (bis auf X0) die höchsten Anforderungen ( 5 bzw. 10 M.-%). Als petrographisch ungeeignet werden in der SN in Abschnitt 4.4 weiche und sehr weiche Gesteine, im Beton unbeständige Mineralien und Gesteine sowie in Abschnitt 4.5 organische Materialien wie u.a. Holz, Kohle bezeichnet. Der Gesamtsulfatgehalt (säurelösliches SO 3 ) in der Gesteinskörnung ist in der SIA E 162/4 auf 1 M.-% begrenzt. In der SN EN 12620, die für die Gesteinskörnung in Beton nach SN EN gilt, ist der säurelösliche Sulfatgehalt auf 0.8 M.-% SO 3 von der Gesteinskörnung begrenzt. Der Gesamtchloridgehalt der Gesteinskörnung darf nach SIA E 162/4 bei unbewehrten Beton 0.12 M.-% und bei bewehrten Beton 0.03 M.-% nicht überschreiten. Gemäss SN EN darf der Chloridgehalt bei unbewehrten Beton 1.0 M.-% vom Zement, bei bewehrten Beton 0.20 M.-% vom Zement und bei Spannbeton 0.10 M.-% vom Zement nicht übersteigen. Dies bedeutet, dass bei bewehrtem Beton mit beispielsweise 300 kg Zement und 2000 kg Gesteinskörnung der Chloridgehalt der Gesteinskörnung 0.6 kg in 2000 kg bzw M.-% nicht übersteigen darf. 4 Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein 5 Zur Herstellung eines klassifizierten Betons sind u.a. die Vorgaben der SN EN (früher SIA 162) einzuhalten.

18 Seite 17 Tabelle 5: Zulässige Höchstmengen an petrographisch ungeeigneten Anteilen in Gesteinskörnungen für Beton und Mörtel (Tabelle 4 der SN ) Fazit: Da für Recyclingbeton in der SIA E 162/4 keine Untergrenze für den Anteil an Betonund/oder Mischabbruchgranulat besteht, kann dies zu Missverständnissen und Marktverzerrungen führen. Deshalb wurde in der SN EN die Untergrenze von 25 M.-% eingeführt. Die Anforderungen der SIA E 162/4 und SN EN bezüglich der Sulfat- und Chloridgehalte sind vergleichbar. Die Anforderungen an Verunreinigungen in der SIA E 162/4 sind sehr viel höher (Fraktion > 8 mm: 0.3 M.-%) als die der SN EN (SN ) mit der höchsten Anforderung von 5 M.-% (Fraktion > 2 mm), obwohl in beiden Regelwerken ähnliche Verunreinigungen betrachtet werden. Eventuell wurde in der SN die Verunreinigungen - entgegen dem Text in Abschnitt doch vor allem für mineralische Verunreinigungen festgelegt: Ein Gehalt an 0.3 M.-% Holz bedeutet bei einer angenommen Rohdichte von 600 kg/m 3 einen Gehalt von ca. 1.5 Vol.-% in der Gesteinskörnung. Diese Gehalte an Holz können bereits zu deutlichen Änderungen der Betoneigenschaften führen. Deshalb wären noch höhere Gehalte zu vermeiden VSS Bei den vom VSS 6 herausgegebenen, primär im Strassenbau relevanten Normen regelt die SN "Allgemeines" im Bereich Recycling. Danach sollen für die Herstellung von Betonbelägen u.a. Betonbeläge aus alten Strassen verwendet werden (Tabelle 6). Dies würde übertragen auf die SN EN bedeuten, dass mit bis zu 100 % Betongranulat als Gesteinskörnung Beton für alle üblichen Expositionsklassen (XC, XD, XF) hergestellt werden kann. In Tabelle 6 sind auch Anforderungen an die stoffliche Zusammensetzung des Sekundärbaustoffs Betongranulat gegeben. Mischabbruchgranulat ist nicht für die Herstellung von Betonbelägen zugelassen. Die Definitionen und Anforderungen von Mischabbruch- und Betongranulat stimmen mit denen der BUWAL-Richtlinie von 1997 (siehe Abschnitt ) überein. Gemäss SN "Betonabbruch" ist Betongranulat für den Einsatz in Betonbelägen wie folgt zu untersuchen: Prüfung erforderlich: stoffliche Zusammensetzung, Verunreinigungen, Korngrössenverteilung, Mehlkornanteil Prüfung bei Zweifel: Anteil weicher Gesteine, petrographische Beschaffenheit, Polierwiderstand, Chloridgehalt Auf Prüfnormen zur Bestimmung der o.g. Eigenschaften wird nicht verwiesen. 6 Vereinigung Schweizerischer Strassenfachleute, Zürich

19 Seite 18 Zur Betonaufbereitung heisst es in der SN : "Vor der Betonaufbereitung ist der im Granulat enthaltene Zementstein mit Wasser zu sättigen. Um dies zu erreichen, sind die Fraktionen vor der Verwendung während mindestens 48 Stunden mit Wasser zu benetzen oder zu berieseln. Zur Überprüfung der an den Beton gestellten Anforderungen müssen Vorversuche durchgeführt werden. Dabei sind der Zementgehalt sowie die Dosierung der Zusatzmittel festzulegen. Der Zementgehalt muss mindestens 300 kg/m 3 betragen, für frostund tausalzbeständigen Beton 325 kg/m 3. Der wirksame Wasserzementwert soll 0,45 nicht übersteigen. Für die Abschätzung dieses Wasserzementwertes ist die Saugfähigkeit des Betongranulates zu berücksichtigen. In der Regel ergibt sich dadurch ein effektiver Wasserzementwert von 0,5 bis 0,55." Fazit: Die Regelungen vom VSS sind konform zur BUWAL-Richtlinie und gehen bei diversen Punkten z.b. bzgl. der Ausführung mehr ins Detail.

20 Seite 19 Tabelle 6: Stoffliche Zusammensetzung und Einsatzbereiche der Sekundärbaustoffe, Tabelle 1 der SN

21 Seite Deutschland Vorbemerkung In Deutschland liegen vom DIN, Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DafStb) sowie der Forschungsgesellschaft für Strassen- und Verkehrswesen (FGSV) Dokumente zu Recyclingbeton vor. Da im Merkblatt der FGSV nur eher oberflächlich auf die Herstellung von Recyclingbeton eingegangen wird, wird dieses Merkblatt nachfolgend nicht mehr behandelt DIN In DIN "Rezyklierte Gesteinskörnungen für Beton und Mörtel" sind u.a. die stoffliche Zusammensetzung von vier Gesteinskörnungstypen (Tabelle 7) und die Anforderungen an die Rohdichte und die Wasseraufnahme (Tabelle 8) der Liefertypen 1 bis 4 festgehalten. Tabelle 7: Stoffliche Zusammensetzung der Gesteinskörnungstypen gemäss DIN Tabelle 8: Kornrohdichte und Wasseraufnahme nach 10 Minuten für rezyklierte Gesteinskörnungen, gemäss DIN Der Gehalt an säurelöslichen Chloriden von rezyklierter Gesteinskörnung darf bei den Typen 1, 2 und M.-% und bei Typ M.-% nicht übersteigen. Bei Verdacht auf treibende Einschlüsse, z.b. nicht abgeschlöschtem Kalk, ist die Raumbeständigkeit nach DIN nachzuweisen. Der Nachweis des Frostwiderstandes von grober rezyklierter Gesteinskörnung kann nach Anhang H durchgeführt werden, wenn die Anforderungen nach DIN nicht erfüllt werden. Zur Beurteilung der Umweltverträglichkeit sind im Feststoff und im Eluat der rezyklierten Gesteinskörnungen, welches nach dem modifizierten Verfahren nach DIN an einer

22 Seite 21 repräsentativen Probe der hergestellten rezyklierten Gesteinskörnungen gewonnen wird, angegebene Parameter zu bestimmen sowie Höchstwerte einzuhalten. Es muss ein Verfahren für eine dokumentierte Eingangskontrolle auf dem Aufbereitungsplatz festgelegt sein. Im Rahmen dieser Eingangskontrolle ist auf Grund der Angaben im Anlieferungsschein und durch organoleptische Prüfung vor und nach dem Abkippen der angelieferten Materialien festzustellen, ob die Zusammensetzung des angelieferten Materials den Angaben des Anlieferers entspricht. Im Rahmen der Eingangskontrolle sind folgende Angaben zu erfassen: a) Art des Materials (z. B. Beton, Ziegel); b) Herkunft des Materials; c) Transporteur; d) Angaben über Verunreinigungen; e) Angaben über die vorherige Nutzung des Materials (z. B. Bürogebäude, Zuckerfabrik); f) gegebenenfalls Informationen über Voruntersuchungsergebnisse (z. B. Chlorideinwirkung, Vorschädigung durch Alkali-Kieselsäure-Reaktion); g) Erklärung des Lieferanten, dass nur die angegebenen Materialien angeliefert wurden. Die rezyklierte Gesteinskörnung ist im Rahmen einer werkseigenen Produktionskontrolle zu überwachen. Dabei sind die Mindestprüfhäufigkeiten (Tabelle 29 im Anhang) einzuhalten. Die in Tabelle 30 im Anhang aufgeführten Eigenschaften müssen nur dann geprüft werden, wenn die Übereinstimmung für eine spezielle rezyklierte Gesteinskörnung oder einen bestimmten Verwendungszweck verlangt wird bzw. der Hersteller diese angibt. Begründungen für eine Verringerung der Prüfhäufigkeiten müssen in der Dokumentation der werkseigenen Produktionskontrolle dargelegt werden. In der DIN ist auch die Bezeichnung der rezyklierten Gesteinskörnung geregelt (Tabelle 9, Tabelle 31 im Anhang). Die Regelanforderungen an rezyklierte Gesteinskörnung sind in Tabelle 10 aufgeführt. Tabelle 9: Bezeichnung rezyklierter Gesteinskörnung des Typs 1, die die Anforderungen von Anhang F der DIN beim Gehalt an Feinanteilen und der Kornform nicht vollständig erfüllt (Tabelle 5 der DIN )

23 Seite 22 Tabelle 10: Regelanforderungen für rezyklierte Gesteinskörnung (Tabelle F.1 der DIN ) Richtlinien des DAfStb Teil 1 Gemäss Baustoffkreislauf-Richtlinie des DAfStB, Teil 1, darf in verschiedenen Expositionsklassen Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung bis zu einer Druckfestigkeitsklasse C30/37 mit Einschränkungen ("Beton mit angepasster Zusammensetzung") verwendet werden (Tabelle 11). Beton, der die Vorgaben gemäss Baustoffkreislauf-Richtlinie des DAfStB (u.a. Tabelle 11) einhält, darf nach DIN bemessen werden. In Teil 2 der Baustoffkreislauf- Richtlinie des DAfStB soll das Vorgehen bei "Beton mit anzupassender Bemessung" definiert werden.

24 Seite 23 Tabelle 11: Zulässige Anteile rezyklierter Gesteinskörnungen > 2 mm, bezogen auf die gesamte Gesteinskörnung (Vol.-%) (Baustoffkreislauf-Richtlinie des DAfStb) Anwendungsbereich Gesteinskörnungstyp** nach DIN Alkalirichtlinie (siehe Fussnote 7) DIN EN und DIN WO (trocken) XC X0, XC1 bis XC XF1* und XF3* und in WF (feucht)* Beton mit hohem Wassereindringwiderstand XA *Die Gesteinskörnung muss einer unbedenklichen Alkaliempfindlichkeitsklasse im Sinne der Alkalirichtlinie entsprechen oder vorbeugende Massnahmen gegen schädigende Alkalireaktion im Sinne der Alkalirichtlinie sind einzuhalten. Bei Beton in feuchter Umgebung mit Alkalizufuhr von aussen, entsprechend WA der Alkalirichtlinie 7, ist die Verwendung rezyklierter Gesteinskörnung nur erlaubt, sofern durch ein Gutachten die im Altbeton enthaltene Gesteinskörnung einer unbedenklichen Alkaliempfindlichkeitsklasse zugeordnet wird. Beton aus rezyklierter Gesteinskörnung ist für Spannbeton und Leichtbeton nicht zugelassen. **siehe Tabelle 7 Rezyklierte Gesteinskörnungen, die von Beton aus der Produktion des Betonherstellers stammen, wobei der Beton ohne vorherigen Gebrauch aufbereitet worden ist, dürfen bis zu einem Anteil von 5 M.-% bezogen auf die gesamte Menge an Gesteinskörnung, ohne Einschränkung verwendet werden. Im Rahmen der Erstprüfung des Recyclingbetons ist zusätzlich die Konsistenz 10, 45 und 90 Minuten nach der Herstellung zu bestimmen. eine Dosieranleitung zu erstellen aus der hervorgeht, wie ein Fliessmittel nachzudosieren ist, um die vereinbarte Übergabekonsistenz einzuhalten. Die Dosieranleitung muss basierend auf den Erstprüfungen erstellt werden. der Feuchtegehalt der Gesteinskörnung zu bestimmen und bei der Festlegung der Mischungsanteile zu berücksichtigen. Im Rahmen der Produktionskontrolle ist eine Sichtprüfung der stofflichen Zusammensetzung der rezyklierten Gesteinskörnung in jedem Lieferfahrzeug vorzunehmen. in jeder Produktionswoche die Kornrohdichte nach DIN EN zu bestimmen. in jeder Produktionswoche die Wasseraufnahme nach 10 Minuten gemäss DIN zu bestimmen. im Rahmen des Festigkeitsnachweises für Beton der Luftgehalt am Frischbeton und die Frischbetonrohdichte zu bestimmen. Das Prinzip der Betonfamilien darf auf Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung nicht angewandt werden. Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung ist im Lieferverzeichnis und auf dem Lieferschein besonders zu kennzeichnen. 7 Richtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DafStb): 1997: Vorbeugende Massnahmen gegen schädigende Alkalireaktionen im Beton, Berlin; Feuchtigkeitsklasse WA: feucht + Alkalizufuhr von Aussen, z.b. Bauteile mit Tausalzeinwirkung wie Betonfahrbahnen, Brückenstützen und industrielle sowie landwirtschaftliche Betonbauwerke mit Alkaisalzeinwirkung

25 Seite Teil 2 Im Teil 2 der Richtlinie des DafStb, der bisher nur im Entwurf vorliegt und dessen Veröffentlichungszeitpunkt unklar ist, werden voraussichtlich Regeln für Betone mit maximal der Festigkeitsklasse 30/37 mit folgenden rezyklierten Gesteinskörnungstypen enthalten sein: Typ 1 und 2 (Tabelle 7) nach DIN mit höheren Anteilen (bis 100 %) als nach Teil 1 der Richtlinie (Tabelle 11) vorgegeben Typ 3 nach DIN Die Reyclingbetone nach Teil 2 der Richtlinie des DafStb dürfen nur in den Expositionsklassen X0 und XC1 bei trockenen Umgebungsbedingungen eingesetzt werden. Zur Sicherstellung der Tragsicherheit soll der Teilsicherheitsbeiwert χ c bei Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung mit 1,6 (statt 1.5) anzunehmen sein. der Dauerhaftigkeit soll das Mindestmass der Bewehrung der Betondeckung mindestens mit dem 1.5fachen Durchmesser des Grösstkorns anzunehmen sein. Die Mindestwerte 8 nach DIN Tabelle 4 (XC1: 10, XC2, 3: 20 mm, XC4: 25 mm, XD, XS: 40 mm) und Absatz 6.3 (4) sollen ebenfalls eingehalten werden. Zusätzlich sollen Hinweise zur Ermittlung von Schnittgrössen, zur Plastizitätstheorie und nichtlinearen Berechnungsverfahren angegeben werden. Zum Baustoff Recyclingbeton gemäss Teil 2 sollen drei Rohdichteklassen (Tabelle 12) eingeführt und Hinweise zu Verformungseigenschaften (Elastizitätsmodul, Schwinden, Kriechen) gegeben werden. Tabelle 12: Tabelle R8 des Teils 2 - Rohdichteklassen, Rechenwert der Trockenrohdichte und charakteristischer Wert der Wichte von Beton mit rezyklierten Gesteinskörnungen Rechenwert ρ der Trockenrohdichte zur Bestimmung der Baustoffeigenschaften [kg/m 3 ] charakteristischer Wert der Wichte zur Lastermittlung [kg/m 3 ] Rohdichteklasse RD 2.0 RD 2.2 RD unbewehrt bewehrt Für Recyclingbeton gemäss Teil 2 der Richtlinie sollen zudem Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit, allgemeine Bewehrungsregeln und Konstruktionsregeln aufgestellt werden. Daneben sollen Regeln zur Überwachung des Recyclingbetons, ähnlich zu den Regeln in Teil 1, enthalten sein Österreich Vom Österreichischen Baustoff Recycling Verband (BV) wird die Richtlinie für Recyclingbaustoffe herausgegeben. Sie enthält Regelungen zur "Verwendung von Recycling-Baustoffen als mineralische Materialien für Schütt- und Füllmaterial sowie für ungebundene und gebundene Tragschichten". "Für den Anwendungsfall rezyklierte Materialien als Zuschlagstoff für die Asphalt- und Betonerzeugung [ ] sind zusätzliche Untersuchungen [ ] erforderlich." Als Gesteinskörnung für Beton (Festigkeitsklasse ab C12/15) darf gemäss Tabelle 2 der Richtlinie nur Betongranulat der Güteklassen I und II verwendet werden, sofern 8 Die Mindestwerte sind, je nach Expositionsklasse, um ein Vorhaltemass von mm zu erhöhen. Für verschiedene Randbedingungen sind zusätzlich zulässige Änderungen (Erniedrigung, Erhöhung) an den Mindestwerten und den Vorhaltemassen spezifiziert.

26 Seite 25 dessen Eignung nachgewiesen wurde. Die Güteklassen beinhalten vor allem die in Tabelle 13 aufgeführten Anforderungen. Der einzige Unterschied bei den Güteklassen I und II betrifft den zulässigen Fremdanteil. Als Anforderungen an die Umweltverträglichkeit sind für Betongranulat in Tabelle 3 der Richtlinie maximal zulässige Gehalte an Schwermetallen, an organischen Stoffen und an Sulfat ( 0.5 %) festgelegt. Tabelle 13: Ausgewählte bautechnische Eigenschaften und stoffliche Zusammensetzung gemäss Tabelle 1 der Richtlinie für Recycling-Baustoffe Recycling-Baustoff Betongranulat Güteklasse I II Widerstand gegen Zertrümmerung LA 40 Wasseraufnahme 4 M.-% der Gesteinskörnung 4/32 Fremdanteil 1 5 M.-% 12 M.-% Verunreinigungen 2 1 M.-% 1 Anteile, nicht aus Beton und dessen Zuschlägen; bestimmt in der Fraktion 4 mm bis Grösstkorn 2 Humus, Kunststoff, Holz, Pappe, Papier, Metalle, Gips, sonstige nicht gefährliche Abfälle Gemäss ÖNORM B , Abschnitt 5.1 "Grundanforderungen an die Ausgangsstoffe" (nationale Ausgabe der EN 206-1) gelten Recyclingzuschlägen als allgemein geeignet, "die den für den herzustellenden Beton relevanten Anforderungen der ÖNORM B 3304 oder pren 12620:2000 entsprechen, für XF2 und XF4 nur dann, wenn Ausgangsbeton XF2 und XF4 war." In den Vertragsbedingungen des Bundesministeriums für Verkehr (RVS), die für die Herstellung von Betondecken (Fahrbahnplatten) durch die Bundesstrassenverwaltung verbindlich ist, ist die Verwendung von Betonrecyclingmaterial nur im Unterbeton zulässig. Gemäss Tabelle 4 der RVS ist die Verwendung von Betonrecyclingmaterial ab 4 mm zulässig. Der Altbeton muss eine Druckfestigkeit von > 40 MPa aufweisen und mit allenfalls bituminösen Teilen bis 20 % durch Brechen, Sieben, Entstauben sowie Aussortieren von Stahlteilen aufbereitet sein Grossbritannien Im nationalen Anhang zur EN (BS ) sind Regelungen zu rezyklierter Gesteinskörnung enthalten. In Abschnitt 4.3 "Gesteinskörnung" heisst es, dass als allgemein geeignete Gesteinskörnung Normal- und Schwergesteinskörnung nach EN 12620, Leichtgesteinskörnung nach EN und grobe rezyklierte Gesteinskörnung nach BS 8500 gilt. Grobe rezyklierte Gesteinskörnung muss die allgemeinen Anforderungen an Gesteinskörnung sowie die zusätzlichen gemäss Tabelle 14 erfüllen.

27 Seite 26 Tabelle 14: Anforderungen an grobe rezyklierte Gesteinskörnung (> 4 mm) gemäss BS Type of Requirement A) aggregate Maximum Maximum Maximum Maximum Maximum other for-maximueign material e.g. Glas, soluble sulfate acid- masonry fines lightweight asphalt content material B) plastics, metals (SO 3 ) RCA A), C) RA D) A) B) C) D) Where the material to be used is obtained by crushing hardened concrete of known composition that has not been in use, e.g. surplus precast units or returned fresh concrete, and not contaminated during storage and processing, the only requirements are those for grading and maximum fines. Material with a density less than kg/m 3. The provisions for coarse RCA may be applied to mixtures of natural coarse aggregates blended with the listed constituents. The appropriate limit and test method needs to be determined on a case-by-case basis (see Note 6 to 4.3). Beton mit Gesteinskörnung vom Typ RCA (Betongranulat) kann nur in den in Tabelle 15 angegebenen Festigkeits- und Expositionsklassen des Betons verwendet werden. Tabelle 15: Verwendung grober Gesteinskörnung des Typs RCA gemäss BS Type of aggregate Limitations on use Maximum strength class A) Exposure classes B) RCA C40/50 X0, XC1, XC2, XC3, XC4, XF1, DC- 1 A) Material obtained by crushing hardened concrete of known composition that has not been in use and not contaminated during storage and processing may be used in any strength class. B) These aggregates may be used in other exposure classes provided it has been demonstrated that the resulting concrete is suitable for the intended environment, e.g. freeze-thaw resisting, sulfate-resisting. In einer Anmerkung und einem Kommentar wird darauf verwiesen, dass für feine rezyklierte Gesteinskörnung zu wenige Informationen vorliegen, um deren Gebrauch zu regeln. D.h. deren Verwendung ist nicht verboten. Im Einzelfall muss deren Eignung geklärt werden. Hierzu wird empfohlen, den maximalen Gehalt an säurelöslichem Sulfat, die Methode zur Bestimmung des Chloridgehaltes, eine Einstufung bzgl. Alkalisilikatreaktion ASR und ggf. weitere Beschränkungen beim Einsatz in Beton festzulegen. Zum Thema Alkalisilikatreaktion (ASR) und rezyklierte Gesteinskörnung wird auf das Dokument BRE Digest 330 von 2004 verwiesen. In Teil 2 davon heisst es: In der Fassung von 1999 wurde alle rezyklierte Gesteinskörnung vorsorglich als hoch reaktiv bzgl. ASR eingestuft. Demgegenüber wird in der Fassung 2004 zwischen RC und RCA (Tabelle 14 in diesem Bericht) unterschieden. Für RCA wird von normaler Reaktivität ausgegangen, sofern dessen Alkaligehalt 0.2 M.-% Na 2 O nicht übersteigt; der Nachweis kann durch eine chemische Analyse oder Berechnung auf Grund der Gehalte und Zusammensetzung des zu rezyklierenden Betons geführt werden und der maximale Gehalt von 0.6 kg Na 2 O eq /m 3 Beton nicht für Beton mit RCA gilt und diese keine hoch oder extrem hoch reaktive Gesteinskörnung wie Glas oder Opal enthält und die Gesteinskörnung, die zusammen mit dem RCA-Material verwendet wird, ebenfalls nicht als hoch oder extrem hoch reaktiv eingestuft ist. Für RCA wird empfohlen, weiterhin von einer hohen Reaktivität auszugehen. Fazit: Es bestehen Regelungen zur Klassifizierung von rezyklierter Gesteinskörnung. Die Rege-

28 Seite 27 lungen zur ASR sind relativ vage und nehmen somit den Planer und/oder das Betonwerk deutlich in die Verantwortung Niederlande In den Niederlanden ist die Betonnorm EN (NEN 8005: 2004) in Abschnitt "Grenzwerte für die Betonzusammensetzung" mit Folgendem ergänzt 9 : Ersatz grober Gesteinskörnung: In Beton mit Gesteinskörnung gemäss Abschnitt darf maximal bis zu 20 Vol.-% Gesteinskörnung verwendet werden, die aus gebrochenem, rezykliertem Beton, Mauerwerk, Leichtzuschlägen oder einer Mischung daraus, stammt. Der Anteil an gebrochenem, rezykliertem Mauerwerk, Leichtzuschlägen oder einer Mischung daraus ist auf maximal die Hälfte davon, d.h. 10 Vol.-% beschränkt. Für die Verwendung von Mischabbruchgranulat wird auf die CUR-VB Empfehlung 5 verwiesen, die sich zurzeit in Überarbeitung befindet. Dort heisst es in Abschnitt 6.1: Mauerwerksgranulat besteht zu mindestens 65 M.-% aus Ziegelstein, Kalksandstein oder Beton. Nebenbestandteile können von Leichtbeton (max. 20 M.-%), Porenbeton (max. 10 M.- %), keramischen Produkten wie z.b. Dachziegeln (max. 20 M.-%), Naturstein (max. 20 M.-%) und Mörtel (max. 25 M.-%) stammen. Gips ist nicht zulässig. Weitere Anforderungen (Abschnitt 6.3.1) betreffen beispielsweise Verunreinigungen (dürfen nicht schädlich für Beton oder Bewehrung sein), maximalen Gehalt an sehr feinem Material ( : < mm in 0/4: 4.0 M.-%, < mm in grober Gesteinskörnung 2.0 M.-%), Gehalt an organischen Stoffen ( ) und den Chloridgehalt ( : für bewehrten Beton: in Korngruppe 0/4: max. 0.1 M.-% Cl; in grober Gesteinskörnung: max M.-%), den Sulfatgehalt ( : max. 1.0 M.-%), den Gehalt an Verunreinigungen wie z.b. Bitumen, Holz, Glas, Kunststoff, Isolationsmaterial ( : max. 1.0 M.-% und 1.0 Vol.-%), mit der Hand zerreibbare Bestandteile ( : max. 0.5 M.-%) Belgien und RILEM In Belgien (zitiert aus Roos; neuere Unterlagen/Hinweise wurden nicht erhalten) darf nur rezyklierte Gesteinskörnung des Typs GBSB-II mit gewissen Eigenschaften (Tabelle 16) bis zur Festigkeitsklasse C30/37 für Innenbauteile in trockener Umgebung (entspricht XC1, trocken, der EN 206-1) und Bauteile in nicht aggressiven Böden und Wasser (XC2, ohne XA) verwendet werden. Für die Bemessung nach prenv (Eurocode) sind die in Tabelle 17 aufgeführten Werte vorgegeben, sofern diese nicht genauer bekannt sein müssen, d.h. an dem betrachteten Beton zu bestimmen wären. Tabelle 16: Anforderungen an rezyklierte Gesteinskörnung gemäss belgischer Richtlinie und Empfehlungen von RILEM Eigenschaft Trockenrohdichte [kg/m 3 ] Wassersaugen nach 24 h [M.-%] Material mit SSD- Rohdichte 5 [M.-%] Belgien RILEM GBSB-II Typ I 1,2 Typ II 1,3 Typ III 1,4 > < 9 M.-% 20 < 10 3 < 2100 kg/m 3 : < 10 - < 2200 kg/m 3 : 10 < 1600 kg/m 3 : < 1 < 1800 kg/m 3 : 10 < 1800 kg/m 3 : 1 < 1000 kg/m 3 : < 0.5 < 1000 kg/m 3 : 1 < 1000 kg/m 3 : Der gleiche Text befindet sich auch in der NEN 6720:1995 "Structural Requirements and calculation methods"

29 mineralische Bestandteile [M.-%] > 95 Seite 28 Mauerwerksgranulat Betongranulat 80 natürliche Gk; 10 Typ I nicht mineralische < Bestandteile [M.-%] organische < Bestandteile [M.-%] Chloridgehalt [M.-%] < Sulfatgehalt [M.-%] < grobe Gesteinskörnung 2 zugelassen bis C 16/20; bis C30/37 zugelassen, sofern SSD-Rohdichte > 2000 kg/m 3 3 zugelassen bis C50/60 4 zugelassen ohne Einschränkungen bei der Festigkeitsklasse 5 saturated surface dry = wassergesättigt und oberflächentrocken Die belgischen Regelungen zu den Anforderungen an die Recyclinggesteinskörnung und die Bemessung sind zu denjenigen von RILEM sehr ähnlich (Tabelle 17, Tabelle 18). Der belgische Typ GBSB-I ist sehr ähnlich zum RILEM Typ I bezüglich Anforderungen und Korrekturwerten der Bemessung ist. Jedoch ist der Beton gemäss Roos nur bis zur Festigkeitsklasse C16/20 (statt C16/20 bzw. C30/37; siehe Fussnote zu Tabelle 16) zugelassen. D.h. in der Schweiz würde so ein Beton allenfalls in der Expositionsklasse X0 Verwendung finden. RILEM stellt zusätzliche Anforderungen an die Verwendung von Recyclingbeton 10 : Bei der Verwendung von Beton in trockenen Innenräumen (XC1, trocken) ist keine AAR-Prüfung an der Gesteinskörnung Typ II und III erforderlich, bei "feuchten" Expositionsbedingungen (XC1 - XC4) ist eine AAR-Prüfung notwendig. Bei der Verwendung in den Expositionsklassen XF ist zusätzlich eine Frost-Tausalz-Prüfung an Gesteinskörnungen des Typs II und III durchzuführen. Tabelle 17: Vorgeschlagene Korrekturfaktoren aus Belgien (Roos) und vom RILEM für Bemessungskennwerte Korrekturfaktoren Belgien RILEM GBSB-I GBSB-II Typ I Typ II Typ III Zugfestigkeit Elastizitätsmodul Kriechkoeffizient Schwinden Norwegen In Norwegen wird in den Betonnormen NS 206-1, NS 3420, Kapitel L "Betonbauten" und NS 3473 "Betonbauten - Bemessungsregeln" die Verwendung von Beton- und Mischabbruchgranulat nicht ausgeschlossen. Jedoch werden keine Hinweise zu deren Verwendung gegeben (Engelsen 2007). Deshalb wurde von der norwegischen Betonvereinigung (NB 2003) die Publikation Nr. 26 herausgegeben, auf die auch in der NS EN Bezug genommen wird. Danach dürfen je bis zu 5 M.-% in den Korngruppen 0/4 mm und 4/32 mm durch Recyclinggesteinskörnung ersetzt werden, um normalen Beton nach üblichen Normen herzustellen. darf Recyclingbeton in den Expositionsklassen XF und XD nur eingesetzt werden, wenn die Eignung besonders betrachtet wird. gilt rezyklierte Gesteinskörnung als im Allgemeinen AAR reaktiv, sofern nicht das Gegenteil nachgewiesen wurde. 10 Eventuell bestehen auch solche Regelungen in Belgien; in Roos sind solche jedoch nicht erwähnt.

30 Seite 29 werden keine Hinweise gegeben, wie bei Bauwerken mit häufigen Lastwechseln ("fatigue stressed structures") vorzugehen ist. werden zwei Typen von Recyclinggesteinkörnung definiert (Tabelle 18) kann Recyclinggesteinskörnung unter Einhaltung der Anforderungen (Tabelle 19) in Spannbeton verwendet werden. kann Recyclinggesteinskörnung unter Einhaltung der Anforderungen von Tabelle 19 in Beton verwendet werden, der nach den üblichen Regeln bemessen wird. sind für Beton, der höhere Gehalte an Recyclinggesteinskörnung des Typs 2 enthält, Korrekturwerte für die Bemessung vorgegeben (Tabelle 33 im Anhang). Tabelle 18: Anforderungen an und Möglichkeiten von Recyclingbeton gemäss NB Eigenschaft Typ 1 Typ 2 Beton und/oder Fels Beton, Fels, Mauerwerk, Ziegel nicht mineralische Bestandteile, z.b. Holz, Papier, Metall, Isolationsmaterial, Kunst stoff, Gummi, Pflanzenreste, Glas Rohdichte, ofentrocken Rohdichte, SSD > 95 M.-% < 5 M.-% Isolationsmat. < 0.5 Vol.-% Pflanzenreste < 0.5 Vol.-% > 99 M.-% < 1 M.-% Isolationsmat. < 0.1 Vol.-% Pflanzenreste < 0.1 Vol.-% > 1500 kg/m 3 > 2000 kg/m 3 > 1800 kg/m 3 > 2100 kg/m 3 Wasseraufnahme < 20 M.-% < 10 M.-% Tabelle 19: Maximal zulässige Anteile von Recyclinggesteinskörnung gemäss NB Maximaler Anteil in Typ 1 Typ 2 Typ Korngruppe [M.-%] 0/4 4/32 0/4 4/32 0/4 4/32 B20 1 und XC1 (trocken) B45 1 und XC entspricht wahrscheinlich Beton C20/25 bzw. C45/ Finnland, Schweden, Dänemark In Finnland wird Recyclingbeton kaum verwendet. Ein Betonwerk verwendet bis zu 20 % der Gesteinskörnung an aufbereitetem Altbeton bei der Herstellung von neuem Beton. Regelungen zum Einsatz von Recyclingbeton bestehen anscheinend keine. In Schweden bestehen ebenfalls Regelungen. Diese waren jedoch nicht zugänglich. In Dänemark (zitiert aus Roos; neuere Informationen waren nicht erhältlich) darf rezyklierter Gesteinskörnung ( 95 M.-% Betongranulat) für die Herstellung von Beton verwendet werden, sofern die Fraktion 0-4 mm aus Produktionsrückständen stammt oder entsprechende Eignungsprüfungen stattfanden und die Rohdichte im Mittel > 2200 kg/m 3 beträgt und die charakteristische Druckfestigkeit maximal 40 MPa beträgt und passive 11 oder moderate 12 Umweltbedingungen vorliegen. Übertragen auf die Expositionsklassen der EN könnten dies die Expositionsklassen XC1-3 und XF1 bedeuten. 11 Innenbauteil, Fundamente im Erdreich, Bauteile ohne Feuchtigkeitseinwirkung;

31 Seite USA und Japan In den USA ist gemäss Gesteinskörnungsnorm C 33 die Verwendung von Betongranulat als grobe Gesteinskörnung (Rückstand auf Sieb mit 4.75 mm Sieböffnung) zulässig. Jedoch wird in der Anmerkung Nr. 6 in der Norm darauf verwiesen, dass die Dauerhaftigkeit (Frostwiderstand, Widerstand gegen AAR, Bewehrungskorrosion durch Chloride, Sulfatangriff etc.) zu beachten ist. Der Gehalt an schädlichen Bestandteilen ist in Abhängigkeit vom Einsatzgebiet geregelt (Tabelle 32, im Anhang) für Klasse 4S (entspricht ungefähr XC4, XD, XF) bzw. bei der Verwendung in Sichtbeton der Klasse 5S. Mischabbruchgranulat ist weder in der Norm für normale Gesteinskörnung noch in der Norm C330 für leichte Gesteinskörnung (Schüttdichte < 1120 kg/m 3 ) zugelassen. In Japan (JSCE 2007) wurde 2005 die Norm A 5021 für rezyklierte Gesteinskörnung für Konstruktionsbeton eingeführt. Danach gelten u.a. die in Tabelle 20 aufgeführten Anforderungen. Tabelle 20: Anforderungen an rezyklierte Gesteinskörnung für Beton gemäss japanischer Norm A 5021 Eigenschaft Gesteinskörnung grobe feine Rohdichte nach Ofentrocknung [kg/m 3 ] 2500 Wasseraufnahme [M.-%] 3.0 Abrasion [M.-%] 35 keine Anforderung Chloridgehalt [M.-%] 0.04 Verunreinigungen [M.-%] 3.0 wovon Ziegel, Keramik, Asphalt 2.0 Glas 0.5 Gips 0.1 weitere anorganische Stoffe ohne Gips 0.5 Kunststoff 0.5 Holz, Papier Zusammenfassung In Tabelle 21 sind die in den verschiedenen Ländern spezifizierten Anforderungen an die Zusammensetzungen der rezyklierten Gesteinskörnung und deren Einsatz aufgeführt. D.h. es ist ein Zusammenzug der in Abschnitt 2.3 erläuterten Regelungen. Da die europäischen Normentwürfe noch zu wenig klar sind, sind diese Regelungen hier nicht aufgeführt. Die bei der rezyklierten Gesteinskörnung zu bestimmenden Eigenschaften sind zumeist: Art und Menge der Bestandteile in Korngruppen > 2 mm bis > 8 mm Rohdichte (ofentrocken und/oder SSD) 13 Widerstand gegen Zertrümmerung Wasseraufnahme Kornverteilung Sulfat-, Chloridgehalt: Es könnten die Vorgaben der EN 12620, die auch für natürliche Gesteinskörnungen gelten, verwendet werden. 12 Aussenbauteile mit konstruktivem Feuchteschutz, auch mit Frosteinwirkung, jedoch ohne Tausalze 13 Es wäre abzuklären, welche Rohdichten übliche mineralische Stoffe wie Mauersteine, Putze etc. aufweisen, die beim Rückbau zusammen mit Beton oder Mauerwerk anfallen können.

32 Seite 31 Verunreinigungen: Hier bestehen grössere Unterschiede. Ein Grund hierfür sind wahrscheinlich die verschiedenen Arten an betrachteten Verunreinigungen. Bei manchen Regelungen darf feine Gesteinskörnung nicht oder nur wenn diese aus der eigenen Produktion stammt bzw. entsprechende Nachweise vorliegen, verwendet werden. In den meisten Ländern findet sich eine Unterteilung der Betonsorten je nach dem Gehalt an Beton- bzw. Mischabbruchgranulat. Die Regelungen können auf etwa vier Typen von (Recycling)beton zurückgeführt werden, wobei keine übereinstimmende Abgrenzung der Typen besteht: Typ Normalbeton: Beton mit Gesteinskörnung überwiegend aus natürlicher Gesteinskörnung: Maximaler Gehalt an Beton- und Mischabbruchgranulat von ca. 5 M.-%; hier erfolgt die Bemessung analog zu normalem Beton. Dies wäre konform zur SN EN mit den zugehörigen Normen SN EN sowie SN (Tabelle 5). Die rezyklierte Gesteinskörnung entspricht in etwa Recycling-Kiessand P bzw. B der BUWAL-Richtlinie. Hier sollte nicht von Recyclingbeton gesprochen werden. Typ RC: Beton mit Gesteinskörnung aus Betongranulat und natürlicher Gesteinskörnung: Maximaler Gehalt an Betongranulat von etwa M.-% (oft muss Korngruppe 0/2 bzw. 0/4 aus natürlicher Gesteinskörnung bestehen); maximaler Gehalt an Mischabbruchgranulat ca M.-% (DafStb Teil 1, BS , NEN 8005, RILEM Typ III, NB, SIA E 162/4) und Einsatz vor allem in der Expositionsklasse XC1 (trocken). Bei der Verwendung in feuchter Umgebung (XC, XF1, XF3, XA1) wird teilweise ein Nachweis zur AAR-Unbedenklichkeit gefordert. Hier erfolgt die Bemessung analog zu normalem Beton. Dies wäre in etwa konform zur SIA E 162/4 bzw. SN EN In mehreren Ländern (Deutschland, Grossbritannien, Belgien, Dänemark) wird die maximale Druckfestigkeit begrenzt (C30/37 bis C40/50). Die rezyklierte Gesteinskörnung entspricht in etwa dem Betongranulat der BAFU- Richtlinie. Typ RCB-1: Beton mit Gesteinskörnung aus Betongranulat, Mischabbruchgranulat und natürlicher Gesteinskörnung. Maximaler Gehalt an Mischabbruchgranulat von etwa M.-% (DafStb Teil 2, Belgien GBSB-II, RILEM Typ II). Die Gehalte und/oder Arten an Mischabbruchgranulat sind teilweise über die geforderte Rohdichte begrenzt (z. B. NB). Es werden teilweise Hinweise zu Korrekturwerten für die Bemessung gegeben. Die rezyklierte Gesteinskörnung entspricht in etwa Mischabbruchgranulat der BAFU-Richtlinie, wobei der Gehalt an Mischabbruch in Mischabbruchgranulat in der BAFU-Richtlinie nicht begrenzt ist. Hier wäre eine neue Kategorie einzuführen. In mehreren Ländern (Deutschland, Grossbritannien, Belgien) wird die maximale Druckfestigkeit begrenzt (C30/37 bis C50/60). Die Erhöhung der Betonüberdeckung ist in Betracht zu ziehen (vgl. Abschnitt ). Typ RCB-2: Beton mit Gesteinskörnung aus Betongranulat, Mischabbruchgranulat und natürlicher Gesteinskörnung. Anteil Mischabbruchgranulat von etwa > M.-%; hierzu liegen keine Regelungen z.b. bzgl. Einsatz in Beton oder Bemessung vor. Die rezyklierte Gesteinskörnung entspricht in etwa dem Mischabbruchgranulat der BAFU- Richtlinie, wobei der Mindestgehalt an Mischabbruch in Mischabbruchgranulat in der BAFU-Richtlinie nicht näher definiert ist. Hier wäre eine neue Kategorie einzuführen. Die maximale Druckfestigkeit ist auf C30/37 zu beschränken. Die Erhöhung der Betonüberdeckung ist in Betracht zu ziehen. Es sollten die Regelungen zu den nicht mineralischen Verunreinigungen (entspricht ungefähr Fremdstoffen nach BAFU-Richtlinie) von der BAFU-Richtlinie übernommen werden. Für mineralische Verunreinigungen soll die Regelung der SN gelten. Auf Dauerhaftigkeitsanforderung (AAR, Frost, Frost-Tausalz, ) bei den

33 Seite 32 Expositionsklassen ausser XC1 (trocken) wird sehr verschieden eingegangen. Die Anforderungen variieren zwischen "nichts erwähnt" und "alles ist zu untersuchen". Ersteres findet sich in Regelungen aus der SIA E 162/4, NEN 8005, letzteres z.b. in denen aus Grossbritannien und RILEM. Bei der Bezeichnung von rezyklierter Gesteinskörnung und Recyclingbeton sollte sich an die europäischen Normen gehalten werden (vgl. Abschnitt 2.3). In der EN sind der Begriff Recyclinggesteinskörnung definiert und in der pren Bezeichnungen für die Art der rezyklierten Gesteinskörnung (C: Concrete; B: Mauerwerk) vorgeschlagen (Tabelle 1). Als Bezeichnung für Recylingbeton könnte sich folglich anbieten: RC: Recyclingbeton mit Gesteinskörnung überwiegend aus Betongranulat und untergeordnet natürlicher Gesteinskörnung RCB1: Recyclingbeton mit Gesteinskörnung aus Betongranulat, Mischabbruchgranulat und natürlicher Gesteinskörnung RCB2: Recyclingbeton des Gesteinskörnung aus Betongranulat, erhöhtem Anteil an Mischabbruchgranulat und natürlicher Gesteinskörnung In keinem der erwähnten Länder, die Regelungen zur Verwendung von Recyclingbeton haben, scheint Recyclingbeton in grösseren Mengen verwendet zu werden. Meistens ist die Anwendung auf Magerbeton und gewisse Pioniere bei den Betonherstellern beschränkt. Folglich kann nicht davon ausgegangen werden, dass sich die bestehenden Regelungen in einem grösseren Umfang bzgl. der Herstellung oder der Anwendung bewährt haben.

34 Seite 33 Tabelle 21: Nationale Anforderungen an die Zusammensetzungen der rezyklierten Gesteinskörnung Land Deutschland DIN Grossbritannien BS Niederlande Österreich Schweiz BUWAL Norwegen Dänemark Japan USA Belgien RILEM Korngrösse [mm] > 2 > 4 > 4 > 4 > 4 Gesteinskörnung [M.- Typ Typ Typ 3 RCA RA Typ I, II BG 3) MG 3) 1 2 Typ II Typ II Typ III %] aus 1 2 Beton keine Anforderung (k. A.) ) > ) natürl. Sand, Kies Klinker, nicht porosierter Ziegel ) 2 > 95 > Kalksandstein 5 andere mineralische ) 2 Bestandsteile 1.0 1) 5-12 Asphalt Fremdbestandteile [M.-%] Trockenrohdichte [kg/m 3 ] ) 0.3 ohne Gips, 1 mit Gips je nach Stoff < 0.5 bis < 5 je nach Stoff < 0.1 bis < 1 > 1500 > 2000 > 2200 je nach Stoff < 0.1 bis < je nach Stoff und Anwendung <2 bis < 5 nicht mineral. Stoffe: < 1 organische Stoffe < 0.5 maximale Gehalte Typ Typ Typ 1, 2, 3 RCA Typ II Typ III [M.-%] 1 2 XC0 100 XC1 7) XC ) ) 3 20 Expositionsklasse siehe siehe auf (un)zulässige auf (un)zulässige keine Hinweise keine Hinweise XC4 keine Hinweise auf XF (un)zulässige 100 NL NL Expositionsklass Expositionsklasse XF2 Expositionsklassen en n XF XF4 Max.Druckfestigkeitsk C30/37 C40/50 C20/25 C45/55 C40/50 C30/37 C5060 Bemessung 4) keine analog abweichend keine keine analog Regelung analog analog unbekannt z.t. abweichend analog DafStb T1 DafStb T 2 Regelung Regelung 1) Material mit Dichte < 1000 kg/m 3 6) gemäss SN EN und SIA E 162/4 2) Vol.-% 7) trocken 3) BG: Betongranulat, MB: Mischabbruchgranulat 8) gemäss SN EN : 5-10 % zulässig 4) analog zu Normalbeton bzw. abweichende oder keine Regelungen angegeben 9) in nicht aggressivem Boden und Wasser 5) zulässige Gehalte an petrographisch ungeeigneten Anteilen; siehe Erläuterungen zu Tabelle 5 10) Gesteinskörnung als Betongranulat bezeichnet >

35 Seite Literatur Kapitel 1 und 2 BAFU, 2006: Richtlinie für die Verwertung mineralischer Bauabfälle, BAFU Baustoffkreislauf-Richtlinie des DafStb, Beton nach DIN EN und DIN mit rezyklierten Gesteinskörnungen nach DIN , Teil 1: Anforderungen an den Beton für die Bemessung nach DIN Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Berlin Baustoffkreislauf-Richtlinie des DafStb, Beton nach DIN EN und DIN mit rezyklierten Gesteinskörnungen nach DIN , Teil 2: Änderungen und Ergänzungen zu DIN , DIN , DIN EN für Beton mit höheren Anteilen rezyklierter Gesteinskörnungen als nach Teil 1, DIN.- Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Berlin, Entwurf BS , Concrete - Complementary British Standard to BS EN 206-1: Specification for constituent materials and concrete.- British standard organisation, London BUWAL, Richtlinie für die Verwertung mineralischer Bauabfälle.- BUWAL BUWAL, Bauabfälle Schweiz - Mengen, Perspektiven und Entsorgungswege, Band 1: Kennwerte.- Umwelt-Materialien Nr. 131 Binz, A.-D., Wiederverwertung von Beton- und Mischabbruch als Recyclingbeton.- Umweltpraxis 29, BV, Richtlinie für Recycling-Baustoffe.- Österreichischer Baustoff Recycling Verband, 7. Auflage C 33, Standard Specifications for Concrete Aggregates.- ASTM C 33-02a C 330, Standard Specification for Lightweight Aggregates for Structural Concrete.- ASTM C CUR, Metselwerkpuingranulaat als toeslagmateriaal voor beton.- CUR-VB Aanbeveling 5, Zoetermeer, Niederlande DIN , Gesteinskörnungen für Beton und Mörtel, Teil 100: Rezyklierte Gesteinskörnungen.- DIN, Berlin Engelsen, Ch., persönliche Mitteilung.- SINTEF Byggforsk FGSV, Merkblatt über die Wiederverwertung von mineralischen Baustoffen als Recycling- Baustoffe im Strassenbau.- Forschungsgesellschaft für Strassen- und Verkehrswesen (FGSV), Köln Jacobs, F., Zahlen zum Betonverbrauch.- interner Bericht, TFB JSCE, Concrete Committee, Newsletter, Nr. 8, Japan Society of Civil Engineers (JSCE), Januar 2007 NB, Recycling of concrete and masonry for production of concrete.- Norsk Betongforening (Norwegische Betonvereinigung) Oslo NEN 6720, Regulations for concrete - Structural requirements and calculation methods.- NEN NEN 8005, Beton - Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität.- NEN NS 3420, Beskrivelsestekster for bygg og anlegg (Betonbauten).- Norwegisches Normungsinstitut NS 3473, Concrete Structures - Design Rules (Betonbauten - Bemessungsregeln).- Norwegisches Normungsinstitut ÖNORM b , Beton - Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität - Regeln zur Umsetzung der ÖNORM EN Österreichisches

36 Seite 35 Normeninstitut, Wien pra1 EN 12620, Entwurf der Ergänzung zur EN Europäisches Normenkomitee, CEN pra1 EN 13242, Gesteinskörnungen für ungebundene und hydraulisch gebundene Gemische für Ingenieur- und Strassenbau.- CEN pren , Tests for chemical properties of aggregates Part 5: Determination of acid soluble chloride salts.- CEN pren , Tests for chemical properties of aggregates Part 6: Determination of the influence of recycled aggregate extract on the initial setting time of cement.- CEN pren , Tests for geometrical properties of aggregates Part 11: Classification test for the constituents of coarse recycled aggregates RILEM, Specifications for concrete with recycled aggregates - Recommendations.- Materials & Structures, Vol. 27, Roos, F., Ein Beitrag zur Bemessung von Beton mit Gesteinskörnung aus rezyklierter Gesteinskörnung nach DIN Dissertation Lehrstuhl für Massivbau, TU München ( RVS, Technische Vertragsbedingungen, Betondecken, Deckenherstellung RVS 8S Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie, Wien SIA 162/4, Recyclingbeton - Empfehlung.- SIA Zürich SIA 262, Betonbau.- SIA Zürich SIA D 0146, Umweltaspekte von Beton.- SIA, Zürich SN , Recycling; Allgemeines.- VSS, Zürich SN , Gesteinskörnungen: Qualitative und quantitative Mineralogie und Petrographie.- VSS Zürich SN , Recycling; Betonabbruch.- VSS, Zürich SN , Recycling; Mischabbruch.-VSS, Zürich SN EN 12620, 2004.Gesteinskörnungen für Beton.- VSS Zürich SN EN 206-1, Beton - Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität.- SIA Zürich

37 Seite Gesteinskörnungen 3.1 Gewinnung und Aufbereitung des Ausgangsmaterials Voraussetzung für eine qualitativ hochwertige Verwertung von Abbruchmaterialien ist eine ausreichende Sortentrennung. Je sortenreiner das aufzubereitende Material ist, umso besser kann die Aufbereitungstechnik auf den Stoff und die Art der weiteren Nutzung abgestimmt werden und desto weniger variieren die Materialeigenschaften nach der Aufbereitung. So ist schon bei der Abrissmassnahme auf einen selektiven Rückbau zu achten. Das bedeutet zum Beispiel im Hochbau eine Entkernung des Objektes vor dessen Abbruch und eine separate Erfassung von z. B. Ziegel, Porenbeton und Beton direkt am Abrissort. Die heutigen konventionellen Abbruchtechniken lassen sich wie folgt einteilen Mechanische Verfahren (wie Hydraulikbagger, Fallbirne, Bohren, Sägen) Thermische Verfahren (wie Schneidbrenner, Sauerstoffkernlanzen) Sprengen und deren Mischformen (Kleiser, 1983). Bei der Planung des Rückbaus in Verbindung mit der gewählten Abbruchtechnik ist die Auswirkung auf die Umwelt einzubeziehen, d.h. die entsprechenden Vorschriften des BAFU etc. sind einzuhalten: Staub- und Lärmentwicklung, Wasserkontamination, Vorhandensein toxischer Stoffe in Altbauten. Mit Rücksicht auf die Belange der Umwelt kommen neuere Techniken wie der Laserschneidetechnik der Mikrowellen-Absprengtechnik und der Hochspannungsentladungstechnik grosse Bedeutung zu, die derzeit noch untersucht und bewertet werden (Eibl, 1997). Um eine definierte Stoffzusammensetzung des Recyclingbaustoffs zu erhalten, ist bei der Aufbereitung der rückgebauten Baustoffe eine Sortierung einzubeziehen. Folgende Vorgehensweisen werden in Abhängigkeit vom Gebäudetyp, den Abmessungen des Gebäudes, den verwendeten Baustoffarten, den Platzverhältnissen usw. angewendet: Vor-Ort-Sortierung: Die Trennung der Materialien erfolgt vor Ort. Zunächst werden zugängliche Fremdbestandteile und Wertstoffe kontrolliert rückgebaut, um so das Bauwerk wieder in den rohbauähnlichen Zustand zurückzuversetzen. Anschliessend erfolgt der Abbruch. Bei Bauwerken mit geringem Ausbaugrad kann ein selektiver Abbruch ohne vorgelagerte Demontagestufen erfolgen, wobei mindestens eine Sortierung in die Materialarten Betonabbruch, Mischabbruch, Metalle und Holz vorgenommen wird. Werkssortierung: Der Abbruch erfolgt ohne Selektion. Die Trennung der Materialarten erfolgt im Zuge der Aufbereitung. Diese Vorgehensweise ist unter technischen Gesichtspunkten dann erforderlich, wenn die zu trennenden Komponenten vor der Sortierung durch eine Zerkleinerung aufgeschlossen werden müssen. Die in den stationär betriebenen Recyclinganlagen angewandten Sortierverfahren - trockene und nasse Sortierverfahren (Tabelle 22) - basieren auf traditionellen Verfahren der Rohstoffaufbereitung (1997; Böhringer and Höffl; Buntenbach et al., 1997; Derks et al., 1997; Hanisch, 1998; Jungmann, 1997; Kellerwessel, 1993; Mesters and Kurkowski, 1997b; Petit, 1997; Tomas, 1999). Trockenaufbereitungsverfahren haben aus technologischen und wirtschaftlichen Gründen die anfänglich vorhandenen Nassaufbereitungsverfahren für die Herstellung von Produkten des Erd- und Strassenbaus verdrängt (Kurkowski and Penzel, 2003). Das Trockenaufbereitungsverfahren ist ebenfalls das gängige Sortierverfahren für die Herstellung von Recyclinggesteinskörnung für die Betonherstellung. Das belegen sowohl die Angaben der verschiedenen befragten Schweizer Betonproduzenten (Anhang: Auswertung

38 Seite 37 Fragebogen) als auch Umfragen in Deutschland. Tabelle 22: Merkmale stationär betriebener Recyclinganlagen (Kurkowski and Penzel, 2003; Müller, 2004) Trockene Sortierverfahren Verfahrensmerkmale Abtrennung leichter Störstoffe mit Dichten < 300 kg/m 3 Enge Klassierung des Materials erforderlich Fraktion 0/4 mm bzw. 0/8 mm kann nicht sortiert werden Abluftreinigung erforderlich Trennmedium: Luft Wirkungsprinzip: leichte Stoffe werden mittels Luftstrom ausgetragen, schwere Stoffen fallen durch den Luftstrom durch Ausführungsbeispiele Windsichtung im Gegenstrom-, Querstrom- oder Zick-Zack-Sichtern (Hanisch, 1998; Tomas, 1999) Siebmaschinen mit Störstoffausblasung (1997; Kellerwessel, 1993) Nasse Sortierverfahren Verfahrensmerkmale Stofftrennung im Dichtebereich < 1200 kg/m 3 Klassierung des Materials in die Sandund Splittfraktionen ausreichend Abwasserreinigung und Wasserkreislauf erforderlich Trennmedium: Wasser Wirkungsprinzip: leichte Stoffe schwimmen auf Ausführungsbeispiele Filmschichtsortierung mittels Hydrobandscheider oder Hydrotrommelscheider (Böhringer and Höffl, ; Buntenbach et al., 1997; Petit, 1997) Schwimm-Sink-Sortierung in Schrägradscheidern (Petit, 1997) Schnecken-Aufstrom-Sortierer (Petit, 1997) Setzmaschinen (Derks et al., 1997; Jungmann, 1997; Mesters and Kurkowski, 1997b) Für die Trennung der verschiedenen rückgebauten Baustoffbestandteile sind Dichtetrennverfahren nur bedingt geeignet, weil das Trennmerkmal Rohdichte sich in einem zu engen Bereich bewegt. Veränderungen und Anpassungen der Technologie werden laufend vorgenommen: Im Zusammenhang mit der Abfallaufbereitung ist z.b. ein detektierendes Sortierverfahren (optoelektronische Sortierung) entwickelt worden. Entsprechend Müller (Müller, 2004) wird bei der optoelektronischen Sortierung das Aufgabegut, das eine bestimmte Mindestgrösse nicht unterschreiten darf, als in seine Einzelpartikel aufgelöster Mengenstrom einer CCD-Zeilenkamera vorbeigeführt. Die Signale der Kamera werden von einem Computer im Hinblick auf die optischen Sortiermerkmale wie Helligkeit, Transparenz, Echtfarben, Korngrösse und Kornform analysiert. Die Abtrennung bestimmter Körner erfolgt über pneumatisch betriebene Ausblaseinheiten, die von dem Prozesscomputer gesteuert werden. In Bezug auf die Sortierung der rückgebauten Baustoffe sind bisher noch keine Praxisanwendungen beschrieben worden, jedoch zeigten Müllers Untersuchungen zur Trennung von Modellgemischen aus Beton und Ziegel bessere Resultate als traditionelle Sortierverfahren. Die Aufbereitung hat die Aufgabe, aus den rückgebauten Baustoffen einen Recyclingbaustoff mit definierter Korngrössen- und Stoffzusammensetzung zu erzeugen. Eine Zusammenfassung der gegenwärtig eingesetzten Aufbereitungstechniken (Müller, 2004) ist nachfolgend wiedergegeben. In mobilen Anlagen übernehmen i.d.r. die Prallbrecher die Zerkleinerung, während in stationären Anlagen dies teilweise auch zweistufig mit einem Backenbrecher als Vorbrecher und einem Prallbrecher als Nachbrecher erfolgt. In der Schweiz gaben bei einer

39 Seite 38 Umfrage (siehe Anhang) knapp 60 % der befragten Recycling- und Betonwerke an, dass die Aufbereitung der Rückbau- und Abbruchmaterialien mittels Prallbrecher vorgenommen wird. Bei Backenbrechern wird das Material vorwiegend durch Druck und im Prallbrecher durch Schlag und Prall beansprucht. Diese mechanischen Beanspruchungen führen nicht nur zu unterschiedlichen Korngrössenverteilungen (Fig. 3) sondern bewirken auch unterschiedliche Kornformen (Stark and Müller, 2004). So entsteht bei etwa gleicher Kornbandbreite beim Backenbrecher eine Korngrössenverteilung mit hohem Grob- und geringem Feinanteil. Beim Prallbrecher hingegen sind die Korngrössen gleichmässig über das gesamte Kornband verteilt. Die Kornform ist bei den mit dem Prallbrecher hergestellten Granulaten - im Vergleich zum Backenbrecher - mehr kubisch. Um die Wiederverwertungsquote weiter zu steigern, werden die bestehenden Aufbereitungsverfahren weiter verbessert und neue entwickelt. Die elektrohydraulische Zerkleinerung stellt ein innovatives Aufbereitungsverfahren dar, mit dem die Qualität der Recyclinggranulate > 2 mm wesentlich gesteigert werden kann (Müller et al., 2003) und eine günstige Kornverteilung (DIN Bereich AB16) erhalten wird. Der in der ausser Kraft gesetzten Norm SIA 162 (Fig. 29) angegebene Sieblinienbereich deckt sich nach Umrechung auf ein Grösstkorn von 16 mm weitestgehend mit dem in der Figur eingetragenem Bereich AB16. D.h. auch im Vergleich zur SIA-Norm ist die erhaltene Kornverteilung als günstig zu beurteilen. Das Granulat wird nahezu vollständig und unbeschädigt vom Zementstein befreit. Bei herkömmlichen mechanischen Verfahren kann dies nicht verwirklicht werden (Müller, 2004). In der Literatur (Kasai, 1997; Schmidl et al., 1986; Wolff and Rohr, 1983; Yanagibashi, 2002) werden deshalb zweistufige Verfahren für die Erzeugung von zementsteinarmen Recyclinggranulaten aus Abbruchbeton vorgeschlagen. Bei diesen Verfahren erfolgt nach einer traditionellen Zerkleinerung eine abrasive Beanspruchung der Brechprodukte, wodurch auf den Kornoberflächen anhaftender Zementstein entfernt wird. Die Rohdichte der mit diesen Verfahren aufgeschlossenen Recyclinggranulate aus Altbeton erweist sich als annähernd gleich wie die Rohdichte der zur Betonherstellung verwendeten Originalgesteinskörner (natürliche Gesteinskörnung). Eine weitere Gruppe von Aufschlussverfahren bezieht eine thermische Vorbehandlung bei 750 C (Mulder et al., 2002) bzw. 500 C (Li et al., 2002) ein, wodurch Zementstein leichter entfernt werden kann. In Li (Li et al., 2002) wird experimentell nachgewiesen, dass sich die Rohdichte und die Wasseraufnahme der groben, rezyklierten Gesteinsgranulate nach der thermischen Behandlung nur wenig von den Werten der Originalgesteinskörner unterscheidet. Fig. 3: Vergleich der Korngrössenverteilung der rezyklierten Gesteinskörnung von Backen-, Prallbrecher und elektrohydraulischer Zerkleinerung (Räss, 2002); Aufbereitung von Brechsanden: Bisher wurden hauptsächlich mit trocken aufbereiteten

40 Seite 39 Recyclingsanden Untersuchungen durchgeführt (Behler and Meyer, 2002; Sandmann, 1998). Nassverfahren zur Aufbereitung von rückgebauten Baustoffen wurden seltener und überwiegend an grober Gesteinskörnung untersucht, z.b. im Rahmen des Forschungsvorhabens Baustoffkreislauf im Massivbau (Mesters and Kurkowski, 1997a). Um eine nahezu vollständige Verwertung von Recyclingsanden zu erzielen, wurde in einem in Deutschland durchgeführten Demonstrationsprojekt das Nassaufbereitungsverfahren zur Gewinnung einer Sandfraktion mit verringertem Zementsteinanteil und erhöhter Dichte untersucht (Weimann and Müller, 2006). Der Einsatz hat sich auch bereits grosstechnisch, z.b. in Österreich (Jungmann, 1997; Saxer et al., 1999), bewährt. Die Ergebnisse der Baustoffuntersuchungen von Mörteln und Betonen in o.g. Forschungsprojekt (Weimann and Müller, 2006) zeigten u.a., dass die Gesteinskörnung der Fraktion 0.1/4 mm durch die Nassaufbereitung eine Verbesserung ihrer Materialeigenschaften erfahren hat. Der an den Partikeln anhaftende Zementstein wurde jedoch in der Regel nicht vollständig entfernt. Die Ergebnisse der Untersuchungen an Betonen aus Recyclinggesteinskörnung zeigten einen positiven Einfluss der Nassaufbereitung auf die gewonnene Fraktion 0.1/4 mm. Sowohl bei den dynamischen Elastizitätsmoduln als auch beim Trocknungsschwinden erzielten die Mörtel bzw. Betone aus nass aufbereiteten Fraktionen bessere Ergebnisse (höherer Elastizitätsmodul, geringeres Schwinden) als die Betone aus nur trocken aufbereiteter Recyclinggesteinskörnung. Da bei der Aufbereitung von Recyclinggesteinskörnung grössere Mengen an feiner Gesteinskörnung anfallen können, stellt sich immer wieder die Frage der Verwendung dieser feinen Gesteinskörnung. Moriconi (2007) untersuchte den Einsatz von feiner Recyclinggesteinskörnung, die als Füller ( < mm) aufbereitet wurde, in selbstverdichtenden Beton und erhielt vielversprechende Ergebnisse. 3.2 Eigenschaften von Recyclinggesteinskörnung Vorbemerkung Anhand von Literaturdaten und Untersuchungen der EMPA werden nachfolgend charakteristische Eigenschaften von Recyclinggesteinskörnung aus Betonabbruch und Mischabbruch aufgezeigt. Folgende Parameter werden zur Charakterisierung der Gesteinskörnungen vorgestellt: Stoffliche Zusammensetzung Schädliche Bestandteile Kornrohdichte und Wasseraufnahme Zeitliche Wasseraufnahme Kornform Porosität Schüttdichte Kornfestigkeit Widerstand gegen Frost Stoffliche Zusammensetzung Die stoffliche Zusammensetzung von Recyclinggesteinskörnung aus Mischabbruchgranulat hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z.b. den bevorzugten Baustoffen einer Region, von dem Gebäudetyp und -alter und von der Abbruch- und Aufbereitungstechnik. So verdeutlichen Untersuchungen (Diedrich et al., 2001) u.a., dass die Qualität vom Mischabbruchgranulat zwischen einem stationär betriebenen Recyclingwerk und einer mobilen Aufbereitungsanlage hinsichtlich Festigkeit und Stückigkeit verschieden sein kann. Dies ist auf die verstärkte Trennung der Stoffe durch den Kunden vor der Entsorgung im Recyclingwerk zurückzuführen.

41 Seite 40 Stoffe wie Beton und z.t. auch Ziegel werden teilweise ausgelesen und anderweitig verwertet, was dazu führt, dass die Recyclinggesteinskörnung des stationär betriebenen Recyclingwerks vergleichsweise weicher und feinstückiger/sandiger wird. Dass das Mischabbruchgranulat eine relativ hohe Variation in seiner Zusammensetzung aufweisen kann, verdeutlichten u.a. Empa-Untersuchungen (Hoffmann, 2004; Hoffmann and Huth, 2006; Hofmann and Patt, 2006). Dazu wurden beispielsweise fünf Proben Mischabbruchgranulat über einen Zeitraum von ca. vier Monaten zu unterschiedlichen Zeitpunkten in einem Aufbereitungswerk entnommen (Hoffmann, 2004). Die Ergebnisse zeigten, dass der Anteil einer Stoffgruppe in der Recyclinggesteinskörnung bis zu 20 M.-% streuen kann (Fig. 4). Dies ist einerseits auf die unterschiedlichen Herkunftsquellen der rückgebauten mineralischen Baustoffe zurückzuführen und andererseits auf deren zulässige Zusammensetzung. Nach der BAFU-Richtlinie für die Verwertung mineralischer Bauabfälle (siehe Tabelle 3 in Abschnitt ) ist bei Mischabbruchgranulat nur die Summe aus Kiessand + Betonabbruch + Mischabbruch festgelegt ( 97 M.-%). Zu den einzelnen Gehalten an Kiessand, Betonabbruch und Mischabbruch bestehen keine weiteren Anforderungen. Fig. 4: Vergleich der stofflichen Zusammensetzung von fünf untersuchten Proben Mischabbruchgranulat (Korngruppe > 8 mm) (Hoffmann, 2004) Korngrössenverteilung Die Korngrössenverteilung sortenreiner Recyclinggesteinskörnung aus Beton, Ziegel, Kalksandstein und Porenbeton unterscheidet sich von der des Natursands: Während sich die Splittfraktionen 2/8, 8/16, bzw. 4/16 nur unwesentlich vom natürlichen Kies 2/8 und 8/16 unterscheiden, treten bei den Sandfraktionen 0/2 grosse Unterschiede auf (Diedrich et al., 2001) (Fig. 5). Im Vergleich zum als Referenz gewählten mehlkornarmen und engkörnigen Natursand weisen alle Recyclingsande eine deutlich breitere Korngrössenverteilung auf, die zusätzlich von der Materialart beeinflusst wird. In Fig. 5 zeigt sich auch der Vorteil einer mehrstufigen Aufbereitung: Weicheres Material wie Porenbeton oder teilweise Kalksandstein wird sehr stark zerkleinert. Wird nach einem ersten Brechprozess der Feinanteil z.b. < 4 mm abgetrennt, kann ein grosser Teil der weichen Materialien aus dem Mischabbruch oder Betonabbruch entfernt werden.

42 Seite 41 Fig. 5 Korngössenverteilung der Sande 0/2 verschiedener sortenreiner Recyclingsande (Diedrich et al., 2001) Wasseraufnahme und Kornrohdichte Recyclinggesteinskörnung weist gegenüber natürlicher Gesteinskörnung zumeist eine erhöhte Wasseraufnahme auf (Tabelle 23). Das Saugverhalten ist in erster Linie von der Porosität des Materials abhängig. Entsprechend den Untersuchungen von Diedrich et al. (Diedrich et al., 2001) beträgt die Porosität z.b. beim Betonsplitt ca. 15 Vol.-%, beim Ziegel- und Kalksandsteinsplitt ca. 30 Vol.-% und beim Porenbetonsplitt ca. 65 Vol.-%. Die Wasseraufnahme lag bei den Körnungen 2/8 des Weser-Kieses bei 2 M.-%, beim Beton bei 4.5 M.-%, beim Ziegel und Kalksandstein bei M.-%, beim Porenbeton bei M.-% und beim Bauschutt bei 9-10 M.-%. Die Recyclingsande nehmen beim Naturstein, Ziegel, Kalksandstein und dem Porenbeton weniger Wasser auf als deren Splitte, die Sande vom Beton und Bauschuttgemisch dagegen mehr (Fig. 6). Im Allgemeinen sind nach einer 10- minütigen Wasserlagerung bereits etwa 90 % der Werte für die Wasseraufnahme erreicht, die sich nach einer 24-stündigen Wasserlagerung einstellen (Fig. 7, Fig. 8). Aus diesem Grund weisen verschiedene Untersuchungen darauf hin (z.b. (Dahms and Brune, 1996; Diedrich et al., 2001), dass es für die Betonherstellung ausreichend ist, den 10-minütigen Saugwert zu kennen. Dieser kann mit ausreichender Genauigkeit aus der Rohdichte der Recyclinggesteinskörnung abgeschätzt werden. Im Gegensatz zu diesen Untersuchungen fanden Maultzsch et al. (2003) bei der Analyse von Werten aus dem BRITE-EURAM-Projekt zwischen der Rohdichte und der Wasseraufnahme keinen engen Zusammenhang, jedoch zwischen der offenen Porosität und der Wasseraufnahme (Fig. 9). Tendenziell nimmt mit abnehmender Korngrösse die Kornrohdichte zu (Tabelle 23). Das trifft nicht für den Beton und das Bauschuttgemisch zu. Beim Beton liegt die Kornrohdichte des Brechsandes deutlich unter den Werten der Splitte aufgrund der Anreicherung des Zementsteines in den feinsten Fraktionen. Beim Bauschutt ist die Kornrohdichte annähernd über alle Fraktionen gleich. Die Wasseraufnahme von Recyclinggesteinskörnung in Abhängigkeit von deren Rohdichte ist in Fig. 7 und Fig. 8 dargestellt. In beiden Figuren zeigt sich ein ähnlicher Zusammenhang.

43 Seite 42 Tabelle 23: Wasseraufnahme nach 24 stündiger Wasserlagerung und Kornrohdichte der eingesetzten Gesteinskörnungen (Diedrich et al., 2001) (Weser-Kies = natürlicher Kies) Fig. 6: Wasseraufnahme in Abhängigkeit von der Zeit der Wasserlagerung verschiedener Recyclinggesteinskörnung (Maultzsch et al., 2003).

44 Seite 43 Fig. 7: Wasseraufnahme in Abhängigkeit von der Kornrohdichte (untere Kurve: 10 min Wasserlagerung; obere Kurve: 24 Stunden Wasserlagerung) verschiedener Recyclinggesteinskörnung, Korngruppen: 4/8 mm, 8/16 mm, 16/32 mm (Bergmeister and Wörner, 2005) Wasseraufnahme [%] Mischabbruchgranulat Betongranulat Primärmaterial Kornrohdichte [kg/m 3 ] Fig. 8: Wasseraufnahme [M.-%] von Recyclinggesteinskörnung (Grösstkorn bis 32 mm) im Vergleich zu natürlichem Sand und Kies (Wasserlagerung ca. 10 min] (Daten aus Empa-Untersuchungen)

45 Seite 44 Fig. 9: Gegenüberstellung der Korrelation von Porosität-Wasseraufnahme (links) und Rohdichte-Wasseraufnahme (rechts) von Recyclinggesteinskörnung (Zusammenfassung aus verschiedenen Literaturdaten (Maultzsch et al., 2003) Kornform Die Kornform der Recyclinggesteinskörnung ist materialabhängig und wird von der Art der Zerkleinerung beeinflusst (Bergmeister and Wörner, 2005; Diedrich, 1998; Stark and Müller, 2004). Mit einem Prallbrecher können im Vergleich zu einem Backenbrecher mehr kubisch geformte Körner erzeugt werden (Stark and Müller, 2004) (siehe Abschnitt 3.1.1) Kornfestigkeit Die Kornfestigkeiten schwanken je nach Material und Körnung (Diedrich et al., 2001) (Tabelle 24). Naturstein weist bei dieser Untersuchung mit über 90 kn die härtesten Körner auf, gefolgt vom Beton mit kn, Ziegel mit kn, Bauschuttgemisch mit ca. 16 kn, Kalksandstein mit kn und Porenbeton mit ca. 3 kn. Generell liegt bei den untersuchten Stoffen die Kornfestigkeit der feineren Körnung 4/8 höher als die der Körnung 8/16. Eine Ausnahme stellt Ziegel dar, bei dem die gröbere Körnung höhere Kornfestigkeiten aufweist. In einer Empa-Untersuchung (Hoffmann, 2005) wurde die Kornfestigkeit mit dem Widerstand gegen Zertrümmerung von groben Gesteinskörnungen mittels Los Angeles-Versuch untersucht und die o.g. Zusammenhänge im Wesentlichen bestätigt. Tabelle 24: Korndruckfestigkeiten (bestimmt nach DIN 4226) einzelner Kornklassen der Recyclinggesteinskörnung (Diedrich et al., 2001) Widerstand gegen Frost Recyclinggesteinskörnung aus Kalksandstein, Porenbeton und rückgebauten Baustoffen weist in der Regel einen sehr geringen Widerstand gegen Frostbeanspruchung auf (Diedrich et al., 2001). Ausserdem führen Gefügestörungen infolge der mechanischen Kräfte, die beim Abbruch von Tragstrukturen und der Aufbereitung des Abbruchgutes auf das Gefüge einwirken, zu einem geringen Frostwiderstand (Bergmeister and Wörner, 2005). Eine unzureichende Frostbeständigkeit der Gesteinskörnung ist jedoch nicht zwangsläufig mit einem geringen

46 Seite 45 Frostwiderstand des mit dieser Körnung hergestellten Betons gleichzusetzen. Umfangreiche Versuche (Leemann and Olbrecht, 1999; Siebel et al., 1999; Wies and Manns, 2002) haben gezeigt, dass Betone aus Recyclinggesteinskörnung, die auf Grund eines Frostversuchs am Granulat als nicht ausreichend widerstandsfähig eingestuft worden ist, einen Frostwiderstand aufweisen, der mit dem von Normalbetonen vergleichbar ist. Dies liegt einerseits in der günstigen Mitwirkung der Mörteleinbettung der Recyclinggesteinskörner im Beton, die beim Frostversuch an der Recyclinggesteinskörnung an sich nicht vorhanden ist (Siebel et al., 1999; Wies and Manns, 2002). Die Prüfung am Korn stellt somit eine schärfere Beanspruchung dar, als die Prüfung der Frostbeständigkeit im Betonversuch. Andererseits zeigten Dünnschliffuntersuchungen (Leemann and Olbrecht, 1999), dass sich um das Backsteingranulat eine Ansammlungen von Luftporen bilden kann, wenn Wasser aus dem Frischbeton die Luft im Gesteinskorn verdrängt. Diese Luftporen beeinflussen die Frostbeständigkeit von Beton mit dieser Recyclinggesteinskörnung positiv. Ergänzend dazu hat, wie bei allen Betonen, der Grad der Wassersättigung der Gesteinskörnung einen wesentlichen Einfluss auf den Frostwiderstand (Zaharieva et al., 2004) Chloridgehalt Maulztsch et al. (Maultzsch et al., 2003) stellte aus diversen Untersuchungen den Chloridgehalt von grosstechnisch aufbereiteter Recyclinggesteinskörnung zusammen: die Werte lagen bei maximal M.-%. Gemäss SN EN darf der Chloridgehalt bei Stahlbeton nicht mehr als 0.2 M.-% bzgl. Zement betragen. Unter der Annahme, dass Chloride nur aus der Gesteinskörnung stammen, darf bei Beton mit einem Gesteinskörnungsgehalt von 2000 kg/m 3 und einem Zementgehalt von 300 kg/m 3 die Gesteinskörnung maximal 0.03 M.-% Chloride enthalten. Die von Maultzsch et al. aufgeführten Chloridgehalte sind folglich unproblematisch. Zwischen der Korngrösse (< 2 mm und > 2 mm) und dem Chloridgehalt wurde kein Zusammenhang gefunden; dies bedeutet dass sich keine Erhöhung des Anteils an Zementstein mit kleiner werdender Korngrösse feststellen liess, was im Widerspruch zu anderen Arbeiten steht wurden bei der Erneuerung der Autobahn A13 im Churer Rheintal auf einem Abschnitt zwei Arten Recyclingbeton aus Betongranulat u.a. als Deckschicht eingebaut. Die Sorte A bestand nur aus Betongranulat, die Sorte B enthielt normalen Sand und in der Korngruppe > 4 mm ausschliesslich Betongranulat. Das Betongranulat stammt aus dem rückgebauten Betonbelag der Autobahn. Der Chloridgehalt im Betongranulat betrug 0.24 kg/m 3. Bei der verwendeten Dosierung von 375 kg/m 3 Zement im Recyclingbeton, ergibt dies einen Chloridgehalt von fast 0.2 M.-% bzgl. Zementgehalt; d.h. der Grenzwert der SN EN wurde eingehalten. Bis heute haben sich die Recyclingbetone auf der Autobahn als praxistauglich erwiesen, wenn gleich diese teilweise eine ungenügende Biegezug- und Druckfestigkeit im Vergleich zur Normanforderung aufwiesen (Werner, 1991; Werner and Hermann, 1996). Friedl (Friedl, 2003) untersuchte den Einfluss von Recyclinggesteinskörnung in Beton auf die chloridinduzierte Stahlkorrosion. Dabei unterschied er zwischen einem Eintrag von Chloriden von Aussen und von Innen. Von Aussen können Chloride in Beton durch eine Tausalzbeaufschlagung eindringen. Bei der Verwendung von grober Recyclinggesteinskörnung (> 4 mm) und einem Chloridangriff von Aussen wurde die Gefahr der Stahlkorrosion im Vergleich zu herkömmlichen Beton als gleich eingeschätzt, bei der Verwendung von feiner Recyclinggesteinskörnung (< 4 mm) und einem Chloridangriff von Aussen war die Gefahr der Stahlkorrosion jedoch wesentlich grösser. Würde Recyclingbeton nicht in den Expositionsklassen XF2 und XF4 eingesetzt werden, wäre die Verwendung feiner Gesteinskörnung unproblematisch. Ein Chlorideintrag von Innen kann stattfinden, wenn chloridhaltige Gesteinskörnung bei der Eingangskontrolle nicht erkannt und dann bei der Herstellung von Recyclingbeton verwendet wird. Das in der Gesteinskörnung enthaltene Chlorid kann vor allem bei hoher Betonfeuchte zur Bewehrung transportiert werden. Sollte so etwas auftreten, muss gemäss Friedl eher mit

47 Seite 46 Korrosion gerechnet werden. Wenn Betonabbruch aus chloridkontaminiertem Beton verwendet werden sollte, ist der Betonabbruch auf Chloride zu analysieren (vgl. EN 206-1), ggf. gesondert zu lagern und nicht bei der Herstellung von Recyclingbeton nach SN EN zu verwenden. Wird der Recyclingbeton bei einer trockenen Exposition ausgesetzt (z.b. XC1, trocken), ist die Gefahr einer Bewehrungskorrosion gering Einfluss der Feinfraktionen 0-4 mm auf die Betoneigenschaften Sulfat- und Chloridgehalt In dem Empa-Projekt Verwendung von Mischabbbruch als Betongranulat (Empa, 2000) wurde der Sulfat- und Chloridgehalt von zweistufig aufbereitetem Mischabbruchgranulat der Fraktionen 0/4 mm und 4/32 mm mittels chemischen Untersuchungen analysiert. Dabei wurden zwei Stichproben A und B untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass der Sulfat- und Chloridgehalt bei der Fraktion 0/4 mm höher ist als bei der Fraktion 4/32 mm (Tabelle 25). Das kann auf den höheren Anteil an Zementstein bei der Fraktion 0/4 mm - im Vergleich zur Fraktion 4/32 mm - zurückgeführt werden. Denn wie petrographische Untersuchungen zeigten (Empa, 2000; Empa, 2005), nimmt mit sinkender Korngrösse der Gehalt an Zementstein zu. Bezogen auf die verwendete Sieblinie wurden jedoch die Grenzwerte entsprechend der damals gültigen Norm SIA 162/4 eingehalten, so dass vom betontechnologischen Standpunkt aus die Verwendung dieses Materials als unbedenklich eingestuft werden konnte. Tabelle 25: Vergleich der Sulfat- und Chloridgehalte bei den Fraktionen 0/4 mm und 4/32 mm, EMPA (2000). Probe Sulfatgehalt (Masse-%) Chloridgehalt (Masse-%) A 0/ A 4/ B 0/ B 4/ Verarbeitbarkeit des Frischbetons, Festbetoneigenschaften Levy und Helene (Levy and Helene, 2007) untersuchten den Einfluss des Austausches von natürlichem Sand durch 20 M.-%, 50 M.-% und 100 M.-% rezyklierten Sand (0/2.5 mm) in Betonmischungen auf dessen Frischbetoneigenschaften als auch auf die Aspekte der Dauerhaftigkeit wie Wasseraufnahme, Porenvolumen und Karbonatisierung. Der rezyklierte Sand bestand einerseits aus gebrochenem Backsteingranulat (von einer verputzten Mauerwerkwand stammend) und andererseits aus gebrochenem reinem Betonabbruch. Die Aufbereitung der Sande erfolgte mit einem Backenbrecher. Der Zementanteil als auch der totale w/z-wert variierten, um eine vergleichbare Verarbeitbarkeit als auch definierte Betondruckfestigkeiten von 20 MPa, 30 MPa und 40 MPa erzielen zu können. Die Resultate zeigten, dass sich die Wasseraufnahme des Betons wie auch dessen totales Porenvolumen mit zunehmendem Gehalt an rezykliertem Sand 0/2.5 mm erhöht. Das ist auf die Wasseraufnahme der rezyklierten Feinfraktion zurückzuführen. Unabhängig davon ob der rezyklierte Sand aus Beton- oder Backsteingranulat bestand, wiesen alle damit hergestellten Betone eine geringere Karbonatisierungstiefe auf als der Referenzbeton vergleichbarer Druckfestigkeit Bei Betonen mit rezykliertem Sand wird in der Regel ein höherer Zementgehalt benötigt, um in Bezug zum Normalbeton vergleichbare Betondruckfestigkeiten zu erzielen. Dadurch können eventuelle negative Effekte der Recyclinggesteinskörnung auf die Karbonatisierung kompensiert werden (Clifton, 1993; Tuutti, 1982). Die Resultate, die in der Arbeit von Levy und Helene erhalten wurden, verdeutlichen, dass die Verwendung von rezykliertem Sand in der Betonherstellung möglich ist. Lü betrachtete in ihren Untersuchungen (Lü, 2000) zum Schubtragverhalten von Stahlbetonbauwerken mit rezyklierter Gesteinskörnung den Einfluss des rezyklierten

48 Seite 47 Feinkornanteils (<4 mm, Betonabbruch) auf die Betondruck- und zugfestigkeit sowie deren statistische Verteilung. Sie stellte Betonmischungen her, deren Gesteinskörnung 0-32 mm einerseits vollständig aus Betongranulat bzw. Primärmaterial bestand. Im Vergleich dazu ersetzte sie bei einer weiteren Mischung aus Betongranulat die Fraktion < 4 mm durch Primärsand. Die Betonmischungen wurden mit gleichem w/z-wert (0.55) und Zementgehalt (320 kg/m 3 ) hergestellt. Die Untersuchungsergebnisse zeigten, dass die Verwendung von Betongranulat (0-32 mm) und insbesondere von Betonbrechsand (0-4 mm) eine Verringerung der Betondruck- und zugfestigkeiten als auch eine Erhöhung der Standardabweichung der Druckfestigkeit bewirkt.

49 Seite Eigenschaften von Recyclingbeton 4.1 Vorbemerkung Der Schwerpunkt der in der Literatur beschriebenen Verwertungswege liegt darauf, die Recyclinggesteinskörnung im Beton einzusetzen. Es liegt eine sehr grosse Zahl an Publikationen vor, in denen vor allem die Eigenschaften von Beton mit Betongranulat untersucht wurden. Betone aus Mischabbruch- bzw. Mauerwerkgranulat wurden sehr viel weniger untersucht. Verschiedene internationale RILEM-Konferenzen wurden zur Verwendung von Recyclinggesteinskörnung in Bauteilen und Gebäuden durchgeführt (Dhir et al., 2002; Vázquez et al., 2004). Auch liegen verschiedene Sachstandsberichte vor (Hansen, 1986; Hansen, 1992a; Hansen, 1992b; Hansen, 1992c; Hendriks and Pietersen, 2000). Einige weitere wichtige Arbeiten zum Recycling von Beton sind z.b. die den Zeitraum 1945 bis 1985 umfassenden Recherchen von Schulz und Wesche (Schulz and Wesche, 1986) sowie die bis zum Jahre 2000 vorgenommenen Recherchen von Roos (Roos, 2002). Des Weiteren sind die experimentellen Arbeiten zur Verwertung von Mauerwerkabbruch (Winkler, 2001), die experimentellen Untersuchungen zu den Eigenschaften von Betonen, die aus im Labor aufbereiteten Rezyklaten oder aus Praxisgemischen hergestellt wurden (Dillmann, 2002; Müller, 2001) sowie die Berichte und Veröffentlichungen, die im Rahmen des Forschungsprojektes Baustoffkreislauf im Massivbau entstanden (B-I-M), zu erwähnen. Wenn man die Literaturergebnisse vergleicht, zeigen sich oft widersprüchliche Aussagen. Dies kann auf die unterschiedlich verwendeten Materialien oder Ziele (z.b. gleiche Verarbeitbarkeit oder Festigkeit) zurückgeführt werden. Zusätzlich werden Vergleiche dadurch erschwert, dass die verwendeten Materialien und Versuche oft ungenügend beschrieben sind. Gewisse Tendenzen lassen sich jedoch ableiten. 4.2 Frischbetoneigenschaften Bei der Verwendung von Recyclinggesteinskörnung schwankt die Frischbetonrohdichte in einem grösseren Bereich als beim Beton mit natürlichen Gesteinskörnungen ( kg/m 3 ). Je nach verwendeter Gesteinskörnung liegen die Werte zwischen 1800 und 2400 kg/m 3 (Roos, 2002): Für Beton aus reinem Betongranulat schwanken die Angaben zwischen 2100 und 2350 kg/m 3. Mit zunehmendem Gehalt an Mischabbruchgranulat bzw. Backstein/Ziegel sinkt die Frischbetonrohdichte stark. Die Wasseraufnahme der Recyclinggesteinskörnung beeinflusst die Verarbeitbarkeit des Frischbetons. Mit sinkender Rohdichte (höherer Porosität) und abnehmender Kernfeuchte der Recyclinggesteinskörnung kann ein verstärktes Ansteifen des Frischbetons auftreten (Grübl et al., 1999b). Auf Grund dessen wird, wie bei der Herstellung von Leichtbeton, einerseits das Vornässen der Recyclinggesteinskörnung und andererseits ein zusätzliches Zugeben von Saugwasser und eine geeignete Anpassung der Mischzeit im Produktionsprozess empfohlen (ausreichend Zeit für das Aufsaugen von Wasser). Einige Autoren (Sommer, 1990) empfehlen die Korngrösse < 4 mm bzw. < 2 mm zur Herstellung von Beton nicht zu verwenden, da diese Fraktion zu viel Wasser saugt und der Frischbeton dadurch schlechter zu verarbeiten ist. Dem gegenüber führen Van der Wegen und Kaverkort (Van der Wegen and Haverkort, 1998) den positiven Effekt einer deutlichen Reduzierung des Blutens durch die Verwendung von Recyclinggesteinskörnung der Kornfraktion < 4 mm auf, ohne, dass die Verarbeitbarkeit negativ beeinflusst wird. Um eine gute Verarbeitbarkeit des Frischbetons trotz der Wasseraufnahme der Recyclinggesteinskörnung zu erzielen - bei praxisüblichem w/z-wert - hat sich die Verwendung eines Fliessmittels in Labor- und Praxisuntersuchungen als nutzbringend erwiesen. Der im Vergleich zur natürlichen Gesteinskörnung grössere Hohlraumgehalt der Recyclinggesteinskörnung erfordert ein höheres Volumen an Bindemittelleim, um eine ausreichende Verarbeitbarkeit zu erzielen (Olbrecht, 1994). Der Einfluss des Transportes von Beton mit Recyclinggesteinskörnung auf seine Verarbeitbarkeit wird sehr unterschiedlich beurteilt (Roos, 2002). Während Yanagi (1998) zeigt,

50 Seite 49 dass dieser vernachlässigbar klein ist, gehen Grübl et al. (1999b) und Müller (Grübl et al., 1999b; Müller, 2001) davon aus, dass die Konsistenz mit Hilfe eines Fliessmittels auf der Baustelle korrigiert werden muss. Diese unterschiedlichen Bewertungen können vor allem auf die Unterschiede in der Recyclinggesteinskörnung und die Art der Benetzung der Recyclinggesteinskörnung (erst im Mischer oder vorher) zurückgeführt werden. Inzwischen sind in Deutschland (Grübl et al., 1999a; Wöhnl, 1994), der Schweiz (Hoffmann and Huth, 2006; Hofmann and Patt, 2006) und den Niederlanden bereits mehrere Bauwerke unter Verwendung von Beton mit Recyclinggesteinskörnung erstellt worden. Über Probleme mit der Verarbeitung und dem Einbau ist dabei nichts bekannt geworden. Wie eine Umfrage (Anhang: Auswertung Umfrage) bei den Schweizer Recyclingbetonproduzenten verdeutlicht, verwenden diese den Recyclingsand 0/2 bei der Betonherstellung (Mager-, Konstruktionsbeton). Knapp 60 % der Befragten nässen die Recyclinggesteinskörnung nicht vor. Um eine gute Verarbeitbarkeit des Frischbetons zu erzielen, nehmen die Befragten u.a. folgende Anpassungen der Recyclingbetonrezeptur vor: 50 % der Befragten verwenden Fliessmittel, knapp 30 % von ihnen stellen die Mischung mit mehr Wasser her und knapp 60 % der Befragten erhöhen den Zementund Wassergehalt. Zusammenfassend ist festzuhalten, dass sich hauptsächlich durch folgende betontechnologische Massnahmen befriedigende Verarbeitbarkeiten erreichen lassen: Verwendung von Fliessmitteln und/oder Erhöhung des Leimvolumens ausreichende Benetzung der Recyclinggesteinskörnung vor dem Mischen Aus Untersuchungen von Beton mit leichter Gesteinskörnung ist bekannt, dass das in der Gesteinskörnung enthaltene Wasser zu einer internen Nachbehandlung, d.h. zu einer Verbesserung der Qualität des Betons führt. Ähnliches wäre auch bei Recyclinggesteinskörnung zu erwarten. 4.3 Festbetoneigenschaften Problem mit Nummerierung Druckfestigkeit Es liegen unterschiedliche Aussagen zum Einfluss von Recyclinggesteinskörnung auf die Betondruckfestigkeit vor. Bei den meisten Untersuchungen ergab sich ein Abfall (Hansen, 1986; Hansen, 1992a; Hansen, 1992c; Roos, 2002, Müller, 2004). Wainwright et al. (Wainwright et al., 1993) ermittelte einen Abfall der Druckfestigkeit bei sonst gleicher Mischung von 20 %, wenn sowohl die grobe Gesteinskörnung (38 % Anteil) als auch die feine Gesteinskörnung ersetzt wurde. Der Abfall der Druckfestigkeit wird auf die verringerte Festigkeit (höhere Porosität) der Recyclinggesteinskörnung zurückgeführt. Die Aussagen decken sich mit den Versuchen von weiteren Autoren (Dillmann, 2002; Wesche and Schulz, 1982a; Wesche and Schulz, 1982b), nach denen Betone, die aus Betongranulat (> 4 mm) und Natursand (< 4 mm) zusammengesetzt sind, um 10 bis 25 % niedrigere Druckfestigkeiten haben. Beckerová (Beckerová, 1998) gibt für diesen Fall ebenfalls einen Abfall der Druckfestigkeiten von bis zu 25 % an. Beckerová geht davon aus, dass 20 bis 40 % Recyclinggesteinskörnung im Sandanteil (< 4 mm) nicht festigkeitsmindernd sind. Hingegen weisen Dillmann (Dillmann, 2002) und Fraij et al. Fraaij et al., 2002) einen Druckfestigkeitsverlust durch die Verwendung von Brechsand in o.g. Grössenordnung auf (Müller, 2004)). Ergänzende Aussagen zum Einfluss des Sandanteils auf die Festbetoneigenschaften sind im Kapitel aufgeführt. Die o.g. Druckfestigkeitsverluste durch die Verwendung von Recyclinggesteinskörnung in der Grobfraktion werden von (Dillmann, 1999) bestätigt. Dagegen zeigen Fraaij et al. (Fraaij et al., 2002) auf, dass durch die Verwendung grober Recyclinggesteinskörnung aus Betonsplitt der Festigkeitsrückgang 10 % und bei Mischabbruchsplitt 20 % beträgt (beide Splitte waren Praxisgemische). Einen geringen Festigkeitsabfall von bis zu 10 % ermittelte Gõmez-Soberon (Gómez-Soberón, 2002) beim Ersatz der natürlichen Gesteinskörnung (Sand wie Kies) durch bis zu 100 % Betongranulat. Malhotra (Malhotra, 1978) stellte fest, dass der Abfall der Betondruckfestigkeit, der durch den Austausch grober natürlicher gegen grobe, Recyclinggesteinskörnung bei sonst gleicher

51 Seite 50 Mischungszusammensetzung eintritt, mit sinkendem w/z-wert abnimmt. So war bei einem totalen w/z-wert von 0.56 ein Abfall von 2 N/mm 2, bei einem w/z-wert von 0.41 nur noch ein Abfall von 0.2 N/mm 2 zu beobachten. Anmerkung: Bei den vorliegenden Versuchen wird nicht der w/z-wert nach SN EN sondern der totale (mit allem Wasser) verwendet. Dieser Zusammenhang kehrt sich um, wenn auch die Sandfraktion aus Recyclinggesteinskörnung besteht. Die allgemein bekannte Beeinflussung der Betondruckfestigkeit durch den w/z-wert zeigen sich sowohl in Versuchen mit Betongranulat (Buyle-Bodin and Hadjieva-Zaharieva, 2002; Khedar and Al-Windawi, 2004) als auch mit Beton- und Mischabbruchgranulat (Leemann and Olbrecht, 1999; Topcu and Sengel, 2004). Mit zunehmendem w/z-wert verringert sich die Betondruckfestigkeit. Dieses Verhalten ist vergleichbar mit dem des herkömmlichen Betons. Chen et al. (Chen et al., 2002) streichen in ihren Arbeiten mit Mischabbruchgranulat heraus, dass das Arbeiten mit einem zu geringen w/z-wert (w/z < 0.6) die Betondruckfestigkeit negativ beeinflusst. Das ist auf einen zu geringen Wassergehalt zurückzuführen, der den vollständigen Ablauf der Hydratation verhindert Schiessl und Friedl (Schiessl and Friedl, 1999) fanden bei ihren Versuchen eine Abhängigkeit der Druckfestigkeit vom verwendeten Grösstkorn der Recyclinggesteinskörnung. Tendenziell zeigten Betone mit einem grösseren Grösstkorndurchmesser kleinere Druckfestigkeiten. Eine Erhöhung der Druckfestigkeit um ca. 16 % wurde hingegen von Salem und Burdette (Salem and Burdette, 1998) beobachtet, wenn ein Austausch von Primärmaterial durch Betonabbruch nur bei der groben Gesteinskörnung vorgenommen wurde. Dieses Phänomen führen sie auf die Kantigkeit und somit den besseren Verbund zwischen Betongranulat und Zementstein sowie auf den durch das Wassersaugen der Recyclinggesteinskörnung verringerten w/z-wert zurück. Diese Ergebnisse werden von Springenschmid et al. (Springenschmid et al., 1997) bestätigt. In ihren Versuchen steigt die Druckfestigkeit mit dem Prozentsatz an Recyclinggesteinskörnung im Vergleich zu Beton mit natürlichem Gesteinskorn um bis zu 20 % an, solange man auf die Zugabe von Material < 4 mm verzichtet. Die Verwendung von Ziegelsplitt als grobe Gesteinskörnung > 2.5 mm bringt nach Mansur et al. (Mansur et al., 1999), bei sonst gleicher Betonzusammensetzung, eine Erhöhung der Druckfestigkeit. Diese Ergebnisse sind jedoch zu relativieren, da Ziegelsplitt mit ungewöhnlich hohen Festigkeiten von 153 N/mm 2 verwendet wurde. In Empa-Untersuchungen (Hoffmann and Huth, 2006) wurden im Vergleich zu einem Beton mit natürlicher Gesteinskörnung (C35/45, 300 kg/m 3 Zement) die Druckfestigkeitsentwicklung von vier verschiedenen Recyclingbetonen mit folgender Zusammensetzung betrachtet: - M1: 90 % Betongranulat + 10 % Primärmaterial; - M2: 60 % Mischabbruchgranulat + 40 % Primärmaterial; - M3: 30 % Betongranulat + 30 % Mischabbruchgranulat + 40 % Primärmaterial; - M4: 25 % Mischabbruchgranulat und 75 % Betongranulat. Es wurde mit einem unterschiedlichen totalen w/z-wert gearbeitet, um eine vergleichbare Verarbeitbarkeit zu erzielen. Die Zementmenge betrug bei den Mischungen M1 und M4 300 kg/m 3. Bei den Mischungen M2 und M3 wurde der Zementgehalt um 8 % auf 325 kg/m 3 erhöht. Im Vergleich zum Referenzbeton konnten mit den Mischungen M2, M3 und M4 ca. 8 % höhere 28-Tage-Betondruckfestigkeiten erreicht werden. Die Mischung M1 wies eine 11 % geringere 28-Tage-Druckfestigkeit auf. Die tendenziell höheren Druckfestigkeiten der Recyclingbetone können u.a. auf das Saugvermögen der Recyclinggesteinskörnung zurückgeführt werden, die zu einer Verbesserung des Zementsteins infolge einer Verringerung des w/z-werts führen. Das bestätigen auch Untersuchungen von Leemann und Olbrecht (Leemann and Olbrecht, 1999) (Fig. 10). Hendriks (Hendriks, 1987) zeigt in seinen Untersuchungen an Betonen mit Recyclinggesteinskörnung, dass eine lineare Beziehung zwischen der Kornrohdichte und der Festigkeit des Betons bei gleichem Zementgehalt besteht.

52 Seite Druckfestigkeit [MPa] % MG 30BG/30PM/40BS 15BG/15PM/70BS 20 teilw eise substituiert konv. Beton fc= w /z w/z total Fig. 10: Druckfestigkeiten in Abhängigkeit vom totalen w/z-wert (MG: Mischabbruchgranulat, BG: Betongranulat, BS: Backsteingranulat, teilweise Substitution: Recyclinggranulat und Primärmaterial verwendet). Die gestrichelte Linie entspricht in etwa dem mittleren Zusammenhang bei Normalbeton. Durch die Erhöhung des Zementgehaltes (Verringerung des w/z-wertes) kann - wie allgemein bekannt - die Betondruckfestigkeit gesteigert werden. Zur Erreichung einer vergleichbaren Druckfestigkeit beim Einsatz von Betongranulat werden verschiedene zusätzlich benötigte Zementmengen angegeben: 7 % (Sommer, 1984); 10 % (Müller, 2001) und 20 % (Hendriks, 1987). Alternativ können auch reaktive Zusatzstoffe wie z.b. Flugasche verwendet werden. Die in einer deutschen Studie befragten Unternehmen setzten bei ihren Betonrezepturen mit Recyclinggesteinskörnung (Anteil max. 50 % der Gesteinskörnung) eine Bindemittelkombination von M.-% Zement und M.-% Flugasche ein (Weil, 2004). Verzichtet man auf das Vornässen der Gesteinskörnungen erreicht man nach Schulz (Schulz, 1978) bis zu 25 % höhere Festigkeiten aufgrund der Reduzierung des w/z-wertes. Zu einer ähnlichen Aussage kommen Barra de Oliviera und Vazquez (Barra de Oliviera and Vazquez, 1996), wobei in diesem Fall mit einem schnelleren Ansteifen zu rechnen ist. Es liegt die Vermutung nahe, dass infolge der grossen Streuung in der stofflichen Zusammensetzung der Recyclinggesteinskörnung, die Betondruckfestigkeit des daraus hergestellten Betons stärker als bei Betonen mit natürlicher Gesteinskörnung streut. Zur Untersuchung der Festigkeitsstreuung hat de Pauw (Pauw, 1981) Recyclinggesteinskörnung aus Altbeton völlig unterschiedlicher Qualität bei der Betonherstellung verwendet. Seine Ergebnisse bestätigten die vergrösserte Streuung der Betondruckfestigkeit durch Zugabe von Recyclinggesteinskörnung bei der Betonherstellung. Unter Einhaltung einer gleichen Mischungsrezeptur schwankte die Druckfestigkeit des Recyclingbetons zwischen 32.0 und 49.1 N/mm 2. Ähnliche Ergebnisse hat Hendricks (Hendriks, 1987) aus Versuchen gewonnen (Druckfestigkeitsschwankungen zwischen 41 und 50.6 N/mm 2 ). Lü (Lü, 2000) empfiehlt in ihren Arbeiten ein höheres Vorhaltemass für Beton mit Recyclinggesteinskörnung, um die grösseren Festigkeitsstreuungen abzudecken. Jedoch liegen auch einzelne Untersuchungen vor, die zum gegenteiligen Schluss kamen oder keinem Einfluss aufwiesen (Grübl and Nealen, 1998). Es kann zusammengefasst werden, dass vordergründig keine einheitliche Meinung darüber

53 Seite 52 besteht, ob durch die Verwendung von Betongranulat und Mischabbruchgranulat eine Festigkeitsminderung oder -zunahme folgt. Je nach Versuch dominieren verschiedene Effekte die Ergebnisse: Durch die Kantigkeit der Recyclinggesteinskörnung kann ein besserer Verbund im Beton im Vergleich zu gerundeter Gesteinskörnung auftreten und eine höhere Festigkeit ergeben. Ist die Recyclinggesteinskörnung sehr kantig, kann ein höherer Zementleimgehalt oder der Einsatz von Fliessmittel/Betonverflüssiger notwendig sein. Wird dem nicht Rechnung getragen, kann der Beton nicht gut verdichtet werden, wodurch die Festigkeit abnimmt. Durch die Porosität der Recyclinggesteinkörnung muss Beton mit Recyclinggesteinskörnung im Vergleich zu Beton mit natürlicher Gesteinskörnung einen höheren Wassergehalt aufweisen, um eine ähnliche Verarbeitbarkeit zu erhalten. Wird jedoch der Wassergehalt nicht erhöht, nimmt die Recyclinggesteinskörnung dennoch Wasser auf, d.h. dem Zement steht weniger Wasser zur Verfügung (tieferer w/z-wert) bzw. der Beton blutet kaum/nicht. Ist dennoch der Beton gut verarbeitbar, bewirkt der tiefere w/z-wert eine Druckfestigkeitszunahme; hingegen wird ein nicht mehr gut verarbeitbarer Beton einen Druckfestigkeitsabfall als Folge schlechter Verdichtung aufweisen. Recyclinggesteinkörnung weist eher geringere Festigkeiten als natürliche Gesteinskörnung auf. Je nach untersuchter Betonfestigkeit und der verwendeten natürlichen Gesteinskörnung kann sich dies mehr oder weniger deutlich bemerkbar machen. Ist die feine Recyclinggesteinskörnung poröser und/oder weicher als die grobe, sind die vorgenannten Effekte beim Einsatz der feinen Recyclinggesteinskörnung ausgeprägter. Eine Umfrage bei den Schweizer Betonproduzenten zeigte, dass die Herstellung von Recyclingbeton mit einer Druckfestigkeit entsprechend den Klassen C25/30 und C30/37 etabliert ist (Anhang: Auswertung Umfrage). Der Anteil an verwendeter Recyclinggesteinskörnung beträgt dabei bis zu 60 % (C25/30) bzw. (C30/37). Darüber hinaus verdeutlichten Referenzobjekte, dass ein Recyclingbeton der Druckfestigkeitsklasse C30/37 mit weit höheren Anteilen als 40 % an Recyclinggesteinskörnung möglich ist (B-I-M; Hoffmann and Huth, 2006; Hofmann and Patt, 2006) Zugfestigkeit Gemäss Literaturangaben (Hansen, 1986; Hansen, 1992a; Hansen, 1992c; Nixon, 1978) liegen, wie bei der Druckfestigkeit, widersprüchliche Aussagen vor, ob durch die Zugabe von Recyclinggesteinskörnung die Zugfestigkeit günstig oder ungünstig beeinflusst wird. Während z.b. Springenschmid et al. (Springenschmid et al., 1997) einen Anstieg der Spaltzug- und zentrischen Zugfestigkeit mit steigendem Anteil an Recyclinggesteinskörnung > 4 mm ausweist, erhielten andere Autoren (Dora and Budelmann, 1996; Lukas, 1994) einen Abfall. Versuche mit Ziegelsplitt als Gesteinskorn > 2.5 mm führten bei Mansur et al. (Mansur et al., 1999) bei sonst gleicher Betonzusammensetzung zu einer Steigerung der Zugfestigkeit. Gemäss einem Grossteil der Autoren führt die Verwendung von Brechsand < 4 mm zu einer Abminderung der Zugfestigkeit. Sommer (Sommer, 1984) stellte keinen Abfall der Zugfestigkeit nach 28 Tagen durch die Verwendung von Recyclinggesteinskörnung fest, sehr wohl aber einen Unterschied in der Festigkeitsentwicklung. Der Beton mit Recyclinggesteinskörnung entwickelte seine Festigkeit schneller. Das führt Sommer auf einen besseren Verbund zwischen altem und neuem Zementstein sowie dem Zementstein und Gesteinskorn zurück. Die Gründe für die unterschiedlichen Ergebnisse können, wie auch bei der Druckfestigkeit, u.a. in den verwendeten Materialien sowie verschiedenen w/z-werten und Betonzusammensetzungen der untersuchten Betone gesehen werden.

54 Seite Elastizitätsmodul Im Gegensatz zur Druck- und Zugfestigkeit besteht in der Literatur Einigkeit darüber, dass durch die Verwendung von Recyclinggesteinskörnung der Elastizitätsmodul reduziert wird (Dillmann, 1999; Jianzhuang et al., 2004; Khedar and Al-Windawi, 2004; Wesche and Schulz, 1982a; Wesche and Schulz, 1982b). Die Angaben über den Abfall des Elastizitätsmoduls schwanken stark: Während Salem und Burdette (Salem and Burdette, 1998) 16 % bei der vollständigen Verwendung von Ziegelsplitt (< 4 mm) angeben, weisen Jianzhuang et al. 45 % (Jianzhuang et al., 2004) und Grübl et al. 50 % (Grübl et al., 1999b) aus. Bei der Verwendung von Betongranulat (> 4 mm) erhielten Grübl und Rühl (Grübl and Rühl, 1998) eine Verringerung des Elastizitätsmoduls um 20 % (Fig. 11) und Hansen und Boegh (Hansen and Boegh, 1985) einen Elastizitätsmodulabfall von %. Lukas (Lukas, 1994) führt seine Untersuchungsresultate getrennt nach Betongranulat (> 4 mm) und Ziegelabbruchgranulat auf. Danach verringert sich der Elastizitätsmodul bei der Verwendung von Betonsplitt um ca. 26 % und bei Ziegelsplitt um ca. 30 %. Die Verwendung von Natursand anstelle Recyclinggesteinskörnung wirkt sich nach Angaben der Forscher positiv auf den Elastizitätsmodul aus. Fig. 11: Abhängigkeit des Elastizitätsmoduls von Beton mit einem Grösstkorn von 16 mm vom Gehalt an Betongranulat (4/16 mm) (links) und Ziegelgranulat (4/16 mm) (rechts) (Grübl and Rühl, 1998). Hoffmann stellt sowohl in ihren Versuchen (Hoffmann and Huth, 2006) als auch in den ihr von Schweizer Betonwerken zur Verfügung gestellten Daten einen direkten Zusammenhang zwischen Frischbetonrohdichte und Elastizitätsmodul fest (Fig. 12). In Abschnitt Schwinden und Kriechen wird dieser näher erläutert.

55 Seite % MG teilweise substituiert E-Modul [N/mm 2 ] Frischbetonrohdichte [kg/m 3 ] Fig. 12: Elastizitätsmodul von Beton mit einem Grösstkorn von 32 mm in Abhängigkeit von der Frischbetonrohdichte (MG: Mischabbruchgranulat, teilweise Substitution: Recyclinggranulat und Primärmaterial verwendet) Allgemein unterliegt der Elastizitätsmodul grösseren Streuungen als die Druckfestigkeit, unabhängig davon, ob der Beton mit natürlicher oder mit Recyclinggesteinskörnung hergestellt wurde. So sind bei einem Beton mit natürlicher Gesteinskörnung Schwankungen von ± N/mm 2 keine Seltenheit. Bei einem Beton mit Recyclinggesteinskörnung kann der Elastizitätsmodul, je nach verwendeter Recyclinggesteinskörnung, noch stärker streuen. Eine Zusammenfassung von in der Literatur veröffentlichten verschiedenen Untersuchungsdaten zeigt aber auch, dass der Zusammenhang zwischen Betondruckfestigkeit und Elastizitätsmodul des Betons aus Recyclinggesteinskörnung zwischen dem von Normalbeton und Leichtbeton angesiedelt ist (Fig. 13), (Bergmeister and Wörner, 2005). Fig. 13: Zusammenhang zwischen Druckfestigkeit und Elastizitätsmodul von Betonen mit natürlicher Gesteinskörnung, Leichtbetonen und Betonen mit Recyclinggesteinskörnung sowie Darstellung der deutschen Normensituation (Bergmeister and Wörner, 2005)

56 Seite 55 Zusammenfassung: Die Verwendung von Recyclinggesteinskörnung führt in der Regel zu einer Abnahme des Elastizitätsmoduls im Vergleich zu Beton mit natürlicher Gesteinskörnung, wobei Ziegel-, Kalksandstein- und Backsteingranulat den Elastizitätsmodul stärker als Betongranulat verringern (Fig. 14). Das ist auf den geringeren Elastizitätsmodul (geringere Kornrohdichte) der Recyclinggesteinskörnung im Vergleich zu natürlicher Gesteinskörnung und auf den oftmals höheren Zementsteinanteil im Vergleich zum Beton mit natürlicher Gesteinskörnung zurückzuführen (Hoffmann and Leemann, 2004) Natürliche Gesteinskörnung 1 (PM) und Material aus der Bodenwäsche(k E = ) E-Modul [MPa] Druckfestigkeit [MPa] 2 gebrochener Kalksandstein (Jura) 2 (k E ) 3 Glimmerhaltiges Gestein 3 (k E ) 4 Backstein (k c 3000) 100% Betongranulat BG) X 100% Mischabbruchgranulat (MG) 30% BG / 30% MG / 40 PM 15% BG / 70% MG / 15 PM < 60% MG bzw. < 90% BG Fig. 14: Elastizitätsmodul E cm in Abhängigkeit von der Betondruckfestigkeit (28 Tage) gemäss der in der Norm SIA 262 angegebenen Beziehung Ecm = k 3 E fcm (ke = Beiwert für Gesteinskörnung aus SIA 262 und f cm = mittlere Betondruckfestigkeit) und eingetragene Messwerte Schwinden und Kriechen Schwinden (Längen bzw. Volumenreduktion) von Beton wird durch die Hydratation des Zementes (chemisches Schwinden), die Austrocknung des Frischbetons (plastisches Schwinden), die Austrocknung des Betons (Trocknungsschwinden) und die Karbonatisierung (Karbonatisierungsschwinden) verursacht. Bei den Untersuchungen steht zumeist das Trocknungsschwinden im Vordergrund obwohl auch das chemische und plastische Schwinden ein gleiches bis teilweise höheres Ausmass erreichen können. Unter dem Kriechen wird die zeitabhängige Zunahme der Verformung (z.b. Längenreduktion) unter gleich bleibender Last verstanden. Werden Prüfkörper in Kriechstände eingebaut und mit einer Auflast versehen, tritt einen Längenverkürzung sowohl durch das Schwinden (zumeist Trocknungsschwinden) als auch durch die Auflast ein. 4 In Fig. 16 ist das relative Schwindmass von Beton in Abhängigkeit vom Leim- bzw. Gesteinskörnungsgehalt dargestellt. Je niedriger der Leimgehalt (z.b. bei grossem Grösstkorn) ist, desto geringer ist das Schwinden. Dies kann so erklärt werden: Die o.g. Ursachen, die zum Schwinden führen, werden nahezu ausschliesslich durch den Zementleim bzw. wenn erhärtet, den Zementstein, verursacht. Ist folglich mehr Zementleim im Beton enthalten (z.b. Grösstkorn 16 statt 32 mm), schwindet Beton mehr. Als weitere wichtige Materialeigenschaften geht der Elastizitätsmodul der Gesteinskörnung ein. Durch die Schwindverkürzungen steht der Beton unter einer Spannung und wird komprimiert. Weist nun die Gesteinskörnung einen höheren Elastizitätsmodul auf, wird sich der Beton unter der vorherrschenden Schwindspannung weniger elastisch verformen als bei einem geringeren Elastizitätsmodul der Gesteinskörnung. Das ist darauf zurückzuführen, dass die Gesteinskörnung mit geringerem Elastizitätsmodul der

57 Seite 56 Schwindverkürzung einen kleineren Widerstand entgegensetzt als Gesteinskörnungen mit vergleichsweise höherem Elastizitätsmodul. Da Beton mit zunehmenden Zementleimvolumen eine geringere Rohdichte aufweist, kann auch ein Zusammenhang zwischen der Rohdichte und dem Schwinden (Fig. 17, 18) gefunden werden. Gleiches trifft auf die Porosität oder das Saugvermögen von Gesteinskörnung zu: Je poröser die Gesteinskörnung ist (umso mehr Wasser diese aufsaugt), desto niedriger ist der Elastizitätsmodul der Gesteinskörnung (bei sonst ähnlicher Gesteinskörnung). Fig. 15: Relatives Schwindmass von Beton in Abhängigkeit vom Leim- bzw. Gesteinskörnunggehalt, aus Grube (1991) Bei allen in der Literatur aufgeführten Untersuchungsresultaten zeigte sich eine Zunahme der Schwind- sowie Kriechverformungen mit steigendem Gehalt an Recyclinggesteinskörnung (Hoffmann and Huth, 2006; Müller, 2001) (vgl.fig. 16). Die dabei ermittelten Werte schwanken sehr stark, was u.a. auf die unterschiedlichen Eigenschaften der Recyclinggesteinskörnung zurückgeführt werden kann. Zusammenfassung: Das Schwinden wird von den folgenden Materialeigenschaften der Recyclinggesteinskörnung beeinflusst: Kornrohdichte Elastizitätsmodul.

58 Seite 57 Fig. 16: Zeitliche Entwicklung der Schwindverkürzung der Betone mit verschiedenen Gesteinskörnungsgemische > 2 mm; die Angaben in der Tabelle beziehen sich auf die Gesteinskörnung > 2 mm (Müller, 2001) Dichtigkeit Wie Empa-Untersuchungen zeigten (Hoffmann and Huth, 2006) weist Recyclingbeton, hergestellt mit unterschiedlichem Gehalt an Betongranulat oder Mischabbruchgranulat ein gleiches Verhalten zwischen Druckfestigkeit und Gasdurchlässigkeit wie Normalbeton auf: Die Gasdurchlässigkeit des Recyclingbetons wird einerseits mit zunehmender Druckfestigkeit und andererseits mit abnehmendem Gehalt an rezyklierter Gesteinskörnung geringer. Je poröser die Gesteinskörnung ist (z.b. höherer Anteil an Backstein), desto höher ist die Gasdurchlässigkeit des Betons. Das hat einen direkten Einfluss auf die dauerhaftigkeitsrelevanten Aspekte des Betons: Umso dichter der Beton ist, desto weniger Tausalz kann er aufnehmen bzw. weniger karbonatisieren (Jacobs 2006). Folglich ist bei den untersuchten Recyclingbetonen eine ähnliche Dauerhaftigkeit wie bei Normalbeton zu erwarten Chlorideintrag Der Chlorideintrag in Beton aus Recyclinggesteinskörnung (sowohl Betongranulat als auch Mischabbruchgranulat) ist höher als der von Beton aus natürlicher Gesteinskörnung (Fraaij et al., 2002; Hoffmann and Huth, 2006; Olorunsogo and Padayachee, 2002). Der Unterschied beruht einerseits darauf, dass natürliche Gesteinskörnung in der Regel viel dichter (weniger porös) als rezyklierte Gesteinskörnung ist und somit weniger Chloride in die Gesteinskörnung und damit den Beton eindringen können. Andererseits weist Recyclingbeton einen teilweise höheren Zementsteingehalt als Normalbeton auf, um ähnliche Verarbeitbarkeiten und Festbetoneigenschaften zu erhalten. Da Zementstein poröser als Gesteinskörnung ist, nimmt Beton unter sonst gleichen Bedingungen umso mehr Chloride auf, desto höher der Gehalt an Zementstein ist. Neben der Porosität des Betons wird der Chlorideintrag jedoch auch durch das verwendete Bindemittel beeinflusst. Hunkeler et al. (2002) zeigten z.b., dass ein praxisüblicher Beton, hergestellt nur mit Portlandzement, einen höheren Chlorideintrag aufweist als ein Beton, hergestellt mit Portlandzement und Silikastaub, bei gleichzeitig sehr viel höherem w/z-wert. Eine längere Nachbehandlung des Betons mit Recyclinggesteinskörnung trägt, analog zu Normalbeton, ebenfalls dazu bei, den Chlorideintrag zu verringern (Olorunsogo and Padayachee, 2002). Die Resultate weisen darauf hin, dass tendenziell bei Recyclingbeton im Vergleich zu Normalbeton ein erhöhtes Risiko bezüglich chloridinduzierter Korrosion bestehen kann. Dem Risiko

59 Seite 58 kann entgegengewirkt werden, durch: Erhöhung der Betonüberdeckung und/oder Einsatz in Bereichen ohne oder geringer Chloridbeaufschlagung und/oder Auswahl eines geeigneten Bindemittels Karbonatisierung Müller (Müller, 2001) zeigt in seinen Arbeiten, dass der Karbonatisierungsfortschritt in Beton unter Verwendung von Recyclinggesteinskörnung > 2 mm aus Beton, Mauerziegeln und Kalksandstein von der Porosität dieser Gesteinskörnung negativ beeinflusst wird. Hoffmann und Huth (Hoffmann and Huth, 2006) fanden bei ihren Untersuchungen an Beton mit 100 % Mischabbruchgranulat eine zu Beton mit natürlicher Gesteinskörnung vergleichbare Gasdurchlässigkeit, wenn die Betone einer gleichen Betondruckfestigkeit zugeordnet werden können. Hieraus schliessen sie, dass die untersuchte Recyclinggesteinskörnung in dem untersuchten Beton keinen Einfluss auf den Karbonatisierungsfortschritt aufweist. Dies wird durch Hansen (Hansen, 1992c) sowie von Kerkhoff und Siebel (Kerkhoff and Siebel, 2001) bestätigt, welche Untersuchungen mit Betongranulat durchführten. Levy und Helene (Levy and Helene, 2004) führen sogar eine Verringerung der Karbonatisierungstiefe im Vergleich zu Beton aus natürlicher Gesteinskörnung auf, wenn Mischabbruchgranulat > 20 M-% verwendet wird. Auch hier zeigen sich widersprüchliche Versuchsergebnisse, die auf ungleiche Rahmenbedingungen (verschiedene w/z-werte, Betonfeuchten, Betondurchlässigkeiten) zurückgeführt werden könnten. Zudem ist zu beachten, dass Laborergebnisse nicht einfach auf das Praxisverhalten übertragen werden können, wie z.b. Vergleiche von Beton mit Portlandzement und Hochofenzement zeigen. Beton mit Portlandzement zeigt bei Laborversuchen in der Regel einen geringeren Karbonatisierungsfortschritt als Beton mit Hochofenzement. In der Praxis zeigt sich der Unterschied viel weniger bzw. nicht mehr Feuerwiderstand Wie Khalaf und DeVenny (Khalaf and DeVenny, 2004) in ihrem Review verschiedener internationaler Veröffentlichungen zu Beton aus Mischabbruchgranulat aufzeigen, ist der Widerstand gegenüber Feuer bei Beton mit Recyclinggesteinskörnung gleichwertig und zum Teil höher als bei Beton aus natürlicher Gesteinskörnung. Die Autoren führen das darauf zurück, dass gebrannter Backstein und Ziegel infolge ihres Brennprozesses eine höhere thermische Stabilität aufweisen als natürliche Gesteinskörnung. Hansen (Hansen, 1992a) weist darauf hin, dass ein hoher Feuerwiderstand von Beton generell nur dann gewährleistet ist, wenn der Beton ausreichend trocken ist. Je feuchter und dichter der Beton ist, desto eher kann der sich entwickelnde Dampfdruck zu Abplatzungen führen Wasserleitfähigkeit Zum Einfluss der Recyclinggesteinskörnung auf die Wasserleitfähigkeit liegen keine Ergebnisse vor. Es ist zu erwarten, dass diese eventuell leicht zunehmen könnte, da Recyclinggesteinskörnung in der Regel poröser als normale Gesteinkörnung ist Frost- und Frost-Tausalzwiderstand Bei Beton mit und ohne Recyclinggesteinskörnung werden die Frostbeständigkeit und der Frost-Tausalzwiderstand zumeist deutlich durch die Eigenschaften des Porensystems bestimmt (Verhältnis von nicht füllbaren Luftporen und der Gesamtporosität). Dieses Prinzip gilt auch für Beton aus Recyclinggesteinskörnung (Leemann and Olbrecht, 1999). Mit einem Luftgehalt im Festbeton von 2 Vol.-%, (w/z < 0.5) kann ein frostbeständiger Beton hergestellt werden. In den verschiedenen Untersuchungen, die im Rahmen des deutschen Forschungsprojektes BIM durchgeführt wurden (Kerkhoff and Siebel, 2001; Wies and Manns, 2002), zeigte sich, dass mit der Verwendung von Betongranulat bzw. Mischabbruchgranulat > 4 mm ausreichend hohe

60 Seite 59 Frostbeständigkeiten erreicht werden konnten. Untersuchungen von Leemann und Olbrecht (Leemann and Olbrecht, 1999) zeigten, dass mit Recyclinggesteinskörnung aus Backsteingranulat hohe Frost-Tausalzbeständigkeiten erreicht werden konnten. Dünnschliffuntersuchungen haben hierbei gezeigt, dass um das Backsteingranulat Luftporen vorhanden sind. Diese Ansammlungen entstehen, wenn Wasser aus dem Frischbeton die Luft im porösen Granulat verdrängt. Diese zusätzlichen Luftporen bilden Expansionsraum für gefrierendes Wasser in den Kapillarporen des Zementsteins. Andere Untersuchungen mit Betonen, deren Recyclinggesteinskörnung zu 60 % aus herkömmlichem Mischabbruchgranulat (Backsteinanteil ca. 20 %) oder bis zu 90 % Betongranulat bestanden, zeigten hingegen nur tiefe bzw. mittlere Frost-Tausalzbeständigkeiten und mittlere Frostbeständigkeiten (Hoffmann and Huth, 2006). Da bisher nur wenige Untersuchungen zur Frost-Tausalzbeständigkeit von Beton mit Recyclinggesteinskörnung vorliegen, kann kein abschliessendes Urteil zum Frost-Tausalz- Widerstand abgegeben werden. Einzelne Praxisanwendungen, wie die Erneuerung der Autobahn A13 im Churer Rheintal, beweisen, dass mit bis zu 100 % Betongranulat ein dauerhafter (frost-tausalzbeständiger) Beton hergestellt werden kann (Werner und Hermann, 1996). 4.4 Ökologische Eigenschaften In einer gemeinsamen Untersuchung von Empa und AWEL (Empa, 2005) wurde die Grundwasserverträglichkeit von Magerbeton, hergestellt mit 100 % Recyclinggesteinskörnung (Betongranulat bzw. Mischabbruchgranulat), betrachtet. Die Freisetzung umweltrelevanter Schadstoffe wurde mit einem standardisierten Eluattests (TVA- Test) untersucht. Die untersuchten Magerbetonproben aus Recyclinggesteinskörnung weisen im Vergleich zu Magerbetonproben aus natürlicher Gesteinskörnung - abgesehen von den Konzentrationen an Chrom (gesamt), Barium und Sulfat keine wesentlichen Unterschiede in den ermittelten Konzentrationen an umweltbedenklichen Stoffen auf. Die beim Magerbeton aus Mischabbruchgranulat aufgetretenen höheren Konzentrationen an Chrom (gesamt), Barium und Sulfat können jedoch für die Wasserqualität als weitgehend unbedenklich angesehen werden. Durch den dichten Zementstein wird, wie auch bei Normalbeton, die Mobilisierung möglicher Schadstoffe im Recyclingbeton stark behindert. Dies bestätigten auch Praxisversuche in der 1990er Jahren im Kanton Zürich. Sofern Recyclinggesteinskörnung höhere Schadstoffgehalte als normale Gesteinskörnung aufweist, liegt der Gehalt an Schadstoffen im Recyclingbeton höher als im Normalbeton. Je häufiger solche Recyclinggesteinskörnung verwendet werden würde (1. Recycling bis n-tes Recycling), würde der Schadstoffgehalt im Recyclingbeton kontinuierlich zunehmen. Wird von einer durchschnittlichen Lebensdauer von 50 bis 100 Jahren von Normalbeton ausgegangen, wäre dann bei der Herstellung des 1. Recyclingbetons nach Jahren) höhere Schadstoffgehalte zu erwarten. Weitere Jahre später würde dann etwa das 2. Recycling erfolgen. D.h. die eventuelle Schadstoffzunahme im Recyclingbeton ist ein sehr langsamer Prozess. Wie oben bereits erwähnt, ist bei Beton jedoch nicht der Gesamtgehalt an Schadstoffen sondern die Dichtheit des Betons für den Austrag an Schadstoffen massgebend (SIA D 0146). Da von Normalbeton üblicherweise keine Beeinträchtigung des Raumklimas ausgeht (vgl. u.a. SIA D0146), ist dies auch bei Recyclingbeton nicht zu erwarten. Natürlich sind von Recyclingbeton auch alle umweltrelevanten Anforderungen wie auch bei Normalbeton einzuhalten. 4.5 Einbau und Nachbehandlung Erfahrungen aus Untersuchungen im Labor und Praxisanwendungen (siehe Anhang Auswertung Umfrage) zeigen, dass die Massnahmen beim Einbau wie auch bei der

61 Seite 60 Nachbehandlung des Betons aus Recyclinggesteinskörnung vergleichbar mit Beton mit natürlicher Gesteinskörnung sind. Von einzelnen Autoren wurde erwähnt, dass ein längeres Nachbehandeln des Betons zu einer besseren Dauerhaftigkeit führt (Olorunsogo and Padayachee, 2002). Dies gilt natürlich generell für Beton. Aus Untersuchungen mit Leichtgesteinskörnung in Beton ist bekannt, dass durch die Wasserabgabe aus der porösen Leichtgesteinskörnung eine innere Nachbehandlung von Beton erreicht werden kann. Dies wäre auch bei Recyclingbeton mit poröser Gesteinskörnung zu erwarten. 5. Bemessung 5.1 Vorbemerkung Beton mit Recyclinggesteinskörnung kann in Tragwerken eingesetzt werden, sofern die bemessungsrelevanten Eigenschaften bekannt sind. Diese können teilweise von Normalbeton abweichen. Eine maximale Verwertungsquote wird erreicht, wenn die gesamte Gesteinskörnung im Beton aus Recyclinggesteinskörnung besteht. In diesem Fall können jedoch die bemessungsrelevanten Eigenschaften des Betons mit Recyclinggesteinskörnung gegenüber Normalbeton stark abweichen. In diesem Fall empfehlen einige Forscher (Bergmeister and Wörner, 2005; Grübl et al., 2001) diesen Beton analog zu Leichtbeton zu bemessen. Entgegen dieser Verallgemeinerung erarbeitete Roos (Roos, 2002) mit Hilfe statistischer Methoden empirische Bemessungsansätze für Beton aus Recyclinggesteinskörnung. Roos baute seine Arbeit auf einer Literaturrecherche sowie einer umfangreichen Sammlung von Versuchsergebnissen auf. Ingesamt wurden dazu 3483 Versuche aus 449 Versuchsreichen von 22 Versuchsanstalten aus aller Welt aufgenommen. Dies ergänzte er durch ein eigenes Versuchsprogramm von insgesamt 457 Einzelprüfungen. Alle Versuchsreihen durchliefen einer Selektion und Aufbereitung, um eine Vergleichbarkeit zu erreichen. Die in Roos Arbeit entwickelten Bemessungsansätze gelten für Betone des in Tabelle 26 angegebenen Bereichs. Der Anteil an Recyclinggesteinskörnung wurde von Roos für alle Korngruppen volumenprozentmässig umgerechnet. Tabelle 26: Charakterisierung der Datenbank Im Einzelnen wurden folgende Bemessungsansätze für das Betonalter von 28 Tagen entwickelt:

62 Seite Statischer Elastizitätsmodul Wie in Abschnitt gezeigt, hat der Elastizitätsmodul bzw. die Kornrohdichte der Gesteinskörnung einen entscheidenden Einfluss auf den Elastizitätsmodul des Betons. Mit der Kornrohdichte der Gesteinskörnung ändert sich auch die Betonrohdichte (Fig. 17). D.h. der Elastizitätsmodul hängt deutlich von der Art der verwendeten Gesteinskörnung, wie Beton-, Ziegel- und Kalksandsteingranulat, ab % MG E-Modul [N/mm 2 ] natürl. Gesteinskörnung teilweise ersetzt Frischbetonrohdichte [kg/m 3 ] Fig. 17: Elastizitätsmoduls aufgetragen über die Frischbetonrohdichte (Hoffmann, 2004; Hoffmann and Huth, 2006; Firmendaten Schweiz); beim Mischabbruchgranulat (MG) betrug der Anteil an Backsteinen etwa M.-%. Die natürliche Gesteinskörnung stammt aus dem schweizerischen Mittelland. Diese Abhängigkeiten sind in der von Roos entwickelten Formel berücksichtigt ρ Az Ecm = 9100 fcm mit Ecm : mittlerer Elastizitätsmodul [N/mm 2 ] fcm : Mittelwert der Zylinderdruckfestigkeit des Betons [N/mm 2 ] ρ: Frischbetonrohdichte [kg/m 3 ] Az: Ziegelsplittanteil [Vol.-%] 5.3 Zentrische Zugfestigkeit Bei der Formulierung der Bemessungsformel wurde berücksichtigt, dass die Zugfestigkeit, wie auch die Druckfestigkeit, vom w/z-wert abhängen (Weigler and Karl, 1989). Es wurde jedoch auch die Tatsache beachtet, dass bei der Berechnung eines Bauteils gemäss Eurocode zwar eine Betondruckfestigkeit (Beton nach Eigenschaften), jedoch kein w/z-wert festgelegt wird. Für eine Berechungsformel wurde die Berücksichtigung des w/z-wertes somit als ungeeignet angesehen. Hingegen zeigten Untersuchungen, dass der Abfall der Zugfestigkeit von dem Verhältnis der Gesteinskornfestigkeit zur Zementsteinfestigkeit und damit indirekt von der Frischbetonrohdichte abhängt. Aus diesem Grund wurde die Frischbetonrohdichte ebenfalls bei der Formulierung der Bemessungsformel für die Zugfestigkeit berücksichtigt: ρ fctm = 0.29 fcm 2400 mit fctm : Mittelwert der zentrischen Zugfestigkeit des Betons [N/mm fcm : Mittelwert der Zylinderdruckfestigkeit des Betons [N/mm 2 ] 2 ]

63 Seite 62 ρ: Frischbetonrohdichte [kg/m 3 ] 5.4 Spaltzugfestigkeit Für die Spaltzugfestigkeit wurde folgende Formel vorgeschlagen: 2 3 fcm, sp = 0.30 fcm mit fcm, sp : mittlere Spaltzugfestigkeit des Betons [N/mm 2 ] fcm : Mittelwert der Zylinderdruckfestigkeit des Betons [N/mm 2 ] Bei den 5% und 95% Fraktilen wird der Faktor 0.20 und 0.40 statt 0.30 verwendet (Fig. 18). Fig. 18 Versuchswerte der Spaltzugfestigkeit (y-achse) aufgetragen über die Betondruckfestigkeit (x-achse) mit Angabe der für den Beton mit Recyclinggesteinskörnung gültigen 5% bzw. 95% Fraktilwerte (Roos, 2002). 5.5 Biegezugfestigkeit Bei Ross getrennter Untersuchung der Einflüsse der Frischbetonrohdichte und des Ziegelsplittanteils auf die Biegezugfestigkeit konnte, im Gegensatz zur Spaltzugfestigkeit, eine Abhängigkeit von der Frischbetonrohdichte gefunden werden (Fig. 19, links). Ein mathematischer Zusammenhang konnte jedoch für einen biegezugfestigkeitsmindernden Einfluss des Ziegelsplittanteils aus den Datenreihen nicht abgeleitet werden (Fig. 19, rechts). Fig. 19 Vergleich des Einflusses der Frischbetonrohdichte (links) und des Ziegelsplittanteils auf die Biegezugfestigkeit (rechts) (Roos, 2002)

64 Seite 63 Folgender Ansatz wurde vorgeschlagen: 3 2 ρ 3 fctm, Bz = 0.59 fcm 2400 mit fctm, Bz Mittelwert der Biegezugfestigkeit des Betons [N/mm 2 ] fcm : Mittelwert der Zylinderdruckfestigkeit des Betons [N/mm 2 ] ρ: Frischbetonrohdichte [kg/m 3 ]. 5.6 Kriechen Die Kriechverformungen von Recyclingbeton mit Betongranulat oder Mischabbruchgranulat können, wie bei Beton mit natürlicher, normaler Gesteinskörnung, mit folgender Gleichung abgeschätzt werden: σ c εcc( t, t0 ) = ϕ( t, t0 ) 1.1 E cm εcc( t, t ) mit: 0 : Verformung des Betons durch Kriechen [ ] ϕ t, t ) : Kriechzahl des Betons [-] ( 0 σ c : Spannung im Beton [N/mm 2 ] Für Ecm ist der Ansatz von Abschnitt 5.2 zu verwenden. 5.7 Schwinden Für die Gesamtschwindverformung leitete Roos den Korrekturfaktor f her, unter dessen Berücksichtigung die Bemessung nach den in der DIN geltenden Regeln vorgenommen werden kann: DIN geltende Regeln: ε cs( t, ts) = ε cas ( t) + ε cds ( t, ts ) mit ε cs( t, ts) : Betonverformung durch Schwinden [-] ε cas (t) : Schrumpfen des Betons [-] ε t, t ) : Trocknungsschwinden des Betons [-] cds ( s Korrekturfaktor: f = f g f s Daraus folgt: ε ( t, t ) = ( ε ( t) + ε ( t, t )) f cs s cas cds s Der Korrekturfaktor für die grobe Gesteinskörnung (d.h. einem maximalen Anteil von ca. 80 Vol.-% an der Gesamtgesteinskörnung) folgt der Gleichung 0.05 AG + 2 AG ) f g =, 1000 wobei: 3

65 Seite 64 A G : Anteil der rezyklierten Grobgesteinskörnung an der Gesamtgesteinskörnung [Vol.-%.] Der Korrekturfaktor fs (für die Berücksichtigung des Sandanteils < 2 mm) sollte nach den Untersuchungen unabhängig vom Anteil mit 1.33 angenommen werden. Zu beachten ist, dass diese Korrekturfaktoren für den Zeitpunkt t = 1000 Tage entwickelt wurden. 5.8 Querkrafttragfähigkeit Da bisher keine gesicherten Erkenntnisse zur Querkrafttragfähigkeit vorliegen, empfiehlt Roos, die restriktive Forderung von Lü (Lü, 2000) zu übernehmen. V Rd, ct 1/ 3 = [ η 0.10 κ ( 100 ρ f ) σ ] b d Re, cb 200 κ = wobei d Der Reduktionsfaktor η Re, cb wobei: = 1 AGG η Re, cb 0.002, l ck cd w ist dabei nur für Betone mit natürlichem Sand gültig und lautet: A GG Anteil Recyclinggesteinskörnung [Vol.-%] an der gesamten Grobgesteinskörnung V, : Querkrafttragfähigkeit [N/mm 2 ] Rd ct ρ l : Längsbewehrungsgrad [-] f ck : charakteristische Betondruckfestigkeit nach 28 Tagen [N/mm 2 ] σ cd : Betonlängsspannung in der Höhe des Schwerpunkts [N/mm 2 ] b w : Querschnittsbreite [mm] d : Stabdurchmesser [mm] Für die Verwendung von rezykliertem Sand empfiehlt Roos zum jetzigen Zeitpunkt nochmals eine pauschale Abminderung von 20 %. 5.9 Verbundverhalten zwischen Beton und Stahlbewehrung Roos wie auch andere Autoren (Hoffmann and Huth, 2006; Hofmann and Patt, 2006) zeigten, dass Beton mit Recyclinggesteinskörnung aus Betongranulat zwar ähnliche Maximalwerte der Verbundspannung wie Beton mit natürlicher Gesteinskörnung erreicht, aber dabei ein deutlich weicheres Verbundverhalten aufweist. Um den negativen Einfluss des rezyklierten Sandes zu berücksichtigen, entwickelte Roos folgenden Berechnungsansatz: fbd = mit mit 2.25 fv f ctk γ,0.05 c fv = *A Sand A Sand : Anteil rezykliertes Material in der Sandfraktion (0-100 Vol.-%) fbd : Bemessungswert der Verbundspannung [N/mm 2 ]

66 Seite 65 f ctk,0.05 : charakteristischer Wert 5 % Quantil) der Betonzugfestigkeit [N/mm 2 ]

67 Seite Zusammenfassung und Folgerungen 6.1 Vorbemerkungen Im Bericht wurde aufgezeigt, welchen Einfluss rückgebaute und aufbereitete Baustoffe bei der Verwendung als Gesteinskörnung in Beton haben können. Basierend auf diesen Erkenntnissen werden nachfolgend technische Hinweise zur Feinfraktion, Leiteigenschaften und möglichen Typen von Recyclingbeton im konstruktiven Bereich (Druckfestigkeitsklasse C16/20) gegeben. Die ökologischen Eigenschaften von Recyclingbeton sind sehr ähnlich zu denjenigen des üblichen Betons, wie den Ausführungen in Abschnitt 4.4. entnommen werden kann. 6.2 Feinfraktion Wie in Kapitel 2 zu Regelungen erwähnt, ist es länderspezifisch, ob die Feinfraktion (je nach Land < 2, 4 oder 8 mm) des rückgebauten und aufbereiteten Baustoffs bei der Herstellung von Beton verwendet werden kann. Die Eigenschaften der Feinfraktion können entscheidend von der Aufbereitung beeinflusst werden. Bei einer einstufigen Aufbereitung, d.h. der rückgebaute Baustoff wird gesamthaft einmal gebrochen und in Korngruppen (z.b. 0/4, 4/8 etc.) aufgetrennt, ist der Anteil an porösem Material (z.b. Zementstein) umso höher, desto kleiner die Korngruppe ist. Da in das poröse Material Schadstoffe wie z.b. Tausalze vermehrt eindringen können, zeigt die Feinfraktion öfters höhere Schadstoffgehalte auf (vgl. Abschnitt ). Wird eine zweistufige Aufbereitung der rückgebauten Baustoffe vorgenommen, d.h. nach einem ersten Brechprozess wird z.b. die Fraktion kleiner 8 mm abgetrennt und danach die Fraktion grösser 8 mm erneut gebrochen und anschliessend in die einzelnen Korngruppen aufgetrennt (z.b. 0/4, 4/8 etc.), zeigen sich keine unterschiedlichen Schadstoffgehalte in Abhängigkeit von der Korngrösse (siehe z.b. Abschnitt 3.2.8). Der Einfluss der Aufbereitung der rückgebauten Baustoffe wirkt sich ähnlich wie bei den Schadstoffen auch auf die Frisch- und Festbetoneigenschaften aus (teilweise positive Beeinflussung; vgl. Abschnitt ). Folglich kann nicht unabhängig von der Aufbereitung grundsätzlich gesagt werden, dass die feine Gesteinskörnung in der Regel "gute" oder "schlechte" Eigenschaften aufweist. Würde man die Verwendung der Korngruppe < 4 mm bzw. < 2 mm verbieten, könnte ein Teil des Recyclingmaterials nicht verwendet und müsste deponiert werden. Aus diesen Überlegungen heraus wird empfohlen, einerseits die Verwendung der Feinfraktion dem Betonproduzenten zu überlassen, da dieser den Nachweis führen muss, dass Beton nach SN EN produziert werden kann 14. Andererseits sind zweckmässige Gehalte an Fremdstoffen festzulegen. Gemäss Richtlinie des BAFU von 2006 ist der "Feinanteil (< 8 mm) des Mischabbruchs vor dem Brechen zu entfernen." 6.3 Leiteigenschaften zur Bestimmung und Überprüfung des Betontyps Als mögliche Leiteigenschaften der Gesteinskörnung (Betongranulat, Mischabbruchgranulat) zur Abschätzung/Kennzeichnung der Eigenschaften der Gesteinskörnung stehen folgende Eigenschaften im Vordergrund: Kornrohdichte der Gesteinskörnung, ofentrocken und/oder oberflächengesättigt (SSD) Wasseraufnahme der Gesteinskörnung Kornfestigkeit der Gesteinskörnung 14 Aus diesem Grunde heraus wird auch nicht empfohlen Regelungen zur Sieblinie bei der Feinfraktion (z.b. in den Niederlanden ist Anteil < mm beschränkt; vgl. Abschnitt 2.3.5) einzuführen.

68 Seite 67 Als mögliche Leiteigenschaften des Recyclingbetons zur Abschätzung/Kennzeichnung der Eigenschaften des Recyclingbetons stehen folgende Eigenschaften im Vordergrund: Elastizitätsmodul Rohdichte (Frisch- und/oder Festbeton) 6.4 Zusammensetzung und Einsatzgebiete Die nachfolgend definierten Betontypen basieren auf den Erkenntnissen aus Normen und Richtlinien (Kapitel 2) sowie auf praxisüblichen, durchschnittlichen Zusammensetzungen von Betongranulat und Mischabbruchgranulat (Kapitel 3 und 4). Extreme Abweichungen von diesen Zusammensetzungen, wie z.b. ein sehr hoher Anteil an Backsteinen oder Dachziegeln oder sonstigen porosiertem Ziegel, sind nicht berücksichtigt, da unklar ist, wie extrem die Abweichungen sein können. Die zulässige Zusammensetzung der Recyclingbetone ergibt sich aus deren Eigenschaften im Vergleich zur Norm SIA 262. Danach können die vier Typen aus Abschnitt 2.4 wie folgt präzisiert werden (Tabelle 27): Typ Normalbeton: Beton mit Gesteinskörnung überwiegend aus natürlicher Gesteinskörnung: Maximaler Gehalt an Beton- und Mischabbruchgranulat von ca. 5 M.-%; hier erfolgt die Bemessung analog dem normalen Beton. Dies wäre konform zur SN EN mit den zugehörigen Normen SN EN sowie SN (Tabelle 5). Die recyclierte Gesteinskörnung entspricht in etwa Recycling-Kiessand P bzw. B der BAFU-Richtlinie. Hier wird nicht von Recyclingbeton gesprochen. Typ RC: Beton mit Gesteinskörnung aus Betongranulat und natürlicher Gesteinskörnung: Maximaler Gehalt an Betongranulat etwa M.-% (oft muss Korngruppe 0/2 bzw. 0/4 aus natürlicher Gesteinskörnung bestehen); maximaler Gehalt an Mischabbruchgranulat ca. 5 M.-% und Einsatz vor allem in der Expositionsklasse XC1 (trocken). Bei der Verwendung in feuchter Umgebung (XC1-4, XF1, XF2, XF3, XD1, XA1) wird teilweise ein Nachweis zur AAR-Unbedenklichkeit gefordert. Hier erfolgt die Bemessung analog zu normalem Beton. Dies wäre in etwa konform zur SIA E 162/4 bzw. SN EN Die maximale Druckfestigkeit sollte auf etwa C30/37 begrenzt werden, da hierfür die meisten Ergebnisse vorliegen. Die recyclierte Gesteinskörnung entspricht in etwa dem Betongranulat der BAFU-Richtlinie. Typ RCB-1: Beton mit Gesteinskörnung aus Betongranulat, Mischabbruchgranulat und natürlicher Gesteinskörnung. Maximaler Gehalt an Mischabbruchgranulat von etwa M.-%. Die Gehalte und/oder Arten an Mischabbruchgranulat sind teilweise über die geforderte Rohdichte begrenzt (z.b. Norwegen). Die Verwendung von RCB-1 sollte auf die Expositionsklassen X0, XC1 (trocken) beschränkt werden. Bei der Verwendung in den Expositionsklassen XC1 (nass) und XC2 wäre ein Nachweis zur AAR- Unbedenklichkeit zu fordern. Die maximale Druckfestigkeit sollte auf etwa C30/37 begrenzt werden, da hierfür die meisten Ergebnisse vorliegen. Es werden teilweise Hinweise zu Korrekturwerten für die Bemessung gegeben. Eventuell ist die Erhöhung der Betonüberdeckung in Betracht zu ziehen (vgl. Abschnitt ). Die Gesteinskörnung entspricht in etwa Mischabbruchgranulat der BAFU-Richtlinie, wobei der Gehalt an Mischabbruch am Mischabbruchgranulat in der BAFU-Richtlinie nicht begrenzt ist. Hier wäre eine neue Kategorie einzuführen. Die Bewehrungsüberdeckung sollte im Vergleich zur SIA 262 erhöht werden. Typ RCB-2: Beton mit Gesteinskörnung aus Betongranulat, Mischabbruchgranulat und natürlicher Gesteinskörnung. Anteil Mischabbruchgranulat von etwa > M.-%; In der Überbauung Werdwies in der Stadt Zürich wurde Recyclingbeton mit Gesteinskörnung zu 100 % aus Mischabbruchgranulat in Innenwänden (XC1, trocken)

69 Seite 68 verwendet (Hoffmann and Huth 2006). Es liegen bisher keine Hinweise zur Bemessung vor. Die Verwendung von RCB-2 sollte auf die Expositionsklassen X0, XC1 (trocken) beschränkt werden. Die maximale Druckfestigkeit sollte auf etwa C20/25 begrenzt werden, da hierfür die meisten Ergebnisse vorliegen. Die Gesteinskörnung entspricht in etwa dem Mischabbruchgranulat der BAFU-Richtlinie, wobei der Mindestgehalt an Mischabbruch im Mischabbruchgranulat in der BAFU-Richtlinie nicht näher definiert ist. Hier wäre eine neue Kategorie einzuführen. Die Bewehrungsüberdeckung sollte im Vergleich zur SIA 262 erhöht werden. Tabelle 27: Überblick über die vorgeschlagenen Typen von Recyclingbeton und zum Vergleich zu Normalbeton; es sind auch die Anmerkungen unterhalb der Tabelle zu beachten. Typ Normal beton maximaler Gehalt bei Korngrösse 0 - Grösstkorn Mischab- Betongranulabruchgranulat minimaler Gehalt an natürlicher Gesteinskörnung 5 (10) 95 (90) RC 5 (10) 25 (70) 70 (20) RCB-1 10 (30) 90 (70) zulässige Expositionsklassen alle X0, XC1 trocken XC1-4, XF1, XA1: ev. Dauerhaftigkeitsnachweis (z.b. AAR, Cl-Gehalt) fordern X0, XC1 trocken XC1 nass, XC2: ev. Dauerhaftigkeitsnachweis (z.b. AAR, Cl-Gehalt) fordern maximale Druckfestigkeitsklasse keine erfüllt Anforderungen NPK- Betonen C30/37 B, C C30/37 A RCB-2 20 (40) 80 (60) X0, XC1 trocken C20/25 A Anmerkungen Werte in Klammer bei Gesteinskörnung: Wären diese Gehalte bei Mischabbruch- und Betongranulat zulässig, bestünde ein höheres Risiko für unerwartet hohe Streuungen der Betoneigenschaften. Dem könnte durch vermehrte Prüfungen vor/bei der Betonherstellung begegnet werden. Die Anforderungen SN EN wie z.b. die Tabelle NA.3 sind ebenfalls immer einzuhalten. Minimale Korngrösse des Recyclinggranulats: Es bestehen Hinweise, dass einerseits die Eigenschaften der Sandfraktion (< 4 mm) von der gröberen Fraktion (> 4 mm) abweichen können und andererseits, dass dies durch eine entsprechende Aufbereitung in den Griff bekommen werden kann. Die in der Tabelle genannten maximalen und minimalen Werte können überschritten werden, sofern dadurch nachweislich die Eigenschaften des Recyclingbetons nicht nachteilig verändert werden. Bei den zulässigen Verunreinigungen sollte für nicht mineralische Verunreinigungen die Regelung der BAFU-Richtlinie für Fremdstoffe und bei mineralischen Verunreinigungen bzw. weichen Bestandteilen die Regelungen der SN angewandt werden. Da diese Regelungen für die Korngrösse > 8 mm (BAFU) bzw. > 2 mm (SN) gelten, ist abzukären, ob es für die feineren Korngruppen Handlungsbedarf gibt. Möchte der Betonhersteller einen Typ von Recyclingbeton verwenden, dessen Zusammensetzung von der für den Typ geforderten Zusammensetzung abweicht, ist dies ebenfalls zulässig, sofern dies durch Versuche ausreichend nachgewiesen wurde. Zur Dauerhaftigkeit von Recyclingbeton (z.b. AAR, Frost, Bewehrungskorrosion) liegen

70 Seite 69 bisher nur wenige Ergebnisse vor. Die Anforderungen in den in Kapitel 2 vorgestellten Regelungen variieren zwischen "nichts erwähnt" und "alles ist zu untersuchen". Durch eine Beschränkung der Einsatzgebiete (z.b. Expositionsklassen X0, XC1 (trocken)), könnte die Verwendung von Recyclingbeton zugelassen werden, bis weitere Untersuchungen zur Dauerhaftigkeit vorliegen. Bei der Bezeichnung von rezyklierter Gesteinskörnung und Recyclingbeton sollte sich an die europäischen Normen gehalten werden (vgl. Abschnitt 2.2.2). In der EN sind der Begriff Recyclinggesteinskörnung definiert und in der pren Bezeichnungen für die Art der rezyklierten Gesteinskörnung (C: Concrete; B: Mauerwerk) vorgeschlagen (Tabelle 1). Als Bezeichnung für Recylingbeton bietet sich folglich an: RC: Recyclingbeton mit Gesteinskörnung überwiegend aus Betongranulat RCB1: Recyclingbeton mit Gesteinskörnung aus Betongranulat, Mischabbruchgranulat und natürlicher Gesteinskörnung RCB2: Recyclingbeton des Gesteinskörnung aus Betongranulat, erhöhtem Anteil an Mischabbruchgranulat und natürlicher Gesteinskörnung 6.5 Ausschreibung In der Schweiz wird bisher Recyclingbeton vor allem nach eco-devis ausgeschrieben: Nicht klassifizierter Recyclingbeton mit Beton- oder Mischabbruchgranulat für Unterlags-, Füll- und Sickerbeton Einsatz von klassifiziertem Recyclingbeton mit Betongranulat für Bauteile, mit folgenden Anforderungen C25/30 (NPK A: Expositionsklasse XC 1, XC 2) C25/30 (NPK B: Expositionsklasse XC 3) C30/37 (NPK C:, Expositionsklasse XC 4) Je nach Expositionsklasse sind Abklärungen zur Dauerhaftigkeit vorzunehmen (vgl. Tab. 27). Die Ausschreibung muss in Zukunft analog zu den bestehenden Normen (SN EN 206-1, SIA 262) erfolgen. Danach könnte für Recyclingbeton folgendes angegeben werden: Recyclingbeton nach SN EN 206-1, Typ RC oder RCB-1 oder RCB-2 Druckfestigkeitsklasse, z.b. C20/25 Expositionsklassen, z.b. XC2(CH) Höchstchloridgehalt, z.b. Cl0.20 Nennwert des Grösstkorns, z.b. D max 32 Rohdichte, falls Leichtbeton Konsistenz, z.b. C3 6.6 Qualitätskontrolle Qualitätskontrolle der Gesteinskörnung Die Qualitätskontrolle der Gesteinskörnung könnte Folgendes umfassen: Vorgaben BAFU-Richtlinie: ausgewählte Leiteigenschaften gemäss Abschnitt 0 wie z.b. Kornrohdichte Eigenschaften gemäss SN EN Allfällige Verunreinigungen, die nicht in der EN oder der BAFU-Richtlinie berücksichtigt sind Zu überdenken ist, ob die Verfahrensweise des Auszählens zur Bestimmung der stofflichen Zusammensetzung der Gesteinskörnung (BAFU-Richtlinie) ausreichend zweckmässig ist, da

71 Seite 70 einerseits nur die Korngruppen > 8 mm betrachtet werden und andererseits die Zuordnung der Bauabfallkategorie sehr ungenau sein kann. Es besteht beispielsweise keine genaue Definition, ab wann ein Betongranulat als solches oder als Kies-Sand eingestuft wird (Anteil Zementsteinmenge am Gesteinskorn). Erfüllt die Recyclinggesteinskörnung die Anforderungen der SN an den Frostwiderstand nicht, kann dies auch durch Betonversuche nachgewiesen werden Qualitätskontrolle des Recyclingbetons Die Qualitätskontrolle des Recyclingbetons kann zumeist analog zu Normalbeton erfolgen: Frischbeton: o Prüfungen gemäss SN EN und SIA 262/1; o weist die Recyclinggesteinskörnung eine im Vergleich zu normaler Gesteinskörnung deutlich höhere luftgefüllte Porosität auf, darf die Bestimmung des Luftgehaltes nicht nach der üblichen Prüfnorm sondern muss nach ASTM C 173 erfolgen (siehe Ziffer der EN 206-1); da Recyclingbeton kaum in Einsatzgebieten verwendet wird, in denen die Bestimmung des Luftgehaltes notwendig wäre, sollte sich daraus jedoch kein Problem ergeben. o Bei der w/z-wertangabe sind unbedingt die Vorgaben der SIA 262/1, Anhang H, zu befolgen. D.h. der Wassergehalt der Gesteinskörnung geht nicht bei der w/z- Wertberechung ein. Festbetonprüfungen o Prüfungen gemäss SN EN und SIA 262/1 o für Recyclingbeton sind keine spezifischen Prüfungen notwendig. 6.7 Zukünftiges Re-Recycling Beim zukünftigen Re-Recycling von Recyclingbeton aus Beton- und/oder Mischabbruchgranulat wird die Qualität der rezyklierten Gesteinskörnung und des Recyclingbetons abnehmen. Die Qualitätsabnahme kann sehr gering sein, wenn z.b. immer sehr gut aufbereitetes Betongranulat (sehr hoher Grad der Abtrennung des Zementsteins) verwendet wird (Müller, 2004; Müller, 2001). Auf der anderen Seite kann die Qualitätsabnahme sehr deutlich sein, wenn z.b. Mauerwerksgranulat (Stoffe, die sich deutlich von der normalen Gesteinskörnung unterscheiden) in grösseren Mengen verwendet wird. 6.8 Offene Punkte Bei folgenden Punkten besteht noch Handlungsbedarf: Begriffe: o Die Begriffe zu Recyclinggesteinskörnung, Recyclingbeton etc. bedürfen einer Harmonisierung und Vereinheitlichung. o Die Definition von Recyclingbeton in der SN EN ist zu überprüfen. Weiterer Forschungsbedarf besteht bezüglich: o Es ist zu klären, in wieweit extreme Abweichungen von durchschnittlichen stofflichen Zusammensetzungen grosstechnisch aufbereiteter Recyclinggesteinskörnung durch Anpassungen wie genauere Definition der Ausgangsstoffe und/oder Anforderungen an die Kornrohdichte der Recyclinggesteinskörnung beachtet werden könnten. o Bemessung: - Überprüfung der Roos'sche Formeln und der für Leichtbeton - Erheben von gesicherten Aussagen zur Streuung von bemessungsrelevanten Eigenschaften wie Druckfestigkeit und Elastizitätsmodul - Verformungsverhalten: Langzeiteigenschaften wie Kriechen und Schwinden (frei und behindert)

72 Seite 71 o Abklärung dauerhaftigkeitsrelevanter Eigenschaften u.a. - AAR - Einfluss von Recyclinggesteinskörnung auf Bewehrungskorrosion o Es ist zu prüfen, ob für die feine Recyclinggesteinskörnung zulässige Verunreinigungen festzulegen sind.

73 Seite Literatur Kapitel 3 bis Sortierverfahren für die Aufbereitung. Steine+Erden(2): BAFU, 2006: Richtlinie für die Verwertung mineralischer Bauabfälle, BAFU Barra de Oliviera, M. and Vazquez, E., The influence of retained moisture in aggregates from recycling on the properties of new hardened concrete. Waste management, 16: Beckerová, L., Substitution of natural aggregates with recycled concrete in a fine fraction area. Slovak-Journal of Civil Engineering: Behler, K. and Meyer, A., Untersuchungen zum Einsatz von Betonbrechsanden in sandreichen Betonen, Materialprüfungsanstalt Bremen. Bergmeister, K. and Wörner, J.-D., Betonkalender Ernst & Sohn, Berlin. B-I-M, B-I-M, Binz, A.-D., Widerverwertung von Beton- und Mischabbruch als Recyclingbeton. Umweltpraxis, 29: Böhringer, P. and Höffl, K., Baustoffe wiederaufbereiten und verwerten. AVS-Institut GmbH- Verlag, Unterhaching. Buntenbach, S., Petit, E. and Hoberg, H., Nassmechanische Aufbereitung von Bauschutt. Aufbereitungs-Technik, 38(3): BUWAL, Bauabfälle Schweiz-Mengen, Perspektiven und Entsorgungswege. Umweltmaterialien, 132(Band 2). Buyle-Bodin, F. and Hadjieva-Zaharieva, R., Influence of industrially produced recycled aggregates on flow properties of concrete. Materiales and Structures, 35: Chen, H., Tsong, Y. and Chen, K., Use of building rubbles as recycled aggregates. Cement and concrete research, 33: Clifton, J., Service life prediction. ACI Materials Journal, 90(6): Dahms, J. and Brune, G., Wasseraufnahme und Rohdichte von Betonbruch. Beton, 8: Derks, J.W., Moskala, R. and Schneider-Kühn, U., Nassaufbereitung von Bauschutt mit Schwingsetzmaschinen. Aufbereitungs-Technik, 38(3): Dhir, R.K., Dyer, T.D. and Halliday, J.E., Sustainable concrete construction, International conference "Challenges of concrete construction". Thomas Telford Publishing, University Dundee. Diedrich, Einfluss der Brechwerkzeuge auf die Eigenschaften von Recycling-Granulaten im Hinblick auf eine Eignung als Zuschalg für Beton nach DIN Diedrich, R., Brauch, A. and Kropp, J., Rückenstützbetone mit Recyclingzuschlägen. Schlussbericht zum Forschungsvorhaben AiF11414N. Dillmann, R., Beton mit rezyklierten Zuschlägen. Beton Heft 2: Dillmann, R., Einfluss der Altbetonfestigkeit auf die Eigenschaften des unter Verwendung von Betonsplitt hergestellten Betons. Forschungsbericht aus dem Fachbereich Bauwesen 91. Universität Essen Dora, B. and Budelmann, H., Wiederverwertung von Beton, 4. Internationales Kolloquim

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79 Seite 78 Anhang zu Kapitel 2 Tabelle 28: Kategorien von rezyklierter Gesteinskörnung gemäss Tabelle 12 der pra1 zur EN Constituent Content Percentage by mass R C R C +R U R B R A FL S +FL NS <70 No requirement <50 No requirement >50 No requirement FL NS 0,01 0,05 0,1 X+R G 0,2 0,5 1 Category R C 90 R C 70 R C Declared R C NR R CU 90 R CU 70 R CU 50 R CU Declared R CU NR R 10 B R 30 B R 50 B R Declared B R NR B R A 1- R A 5- R A 10- FL total 1 FL total 3 FL NS 0,01 FL NS 0,05 FL NS 0,1 X R G0,2 X R G0,5 X R G1

80 Seite 79 Tabelle 29: Mindestprüfhäufigkeiten für allgemeine Eigenschaften, Tabelle A.1 der DIN

81 Seite 80 Tabelle 30: Mindestprüfhäufigkeiten für Eigenschaften bei bestimmten Anwendungen gemäss Tabelle A.2 der DIN Tabelle 31: Bezeichnung von rezyklierter Gesteinskörnung des Typs 1, die die Anforderungen von Tabelle 10 erfüllt, gemäss Tabelle 4 der DIN

82 Seite 80 Tabelle 32: Gehalt an schädlichen Bestandteilen gemäss Tabelle 3 der C 33