Session 5: Baukonstruktion und Massivbau

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1 8. Bergbaukolloquium Bergbau und Spezialtiefbau Session 5: Baukonstruktion und Massivbau Kosteneffiziente Gründung von schwimmenden Offshore Windenergieanlagen - GICON TLP Prof. Dr. Frank Dahlhaus (TU Bergakademie Freiberg, Institut für Bergbau und Spezialtiefbau) Geotechnische Herausforderungen beim Repowering des Windparks Klettwitz Heike Beutler (GICON Consult GmbH) Entwicklung komplettreststoffbasierter mineralischer Dämmstoffe Dr. Katja Dombrowski-Daube (TU Bergakademie Freiberg, Institut für Bergbau und Spezialtiefbau) Speziell aufbereitete Braunkohlenfilterasche als zementähnlicher mineralischer Baustoff für vielfältigen Einsatz Dr. Sören Lottner (BiFa GmbH) 1

2 bifament Speziell aufbereitete Braunkohlenfilterasche als zementähnlicher mineralischer Baustoff

3 Nutzung von Braunkohlenfilteraschen als Baustoff Quelle: VGB Sachstandsbericht 1997

4 Was ist bifament? gezielt zusammengesetztes und aufbereitetes Gemisch, das ausschließlich aus voraufbereiteten Braunkohlenfilteraschen besteht, bei Wasserzugabe selbstständig (hydraulisch) erhärtet, zementähnliche Eigenschaften besitzt wird dem Beton als reaktiver Zusatzstoff zugegeben und ersetzt dabei herkömmliche Füllstoffe zu 100%, Zement zu 30 bis 100% bei gleichen Eigenschaften des Betonproduktes Eigenständiger Baustoff mit Bindemitteleigenschaften

5 Stoffliche und technische Voraussetzungen zur Nutzung Ca-reiche Rohbraunkohle mit hoher Gleichmäßigkeit Die Herstellung von bifament ist deutschlandweit einzigartig! Mitteldeutsche Braunkohle Geeigneter Verbrennungsprozess mit hoher Laststabilität Trockenfeuerung KW Schkopau Voraufbereitung zur Reduzierung und Vergleichmäßigung des freien Kalkgehalts Großtechnischer Ablösch- und Reifeprozess

6 Stoffliche Beschaffenheit - Eigenüberwachung QIII/2018 -

7 Entwicklungsgeschichte Ab 1998 wissenschaftliche Grundlagen- untersuchungen und Eignungsnachweise Seit 2000 zahlreiche Produktionstests bei führenden deutschen und europäischen Betonwarenherstellern Aufbau eigener Produktionsanlagen Seit 2016 industrielle Herstellung und Kundenbelieferung

8 Produktionswerk Lochau Modulare Kreislaufmahl- und Sichtanlage mit - zwei getrennten, parallelen Mahllinien - 2 Rohstoffsilos - 3 Endprodukt-Verladesilos Auslegung für Dreischicht-Dauerbetrieb ( t/a) Eigenes Produktprüf- und entwicklungslabor und internes QS-Monitoring

9 Vorteile in der Herstellung von bifament gegenüber Zement ressourcenschonend kein Abbau von Naturlagerstätten an Kalkstein, Ton, Sand, Gips etc. energiesparend keine Aufbereitung von Rohstoffen (Trocknen, Mischen, Mahlen) kein Brennen von Klinker kein Einsatz von Brennstoffen umweltfreundlich keine Emission von Treibhausgasen (CO 2 ) keine Prozessrückstände (Filterstäube) Wiederverwertung von industriellen Reststoffen Verglichen mit Zement ist die Herstellung von bifament deutlich einfacher, billiger und umweltfreundlicher!

10 Herstellung von bifament Energiebilanz CO 2 -Bilanz bifament kann mit bis zu 88% weniger Energie hergestellt werden als Zemente! bifament wird im Unterschied zu Zementen vollständig CO 2 -frei hergestellt!

11 CO 2 -Bilanz des Bauproduktes am Beispiel Betonpflasterstein Die Produktherstellung verursacht bis zu 94% weniger CO 2 bei Austausch von Zement durch bifament bifament bifament bifament

12 Einsatz als Zementersatz in Betonwaren - Reduzierung des Zementgehalts im Kernbeton - kein verändertes Produktionsverhalten keine zusätzlichen Investitionen Einsparung in den Rohstoffkosten 5 bis 10% p.a.

13 Einsatz in zementfreien Anwendungen - Mauerstein -

14 Einsatz in zementfreien Anwendungen - Leichtbeton-Mauerstein - höherer Frostwiderstand geringere Wasseraufnahme gleiche Wärmeleitfähigkeit

15 Vorteile für den Anwender bifament kann dem Anwender zu einem 40 bis 50% geringeren Preis angeboten werden als Zement. bifament kann dabei bis zu 100% des Zementes ersetzen. geringere Kosten bei gleicher Produktqualität bifament kann eingesetzt werden, um bestimmte Produkteigenschaften gezielt zu verbessern. höhere Produktqualität bei gleichen Kosten Mit bifament ist es möglich, qualitativ neue, innovative Produkte zu schaffen, die in dieser Form mit herkömmlichen Zementen nicht herstellbar sind. Alleinstellungsmerkmal

16 Qualitätsvorteil Beispiel: Reduzierung der Ausblühneigung von Betonwaren Herkömmliche Rezeptur Rezeptur mit anteiligem Zementersatz durch bifament

17 Neue Produkteigenschaften Beispiel: Schwindarmer Fließestrich

18 Einsatz im Erd- und Grundbau Bodenstabilisierungen Foto: Wirtgen Group Foto: FR Fräsgut-Recycling Fundations- und Tragschichten

19 Einsatz als Bindemittel für Betonelemente Mobiles Betonblocksystem (LEGO Stein) Foto: FR Fräsgut-Recycling Foto: Nöhmer Foto: Nestler

20 Aktuelle Anwendungstests und Einsatzperspektiven Betoninstandsetzung (Brücken, Straßen, Staumauern) Mineralschäume für Verfüllungen, energetische Sanierung, Bauteile Hochfließfähige, schwindfreie Mörtel und Estriche Immobilisierung von Schadstoffen Sanierung von Hochwasserschutzanlagen F&E-Kooperationsprojekte

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22 Betonfremde Anwendungen - Ein Blick in die Zukunft Energetische Gebäudesanierung Elektromobilität Foto: DBU Deutsche Bundesstiftung Umwelt Hochtemperaturschutz Foto: Harting Thermologistik Foto: Umwelt-online Foto: Vaku-Isotherm

23 Mineralische Dämmstoffe Vakuum-Isolationspaneelen (VIP) Einsatz von bifament als Dämmkernmaterial Nutzung günstiger physikalischer Materialeigenschaften (Kornverteilung, Kornmorphologie) statt chemischer Reaktivität trockener Einsatz Vorteil: Ersatz des teuren Kernmaterials (pyrogene Kieselsäure) bei gleicher Leistungsfähigkeit Überführung der VIP in den Massenmarkt (energetische Gebäudesanierung) seit 2018: Kooperationsnetzwerk zur Entwicklung und Anwendung von Hochleistungsdämmstoffen

24 -30% davon entfallen auf Braunkohlenfilteraschen weniger als 1% Momentane Verwertungsquoten: SFA ca. 99% BFA < 5%

25 8. Bergbaukolloquium Bergbau und Spezialtiefbau Wir danken allen Referenten, Gästen und Unterstützern! 1