Innovationen im Baustoff-Recycling Expertengespräch Bonn 7. November 2007

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1 Innovationen im Baustoff-Recycling Expertengespräch Bonn 7. November 2007 Entwicklung eines Recycling-Mauersteins unter Verwendung von Abbruchmaterial und Baurestmassen und Anwendung der Kalksandstein-Technologie Dipl.-Ing. Wolfgang Eden Forschungsvereinigung Kalk-Sand e.v.

2 Recycling und Kalksandstein-Technologie Betriebsvergleich bisherige Ergebnisse: AiF-FV 8733: Verwendung von sortenreinem KS-Material (Produktionsabfälle) für die erneute KS-Produktion AiF-FV 9978: Einfluss von anhaftenden anderen Baustoffen an KS-Recycling-Splitt auf die Qualität von KS-Recyclingsteinen AiF-FV 12785: Verwendung von Original-KS-Material für den Betonbau, den Straßenbau und die erneute KS-Produktion

3 Forschungsvereinigung Kalk-Sand ev AiF-Nr N Anwendungsbereiche für Kalksandstein- Recycling-Material Erneute Kalksand- stein- Produktion Betonund Stahlbetonbau Erd-, Straßen und Wegebau

4 Kalksandstein- Abbruchmaterial:...Transport zum Prallbrecher Quelle: Harald Kurkowski

5 Kalksandstein- Abbruchmaterial: Anlieferung auf der Baustoff-Recycling- Anlage Quelle: Harald Kurkowski

6 Kalksandstein- Abbruchmaterial: Anlieferung auf der Baustoff- Recycling-Anlage Quelle: Harald Kurkowski

7 Kalksandstein- Abbruchmaterial:...auf dem Weg zum Prallbrecher Quelle: Harald Kurkowski

8 Kalksandstein- Abbruchmaterial: Herstellung der Körnung 2/8 mm Quelle: Harald Kurkowski

9 Fazit der bisherigen KS-Recycling-Forschung: Sortenreines Kalksandstein-Material ist recyclingfähig. Einsatzbereiche: Erneute Kalksandstein-Produktion Betonbau Erd-, Straßen- und Wegebau Fremdstoffe (z. B. Holzreste, Kunststoff) sind zu entfernen. Die Art des Zerkleinerungsaggregats ist nachrangig. Die Auswirkungen auf die Kalksandstein-Eigenschaften sind von den Sandeigenschaften und von der Rezeptur abhängig. Druckfestigkeits- und Rohdichte-Änderungen bei Kalksandsteinen sind auszugleichen.

10 Neuer Ansatz! BBR-Forschungsvorhaben Anwendung der Kalksandstein-Technologie zur Erzeugung von Recycling-Mauersteinen Recycling-Material (heterogen) Natursteinbruch Ergebnis: Recycling- Mauerstein Kalksandsteinbruch Betonbruch Porenbetonbruch Ziegelbruch Putz und Mörtel div. Begleitstoffe Kalksandstein-Produktion: einfache, robuste Technologie umweltfreundlich geringe Emissionen geringer Energieeinsatz technisch und ökologisch vorteilhaft

11 BBR-Forschungsprojekt Recycling-Mauerstein Forschungsziele: 1. Weiterverwendung von Abbruchmaterial auf einem höherwertigem Niveau 2. Reduzierung der Deponierung von Bauabfällen 3. Schließung von Materialkreisläufen im Baubereich 4. Ökologische und wirtschaftliche Verwendung von Recycling-Materialien Aus diesen übergeordneten Zielen ergeben sich für die gestellten Forschungsaufgabe folgende Einzelziele: a. Entwicklung eines neuen Recycling-Materials für Mauersteine b. Anwendung der Kalksandstein-Technologie wird geprüft c. Einsatz eines hohen Anteils an Sekundärrohstoffen wird geprüft d. Einfache, umweltfreundliche Herstelltechnologie bei geringem Energieeinsatz

12 Ablauf und Methoden: BBR-Forschungsprojekt Recycling-Mauerstein 1. Den Kalksand-Rohmischungen werden Abbruchmaterialien unterschiedlicher Menge und Beschaffenheit zugegeben. 2. Aus diesen Mischungen werden unter Anwendung der Kalksandstein-Technologie Prüfkörper erzeugt und nach baustofftechnischen Gesichtspunkten untersucht. 3. Nach jeweiligem Vorliegen der qualitätskennzeichnenden Eigenschaftskennwerte werden die Herstellparameter schrittweise in Richtung der erwarteten Verbesserung der Steineigenschaften verändert. 4. Grenzen der Zugabemengen der verschiedenen RC-Materialien werden ausgelotet. Dampfhärtung in Autoklaven Verdichtung der Rohmassen Kalksandstein- Technikum in Hannover Qualitätskontrolle Thermoanalyse

13 BBR-Forschungsprojekt Recycling-Mauerstein Untersuchungsgang: 1. Brechen des Abbruchmaterials auf die Zielkorngrößen 2. Erzeugung von Labor-Prüfkörpern (Dosieren, Mischen, Pressen, Härten) 3. Untersuchung der Laborprüfkörper hinsichtlich der Einhaltung der Normanforderungen handelsüblicher Mauersteine für den Wohnungsbau, Bestimmung der Materialkennwerte 3.1 Festigkeit 3.2 Gefügeeigenschaften 3.3 Verformungseigenschaften 3.4 Chemisch-mineralogische Beschaffenheit

14 Variation der Herstellparameter: Folgende Herstellparameter haben einen wesentlichen Einfluss auf die Steinqualität, sind in der betrieblichen Praxis der Kalksandstein-Produktion veränderbar und werden deshalb variiert: a. Kalkdosis (5 / 7 / 9 M.-%) b. Zugabemenge an Abbruchmaterial (25 / 50 / 75 M.-%) c. Fraktion des Abbruchmaterials (0/1 mm und 1/4 mm) d. Pressdruck beim Verdichten der Rohlinge (σ p = 10 / 15 N/mm 2 ) e. Härtedauer bei Autoklavieren (t h = h und h) f. Härtetemperatur bzw. -druck (p e = 14 / 16 bar) BBR-Forschungsprojekt Recycling-Mauerstein

15 ,0 Siebdurchgang [M.-%] , , , , , ,0 10 6,6 3,0 0 0,063 0,125 0,25 0, >8 Maschenweite [mm] Kalksandstein- Bruchmaterial, sortenrein

16 ,0 90 Siebdurchgang [M.-%] , ,8 59, , , , ,0 6,6 0,063 0,125 0,25 0, >8 Maschenweite [mm] Kalksandstein- Bruchmaterial, verunreinigt

17 ,5 100,0 Siebdurchgang [M.-%] , , , ,2 10 8,0 2,6 4,2 0 0,063 0,125 0,25 0, >8 Maschenweite [mm] Porenbeton- Bruchmaterial

18 ,5 100,0 Siebdurchgang [M.-%] 80 78, , , , ,6 10 8,3 13,4 0 0,063 0,125 0,25 0, >8 Maschenweite [mm] Ziegel- Bruchmaterial

19 ,5 100,0 Siebdurchgang [M.-%] ,8 41,9 55,6 70,4 10 8,8 1,7 3,2 0 0,063 0,125 0,25 0, >8 Maschenweite [mm] Beton- Bruchmaterial

20 , ,8 Siebdurchgang [M.-%] , , , , ,9 10 6,2 3,2 0 0,063 0,125 0,25 0, >8 Maschenweite [mm] Naturstein- Bruchmaterial

21 Prüfkörper der Basisserie 3: ohne Zugabe von Recycling-Material

22 Prüfkörper der Serie 9 - Zugabe von 50 M.-% Kalksandstein- Recycling-Material der feinen Fraktion 0/2 mm

23 Prüfkörper der Serie 65 - Zugabe von 50 M.-% Naturstein-Recycling- Material der feinen Fraktion 0/2 mm

24 Vorläufiges Fazit: Aus Mauerwerk-RC-Bruchmaterial sind erneut Mauersteine herstellbar. Die optische Qualität leidet je nach RC-Zuschlag teilweise stark. Dauerhaftigkeitsprobleme sind bislang nicht bekannt geworden. Umweltprobleme sind nicht zu erwarten. Beschränkung auf die Zugabe von feinem Material 0/2 mm, da grobes RC-Material 2/4 mm zu Aufraueffekten führt.