Produktgestaltung mit Sekundärrohstoffen in der Baustoff- und Keramikindustrie

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1 Produktgestaltung mit Sekundärrohstoffen in der Baustoff- und Keramikindustrie Alexander Köster, Ulrich Teipel

2 Projektkurzbeschreibung In diesem Projekt werden Baustoffabfälle aus dem Hochbau (ca. 52,1 Mio. t/a deutschlandweit) so aufbereitet, dass durch die Prozesse Zerkleinerung, Zugabe von Additiven (Blähmittel o. ä.) Herstellung der Formkörper (Granulate), Thermische Stabilisierung oder alternativ die Hydrothermalstabilisierung neue Produkte für verschiedene Marktsegmente hergestellt. Der zweite Teil des Projektes beschäftigt sich mit dem erstmaligen Einsatz von Baustoffabfällen in der Keramikindustrie. Als Ergebnis wird erwartet, dass nach der Klärung der optimalen Zusammensetzung der zwei Abfallströme, den richtigen Schlickereigenschaften und den Prozessen zur Schlickerherstellung, Formgebung und Trocknung marktfähige Produkte entstehen.

3 Bauabfälle in Bayern 2012 (gesamt: t) Bodenaushub & Steine % Straßenaufbruch 5% Sonstige t Bauschutt t t 20 % % Höherwertige stoffl. Nutzung t 30 % Bauschutt- 70 Recycling- % Straßen- Anlagen & Wegebau, Erdbau Bauschuttrecyclinganlagen Verfüllung Betonzuschlag t 16,7 % Asphaltzuschlag t 60,84 % t 25,87 % 83,3 % % t Deponiebau Deponie t 4,6 % t 8,69 %

4 Produktgestaltung in der Partikeltechnologie Produkt- Eigenschaften Makroskopische Stoffeigenschaften Rohdichte Porosität Zusammensetzung (Stör- oder Schadstoffe) Druckfestigkeit Granulatfestigkeit Wasseraufnahmeverhalten Agglomerationsstruktur Edukt- Eigenschaften Übertragungsfunktion Prozesse/ Verfahren Prozessparameter Drehzahl Temperatur Füllungsgrade Strömungsgeschwindigkeit Verweilzeit Übertragungsfunktion Dispersitäts- Eigenschaften Mikroskopische Stoffeigenschaften Partikelgröße Partikelgrößenverteilung Morphologie Gefüge-/ Kristallstruktur Oberflächenenergie

5 Produktgestaltung mit Sekundärrohstoffen in der Baustoff- und Keramikindustrie Keramikanwendungen - Schlickerherstellung aus sekundären Bau- und Keramikrohstoffen durch Naßmahlung - Ermittlung optimaler Brennparameter und Formgebungsverfahren Mauerwerksbruch Pre-Processing: Brechen, Sortieren, Klassieren Hochbauanwendungen - Zuschlagstoffe für Leichtbeton - Materialien zur Wärmedämmung - Materialien für den Schallschutz - Baumaterialien mit poröser Struktur - Trägermaterial für Pflanzennährstoffe

6 Zerkleinerung Mauerziegelbruch (MZB) Ermittlung geeigneter Gerätefunktion Typische PGV von Mauerziegelbruch (Kugelmühle) Beanspruchung (Prall, Druck, Schlag, etc.) Energieeintrag, Energieeffizienz Beanspruchungsdauer Partikelgrößenverteilung in Abhängigkeit der zu erzielenden Materialeigenschaftsfunktion der Granulate Agglomeratgröße x < 8 mm Schüttdichte 300 kg/m³ < ρ Schütt < 800 kg/m³ (ρ Schütt, ideal < 50 kg/m³) Minimale Kornfestigkeit bei σ > 1 N/mm² (σ ideal > 2 N/mm²) Betonschädliche Salze, Schwermetalle vermeiden.

7 Benetzungseigenschaften MZB t A m l lv l k l cos Randwinkel MZB = 79,6

8 Baustoffrecycling Bayern Workshop in Nürnberg Vorstellung dieses Forcycle Projektes wurde von Teilnehmern begrüßend aufgenommen Teilnehmer erklärten Bereitschaft, das Projekt zu begleiten Qualitätssicherung der RC-Baustoffprodukte für Marktaktzeptanz enorm wichtig: Sicherung der Zuordnungswerte nach LAGA Mitteilung 20, insbesondere für Sulfat Messtechnik nach Technischen Regeln (Eluatverfahren) wird an der TH aufgebaut Bestimmung der Einflussfaktoren und Erarbeitung von Lösungsansätzen Burgkunstadt-Mainroth FRANKEN RECYCLING Erlangen - Dechsendorf