Betonwaren aus 100% Recycling- und Abfallmaterialien (Sekundär-GK) und CO2-armen Bindemitteln

Die Zementindustrie verursacht  einen Anteil von ca. 5 bis 8 % der anthropogenen CO2-Emissionen weltweit. Jedoch trägt nicht nur das Bindemittel Zement zum anthropogenen CO2-Ausstoß im Beton bei. Ferner ist auch der Abbau und die Aufbereitung von Gesteinen für den Einsatz als Gesteinskörnung in Betonwaren eine wichtige umweltrelevante Thematik im Sinne der Nachhaltigkeit.

Laut Statistischem Bundesamt wurden im Jahr 2013 allein 521 Mio. t an mineralischen Baurohstoffen eingesetzt. Die Gewinnung sowie der Transport von natürlichen Baurohstoffen geht zwangsläufig mit erheblichen ökologische und ökonomische Belastungen durch jegliche Art von Energieverbrauch, z.B. Strom, Diesel und Sprengmittel einher. Die wiederum bei der Herstellung oder der Nutzung negative Auswirkungen auf die Umwelt (z.B. Ausstoß von CO2, NOx) ausüben. Aufgrund dieser riesigen Massen kommt dem Baustoff-Recycling eine immer größere Bedeutung zu. Im Jahr 2014 wurden in Deutschland insgesamt 210 Mio. t von Bau- und Abbruchabfälle produziert. Gemäß dem Monitoring-Bericht der Bauwirtschaft sind im Jahr 2014 55,1 Mio. t Bauschutt angefallen und davon wurden rd. 73% in Baustoffe rezykliert. Der größte Anteil kam im Straßen- und Erdbau sowie in die Asphaltherstellung unter, hingegen lag der im Beton verwertete Anteil unter 1%. Obwohl solche Betonabfälle derzeit teilweise bereits zu Recyclingsand aufbereitet und als Ersatz von Natursand wieder in die Herstellung von Betonerzeugnissen eingesetzt werden, beträgt die Substitutionsquote von Recyclingsand lediglich ca. 10 M.-% der gesamten Gesteinskörnungen. Das restliche anfallende Material wird derzeit kostenpflichtig auf Deponien beseitigt.

Das Ziel dieses Projektes ist, die in der Produktion von Betonwaren anfallenden "Rest"-Stoffe wiederum in hochwertigen Betonwaren einzusetzen und somit die Effektivität, insbesondere im Sinne der Nachhaltigkeit zu verbessern. Hierbei sollen neuartige ressourcenschonende Pflastersteine hergestellt werden, deren Gesteinskörnungen zu großem Teil oder sogar vollständig aus Recycling- und Abfallmaterialien bestehen. Zusätzlich wird angestrebt, den bereits energiearmen Hochofenzement (CEM III A oder B) partiell durch calcinierte Tone zu substituieren. Die aus Recycling- und Abfallmaterialien hergestellten Betonmischungen sollen sowohl in den Kernbeton als auch in die Vorsatzschicht der Pflastersteine eingesetzt werden.

Aufgrund der stark variierenden Größen und Formen einiger Abfallprodukte ist vor allem eine passende Verarbeitung oder Aufbereitung für eine Wiederverwertung als Gesteinskörnungen in der Betonherstellung nötig. Je nach deren stofflichen Eigenschaften soll versucht werden, sie mit geeigneter Technologie in verschiedenen Kornfraktionen möglichst mit gleichmäßiger Korngrößenverteilung und geringem Aufbereitungsaufwand für den Einsatz sowohl in Vorsatz- als auch in Kernbeton herzustellen.

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Daniela Göbel (M.Sc.)

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