Das Projekt "TP 2: Mörtel und Beton" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bauhaus-Universität Weimar, F.A. Finger-Institut für Baustoffkunde, Professur Werkstoffe des Bauens durchgeführt. Das Bündnis RENAT.BAU betrachtet das Bauen erstmals konsequent und über gesamte Stoffströme, Lebenszyklen und Wertschöpfungsketten. Im beantragten Verbundprojekt KALZTON, eines der ersten Kooperationsprojekte der Umsetzungsphase des Bündnisses, werden künstliche Puzzolane aus Tonen, Reststoffen und Haldenmaterialien entwickelt. Hierbei werden die Untersuchungen unter Berücksichtigung der Brennatmosphäre zur Erzielung einer zementähnlichen Brennfarbe und hohen Puzzolanität durchgeführt. Aktuell ist bei der Bindemittelentwicklung der Trend zu beobachten, den Klinkerfaktor der Zemente zu verringern und somit den Gehalt an Klinkerersatzstoffen wie Hüttensand, Flugasche und Kalksteinmehl zu erhöhen. Problematisch gestaltet sich nun für die Zement- und Baustoffindustrie die Umstellung anderer Industriezweige auf neue, CO2-neutrale Produktionsweisen, was zum Wegfall von puzzolanischen und latent-hydraulischen Klinkerersatzrohstoffen/Betonzusatzstoffen führen wird. Die Herstellung von künstlich getemperten Puzzolanen mittels thermischer Verfahren bietet hierbei eine Alternative. Wissenschaftliche Arbeiten am IAB zeigten, dass das puzzolanische Reaktionspotential alumosilikatischer Anfallstoffe bzw. Nebenprodukte (Kieswaschreste, RC-Grubenton, tonhaltiges Kieselgur) durch moderate thermische Behandlung mittels unterschiedlicher Ofentechnologien erhöht werden kann.
Das Projekt "Studie zum Recycling von Beton" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dieckmann durchgeführt. Ziel des Demonstrationsvorhabens war der erstmalige Einsatz von Beton aus aufbereitetem Altbeton im Hochbau am Beispiel des Neubaus der Geschäftsstelle der Deutschen Bundesstiftung Umwelt in Osnabrück. Qualifizierte Aufbereitungsverfahren mit hoch entwickelten Aufbereitungstechniken, die gütegesicherte Recycling-Baustoffe aus Sekundärstoffen erzeugten, standen bereits zur Verfügung. Der Einsatz der Recycling-Bau-Stoffe lag bisher vorwiegend im Straßenbau und in einfacheren Bauteilen, wie Lärmschutzwällen und Hinterfüllungen. Im Rahmen des Projektes sollten daher die Materialeigenschaften von Recycling-Beton im Sinne der überprüfbaren Qualitätssicherung zur Anwendung für hochwertige Bauteile im Hochbau, auch für statisch belastete Gebäudeteile, gewährleistet werden. Die betontechnologischen Prüfungen führte die Firma Dieckmann gemeinsam mit dem Institut für Forschung, Entwicklung und Prüfung IFEP GmbH, Osnabrück, sowie dem Institut für Industrialisierung des Bauens (IIB GmbH), Hannover, durch. Für die Versuche wurde Altbeton aus Bordsteinen und Pflastersteinen in einer Recyclinganlage gebrochen und aufbereitet. Sie wurden anschließend durch die Prüftechnik IFEP geprüft. Zusätzlich führte IFEP beim Institut für Bautechnik in Berlin und der Amtlichen Materialprüfungsanstalt für das Bauwesen beim Institut für Baustoffkunde und Materialprüfung der Universität Hannover eine Klärung der bauaufsichtlichen Zulassungsmöglichkeit von Recycling-Zuschlagstoffen aus Altbeton durch.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Einfluss von Abbruch, Rückbau und Recycling auf die Herstellung von Carbonbeton" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KLEBL GmbH, Standort Gröbzig durchgeführt. Inhalt des Teilvorhabens ist die gesamte Produktion der C3-Fertigteile inklusive aller notwendigen Vorarbeiten. Die im Verbundvorhaben C3-V1.5 gegenständlichen Abbruch-, Rückbau und Recyclingarbeiten werden an dem hier produzierten C3-Fertigteilen durchgeführt, die eigens dafür in realistischen Abmessungen (insbesondere größere Bauteildicke) produziert werden. Des Weiteren wird das Unternehmen die notwendige Werksfläche bereitstellen, auf der die Abbruch- und Recyclingleistungen anschließend erbracht werden. In einem nachgelagerten Schritt werden die vom TUD IMB konzeptionierten Ansätze zur modularen Bauweise in mehreren Demonstratoren umgesetzt und auf Ihre Ausführbarkeit hin untersucht. Das Erlangen von weiteren verifizierbaren Ergebnissen zur Produktion von massigen C3-Bauteilen stellt neben den Arbeiten im C3-V1.1 hier einen zusätzlichen Nutzen für das Gesamtprojekt dar und trägt neben dem Produktionscharakter auch einen Forschungs- und Entwicklungscharakter. Ein weiterer wichtiger Rückschluss, der durch das Teilvorhaben gezogen werden kann, ist die Darstellung eines Anforderungsprofils an C3-Bauteile für eine effiziente Produktion aus Sicht eines Fertigteilwerks und dem Rückschluss eines effizienten Abbruchs und Recyclings auf die Herstellung von C3-Fertigteilen. Die konzeptionellen und baupraktischen Arbeiten zu Abbruch, Rückbau und Recycling von C3-Bauteilen werden und a. von der Fa. Klebl GmbH ausgeführt. Die Aktivitäten im Verbundvorhaben sind in der Teilvorhabenbeschreibung C3-V1.5-II detailliert. Im Folgenden sind wesentliche Arbeitsinhalte benannt: - Umsetzung von massentauglichen Betonen für die Produktion von C3-Fertigteilen, - Umsetzung der Arbeitsschutzmaßnahmen für die Erstellung der Carbonbewehrung und bei der Betonage, - Produktion der C3-Bauteile für die Großversuche, - Anlieferung und Montage der C3-Bauteile für nachfolgende Großversuche, - Erstellung des Anforderungsprofils für eine effiziente Produktion.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Bau eines Prototyps" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leiblein GmbH durchgeführt. Eine Wiederverwertung von Altbeton bekommt v. a. aus ökologischen Gründen eine immer höhere Bedeutung hinsichtlich des Abbaus natürlicher Rohstoffe für die Zementherstellung und die damit verbundenen hohen CO2-Emissionen. Altbeton kann nur dann effektiv recycelt werden, wenn es gelingt, den Beton in seine Bestandteile Zuschlag (Kies, Sand) und der Bindemittelmatrix zu zerlegen. Ein innovatives Verfahren, um Verbundwerkstoffe selektiv zu trennen ist die sog. elektrodynamische Fragmentierung. Dabei werden Festkörper durch elektrische Entladungen aufgetrennt. In diesem Projekt soll ein Prototyp für ein kontinuierlich arbeitendes Aufbereitungsverfahren für Altbeton gebaut werden durch Kombination einer Fragmentierungs- mit einer Wasseraufbereitungsanlage. Am IBP werden die Betonprüfkörper hergestellt und bei selfrag elektrodynamisch aufbereitet. Zum Vergleich werden bei UVR-FIA die Betonprüfkörper mechanisch gemahlen. Die Produkte beider Verfahren sowie das Prozesswasser werden am IBP chemisch-mineralogisch analysiert. Mithilfe dieser Daten wird Leiblein ein geeignetes Wasseraufbereitungsverfahren für das anfallende Prozesswasser konzipieren. Selfrag wird als Auftragnehmer Leiblein bei dem Entwurf und Baus eines Prototyps unterstützen. In Zusammenarbeit mit SCHWENK wird IBP das Recyclingpotential der erhaltenen Zerkleinerungsprodukte in umfangreichen betontechnologischen Tests untersuchen und die Ergebnisse in Fachzeitschriften veröffentlichen.
Das Projekt "CO2-reduzierter Beton durch Upcycling von Reststoffen aus der Betonaufbereitung und CCU" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Technische Chemie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, einen stark CO2-reduzierten, hochwertigen und ressourceneffizienten Betonkreislauf für Altbeton zu entwickeln. Dazu wird ein Belit - basierter Portlandzementklinker (RC-Belit-PZK) mit niedrigem CO2-Fußabdruck aus Betonbrechsand und weiteren kalkhaltigen primären oder sekundären Komponenten hergestellt. Freigesetztes CO2 kann abgetrennt und zur technischen Karbonatisierung von mechanisch aufbereitetem Betonbrechsand als Substitut in Zement genutzt werden. Mit dem Ziel weiteres CO2 zu binden und die betontechnischen Eigenschaften grober RC-Gesteinskörnung zu verbessern, wird eine neue Karbonatisierungstechnik im Druckreaktor entwickelt. Aus RC-Belit-PZK, Portlandzementklinker (PZK) und technisch karbonatisierten aufgemahlenen Brechsanden werden RC-Zemente mit stark reduziertem CO2-Fußabdruck formuliert. Um den erneuten Einsatz in der Produktion zu ermöglichen, werden Rezepturen für RC-Beton mit Normal- und / oder RC-Gesteinskörnung entwickelt, die auf angepassten Fließmitteln und Beschleunigersystemen basieren. Zum Projektabschluss werden Werkversuche durchgeführt, die den hochwertigen Betonkreislauf demonstrieren. Eine CO2-Reduktion um mindestens 40% für RC2-Beton im Vergleich zum Stand der Technik wird angestrebt. Die Prozesse werden aus techno-ökonomischer und ökologischer Sicht bewertet (prozessbasierte Ökobilanz/LCA). Im Rahmen der Systemanalyse werden verschiedene Anlagengrößen und Standorte über den gesamten Lebenszyklus mit dem Stand der Technik verglichen. Zusätzlich werden regulatorische Randbedingungen untersucht (z.B. Recycling-Baustoffverordnung, DIN-EN 197-1, Rechtliche Einordnung einer Anlage zur Klinkerherstellung), um Hindernisse in der Umsetzung zentraler bzw. dezentraler Konzepte zu identifizieren und konkrete Handlungsempfehlungen zur Kreislaufführung zu erarbeiten.
Das Projekt "TP 1.2: Grob und Feinaufbereitung, Optimierung der selektiven Verkleinerung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von LOESCHE Gesellschaft mit beschränkter Haftung durchgeführt. Das Bündnis RENAT.BAU betrachtet das Bauen erstmals konsequent und über gesamte Stoffströme, Lebenszyklen und Wertschöpfungsketten. Im beantragten Verbundprojekt Reselekt, eines der ersten Kooperationsprojekte der Umsetzungsphase des Bündnisses, werden ressourcenschonende Bindemittel und Betone auf der Basis von selektiv zerkleinertem Altbeton entwickelt. Viele Nutzungsansätze für Produkte aus dem Recyclingprozess von Altbetonen scheitern daran, dass bislang die einzelnen Fraktionen Kies bzw. Splitt, Sand und Zementstein nicht ausreichend voneinander trennbar sind. Als innovativer Kern des Projekts und Voraussetzung für die weitergehende Verwendung der RC-Materialien soll ein neues Verfahren eingesetzt werden, bei denen die einzelnen Fraktionen in einer hohen Reinheit vorliegen. Hierfür wird eine Vertikalmühle eingesetzt, die neben einer relativ geringen Druckbeanspruchung im Gutbett gleichzeitig auch eine Scherbeanspruchung auf das Partikelkollektiv aufbringt und somit den Altbeton selektiv zerkleinern kann. Die bislang vorliegenden Ergebnisse dieser selektiven Zerkleinerung sind vielversprechend und bilden den Ausgangspunkt für die Untersuchungen im Projekt.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Ermittlung und Analyse Stoffströme & Vollzug und Umsetzung zur Ausschleusung von Asbest" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Bauingenieurwesen, Fachgebiet Bauphysik und Baukonstruktionen durchgeführt. Das Gesamtziel des Projekts ist es, einen sicheren Gesamtprozess im schadstoffbelasteten Baubestand von der Erfassung über die Sanierung und den Abbruch (geordneter Rückbau) bis zum Recycling und zur Restentsorgung zu beschreiben. Insbesondere Asbest in mineralischen Baustoffen soll bearbeitet werden. Das Recycling soll eine hohe Trennung, also möglichst wenig kontaminierte Restmengen und möglichst hochwertiges Recyclingmaterial (RCM) generieren. Die derzeitigen Ansätze für die Erhebung, die Sanierung, den Abbruch und das Recycling sollen weiterentwickelt werden mit dem Schwerpunkt auf Baustoffe mit schwer trennbaren Belastungen. Im Einzelnen sollen: A) Trennverfahren für Asbestprodukte in verschiedenen Zuständen (Verbundarten, Zerstörungsgrad) und von Asbestfasern an sich in Masseströmen wie Böden (Altlasten), Bauschutt (Altlasten), Betonabbruch mit Asbestbeton (z.B. Abstandshalter), Abluft und Abgas (Verbrennung), Pulvern (Gips, Zement) und Schüttgütern (RCM, Bauschutt) etabliert werden; B) die Möglichkeiten des unschädlichen Verbleibes von Asbestfaseranteilen in Recyclingbaustoffen bzw. Bauprodukten mit der jeweiligen geeigneten Verwendung untersucht werden. Im Zuge dessen soll auch ein geeignetes Monitoring zu Asbestanteilen im Gebäudebestandskreislauf insgesamt ermittelt werden; C) existierende Prüfverfahren mit Probenvorbereitung und Analytik und weitere bzw. variierende Analysewege anhand verschiedener Stoffströme für ein Monitoring überprüft, bewertet und fortentwickelt werden; D) ein Monitoringprogramm konzipiert und erprobt werden, das die Recyclingprodukte wirksam absichert. Die TU Berlin begleitet von wissenschaftlicher Seite das Vorhaben und wird die Stoffströme auf der Mesoebene ermitteln, Simulationsmethoden zur Ausschleusung mineralischer von mineralischen Fraktionen fortentwickeln, den Prozess ökonomisch und ökologisch bewerten und Methoden für ein Monitoring entwickeln.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Ziegel als Hauptbestandteil für Zement" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Ziegelforschung Essen e.V. durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Feststellung der Verwendungsmöglichkeiten ziegelhaltiger Recyclingbaustoffe. Nach ihrer Zerkleinerung zu Ziegelmehlen und dem Mischen mit Portlandzement, ggf. in Kombination mit mehlfeinem Kalkstein, sollen ressourcenschonende Zemente (R-Zemente) hergestellt und untersucht werden. Mit Verwendung ziegelhaltiger Recycling-baustoffe als puzzolanisch reagierende Zementhauptbestandteile sollen leistungsfähige Zemente sowie dauerhafte Betone entstehen, die die relevanten Beurteilungskriterien in Zulassungsprüfungen der Bauaufsicht einhalten und ihre technische Eignung für die Anwendung in der Bauwirtschaft nachweisen können. Wegen des verringerten Anteils des Hauptbestandteils Portlandzementklinker können prozessbedingte CO2-Emissionen bei der Herstellung von R-Zement gesenkt werden. Die ökologische und ökonomische Bedeutung basiert auf der Erarbeitung eines branchenübergreifenden Konzeptes zur Bereitstellung technisch und ökologisch optimierter Bauprodukte durch Schließen von Stoffkreisläufen innerhalb der Branchen Ziegel-Recycling-Zement-Beton. Das Institut für Ziegelforschung verfolgt mit dem Forschungsvorhaben das Ziel, aus dem Abfallstoff ziegelhaltiger Mauerwerksbruch ein reaktives puzzolanes Produkt für die Zementherstellung zu entwickeln. Für die Eingangskontrolle im Zementwerk sollen die Eigenschaften definiert werden. Das sind Parameter zur Reaktivität, Korngrößenverteilung und umweltrelevante Eigenschaften. Ziel ist es homogene Ziegelmehle herzustellen, damit die Zemente gleichbleibende Eigenschaften aufweisen. Dazu wird eine Modifikation der Ziegelmehle untersucht. Für die Ziegelindustrie ist die Verwertung der Mischfraktion aus Ziegeln und anderen mineralischen Fraktionen zur Erhöhung der Ressourceneffizienz enorm wichtig. Voraussichtlich tolerieren die Ziegelmehle als Hauptbestandteile im Zement einen gewissen Verunreinigungsanteil.
Das Projekt "Aufbereitung von Ziegel- und Betonabbruch durch Zerkleinerung und Klassifizierung in einer Bauschuttaufbereitungsanlage. Nasse Trennung des Holzes aus dem Bauschutt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Westdeutsche Baustoff-Recycling durchgeführt. Der Beton- und Ziegelbauschutt wird durch einen Vorbrecher zerkleinert. Nach einer Absiebung der verschiedenen Koernungen und nach Aussortierung des Eisens ueber einen Magnetabscheider wird die Koernung groesser 45 mm einem Nachbrecher zugefuehrt. Die verschiedenen Materialstroeme werden hinter dem Nachbrecher zusammengefuehrt und laufen in eine nasse Aufbereitungsanlage. Die Anlage hat die Aufgabe, das Material von seinen schaedlichen Bestandteilen vor allem von Holz zu trennen. Der so aufbereitete Baustoff kann als hochwertiges Ausgangsprodukt den verschiedensten Anwendungsbereichen zugefuehrt werden. Hier bieten sich in erster Linie der Strassen- und Wegebau an. Ferner kann das Material als Ersatzstoff in Mischanlagen fuer die Asphaltdecken im Strassenbau und als Zuschlagstoff fuer die Betonherstellung Verwendung finden. Die Koernung 0 bis 8 mm kann als Fuellsand abgesetzt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Reduktion des Klinkeranteils in Beton als Betonzusatzstoff und in Zement als Hauptbestandteil" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TBS Transportbeton Rhein-Neckar GmbH & Co. KG durchgeführt. Beton ist ein unverzichtbarer Baustoff, ohne den es nicht gelingt, systemrelevante Bauwerke in tragfähiger und dauerhafter Art und Weise zu errichten. Bei der Herstellung von Zement als Bindemittel werden jedoch große Mengen thermischer Energie benötigt und prozessbedingt erhebliche Mengen Kohlenstoffdioxid freigesetzt. Der bisher maßgebliche verfolgte Ansatz, Zement anteilig durch Betonzusatzstoffe (z.B.Flugasche) auszutauschen, stößt jedoch aufgrund ihrer in Zukunft eher sinkenden Verfügbarkeit an seine Grenzen. Das Ziel dieses Forschungsantrags umfasst daher die Entwicklung eines neuartigen reaktiven Betonzusatzstoffs, der durch eine thermomechanische Aufbereitung aus rezykliertem Betonbruch gewonnen werden soll. Hierfür wird die gesamte Prozesskette von der Rohstoffverfügbarkeit über die prozesstechnischen Randbedingungen der Betonzusatzstoffherstellung im Labor sowie kurz- und langzeitige Bindemittel- und Betoneigenschaften, die Produkt- und Bauteilherstellung im Technikumsmaßstab bis hin zur Ökobilanzierung untersucht. Für die Betonherstellung streben wir einen reaktiven Betonzusatzstoff an, der Flugasche und andere Betonzusatzstoffe vollständig substituieren und ggf. übertreffen kann. Ziel ist ein k-Wert größer als 0,4. Bei Zement ist eine Hauptbestandteilreduktion des Klinkers von 35-50% Ziel des Forschungsprojektes. Hier soll ein CEM II/B und ein CEM II/C entwickelt werden.