Das Projekt "Kalt härtende Keramik durch nanotechnologische Gefügeoptimierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FEhS, Institut für Baustoff-Forschung e.V. durchgeführt. Im Verbundprojekt wurden 2 Teilprojektziele definiert. 1) Klärung des Einflusses von Hüttensand auf die Wechselwirkung mit Klinker und alkalischen Anregern bzgl. der Frühfestigkeitssteigerung sowohl neuartiger, energie- und emissionsarmer als auch konventioneller Bindemittel. 2) Gewährleistung von deren Umweltverträglichkeit. Die Inhalte der Arbeitspakete sind mit den Projektpartnern abgestimmt. Es wurden sowohl Schnittstellen (z.B. Bereitstellung konditionierter Hüttensande) als auch Meilensteine (z.B. Bereitstellung von Rezepturen) definiert. Der Nutzen liegt für das gemeinnützige Institut im Zuwachs an wissenschaftlicher Erkenntnis und Kompetenz, der auch seinen Mitgliedsunternehmen nützt. Das Verbundprojekt vergrößert diesen Zuwachs in einem Maß, das allein weder finanziell noch kapazitiv erreichbar wäre. Anschlussprojekte können formuliert werden und die Kooperation mit Unternehmen bietet eine gute Möglichkeit für weitere Zusammenarbeit bei anderen Fragestellungen. Durch die Nutzung von Patenten, die aus dem Verbundprojekt hervorgehen könnten, ist auch eine indirekte wirtschaftliche Nutzung der Forschungsergebnisse denkbar.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Faserfreie Zerstäubung von basischer Hochofenschlacke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FEhS, Institut für Baustoff-Forschung e.V. durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens beinhaltet im ersten Teilschritt die Verbesserung der Qualität des aus flüssiger Hochofenschlacke durch Wassergranulation hergestellten Hüttensandes, der als Hauptbestandteil im Zement genutzt wird. Im zweiten Teilschritt soll die Herstellung eines Feinstgranulats mit Korngrößen kleiner 100 mym realisiert werden, so dass die aufwendigen Mahl- und Trocknungsschritte bei der Zementherstellung entfallen können. Übergeordnetes Ziel ist also die Kosteneinsparung und Reduktion von Emissionen. Der Arbeitsplan umfasst 5 Teilschritte: 1. Untersuchungen zur Verbesserung der Hüttensandqualität im Labor, 2. Übertragung der Ergebnisse in die betriebliche Praxis, Bau und Inbetriebnahme einer Versuchsanlage, 3. Großtechnische Zementherstellung mit den erzeugten Produkten, 4. Zerstäubung von optimierter Hochofenschlacke zu einem Feinstgranulat und Ermittlung der Zementeigenschaften, 5. Projektbegleitung und Berichtsfassung. Die Ergebnisse aus dem ersten Teilschritt können in kurzer Zeit im Hochofenwerk umgesetzt werden. Der 2. Teilschritt ist zukunftsorientiert und wird auch nach positivem Ausgang des Vorhabens noch weitere Entwicklungen hinsichtlich der Anlagenauslegung erfordern.
Das Projekt "Teilprojekt: Baustofftechnische Zementoptimierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SCHWENK Zement KG, Werk Karlstadt durchgeführt. Im Sinne einer ressourcenschonenden CO2- und energiearmen Zementproduktion soll im Rahmen des beantragten Projektes die Frühfestigkeit von hüttensandreichen Zementen in einer Weise angehoben werden, dass der bauausführenden Firma gegenüber klinkerreichen Zementen keine Nachteile im Bauablauf bzw. in den Baukosten entstehen und somit auch im Bereich der Massenzemente hüttensandreiche Zemente einsetzbar sind. Unter der Voraussetzung einer beschleunigten Anfangserhärtung bieten diese Zemente nicht nur eine Reihe von baupraktischen Vorteilen (z. B. hoher chemischer Widerstand, geringe Hydratationswärmeentwicklung, helle Sichtbetonflächen), sondern verbessern auch die Ökoeffizienz und die Nachhaltigkeit der Betonbauweise. Daneben können natürliche Ressourcen geschont werden. Entscheidend für die Ökoeffizienz ist der Grad der Senkung des Klinkeranteils im Beton zugunsten des Hüttensandanteils, da bei der Herstellung des Klinkers im Ofenaggregat sowohl brennstoffbedingte CO2-Emissionen aus der Umsetzung von Brennstoffenergie in Prozesswärme wie auch rohstoffbedingte CO2-Emissionen aus der Kalksteinentsäuerung entstehen. Hüttensand ist ein Abfallprodukt und beeinflusst die Ökobilanz nicht.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Faserfreie Zerstäubung von basischer Hochofenschlacke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ThyssenKrupp Stahl AG, Geschäftsfeld Roheisen, Hochofenbetrieb Schwelgern durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, die flüssige Hochofenschlacke mit einem heißen Gas zu einem Feinstkorn zu zerstäuben und anschließend 'trocken' zu granulieren, sowie eine flüssige Hochofenschlacke erstmalig außerhalb des Hochofens auf eine optimale Zusammensetzung einzustellen, dabei die Parameter auf den Verwendungszweck anzugleichen und so die Qualität des erzeugten Hüttensandes zu verbessern. Thyssen Krupp Stahl wird die von den Projektpartnern als geeignet befundenen Konditionierer in mehreren Versuchskampagnen für jeden einzelnen Konditionierer in Betriebsversuchen erproben. Nach der Behandlung werden die Schlacken granuliert und separat gelagert. Von jeder Versuchskampagne werden Teilmengen für Untersuchungen im Zementlabor entnommen. Es werden die spezifischen technischen Verfahrensparameter für die großtechnische Handhabung der neuen Konditionierer erarbeitet und dokumentiert. Es werden Hinweise bezüglich Arbeitssicherheit, Zeitbedarf, Verschleiß und Wartungsbedarf erarbeitet. Bei positivem Versuchsausgang hinsichtlich Qualitätsverbesserung des Hüttensandes können die Ergebnisse direkt in die Praxis umgesetzt werden und sind auf alle deutschen Hochöfen übertragbar.
Das Projekt "Teilprojekt: Zementchemische Beschleunigerentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BASF Construction Polymers GmbH durchgeführt. Im Sinne einer ressourcenschonenden CO2- und energiearmen Zementproduktion soll im Rahmen des beantragten Projektes die Frühfestigkeit von hüttensandreichen Zementen in einer Weise angehoben werden, dass der bauausführenden Firma gegenüber klinkerreichen Zementen keine Nachteile im Bauablauf bzw. in den Baukosten entstehen und somit auch im Bereich der Massenzemente hüttensandreiche Zemente einsetzbar sind. Unter der Vorraussetzung einer beschleunigten Anfangserhärtung bieten diese Zemente nicht nur eine Reihe von baupraktischen Vorteilen (z. B. hoher chemischer Widerstand, geringe Hydratationswärmeentwicklung, helle Sichtbetonflächen), sondern verbessern auch die Ökoeffizienz und die Nachhaltigkeit der Betonbauweise. Daneben können natürliche Ressourcen geschont werden. Entscheidend für die Ökoeffizienz ist der Grad der Senkung des Klinkeranteils im Beton zugunsten des Hüttensandanteils, da bei der Herstellung des Klinkers im Ofenaggregat sowohl brennstoffbedingte CO2-Emissionen aus der Umsetzung von Brennstoffenergie in Prozesswärme wie auch rohstoffbedingte CO2-Emissionen aus der Kalksteinentsäuerung entstehen. Hüttensand ist ein Abfallprodukt und beeinflusst die Ökobilanz nicht.
Das Projekt "Verbesserung der Dauerhaftigkeit von Betonen mit hüttensandhaltigen Zementen durch Verringerung der Carbonatisierungsempfindlichkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VDZ gGmbH durchgeführt. Hüttensandhaltige Zemente werden seit Jahrzehnten in zahlreichen Bereichen der Bauindustrie erfolgreich angewendet. Ein besonderer ökologischer Vorteil besteht - wie bei allen Zementen mit mehreren Hauptbestandteilen - in dem reduzierten Anteil an Portlandzementklinker. Somit kann mit der Herstellung und Anwendung dieser Zemente ein deutlicher Beitrag zur Senkung von CO2-Emissionen geleistet werden. Allerdings weisen die mit hüttensandreichen Zementen hergestellten Betone in Laborversuchen eine höhere Carbonatisierungsempfindlichkeit auf, die sich in der Praxis unter ungünstigen Bedingungen ggf. in einem verringerten Korrosionsschutz des Bewehrungsstahls niederschlagen kann. Ursache für dieses Materialverhalten ist der chemisch/mineralogische Gefügeaufbau des Zementsteins und seine Porosität. Mit diesem Forschungsvorhaben soll untersucht werden, inwiefern es gelingt, durch den Einsatz von mehlfeinen Additiven einen hüttensandreichen Zement zu entwickeln, dessen Zementsteingefüge weniger porös, d.h. weniger durchlässig für schädigende Gase und somit unempfindlicher gegen Carbonatisierung ist. Darüber hinaus soll die Umsetzbarkeit der großtechnischen Herstellung von derart modifizierten Zementen getestet und die Lebensdauer von Betonen mit diesen Zementen berechnet werden.
Das Projekt "Futur-Zement - Nanoskalige Aktivierung von Hüttensand und Portlandzement mittels eines innovativen Mahlverfahrens zur Erzeugung von Hochleistungs- und Ultrahochleistungsbeton mit verbesserten Eigenschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dyckerhoff GmbH, Wilhelm-Dyckerhoff-Institut für Baustofftechnologie durchgeführt. Das Projekt FuturZement soll durch nanoskalige Aktivierung von Hüttensand und Portlandzementklinker mit einem neuartigen Mahlverfahren eine Erhöhung des Hüttensandanteils im Zement und damit Verringerung der CO2-Emission bei der Zementproduktion durch niedrigeren Klinkeranteil ermöglichen. Durch die mögliche Entwicklung von neuen Bindemitteln unter Einsatz von aktiviertem Hüttensand und/oder Portlandzementklinker zur Herstellung von hochfesten und ultrahochfesten Betonen mit extremen Biegezug- und Druckfestigkeiten ist eine weitere Reduktion des Zementanteils in Betonbauwerken und damit eine weitere Ressourcenschonung möglich. Das Projekt FuturZement kann in die drei Pakete, Mahltechnik, Bindemittelentwicklung und Schaffung des Demonstrators unterteilt werden. Einzelheiten können dem Einzelantrag entnommen werden. Die vorgesehene Ergebnisverwertung kann dem Einzelantrag entnommen werden.
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