Das Projekt "Eignung von Siemens-Martin-, Elektroofen- und Haldenschlacken als Mineralstoffe im Erd-, Strassen- und Wasserbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsgemeinschaft Eisenhüttenschlacken e.V. durchgeführt. 1) In den neuen Bundeslaendern wurden die SM- und Elektroofenschlacken der 70er Jahre auf Halden gekippt. Anfang der 80er Jahre wurde begonnen, diese Materialien fuer den Erd-, Strassen- und Wasserbau zu nutzen. Hierzu fehlt allgemein der notwendige Eignungsnachweis. Vor allem der Raumbestaendigkeit in der Umweltvertraeglichkeit der Materialien wurde wenig Beachtung geschenkt. 2) Ziel des Vorhabens war es, die Eignung der in den neuen Bundeslaendern erzeugten und abgelagerten Stahlwerksschlacken fuer den Erd-, Strassen- und Wasserbau unter besonderer Beruecksichtigung von Raumbestaendigkeit und Umweltvertraeglichkeit nachzuweisen. 3) Es wurden frisch erzeugte Stahlwerksschlacken sowie Haldenschlacken von zwei Stahlstandorten in den neuen Bundeslaendern untersucht. Dabei zeigte sich, dass die frisch erzeugten SM- und EO-Schlacken homogene Mineralstoffe fuer den Erd,- Strassen- und Wasserbau geeignet sind. Die an den Haldenschlacken durchgefuehrten Untersuchungen zeigten, dass diese teilweise mit Fremdmaterialien vermischt sind und daher deren technologischen Eigenschaften und Auslaugbarkeitsschwankungen unterworfen sind. Bei einer intensiven Qualitaetsueberwachung koennen Haldenschlacken zum Erd-, Strassen- und Wegebau eingesetzt werden. Ein Einsatz im Wasserbau sollte nicht angestrebt werden. 4) Die Verwertung sowohl frisch erzeugter Schlacken als auch der Haldenschlacken ist von grosser wirtschaftlicher Bedeutung fuer die neuen Bundeslaender. Der Einsatz dieser Schlacken als Mineralstoffgemisch im Strassenbau schont die natuerliche Vorkommen und traegt zur Verbesserung der Umwelt durch Abbau der Haldenbestaende bei. Aufgrund staendiger Qualitaetsueberwachung der technologischen Eigenschaften und der Umweltvertraeglichkeit wird nachhaltig der Bau von Strassen mit solchen Materialien gefoerdert. Den mit der Aufbereitung der Schlacken, insbesondere auch der Haldenschlacken, befassten KMUs wird somit eine sichere wirtschaftliche Basis gegeben, auch in Zukunft diese Materialien im Strassenbau verwerten zu koennen.
Das Projekt "Modifizierung und Vergleich von Pruefverfahren zur Bewertung der Raumbestaendigkeit von Stahlwerksschlacken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsgemeinschaft Eisenhüttenschlacken e.V. durchgeführt. 1. Die Raumbestaendigkeit von Stahlwerksschlacken (SWS), die als Mineralstoff im Strassenbau Anwendung finden, kann durch die mit der Hydratation von freiem CaO oder MgO verbundene Volumenzunahme DV gefaehrdet werden. Um dieses Gefaehrdungspotential abschaetzen zu koennen, sind von der FEhS praxisnahe Pruefverfahren fuer LD-Schlacken (LDS) entwickelt und in das nationale Regelwerk uebernommen worden: Der Dampfversuch (DV) fuer die Anwendung der SWS in Tragschichten ohne Bindemittel und der Pruefzellenversuch (PZV) fuer die Anwendung im bitumengebundenen Strassenbau. 2. Unter Verwendung unterschiedlicher Schlackentypen sollte die Untersuchung verschiedener Versuchsparameter mit dem Ziel durchgefuehrt werden, die Testverfahren zu optimieren, Zusammenhaenge zwischen ihnen aufzuzeigen und sie anzupassen an den Einsatz bei weiteren Schlackentypen wie den Siemens-Martin- (SMS) oder Elektroofenschlacken (EOS), bei denen die langsamere Hydratation des freien MgO massgeblich ist. 3. 5 verschiedene LDS, SMS und EOS aus der laufenden Produktion wurden chemisch, mineralogisch und physikalisch charakterisiert. In zahlreichen DV und PZV wurde der Einfluss des Schlackentyps, der Verdichtung (Ruetteltisch oder Proctorgeraet). der Pruefdauer (max. 17 d), bestimmter Fraktionen (Einsatz von raumbestaendigen oder besonders reaktivem Material), des Bindemittelgehalts (3,5-5.5 Gew.-Prozent) und der Abdichtung der Versuchskoerper (Verhaeltnis Vaseline/Paraffin) auf die Volumenzunahmen der SWS untersucht. Nach einer Verdichtung mit dem Proctorgeraet (bis 88 Schlaege) ergaben sich deutlich hoehere Hohlraumgehalte und niedrigere Volumenzunahmen im DV als bei der Verdichtung auf dem Ruetteltisch. Der Vergleich der Hydratationsgeschwindigkeiten zeigte, dass fuer EOS und SMS eine Verlaengerung der Pruefzeitraeume auf 7 Tage (DV) bzw. 56 Tage (PZV) ausreicht. um die Raumbestaendigkeit dieser SWS zu kennzeichnen. Besonderen Einfluss im DV haben sowohl sehr grobe (11/16) als auch sehr feine Fraktionen (0/5). Geringere Bindemittelgehalte erhoehen die Volumenzunahmen im PZV deutlich, hoehere mindern sie. Fuer die Beziehung beider Verfahren kann keine mathematisch signifikante Korrelation ermittelt werden. Jedoch ist in fast allen Faellen die Erfuellung der Anforderungen im DV mit der entsprechenden Anforderung im PZV verknuepft. Extrem hohe DV im DV zeigten auch extreme DV im PZV. Daher kann nach Durchfuehrung weiterer Vergleichsversuche zur statistischen Absicherung des halbquantitativen Zusammenhangs und bei entsprechender Wahl der Grenzwerte eine Beurteilung nach dem aufwendigeren und messtechnisch ungenaueren PZV durch eine Beurteilung nach dem DV ersetzt werden. 4. Die gewonnenen Erfahrungen konnten bereits in die Ueberarbeitung des nunmehr bundesweit gueltigen Regelwerks eingebracht werden, schaffen die Voraussetzung fuer die Uebernahme in europaeische Normen und sichern somit laengerfristig den qualifizierten Einsatz von SWS im Strassenbau.
Das Projekt "Teilvorhaben: Erprobung von Wirbelschichtaschen und Ermittlung ihrer Einsatzgrenzen in Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln anhand von Versuchsstrecken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Beratungsgesellschaft für Straßenbau- und Umwelttechnik durchgeführt. Bei der Verbrennung von Steinkohle in Wirbelschichtfeuerungen zur Energieerzeugung fallen grosse Mengen an Wirbelschichtaschen (WSA) an, deren weitergehende Verwertung anzustreben ist, um eine Belastung des ohnehin immer knapper werdenden Deponieraums zu vermeiden. Z.Zt. wird ein Teil der anfallenden WSA u.a. als Versatz im untertaegigen Bergbau sowie als Komponente im Bergbaumoertel verwendet. Um aber den derzeitig zu deponierenden Anteil zu verwerten, wird angestrebt, die WSA u.a. als Mineralstoff in Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln im Strassenbau einzusetzen. Aufgrund verschiedener Verfahrenstechniken weist der WSA - wie in Laboruntersuchungen bereits nachgewiesen - recht unterschiedliche Eigenschaften auf, die Einfluss auf den Einsatz im Strassenbau nehmen kann. Die wichtigsten Eigenschaften sind die Raumbestaendigkeit/Frostempfindlichkeit, die anhand einer Versuchsstrecke mit drei Versuchsfeldern mit WSA und einem Referenzfeld mit Steinkohlenflugasche ueberprueft werden sollen.
Das Projekt "Untersuchungen zur Erzeugung raumbestaendiger Mineralstoffe aus Stahlwerksschlacken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsgemeinschaft Eisenhüttenschlacken e.V. durchgeführt. Eine ausreichende Raumbestaendigkeit ist eines der wichtigsten Kriterien fuer den Einsatz von Stahlwerksschlacken im Verkehrswegebau. Bestimmend fuer die Raumbestaendigkeit der Stahlwerksschlacken ist der Gehalt an freiem Kalk. Daneben kann bei der Abkuehlung der heissen, aber bereits festen Stahlwerksschlacken ein feinschuppiger bis broeckeliger Zerfall auftreten. In Laboruntersuchungen wurden die Ursachen des bei der Abkuehlung der Schlacken beobachteten Zerfalls ermittelt und Massnahmen zur Vermeidung dieses Zerfalls entwickelt. Als wesentliche Ursache wurde eine Oxidation der festen Schlacke waehrend der Abkuehlphase ermittelt. Es wurden verschiedene Behandlungsmethoden zur Beeinflussung der Schlackenzusammensetzung im festen und fluessigen Zustand durchgefuehrt, wobei die Oxidation der fluessigen Schlacken zur Ausbildung einer dichten, raumbestaendigen Schlacke fuehrt. In Betriebsversuchen wurden die Ergebnisse der Laborversuche genutzt, um einerseits die Oxidation der Stahlwerksschlacke in die schmelzfluessige Phase vorzuverlegen und durch die gleichzeitige Zugabe von Sand den freien Kalk chemisch abzubinden und die Basizitaet abzusenken. Bei der Aufbereitung der behandelten Schlacken als Mineralstoff fuer den Verkehrswegebau wird im Vergleich zu unbehandelten Stahlwerksschlacken mehr Grobkorn produziert. Die technischen Eigenschaften dieses Mineralstoffs entsprechen erhoehten Anforderungen im Verkehrswegebau. Die positiven Ergebnisse haben zum Bau einer stationaeren Behandlungsanlage gefuehrt. Weitere Anlagen sind geplant.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Erprobung der Materialien in Betriebsversuchen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ThyssenKrupp Stahl, Geschäftsfeld Stahl, Stahlwerk II Beeckerwerth durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Verbesserung der Raumstabilitaet von Stahlwerksschlacken mittels eines Verfahrens, das auf der Nachbehandlung fluessiger Stahlwerksschlacken mit Sauerstoff und 'jungfraeulichem' Quarzsand als SiO2-Traeger basiert. Im Rahmen des Vorhabens sollen weitere SiO2-Traeger, welche als Reststoffe verfuegbar sind, zur Konditionierung verwendet werden. In mehreren Arbeitsschritten sollen SiO2-haltige Reststoffe auf ihre Eignung fuer das Verfahren geprueft werden. Ausgangspunkt ist die Verwertung von Kraftfahrzeugverbundglas, welches in der bestehenden Einrichtung der Thyssen Krupp Stahl in Beeckerwerth eingesetzt werden soll. In weiteren Arbeitschritten ist eine Labor- und praktikumstechnische Untersuchung der Stoffe bei FEhS vorgesehen. Angestrebt wird aus den hier erzielten Ergebnissen weitere zwei oder drei Stoffe in Grossversuchen bei TKS auf ihre Eignung zu untersuchen. Die erzeugten Schlacken werden durch den Schlackenaufbereiter Firma DSU aufbereitet und hinsichtlich ihrer Eignung untersucht. Die Ergebnisse der Versuche werden bei der Auswahl kuenftig verwendeter SiO2-Traeger Beruecksichtigung finden und so einen Beitrag zur stofflichen Verwertung bilden.
Das Projekt "Untersuchung ueber den Zusammenhang zwischen im Laboratorium ermittelten Versuchsergebnissen zur Raumbestaendigkeit und dem Praxisverhalten von LD-Schlacken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsgemeinschaft Eisenhüttenschlacken e.V. durchgeführt. Ziel: Vergleichende Bewertung der Raumbestaendigkeit von Stahlwerksschlacken nach Pruefung im Labor und nach dem Einbau in einer Strasse. Ermittlung von maximal zulaessigen Volumenzunahmen im Labor, die zu keiner Beeintraechtigung des Gebrauchsverhaltens einer Strasse fuehren.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Auswahl geeigneter Substitute durch Laborversuche" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FEhS, Institut für Baustoff-Forschung e.V. durchgeführt. 1.) Zur Verbesserung der Qualitaet von Stahlwerksschlacke, die als Mineralstoff im Verkehrsbau eingesetzt wird, steht ein bekanntes Verfahren zur Verfuegung, das aber mit einem kostenintensiven Konditionierer arbeitet. Eine Optimierung des Verfahrens soll durch den Ersatz konstenguenstigerer Reststoffe als Konditionierer erzielt werden. Mittelfristig koennen dadurch die bisherige hohe Nutzungsrate des Mineralstoffs Stahlwerksschlacke gehalten und natuerliche Mineralstoffquellen entlastet werden. 2.) Im Labormassstab werden die grundsaetzliche Eignung und die Einsatzbedingungen fuer die potentiellen Konditionierer erprobt. Geeignete Materialien werden in ausreichenden Mengen in betrieblichen Grossversuchen erprobt und zu Mineralstoffen fuer den Verkehrsbau aufbereitet. Diese werden entsprechend dem technischen Regelwerk geprueft. Ergebnisse und Loesungswege werden dokumentiert. 3.) Mittelfristig wird der qualitativ verbesserte Mineralstoff Stahlwerksschlacke eine breite Akzeptanz finden. Positive Ergebnisse koennen von den beteiligten Partnern unmittelbar umgesetzt werden, da sie ueber geeignete Einrichtungen und bereits erschlossene Absatzstrukturen fuer Schlackenprodukte verfuegen.
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