Einstufung von Recycling- Beton im Vergleich zu Beton aus natürlichen Zuschlägen nach DIN 4226 im Hinblick auf seine mechanischen Eigenschaften. Untersuchung des Tragverhaltens von Bauteilen aus Recycling- Betonen an verschiedenen Querschnitten und Systemen. Überprüfung der Anwendbarkeit der Bemessungs- und Konstruktionsvorschriften gemäß EC2 / DIN 1045 auf Recycling-Betone nach sicherheitstheoretischen Gesichtspunkten.
Die Schneider & Sohn GmbH & Co. KG wurde 1929 in Blaufelden-Gammesfeld als Steinbruch-Unternehmen gegründet und betätigt sich heute als ein familiengeführtes mittelständisches Unternehmen in den Bereichen Tiefbau, Abbruch, Baustoffhandel, Entsorgung und Transport. Seit mehr als 30 Jahren ist das Unternehmen im Baustoff-Recycling tätig. Trotz rechtlicher Verpflichtung zum selektiven Rückbau von Gebäuden und Infrastrukturen und der damit verbundenen Getrennthaltungspflicht für Rückbaumaterialien fallen in der Praxis stets größere Mengen an gemischten Baurestmassen an, bestehend aus Betonbruch, Ziegelbruch, Leichtbetonbruch, Sand, Mörtel etc. Diese Baurestmassen werden in der Regel aus Kostengründen entweder auf Deponien abgelagert oder nach einer rudimentären Aufbereitung für minderwertige Verwertungsmaßnahmen wie Verfüllungen genutzt. Für eine Aufbereitung z.B. für den Einsatz im Straßenbau war bis vor einigen Jahren die Trockenaufbereitung Stand der Technik, für den hochwertigen Einsatz in hochqualitativem Recyclingbeton ist es heute die noch wenig verbreitete Nassklassierungsaufbereitung von bereits selektiv rückgebautem und aufbereitetem Bauschuttmaterial. Jedoch sind derzeit gemischt anfallende Baurestmassen mit einer Vielzahl unterschiedlicher Einzelfraktionen kaum hochwertig zu recyceln. Das Projekt geht darüber hinaus mit dem Ziel, sortenreine und hochwertige Korngrößen für den weiteren Einsatz in Recyclingverfahren bereitzustellen. Dafür verbindet das Unternehmen in der neuen Anlage in Rot am See eine hochwertige Nassklassierung mittels Schwertwäsche etc. mit einer innovativen Farb- und Nahinfrarotsortierung. Diese ist mittels einer automatisierten vertikalen Sortierung der aufbereiteten Gesteinskörnungen nicht nur in der Lage, nach Korngrößen-Bandbreiten zu sortieren, sondern auch nach materialspezifischen Einzelfraktionen aufgrund ihrer Farbe und ihrer Beschaffenheit zu trennen (Beton, Ziegel etc.). So ist ein hochwertiges Recycling selbst schwieriger, gemischter Baurestmassen durch die Gewinnung gütegesicherter Gesteinskörnung z.B. für den Einsatz in RC-Beton möglich. Die Umweltentlastungen aus diesem Projekt bestehen aus Primärrohstoffeinsparungen durch die Gewinnung hochwertiger Recycling-Gesteinskörnungen Schonung der Abbaustätten für Kies, Sand, Splitt etc. Schonung von Deponievolumen Bei einem gesamthaften Einsatz von 100.000 Tonnen pro Jahr an mineralischen Reststoffen können bis zu 96.400 Tonnen pro Jahr als Sekundärrohstoffe zurückgewonnen und in diesem Umfang Primärrohstoffe eingespart werden. Zumindest für den Bauschuttbereich ist diese Rückgewinnungsrate sehr anspruchsvoll (ca. 30 bis 40 Prozent höher als bei einer konventionellen Trockenaufbereitungsanlage). Zudem werden sowohl Rohstoffabbauflächen als auch in ähnlicher Größenordnung Deponievolumina für diese Materialmengen eingespart. Insgesamt ergibt die Berechnung eine Flächenersparnis von rund 1.900 Quadratmeter pro Jahr. Da die Anlage in einem geschlossenen Wasserkreislauf geführt wird, fällt künftig auch kein Abwasser mehr an. Bei einem angenommenen CO 2 -Vorteil des R-Betons von 4,00 Kilogramm pro Tonne gegenüber dem Normalbeton (Quelle: www.beton-rc.ch ) könnten durch die Rückgewinnung von jährlich 90.000 Tonnen an RC-Gesteinskörnung rund 360 Tonnen an CO 2 eingespart werden. Das Projekt besitzt großen Modellcharakter, da es auf alle gängigen Bauschuttaufbereitungsanlagen, die derzeit noch nach dem alleinigen Prinzip der Trocken- oder konventionellen Nassaufbereitung arbeiten, übertragbar ist. Für diese Erweiterung kommen derzeit in Deutschland rund 2.640 Anlagen mit einer Gesamtkapazität von 75,2 Mio. Tonnen Bauschutt in Frage.
Branche: Baugewerbe/Bau
Umweltbereich: Ressourcen
Fördernehmer: Schneider & Sohn GmbH & Co. KG
Bundesland: Baden-Württemberg
Laufzeit: seit 2024
Status: Laufend
Die OTTO DÖRNER Kies und Deponien GmbH & Co. KG betreibt an ihrem Standort Hittfeld ein Kieswerk sowie eine Deponie der Klasse I. Der Standort verfügt aktuell bereits über einen Recyclingplatz mit einer jährlichen Produktionsmenge von ca. 90.000 Tonnen Recyclingmaterial aus Bauschutt, Beton und Asphalt. Aktuell findet bei der Verwertung von mineralischen Bauabfällen fast ausschließlich ein Downcycling statt, da die Recyclingprodukte aus Beton und Bauschutt ihren Einsatz meist im Straßenbau finden. Obwohl die wesentlichen Abfallströme aus dem Rückbau von Gebäuden (Hochbau) stammen, gelangen lediglich 1 bis 2 Prozent der zurückgewonnenen Gesteinskörnungen wieder im Hochbau in Form von Recyclingbeton. Um die Quote von Recyclingprodukten insbesondere im Hochbau/Betonbau zu erhöhen, bedarf es zuverlässiger, technischer Lösungen zur Herstellung homogener und hochwertiger Rezyklate. Die wenigen bisher existierenden Anlagen, die die für Beton notwendigen Qualitäten erreichen, bestehen im Wesentlichen lediglich aus Brecher, Magnetabscheider, Wäscher und Klassierer. Sie sind im Aufgabematerial limitiert und verfügen über keine eigentliche Aufbereitung für Sand bzw. die Feinfraktion. Material, das vor diesem Hintergrund nicht aufbereitet werden kann, findet derzeit oft den Weg in Downcycling, Verfüllung und im schlimmsten Fall Deponierung. Die OTTO DÖRNER Kies und Deponien GmbH & Co. KG beabsichtigt die Errichtung einer neuartigen Bauschuttwaschanlage zur Rückgewinnung von Gesteinskörnungen für eine hochwertige Wiederverwendung zum Beispiel in der Betonproduktion. Dazu soll ein bundesweit noch nicht praktiziertes Konzept aus verschiedenen Sortier- und Waschschritten Anwendung finden. Als Besonderheit zielt die Anlage neben der Rückgewinnung des Grobkorns auch auf die Rückgewinnung der Sandbestandteile ab, die ca. 40 bis 50 Prozent der Massenanteile ausmachen. Die vorgeschlagene Anlagenkonfiguration soll also alle Abfallfraktionen von 0 bis 32 Millimeter so aufbereiten, dass der Abfallkreislauf geschlossen werden und die einzelnen Produkte in hoher Qualität in den Hochbau, vorzugsweise in die Betonindustrie, zurückfließen können. Außerdem besonders ist die tiefe Wasseraufbereitung mit chemisch- physikalischer Stufe für eine vollständige Prozesswasserregeneration. Nach einer Vorbehandlung aus Sieb und Brecher wird das gesamte Material unter Zugabe von Wasser und Energie (Wäscher, Attritionszellen) aufgeschlossen. Sand und andere Stoffe werden vom Grobkorn gelöst und getrennt. Das Grobkorn wird in mehreren Stufen nach Dichte und optischen Eigenschaften sortiert und anschließend klassiert und so über den Stand der Technik hinaus aufbereitet. Die Weiterbehandlung der Sandbestandteile geschieht mittels eines Attritionsverfahrens. In den Attritionszellen werden durch Rotationswerkzeuge starke Spannungen an den Materialoberflächen erzeugt, die eine Ablösung von Anhaftungen bewirkt. Im Anschluss durchläuft der nun mittels Wasser geführte Massenstrom mehrere Separationsstufen, in denen der Sand nach Dichte und Korngröße getrennt und anschließend entwässert wird. Für diese Aufgaben kommen Zyklone, ein Aufstromsortierer und Siebe zum Einsatz. Der gewaschene RC-Sand wird anschließend mit einem Freifallklassierer auf das richtige Kornband eingestellt. Das anfallende Prozesswasser wird einer Wasser-/Schlammbehandlung zugeführt und im Anschluss durch eine chemisch-physikalische Aufbereitung mit mehreren Stufen geführt und als Waschwasser wiedereingesetzt. Diese Prozesswasserregeneration erlaubt weitgehend eine Schadstoffausschleusung und damit die Schließung des Wasserkreislaufs. Bei einer Aufgabenleistung von 150.000 Tonnen Bauschutt jährlich werden ca. 120.000 Tonnen Gesteinskörnung in hoher Qualität zurückgewonnen, davon rund 60.000 Tonnen an Sand, die nicht in Tagebauen als Primärrohstoff abgebaut werden müssen. Dies vermeidet jährlich 1 bis 2 ha Flächenverbrauch. Dabei kann auf Ausgangsmaterial zurückgegriffen werden, das unter anderen Umständen auf Deponien abgelagert werden muss. Diese Menge an mineralischen Abfällen muss somit nicht deponiert werden. Diese Anlagenerweiterung von üblichen Bauschuttaufbereitungsanlagen nach Stand der Technik um eine Sandaufbereitung und ggf. Abwasserreinigung ist auf alle Bauschuttaufbereitungsanlagen in Deutschland übertragbar.
Branche: Bergbau und Gewinnung von Steinen und Erden
Umweltbereich: Ressourcen
Fördernehmer: Otto Dörner Kies- und Deponien GmbH & Co. KG
Bundesland: Niedersachsen
Laufzeit: 2023 - 2025
Status: Abgeschlossen
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.
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.