Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Eignung von Sägeschlämmen aus der Fertigung von Kalksandstein-Planelement-Bausätzen als Optimierungszusatz für die KS-Produktion

Kalksandsteine werden aus den natürlichen Rohstoffen Kalk, Sand und Wasser hergestellt, mechanisch verdichtet und hydrothermal gehärtet. Fast 98 % der Gesamtproduktionsmenge (rd. 8 Mio. t in 2018) bestehen aus Blocksteinen (h = 248 mm) und KS-XL-Formaten (h ≥ 498 mm). Rund 20 % der KS-XL-Produkte werden zur Erzeugung von vorkonfektionierten KS-Bausätzen mit Verlegeplänen geschnitten, wobei pro Jahr bundesweit in den rd. 80 Kalksandsteinwerken insgesamt ca. 30.000 t Sägeschlämme anfallen, für die es derzeit keine Verwendung gibt.

Bei den anfallenden Sägeschlämmen handelt es sich jedoch um ein hochwertiges (bereits gehärtetes) und unterschätztes KS-Material, welches als Optimierungszusatz eingesetzt werden soll. Da die Wirkung der Sägeschlämme auf den Produktionsvorgang und die Steineigenschaften nicht bekannt sind, soll deren Einsatz im Labor/Technikum erprobt und anschließend in der betrieblichen Produktionspraxis evaluiert werden.

Für die Verwendung von Sägeschlämmen im KS-Produktionsprozess sind keine hohen Investitionskosten erforderlich, da lediglich eine Zwischenlagerung in den ohnehin vorhandenen Absetzbecken erforderlich ist. Der innerbetriebliche Transport kann durch eine Transportleitung mit kurzen Wegen realisiert werden. Die Zudosierung kann über die Einspeiseleitungen des Mischers mit Einbindung der Zugabe in die Prozesssteuerung erfolgen. Es werden Kosteneinsparungen sowie eine Reduzierung des Energieverbrauchs und der damit einher gehenden klimarelevanten Emissionen erwartet.

Für die KMU der Kalksandsteinindustrie wird praxisnahes Wissen erarbeitet, welches direkt in die betriebliche Produktion umgesetzt werden kann.

Im Rahmen des Transfers erfolgen neben verschiedenen Fachberichten, wissenschaftlichen Publikationen, Beratungen und Vorlesungen insbesondere auch gezielte Mitarbeiterschulungen.

Ergebniszusammenfassung:

Kalksandsteine werden aus den natürlichen Rohstoffen Kalk, Sand und Wasser hergestellt, mechanisch verdichtet und hydrothermal gehärtet. Fast 98 % der Gesamtproduktionsmenge bestehen aus Plan- und Blocksteinen (h = 248 mm) sowie KS-XL-Formaten (h ≥ 498 mm und l = 998 mm).

Rund 20 % der KS-XL-Produkte werden zur Erzeugung von vorkonfektionierten KS-Bausätzen mit Verlegeplänen geschnitten, wobei pro Jahr bundesweit in den betreffenden Kalksandsteinwerken insgesamt ca. 30.000 t Sägeschlämme anfallen, die derzeit keiner gezielten Verwendung zugeführt werden. Bei den anfallenden Sägeschlämmen handelt es sich jedoch um ein hochwertiges und bereits unter Einsatz von CO2-intensivem Branntkalk gehärtetes KS-Material, welches als Optimierungszusatz eingesetzt werden kann.

Da die Wirkung von Sägeschlämmen auf den Produktionsvorgang und die Steineigenschaften nicht bekannt waren, wurde deren Einsatz mit diesem Forschungsvorhaben im Labor erprobt und anschließend in der betrieblichen Produktionspraxis evaluiert.

Als wesentliches Ergebnis kann festgehalten werden, dass die Eigenschaften der Kalksandsteine durch die Zugabe der Sägeschlämme von 1 bis 2 M.-% nicht negativ beeinflusst werden. Tatsächlich kann bei einer geringen Zugabe von beispielsweise 1,5 M.-% an Sägeschlamm bei Austausch von Branntkalk die Steindruckfestigkeit gegenüber den Referenzserien ohne Sägeschlämme leicht erhöht oder gleich gehalten werden.

Die Untersuchungsergebnisse zeigen grundsätzlich, dass es möglich ist, Branntkalke teilweise durch natürliche mineralische Füller zu ersetzen. Dabei können sowohl die Produktionskosten, der Energieverbrauch als auch die Menge an emittiertem CO2 abgesenkt werden. Die Werksversuche bestätigen die Labor- und Technikumsergebnisse. Die vorliegenden Untersuchungsergebnisse weisen ein umsetzbares Energie- und CO2-Einsparpotenzial aus.

Das Forschungsziel wurde erreicht.