Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Steigerung des Frischbetonrecyclings in der Transportbetonindustrie – Beitrag zur Ressourcenschonung und Abfallvermeidung bei Steigerung der Wirtschaftlichkeit

Bei Betonherstellern fallen ständig Frischbeton-Restmengen an. Zur Abfallvermeidung werden diese in vielen Werken aufbereitet. Gängige Praxis ist das Entleeren in eine Frischbeton-Recyclinganlage, mit der eine Separation in Restwasser und Gesteinskörnung erfolgt. Alternative Verfahren beinhalten die Entleerung, Erhärtung und Aufbereitung. Die Gesteinskörnung, die aus Restbeton des Herstellers stammt, darf derzeit bis zu einem Anteil von 5 M.-% der Gesamt-Gesteinskörnung wiederverwendet werden. Der Einsatz höherer Anteile im Beton ist nur möglich, wenn eine Siebung des Materials erfolgt und zusätzlich alle Anforderungen der entsprechenden DAfStb-Richtlinie „Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung“ erfüllt werden. Bislang fehlen grundlegende wissenschaftliche Untersuchungen zur Verwendung höherer Anteile an Restbetongesteinskörnung im Beton. Da das Material aber gegenüber aufbereiteten mineralischen Bauabfällen zahlreiche Vorteile besitzt, wird erwartet, dass eine Verwendung von 10 bis 20 M.-% ohne Einschränkungen und zusätzlichen Aufbereitungsaufwand möglich ist.

Das Projekt soll zu einer Erhöhung des 5 M.-%-Anteils an rezyklierter Gesteinskörnung aus Restbeton führen, um eine vollständige Abfallvermeidung, bei gleichzeitiger Steigerung der Wirtschaftlichkeit zu erreichen. Die Anlagen für deren Gewinnung stehen in den Werken bereits vielfach zur Verfügung. Die Mengen an wiedergewonnener Gesteinskörnung übersteigen dabei den derzeit verwendbaren Anteil deutlich. Es soll eine Bestandsaufnahme in der Praxis durchgeführt und die Charakteristik des Materials repräsentativ erfasst werden. Aufbauend auf dieser Datenbasis wird theoretisch wie praktisch ermittelt welcher Anteil des Materials, ohne Veränderung der Eigenschaften des damit hergestellten Betons, möglich sind. Diese Ergebnisse werden in praktischen Versuchen validiert und in die Praxis sowie die Regelwerke überführt.

Ergebniszusammenfassung:

Im Rahmen des Forschungsprojekts sollte geklärt werden, ob eine Steigerung des Einsatzes wiedergewonnener Gesteinskörnung aus dem werkseigenen Prozess von Transportbeton- und Fertigteilwerken möglich ist. Im Rahmen einer Umfrage hat sich gezeigt, dass diesbezüglich ein deutlicher Bedarf besteht, da in den Werken durchaus größere Mengen an Restbeton und damit Gesteinskörnung anfallen, die aktuell nicht komplett in den Prozess zurückgeführt werden können, obwohl die Bereitschaft, das Material bei entsprechenden Regelungen im Beton wiederzuverwenden, vorhanden ist. Bisher sprechen dem jedoch vor allem die aktuellen normativen Regelungen entgegen. Im weiteren Verlauf haben die Untersuchungen gezeigt, dass die wiedergewonnene Gesteinskörnung der natürlichen Gesteinskörnung in ihren Eigenschaften im Wesentlichen gleichzusetzen ist und sich daher für den Wiedereinsatz in der Betonherstellung anbietet. Um die maximale Austauschrate für den Einsatz wiedergewonnener Gesteinskörnung bestimmen zu können, wurden zunächst einige theoretische Betrachtungen durchgeführt. Es hat sich gezeigt, dass die möglichen Austauschraten von verschiedenen Faktoren abhängen, ein Austausch von 10 % sollte auf Basis der theoretischen Berechnungen jedoch in jedem Fall möglich sein. Bei den anschließend im Labor und verschiedenen Transportbetonwerken durchgeführten Betonagen stellten sich Austauschquoten von bis zu 25 % auch unter ungünstigen Bedingungen als unproblematisch dar, wobei sich die Zugabe der wiedergewonnenen Gesteinskörnung als eigene Fraktion als die robustere Variante dargestellt und höhere Austauschquoten ermöglicht hat. Auf Grundlage der erhaltenen Daten ist eine Steigerung der Verwendung von wiedergewonnener Gesteinskörnung im Beton ohne besondere Anforderungen an die Aufbereitung als positiv zu bewerten und ein entsprechender Vorschlag zur Überarbeitung der geltenden Regelwerke wurde bei den zuständigen Gremien eingereicht.