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Neues, rein mechanisches Verfahren recycelt nicht sortenreinen Leichtbeton bis zu 95%

(22.1.2013; BAU 2013-Bericht) Das Recycling von nichtsortenreinem Leichtbeton hat­te in der Vergangenheit relativ hohe Verluste des Rohmaterials zur Folge. Daher hat der Bundesverband Leichtbeton (Neuwied) bei renommierten Instituten Studien in Auf­rag gegeben, um eine einfache und praxisnahe Lösung zur Trennung von Leichtbeton und Gipsputz zu ermöglichen. Als Ergebnis dieser Studien konnte nun ein rein mecha­nisches Verfahren entwickelt werden, mit dem eine 90- bis 95-prozentige Rückgewin­nung des Leichtbetons für die Herstellung neuer Leichtbeton-Produkte erzielt werden kann. Die verbleibenden Partikel fließen zusammen mit den Gipsanteilen in andere Pro­duktionszyklen.

Zerkleinerungsmaschine
Zerkleinerungsmaschine: Beim konventionellen Abbruch von Leichtbeton-Wänden findet keine Trennung der unterschiedlichen Baustoffe statt.

Energiepreise steigen stetig, gesetzliche Rahmenbedingungen für den Neubau werden verschärft und das ökologische Bewusstsein ist in der Gesellschaft fest verankert: Diese Faktoren tragen dazu bei, dass nicht mehr allein die technische Leistungsfähig­keit und der Preis für die Wahl eines Baustoffes entscheidend sind. Vielmehr fließt eine ökologische Beurteilung der zu verwendenden Baustoffe zunehmend mit in die Aus­wahlkriterien ein. Bauherren und -träger legen dabei ebenfalls immer häufiger Wert auf einen Rückbauplan. Vor diesem Hintergrund wird der gesamte Lebenszyklus und dabei insbesondere die Recyclingfähigkeit der Baustoffe relevant. Architekten und Fachpla­ner sind zunehmend angehalten, auch über derartige Eigenschaften der verwendeten Baustoffe Auskunft zu erteilen. Die relevanten Lebenszyklusdaten sind in unabhängig geprüften Umwelt-Produktdeklarationen (EPD) festgehalten. Kern einer jeden EPD ist eine Ökobilanz des Produktes nach ISO 14040/44. Diese bilanziert die Umweltwirkun­gen während des festgeschriebenen Zeitraumes.

  • Die so genannte „Cradle-to-Gate“-Analyse berücksichtigt dabei alle Wirkungen bei der Herstellung des Produktes (bis zum Werkstor des Herstellers).
  • Ihr gegenüber steht die vollständige „Cradle-to-Grave“-Betrachtung, die den gesamten Lebenszyklus von der Produktion über die Nutzungsphase bis hin zur Entsorgung des Produktes beinhaltet.

Der Bundesverband Leichtbeton verfügt bereits seit Jahren über derartige Deklaratio­nen für seine Produkte. Diese decken den „Cradle-to-Gate“-Lebenszyklus ab.

Herstellung: Die Lufttrocknung macht den Unterschied

Leichtbeton wird ausschließlich aus mineralischen Bestandteilen hergestellt. Als Binde­mittel greift die Industrie unter anderem auf Zement mit reduzierten Klinkergehalten zurück - etwa auf Puzzolanzement (Trass-Zement). Die Verwendung dieser natürli­chen Bestandteile ermöglicht es, dass Leichtbeton-Baustoffe nur noch getrocknet werden müssen. So kann auf ein energieintensives Brennen oder Härten des Endpro­duktes im Ofen vollständig verzichtet werden. Diese Herstellungsweise reduziert nicht nur den Primärenergieverbrauch erheblich, sondern hat zusätzlich zur Folge, dass das Rezyklat später bei der Produktion neuer Steine hinzu gemischt werden kann.

Auch bei der Herstellung von Leichtbeton-Mauersteinen und -Elementen ist ein effek­tiver Einsatz von Ressourcen gegeben. Im Falle von Ausschusschargen oder einer mechanischen Beschädigung im Rahmen des Herstellungsprozesses wird der Baustoff der Produktion in vollem Umfang wieder zugeführt. Dazu verfügen die produzierenden Werke der Leichtbetonindustrie über entsprechende Zerkleinerungsmaschinen. Hier werden die unbrauchbaren Baustoffe auf eine Korngröße von etwa 16 Millimeter zer­kleinert und dann dem Produktionsprozess beigemischt. „Da Leichtbeton bei der Her­stellung nicht gebrannt werden muss, hat die Wiederverwendung des Rohmaterials auch keinerlei negativen Einfluss auf die bauphysikalischen Eigenschaften der fertigen Baustoffe“, erklärt Dipl. - Ing. Dieter Heller, Geschäftsführer des Bundesverbandes Leichtbeton.

Recycling von nicht sortenreinem Baustoff

In der Praxis besteht eine Außenwand nicht nur aus dem verwendeten Mauerwerk, sondern meist auch noch aus einem zusätzlichen Putzsystem. Bei Mauerwerk aus Leichtbeton finden unter anderem Gips-Innenputzsysteme Anwendung. Als rein mine­ralische Wandkonstruktion bietet diese Bauweise zwar einen wichtigen ökologischen Vorteil gegenüber Verbundkonstruktionen - eine Trennung der unterschiedlichen Bau­stoffe in der Abbruchmasse ist jedoch auch hier für das Recycling erforderlich. Dieser Umstand kommt insbesondere deshalb zum Tragen, da das Rezyklat wieder in die Pro­duktion neuer Baustoffe einfließen soll. Das zusätzliche Putzsystem kann hier - anders als Kalk-Zement-Außenputze - nicht einfach untergemischt werden. „Die Gipsanteile im Gipsputz würden die Bindeeigenschaften des Baustoffes beeinträchtigen“ erklärt Dieter Heller. Daher sind nachhaltige Lösungen gefragt, um den Wandbaustoff vom Putz zu trennen.

Beim konventionellen Abbruch findet keine Trennung der unterschiedlichen Baustoffe statt, so dass der verwendete Gipsputz den Leichtbeton-Mauersteinen und -Elemen­ten auch nach dem Abriss anhaftet. Da dieses Gemisch nicht einfach in den Produk­tionskreislauf zurückgeführt werden kann, hat der Bundesverband Leichtbeton 2010 eine Studie in Auftrag gegeben, die eine mögliche Trennung von Wandbaustoff und Gipsputz untersuchen sollte.

Innovative Lösung gefunden


   Attritionstrommel
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Attritionsergebnisse
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In einer breit angelegten Versuchsreihe entwickelten die Ex­perten des Instituts für Angewandte Bauforschung (IAB) und der Bauhaus-Universität Weimar ein Verfahren, das eine ein­fache Trennung von Leichtbeton und Gipsputz ermöglicht. Da­bei wird das verputzte Mauerwerk erst mit einer handelsübli­chen Zerkleinerungsmaschine zerkleinert und danach in einer so genannten Attritionstrommel nachbehandelt. Diese wälzt das Material bei geringer Geschwindigkeit um, wobei die Ober­fläche der Partikel einer Reibungsbeanspruchung ausgesetzt wird. Durch diese Reibung können Partikel oder Anhaftungen mit einem geringeren Zerkleinerungswiderstand selektiv zerklei­nert werden. Dieses System arbeitet ähnlich dem Prinzip einer Waschmaschine: Verbundpartikel werden in die Trommel ge­füllt, die sich dann langsam und stetig dreht. Dabei reiben die Partikel sowohl aneinander als auch an der Innenwand der Trommel. Durch die unterschiedlichen Zerkleinerungswiderstän­de der Baustoffe Gipsputz und Leichtbeton erhöht sich der Aufschlussgrad gegenüber der einfachen Zerkleinerung im Bre­cher noch einmal signifikant. Etwa 90 bis 95 Prozent des Ur­sprungsmaterials sollen auf diese Weise wieder zu Mauerwerks­steinen weiterverarbeitet werden können. Dennoch entsteht bei diesem Verfahren nicht nur feiner Gipsstaub und grobkörni­ge Leichtbeton-Partikel: Da Leichtbeton ein relativ „weicher“ Baustoff ist, werden neben Gipspartikeln auch Anteile des Leichtbetons abgetragen. Selbst diese Anteile sind nicht ver­loren, auch wenn die Mischung nicht für die Herstellung von Mauerwerkssteinen geeignet ist. Sie finden Anwendung in an­deren Produktionszyklen.

Praktische Anwendung in greifbarer Nähe

Hauptaugenmerk bei der Entwicklung des Rückgewinnungsverfahrens war seine All­tagstauglichkeit. Um diese zu gewährleisten, legten die Entwickler Wert darauf, bei der ersten Zerkleinerung nur konventionelle, mechanische Zerkleinerungsverfahren anzuwenden, wie sie bei jeder Abbruch- und Recyclingfirma Anwendung finden. Auch die Attritionstrommel stellt ein rein mechanisches Verfahren mit geringer technischer Komplexität dar. Gemeinsam mit der Uni Weimar und den Abbruch- und Recyclingfir­men werden zurzeit praxistaugliche Anwendungslösungen entwickelt.

Weitere Informationen zu Thema „Recycling von Leichtbeton“ können per E-Mail an Bundesverband Leichtbeton angefordert werden.

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