BauCycle - ein neuer Lösungsansatz fürs Baustoffrecycling

  

(26.9.2016) Rund fünf Millionen Tonnen feinkörnigen Bau­schutts sollen jährlich in Deutschland anfallen. Bisher wird die­se Feinfraktion auf Deponien entsorgt oder im Bereich Straßen- und Deponiebau als Untergrund verwendet. Um nun die im Be­ton verwendeten Rohstoffe wie Sand oder Kies zurückzugewin­nen und sie dem Produktionskreislauf zuführen zu können, wol­len vier Fraunhofer-Institute eine neuartige Verwertung für feinkörnigen Bauabbruch entwickeln. Dazu wurde das Projekt „BauCycle“ ins Leben gerufen. Die Forscher befassen sich im Rahmen dieses Projektes mit der gesamten Wertschöpfungskette ...

• von neuartigen optischen Sortierverfahren
• über logistische Netzwerke
• bis hin zur Entwicklung hochwertiger Baustoffe.

Diese stoffliche Wiederverwendung von Bauabbruch soll Primärrohstoffe nachhaltig schonen und einer Verknappung von Deponieraum entgegenwirken.

BauCycle-Prozess im Überblick

Die Baubranche gehört zu den ressourcenintensivsten Wirtschaftssektoren. Jährlich setzt sie in Deutschland rund 600 Mio. t an mineralischen Baurohstoffen ein. Der bun­desweite Gesamtbestand an Bauwerken gilt mit rund 100 Mrd. Tonnen inzwischen ein bedeutendes Rohstofflager, dessen Bestandteile nach Nutzungsende über ein geziel­tes Recycling wieder dem Stoffkreislauf zugeführt werden könnten.

In dem Forschungsprojekt „BauCycle“ hat man sich das Ziel gesetzt, für die heute noch nicht wieder nutzbaren Feinfraktionen (kleiner 2 mm) mineralischer Bauabfälle wirtschaftlich attraktive Verwertungsoptionen zu entwickeln. Wie es heißt, seien auf­grund der stofflichen Heterogenität sowie technischer und sicherheitsseitiger Heraus­forderungen dieses Stoffstroms Aufbereitungstechniken, Logistikkonzepte und Produk­tinnovationen erforderlich, die deutlich über den heutigen Stand hinausgehen würden.

BauCycle unterstützt die Fraunhofer-Strategien „Produzieren in Kreisläufen“ und „Energie- und Ressourceneffizienz“ mit dem Ziel, aus einer heutigen „Problemfraktion“ in Zukunft einen echten Wertstoff zu generieren. An Aktualität gewinnt das Projekt zudem durch die geplante neue Mantelverordnung des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB), die den Einsatz von mineralischen Ersatzbaustoffen in technischen Bauwerken regeln soll. Danach dürfen die bisher im Straßen- und Deponiebau verwendeten Materialien nicht mehr genutzt werden, wo­durch der Bedarf an neuen Verwertungswegen steigt.

Vier Fraunhofer-Institute für einen umfassenden Lösungsansatz

Die Fraunhofer-Institute für Bauphysik (IBP), für Materialfluss und Logistik (IML), für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) und für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT) haben ihre Kompetenzen gebündelt, um eine ganzheit­liche technologische wie auch logistische Lösung für die Kreislaufwirtschaft im Bauwe­sen zu entwickeln.

Sortierung auch nach chemischen Unterschieden

Ein hochqualifiziertes Forscherteam arbeitet an einem neuartigen opto-pneumatischen Sortierverfahren für Feinfraktionen, welches neben Farb- und Helligkeitserkennung auch chemische Unterschiede in den Partikeln detektieren kann. Somit können auch bauschuttrelevante Attribute wie „sulfatisch“ oder „silikatisch“ erfasst werden, denn ein optimales Sortierergebnis resultiert u.a. in der selektiven Abtrennung von Gipspar­tikeln aus dem Bauschutt. Für die Wiederverwertbarkeit der Betonfraktion stellt der Gipsgehalt ein entscheidendes Kriterium dar.

Neue Rezepturen

Für die nach der Sortierung vorliegenden Fraktionen werden verschiedene Ansätze zur Herstellung von Bauteilen erarbeitet, um die möglichen Recyclingwege und Verwer­tungspotenziale darzustellen und die Realisierbarkeit nachzuweisen. Neben der Nut­zung als Zementrohstoff sollen auch Granulate für den Einsatz in akustisch aktiven Bauteilen hergestellt werden. Dies sind Bauteile, die aufgrund ihrer Mikro- und Makro­struktur in der Lage sind, Schall zu absorbieren und somit im Bereich Lärmschutz ein­gesetzt werden.

Der zukünftige Markt für Recyclingmaterialien und Bauteile gilt als groß: Beispielsweise sind poröse mineralische Platten prädestiniert für Schallabsorber in Lärmschutzwänden und -bauteilen. 2013 wurden 117.000 m² Lärmschutzwände an Straßen und rund 62 Kilometer an Schienen errichtet. Des Weiteren arbeiten die Wissenschaftler an der Entwicklung zementfreier Bindemittel als Alternative zu den herkömmlich verwendeten Materialien. 

Foto © Fraunhofer UMSICHT

Rohstoffbörse für Recyclingmaterial

Da sich die aus den BauCycle-Prozessen entstehenden Produktwertschöpfungsketten von den bisher im Bausektor vorhandenen Modellen unterscheiden, wird ferner eine Marktplattform entwickelt. Im Sinne einer Rohstoffbörse, die das Angebot von Recyc­lingfirmen und den Bedarf von Recyclingmaterial verarbeitenden Unternehmen erfasst, soll sie die Markteinführung der Produkte unterstützen.

Jenseits von Baustoffen

Sobald die Lösung für feinkörniges Material aus dem Baubereich gefunden ist, sollte diese im Anschluss auf ähnliche Fraktionen aus anderen Branchen übertragen werden können. In nahezu allen mechanischen Aufbereitungsanlagen fallen nämlich Feinfrak­tionen an, zum Beispiel im Glasrecycling, der Bergbauindustrie, als Rückstände aus thermischen Prozessen der Eisenverhüttung oder als Gießereirückstände. Die Aufbe­reitung, Sortierung und Anwendung von feinen Materialien bietet also ein bislang nicht erschlossenes Potenzial für die drei identifizierten Geschäftsfelder.