KreislaufwirtschaftsRessourcenOptimierung von Beton – Aufbereitung von Recyclingmaterial als Gesteinskörnung und Zementersatz

Durch die derzeit vorherrschende Betonbauweise werden große Mengen an Zement und Gesteinskörnung benötigt. Die Zementproduktion ist bei einem CO2-Äquivalent von ca. 600 kg CO2 pro Tonne Zement (Werte für Deutschland), jedoch für 17 % der deutschlandweiten CO2-Emissionen im Industriesektor verantwortlich. Für die Gewinnung von Gesteinskörnung für Beton werden vor allem in Deutschland wertvolle Ressourcen an Gestein abgebaut und hinterlassen Spuren in der Umwelt. Nicht nur die Auswirkungen am Abbauort sind erheblich, sondern auch der Transport zum Einsatz- und Aufbereitungsort.

Aber auch in diesem Bereich kann auf Recyclingmaterialien zurückgegriffen werden: Durch den Abbruch bestehender Betonbauwerke fallen große Mengen Betonabbruch an, die zum jetzigen Zeitpunkt oft lediglich als Hinterfüll-Material, vor allem im Straßen- und Kanalbau, genutzt werden. Daher ist von einem Downcyling zu sprechen.

Die Verwendung von Recyclingbeton ist ein vielversprechender Ansatz, um die Nachhaltigkeit der Bauindustrie zu verbessern. Basierend auf Erkenntnissen umfangreicher Forschungsprojekte wurden Normen und Richtlinien entwickelt, wonach ein Teil der eingesetzten Gesteinskörnungen aus abgebrochenem und aufbereitetem Beton bestehen darf. Auch die feinen Fraktionen des Abbruchs dürfen seit der neuesten normativen Entwicklung (DIN EN 197-6) als Füller in Zement eingesetzt werden. Dabei wird von keiner nennenswerten Reaktivität des Recycling-Materials ausgegangen, es gibt jedoch erfolgsversprechende Ansätze, die Feinfraktion mit CO2 zu beaufschlagen und sie dadurch zum einen qualitativ aufzuwerten, aber auch als dauerhafte CO2-Speicherung zu verwenden.

Bei der Carbonatisierung des Betonmehls bildet sich CaCO3, aber daneben kann auch amorphes Silikagel gebildet werden, welches puzzolanische Reaktivität aufweist.

Zusammen mit den Kooperationspartnern WENOWA und Marpe Bau soll das Potential geprüft werden, Recyclingmaterial aus der Region aufzubereiten, mit CO2 zu beaufschlagen und dadurch zum einen RC-Gesteinskörnung, aber auch Zementersatzstoffe herzustellen. Die neu hergestellten Produkte sollen direkt in der Region verwendet werden; dadurch werden Transportkosten eingespart. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll außerdem die Herstellung von Betonprodukten mit alternativen Bindemitteln untersucht werden. Hierbei wird gänzlich auf Zement verzichtet und der Feststoff reagiert mit einem alkalischen Anreger zu Produkten, die hohe Festigkeiten und ähnliche Eigenschaften wie Betone aufweisen können. Der Beitrag des carbonatisierten Betonmehls steht hierbei insbesondere im Fokus der Untersuchungen.


Bearbeiter*in

Janna Link (M.Sc.) (Wissenschaftl. Mitarbeiterin)

Standort
Mönchebergstraße 7
34125 Kassel
Raum
Ingenieurwissenschaften III, 1312