ALTERNATIVE VERFAHREN ZUM BETONRECYCLING

CLEANTECH │ Arbeitskreis Kreislaufwirtschaft

Thomas Neumann, Volker Thome

Analyse und Verwertung mineralischer Wertstoffe │ Dresden │ 22.Januar 2020

BAUSTOFF(BETON)VOLUMEN UND RECYCLING IN DEUTSCHLAND

PRO JAHR

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Beton ~ 80 Mio m³ 1)

(davon ~ 53 Mio m³ TB 2))

1) vdz: Zahlen und Daten 2019 2) BTB Jahresbericht 2019 3) Monitoring Kreislaufwirtschaft-Bau 2016

78% Recyclingquote

95% Recyclingquote

86% Verwertungsquote

(überwiegend Berg- und Deponiebau)

259 Mio t Bausande und Kies

226 Mio t gebrochener Naturstein

215 Mio t mineralische Bauabfälle

72 Mio t Baustoffrecycling 3)

Forschungs- und Laborgebäude der Lebenswissen-

schaften der Humboldt-Universität

BETONRECYCLING DERZEIT

KORNFRAKTIONEN BEI DER AUFBEREITUNG

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Mettke, A: Abschlußbericht "Einsatz von RC-Beton beim Neubau eines Forschungsgebäudes der TU Berlin" BTU Cottbus

KATEGORIEN FÜR RC-MATERIAL FÜR BETON NACH DIN 1045-2

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Typ 1: Betonsplitt Typ 2: Bauwerkssplitt

ANFORDERUNGEN AN RC-GESTEINSKÖRNUNGEN UND DEREN EINSATZ IM BETON

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Mettke, A: Abschlußbericht "Einsatz von RC-Beton beim Neubau eines Forschungsgebäudes der TU Berlin" BTU Cottbus

Hoher Wasseranspruch

Hoher Fließmittelanspruch

Verkürzte Verarbeitungszeit

Verringerter E-Modul

Verringerte Festigkeit

EINFLUSS VON RC-GESTEINSKÖRNUNGEN AUF BETON

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31300

2920028200

32000

15000

20000

25000

30000

35000

E-Modul

E-M

od

ul [N

/mm

²]

100% Kies 34% RC Splitt 2/16 Typ 1

34% RC Splitt 2/16 Typ 2 8/16 100% KS Splitt, ohne RC Splitt

Rezeptur: C25/30, 300 kg/m³ Zement CEM II/A-M (V-LL) 42,5 N, 40 kg/m³ KS Mehl, w/z Wert

0,60, BASF Glenium Sky 681,

Temperatur 20°C

EINFLUSS DER AUFBEREITUNG AUF DIE FREILEGUNG DER GK IM BETON

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Gra

d d

er

Fre

ilegung

[%]

Korngröße [mm]

A. Müller (Uni Weimar): „Aufbereiten und Verwerten von Bauabfällen – Angebote aus der Forschung für die Praxis“

PRINZIP DER ELEKTRODYNAMISCHEN FRAGMENTIERUNG

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Der Widerstand eines Materials

gegenüber einer elektrischen Entladung

ist keine physikalische Konstante

Die Materialien weisen in Abhängigkeit

von der Pulsdauer des elektrischen

Impulses eine unterschiedliche

Durchschlagsfestigkeit auf

PRINZIP DER ELEKTRODYNAMISCHEN FRAGMENTIERUNG

ELEKTRISCHE ENTLADUNG ZWISCHEN ZWEI ELEKTRODEN (SCHEMATISCH)

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Schematische Darstellung einer elektrischen Entladung zwischen zwei Elektroden

Eine Impulsentladung durchläuft den Festkörper entlang von Korngrenzen

Beim Durchschlag entsteht ein Plasmakanal, welcher sich schlagartig ausdehnt

Die Druckwelle wird von der Gefäßwand reflektiert und generiert zusätzlich eine Kompressionswelle

PRINZIP DER ELEKTRODYNAMISCHEN FRAGMENTIERUNG

ELEKTRISCHE ENTLADUNG ZWISCHEN ZWEI ELEKTRODEN (SCHEMATISCH)

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H2O

H2O

Elektrischer Durchlag: Plasma & Druckwelle schwächen und schliessen Material auf

Elektrostriktion beschreibt die Deformation eines dielektrischen Mediums in Abhängigkeit eines angelegten elektrischen

Feldes

H2O

H2O

LABORANALAGE ZUR ELEKTRODYNAMISCHEN FRAGMENTIERUNG

FA. SELFRAG (CH)

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Prozessbehälter: 5 Liter

Spannung: 90 - 200 kV

Frequenz: 1 - 5 Hz

Entladungsenergie: 10 - 100 J/cm

Pulsdauer: 150 nsec

Elektrodenabstand: 20 - 40 mm

Energiebedarf: 2-3 kWh/t

KONVENTIONELLE VS. ELEKTRODYNAMISCHE AUFBEREITUNG

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KONVENTIONELLE VS. ELEKTRODYNAMISCHE AUFBEREITUNG

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Nach Fragmentierung nur Anhaftungen von

Ca(OH)2 auf den Oberflächen der

Gesteinskörnung

Nach dem Brechen Anhaftungen von

Zementstein auf den Oberflächen der

Gesteinskörnung

WIEDERVERWERTUNG DES FEINMATERIAL ALS ZEMENTROHSTOFF

EIN QUASI CO2-FREIER ROHSTOFF

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Studie „Klimaneutrale Industrie“, AGORA, 2019

LOESCHE-VERFAHREN ZUM BETONRECYCLING

LOESCHE-Verfahren

Konventionelle Aufbereitung

ZKG 12/2014