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Modul D Definitionen und Begriffe
Aufgabe 1 Erlutern Sie folgende Abkrzungen bzw. nennen Sie die
Bedeutung der genannten Zahlen bzw. Konstanten LAGA, FGSV, RRSB,
DIN,...... 22,4 l/mol; 9,81 m/s; 3,14; 2,718 . LAGA:
Lnderarbeitsgemeinschaft Abfall FGSV: Forschungsgesellschaft fr
Straen und Verkehrswesen RRSB: Rosin Rammler Sperling und Bennett
(Verteilung) DIN: Deutsches Institut fr Normung Aufgabe 2 In der
DIN EN 206-1 ist eine Grengleichung zur Berechnung der Masse einer
Sammelprobe (in kg) einer Gesteinskrnung in Abhngigkeit von der
maximalen Korngre D (in mm) und der Schttdichte angegeben:
Danach ergibt sich fr ein 8 mm Grtkorn eine Masse von 24 kg. Wie
hoch ist die dieser Berechnung zugrunde liegende Schttdichte, in
welcher Maeinheit ist sie in die Gleichung einzusetzen? Aufgabe 3
In der Abbildung sind mgliche Mechanismen des Schadstoffaustrags
aus RC-Baustoffen dargestellt. Erlutern Sie diese. Auf welchen
Schadstoffanteil beziehen sich die in der LAGA-Richtlinie
angegebe-nen Zuordnungswerte? Es sind 4 Zustandsformen von
Schadstoffen im Feststoff dargestellt. Mit dem Wasser ausgetragen
werden knnen die gelsten Schadstoffe, die in den Poren enthaltenen
Schadstoffe und die adsorbierten Schadstoffe. Auf diese
mobilisierbaren Schadstoff-anteile beziehen sich die
LAGA-Zuordnungswerte.
Schadstoff-austrag
Wasser
Schadstoff-austrag
Wasser
In das Kristall- gitter eingebauter Schadstoff
Schadstoffe in Poren
GelsteSchadstoffe
Gesamtgehalt der Komponente A
Zeit
Frei-set-zung
Adsorbierte Schadstoffe
Mobilisierbarer Anteil= f ( Stoffart, Korngre,Temperatur, pH-
Wert...)
Nicht mobilisierbarer Anteil
bD6M =
3D t/minMaeinheit
41,186
24
=
=D
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Recyclingmaterialien im Vergleich Aufgabe 4 Nennen Sie die
Einsatzgebiete fr Recyclingbaustoffe aus Asphaltaufbruch,
Beton-bruch, Mauerwerkabbruch. Im Tragschichtmaterial aus
Betonbruch nach TL Min 2000-StB ist der Gehalt an As-phaltgranulat
auf 30 Masse-%, der Gehalt an Kalksandstein, weichgebrannten
Zie-geln, Putz auf 5 Masse-% beschrnkt. Nennen Sie die Grnde.
Asphaltaufbruch: Straen- und Wegebau Betonbruch: Trag- und
Frostschutzschichten in Straen- und Verkehrsflchen Mauerwerkbruch:
Erd- und Landschaftsbau Begrenzung des Asphaltgehaltes, um
ausreichende Verdichtbarkeit zu gewhrleis-ten. Begrenzung des
Gehaltes an Kalksandstein, weichgebrannten Ziegeln, Putz um
Frostwiderstand zu gewhrleisten. Aufgabe 5 Auf nachfolgendem
Diagramm sind die gegenwrtig genutzten Verwertungswege fr Bauabflle
dargestellt. In welchen Sektoren kann ausschlielich aufbereiteter
Beton-bruch eingesetzt werden? In welchen Segmenten knnen
Betonbruch und/oder Mauerwerkabbruch Anwendung finden? Betonbruch
fr alle Segmente, bevorzugt aber fr hydraulisch gebundene
Trag-schicht, Frostschutzschicht, Schottertragschicht.
Mauerwerkabbruch fr Landschaftsbau, Deponiebau bis
Bodenverbesserung. Aufgabe 6 Die Einsatzgebiete fr
Recycling-Baustoffe werden von der stofflichen Zusammen-setzung und
der Korngre des Materials bestimmt. Tragen Sie in die
Verwertungs-matrix jeweils das Einsatzgebiet mit den hchsten
bautechnischen Anforderungen ein. Sand Splitt reines
Betonrezyklat
4% 1% 4%15%
4%7%
1%15%17%
24%
8%
Landschaftsbau, Deponiebau, Rekultivierung
Lrmschutzwlle
Unterbau, Dammbau
Verfllmaterial
Bodenverbesserung
Ungebundene Verkehrflchen, Wegebau
hyd. gebundene Tragschicht
Frostschutzschicht
Schottertragschicht
Sonstiges
Zwischenlager
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reines Ziegelrezyklat Mischrezyklat Sand Splitt reines
Betonrezyklat Verfllungen von Lei-
tungsgrben Rezyklierter Zuschlag
reines Ziegelrezyklat Sportplatzbau Substrat fr die
Dachbe-grnung
Mischrezyklat Landschaftsbau, Deponiebau bis Bodenverbesserung
Aufgabe 7 Gegeben sind die Rohdichten von Abbruchmaterialien: 2,4
t/m; 0,5 t/m; 0,5 t/m; 1,8 t/m; 6,9 t/m; 0,95 t/m. Ordnen Sie diese
Rohdichten den Abbruchmaterialien in der Tabelle zu!
Abbruchmaterial Rohdichte [t/m]Eisentrger Deckenbalken (Holz)
Mauerwerkbruch Porenbetonbruch Gipskartonplattenbruch
Betonstraenaufbruch Abbruchmaterial Rohdichte [t/m]Eisentrger 6,9
Deckenbalken (Holz) 0,5 Mauerwerkbruch 1,8 Porenbetonbruch 0,5
Gipskartonplattenbruch 0,95 Betonstraenaufbruch 2,4 Aufgabe 8
Kennzeichnen Sie den Unterschied zwischen der Wiederverwendung und
der Wie-derverwertung von Abbruchmaterial! Geben Sie fr die Stoffe
Porphyr-Straenpflaster und Bauholz je eine Wieder-verwendungs- und
eine Wiederverwertungsmglichkeit an! In welchem Teilbereich des
Bauwesens hat die Wiederverwendung groe Be-deutung? Geben Sie
hierfr drei Beispiele an!
Porphyr-Straenpflaster Wiederverwendung als Straenpflaster
Wiederverwertung als Betonzuschlag nach Aufbereitung Bauholz
Wiederverwendung als Balken Wiederverwertung in Holzwerkstoffen
Die Wiederverwendung spielt besonders in der Denkmalpflege und
Sanierung eine Rolle. Beispiele sind die Wiederverwendung von
Dachziegeln, Balken, Dielen, Par-kett.
-
Aufgabe 9 Nennen Sie die Einsatzgebiete fr Recyclingbaustoffe
aus Asphaltaufbruch, Beton-bruch, Mauerwerkabbruch. Geben Sie fr
jede Materialart mindestens ein Regelwerk an! Recyclingbaustoffe
aus Asphaltaufbruch: Straen- und Wegebau: Merkblatt fr die
Verwertung von Asphaltgranulat (M VAG), Ausgabe 2000
Recyclingbaustoffe aus Betonbruch: DAfStb-Richtlinie Beton nach DIN
EN 206-1 und DIN 1045-2 mit rezyklierten Gesteinskrnungen nach DIN
4226-100, Ausgabe Mrz 2003 Recyclingbaustoffe aus Mauerwerkabbruch:
DIN 4226-100, Gesteinskrnungen von Beton und Mrtel, Teil 100:
Rezyklierte Gesteinskrnungen, DIN-Deutsches Institut fr Normung e.
V., Beuth-Verlag, Berlin 2002
Aufgabe 10 Eines der Ziele des Zerkleinerns ist das Aufschlieen
von Verbundwerkstoffen. Was wird unter dem Begriff Aufschlieen
verstanden? Welche Arten des Materialverbunds treten bei Baustoffen
auf? Nennen Sie min-
destens zwei typische Verbundarten. Was ist der Unterschied
zwischen selektivem und summativem Zerkleinern? Erlutern Sie, wie
die Trennung des aufgeschlossenen Gemischs technisch erfolgen
kann!
16
Technische Vorschriften fr aus Bauabfllen hergestellte Produkte
finden zunehmend Eingang in technischen Regelwerke.
Richtlinien fr die Gteberwachung von Mineralstoffen im Straenbau
(RG Min-StB 93); Ausgabe 1993/1996
Merkblatt zur Wiederverwendung von Beton aus
Fahrbahndecken;Ausgabe 1998
Technische Prfvorschriften fr Mineralstoffe im Straenbau (TP
Min-StB) 1999; Ausgabe 1999
Technische Lieferbedingungen fr Mineralstoffe im Straenbau (TL
Min StB 2000); Ausgabe 2000
Richtlinien fr die umweltvertrgliche Anwendung von industriellen
Nebenprodukten und Recycling-Baustoffen im Straenbau (RuA-StB 01);
Ausgabe 2001
Stra
en
bau
Vorlesung D: Recycling von Baustoffen Kap. 1AAv o n
u n dWW
BBAA v o nu n d
WWBB
17
Merkblatt ber die Wiederverwertung von mineralischen Baustoffen
als Recycling-Baustoffe im Straenbau (M RC); Ausgabe 2002
Merkblatt fr die Wiederverwendung pechhaltiger Ausbaustoffe im
Straenbau unter Verwendung von Bitumenemulsionen; Ausgabe 1993
Merkblatt fr die Verwertung von Asphaltgranulat (M VAG); Ausgabe
2000
Richtlinien fr die umweltvertrgliche Verwertung von
Ausbaustoffen mit teer-/pechtypischen Bestandteilen sowie fr die
Verwertung von Ausbauasphalt im Straenbau (RuVA-StB 01); Ausgabe
2001
Merkblatt fr die Verwendung von Ausbauasphalt und pechhaltigem
Straenaufbruch in Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln;
Ausgabe 2002
Stra
en
bau
Quelle: http:/ /www.fgsv-verlag.de
Vorlesung D: Recycling von Baustoffen Kap. 1AAv o n
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BBAA v o nu n d
WWBB
18
DAfStb-Baustoffkreislauf-Richtlinie, Teil 1 und 2, Deutscher
Ausschuss fr Stahlbeton, Berlin 1998
DIN 4226-100, Gesteinskrnungen von Beton und Mrtel, Teil 100:
Rezyklierte Gesteinskrnungen, DIN-Deutsches Institut fr Normung e.
V., Beuth-Verlag, Berlin 2002
Hoc
hbau
Vorlesung D: Recycling von Baustoffen Kap. 1AAv o n
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BBAA v o nu n d
WWBB
21
Die Zuordnungswerte werden von Behrden herangezogen, um die
Zulssigkeit des Einbaus von RC-Baustoffen unter bestimmten
Einbaubedingungen zu beurteilen.
Quelle: laga_tr_min_abfall.pdf
Vorlesung D: Recycling von Baustoffen Kap. 1AAv o n
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BBAA v o nu n d
WWBB
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Aufschlieen: Zerlegung eines Verbundwerkstoffes in seine
Komponenten, z. B. durch Zerkleinerung. Beton kann nherungsweise
als Verbundwerkstoff mit isotropem Gefge, Mauerwerk als
Schichtverbundwerkstoff betrachtet werden. Gipskartonplatten knnen
als Bei-spiel fr eine Oberflchenbeschichtung dienen. Selektives
Zerkleinern bedeutet, dass eine Komponente des Verbundes leichter
zerkleinerbar ist und sich deshalb in der feinen Fraktion
anreichert. Beim summativen Zerkleinern bestehen keine Unterschiede
in der Zerkleinerbarkeit, es treten keine gravierenden Unterschiede
in den Korngrenverteilungen beider Komponenten auf. Das
aufgeschlossene Gemisch kann bei selektiver Zerkleinerung durch
Siebung ge-trennt werden. Bei summativer Zerkleinerung muss die
Trennung anhand anderer Merkmale beispielsweise Dichte oder Farbe
erfolgen. Wiederverwertung von Ausbauasphalt Aufgabe 11 Welches
sind die beiden Hauptbestandteile von Bitumen? Woraus setzen sie
sich zusammen? Disperse Phase: Hochmolekulare Verbindungen zu
Asphalten-Micellen mit Moleku-larmassen von bis zu 100.000
agglomeriert Dispersionsmittel: intercellare Maltenphase,
Molekularmasse 500-1000 Aufgabe 12 Skizzieren Sie die Abhngigkeit
Verformung = f (Temperatur) von Bitumen. Geben Sie die Lage des
Brechpunktes und des Erweichungspunktes Ring und Kugel an! Welches
Werkstoffverhalten wird durch diese Punkte beschrieben?
9
Aggregatzustand:fest bis flssigin Abhngigkeit
vonZusammensetzungund Temperatur
Rohdichte:1,01 bis 1,07 kg/dm3
Thermoplast
Elastischer Anteil
Temperatur
Verfo
rmun
g
Gesamt-verformung
ViskoserAnteil
Plastizittsspanne
Wer
ksto
ff-ei
gens
chaf
ten
Spr
der
Zust
and
Ela
stis
cher
Zust
and
Visk
oela
-st
isch
erZu
stan
d
Pla
stis
cher
Zust
and
Fls
sigk
eit
Temperatur
Brechpunkt
ErweichungspunktRing und Kugel
AA v o nu n d
WWBB Vorlesung D: Recycling von Baustoffen Kap. 2
Brechpunkt: bergang sprde elastisch Erweichungspunktes Ring und
Kugel: bergang visko-elastisch plastisch
-
Aufgabe 13 Was ist das charakteristische Merkmal von
Thermoplasten? Thermoplasten sind Kunststoffe, die bei Wrme weich
und verformbar werden und bei Gebrauchstemperaturen formstabil.
Aufgabe 14 Durch welche Effekte wird die mgliche Anzahl von
Recyclingzyklen von Asphalten begrenzt? Die Anzahl der Zyklen wird
durch Alterungsvorgnge begrenzt. Unterschieden wird zwischen
physikalischer Alterung durch Verdunstung der leichtflchtigen
lanteile chemischer Alterung durch Oxidation Strukturalterung durch
Vergrerung der Asphaltene
Aufgabe 15 Asphaltstraen knnen Bitumen oder Pech als Bindemittel
enthalten. Welche Unter-schiede bestehen zwischen diesen
Bindemitteln? Beschreiben Sie die Herstellung und die
Hauptbestandteile beider Materialien. In welchem anderen
Baumaterial kann ebenfalls Pech (Teer) enthalten sein? Bitumen wird
durch Destillation aus Erdl hergestellt. Es enthlt keine
umweltschdi-gen Bestandteile. Der Gehalt an Benzo(a)pyren als
Leitverbindung fr PAK betrgt 1 bis 5 ppm. Pech wird aus
Steinkohlenrohteer, welches durch Verkokung von Steinkohle
gewon-nen wird, durch fraktionierte Destillation hergestellt. Von
Pech knnen Gesundheits- und Umweltgefhrdungen ausgehen. Der Gehalt
an Benzo(a)pyren betrgt 5000 bis 10000 ppm. Pech kann ebenfalls in
Dachbahnen und in Parkettklebern vorhanden sein. Aufgabe 16 Warum
ist der Erweichungspunkt RuK beim Wiedereinsatz von Ausbauasphalt
ein wichtiges Qualittskriterium? Welche Grenze muss eingehalten
werden? Der Erweichungspunkt RuK beschreibt den bergang vom
visko-elastisch zum plas-tischen Zustand. Er ist ein fr die
Verarbeitbarkeit und die Wirksamkeit des Bindemit-tels wichtiges
Kriterium. Mit ansteigendem Erweichungspunkt wird das Bindemittel
hrter. Dadurch wird das Mischgut schlechter verarbeitbar und das
Bindemittel we-niger fr die Verbindung der Mineralstoffe wirksam.
Der Erweichungspunkt RuK sollte nicht ber 70 C liegen. Aufgabe 17
Nennen Sie zwei In-Place-Recyclingverfahren! Welche Schritte werden
dabei durch-laufen? In-Place-Verfahren: Ausbauasphalt wird ohne
oder mit zustzlichem Mischgut vor Ort verarbeitet. Mgliche
Qualittsverbesserung ist begrenzt. Drei Verfahren sind mg-lich:
Reshape: Rckformen der Oberflche ohne Zugabe von zustzlichem
Material.
-
Repave: Rckformen der Oberflche, zustzliches Material wird hei
in hei eingebaut.
Remix: Rckformen mit Zugabe von zustzlichem Mischgut, das mit
dem ausge-bauten Granulat vermischt wird, danach erfolgt der Einbau
des Gemisches.
Aufgabe 18 Nennen Sie zwei In-Plant-Recyclingverfahren! Bei
welchen Verfahren kann der Anteil an zugegebenen Ausbauasphalt am
hchsten sein? Variante 1: Chargenmischanlage mit chargenweiser
Zugabe von kaltem Asphaltgra-nulat, Erwrmung des Asphaltgranulats
durch die heien Mineralstoffe. Zugabemen-gen ca. 30 %. Variante 2:
Chargenmischanlage mit kontinuierlicher Zugabe von in einer
Parallel-trommel aufgeheiztem Asphaltgranulat. Erwrmung des
Asphaltgranulats in geson-derter Vorrichtung unabhngig vom
Primrmaterial. Zugabemengen bei Asphalttrag-schichten bis zu 80 %.
Aufgabe 19 Die mgliche Zugabemenge Zmg an Ausbauasphalt kann durch
folgende Beziehung berechnet werden: Was bedeuten in dieser
Gleichung Tzul und amax? Durch den Faktor const wird bercksichtigt,
in welcher Schicht das Material einge-baut wird. Vergleichen Sie
den fr Trag-, Tragdeck- und Fundationsschichten glti-gen Faktor mit
dem Wert, der fr Deck- und Binderschichten gilt. Tzul: zulssige
Gesamttoleranz des jeweiligen Merkmals entsprechend ZTV amax:
Spannweite des jeweiligen Merkmals (RuK, Bindmittelgehalt,
Kornanteile < 0,09 mm; 0,09 - 2 mm, > 2 mm) const = 0,5 fr
Trag-, Tragdeck- und Fundationsschichten const = 0,33 fr Deck- und
Binderschichten Die Zugabemenge in Trag-, Tragdeck- und
Fundationsschichten kann hher sein als die in Deck- und
Binderschichten. Aufgabe 20 Asphaltgranulat soll zur Herstellung
von Asphalttragschichtmischgut verwendet wer-den. Die mgliche
Zugabemenge Zmg an Ausbauasphalt kann durch folgende Be-ziehung
berechnet werden: Tzul folgt aus der entsprechenden ZTV, die
Spannweiten der Eigenschaften folgen aus Eignungsprfungen (siehe
Tabelle).
100a
TconstZmax
zulmg
=
100a
TconstZmax
zulmg
=
-
Merkmal RuK Bindemittelgehalt Fllergehalt< 0,09 mm
Kornanteil 0,09-2
mm
Kornanteil < 2 mm
[C] [M.-%] [M.-%] [M.-%] [M.-%]
TZul 8,0 1,2 10 - 18
Spannweite 6,0 1,2 6,3 7,8 9,4
Berechnen Sie die Zugabemenge an Ausbauasphalt nach der
gegebenen Bezie-hung. RuK Zmg = 66,7 % BM Zmg = 50 % Fller Zmg = 64
% < 2 mm Zmg = 95,7 % Die tatschlich zugesetzte Menge richtet
sich nach dem geringsten fr Zmgl errech-neten Wert, also 50 %.
Aufgabe 21 Straenpech darf ab 1987 nicht mehr fr die Herstellung
von Bitumen eingesetzt werden. Warum? Wie ist vorzugehen, wenn
pechhaltiges Material bei der Erneue-rung einer Strae vorgefunden
wird? Straenpech enthlt PAK`s, die krebserzeugend und
erbgutverndern sind. Stra-enpechhaltiger Ausbauasphalt darf nur im
Kaltverfahren verarbeitet und nicht in Trinkwasserschutzgebieten
eingesetzt werden. Er kann entweder ungebunden oder gebunden mit
Bitumenemulsionen, hydraulischen Bindemitteln oder Kombinationen
unter dichten Deckschichten eingebaut werden. Aufgabe 22 Warum darf
pechhaltiger Asphalt nicht im Warmverfahren verarbeitet werden?
Wa-rum ist der Einsatz in Trinkwasserschutzgebieten untersagt? Die
Verarbeitung im Warmverfahren scheidet aus, weil
Gesundheitsbeeintrchtigun-gen des Anlagenpersonals durch
entstehende Benzoldmpfe auftreten knnen. Der Einsatz in
Trinkwasserschutzgebieten ist wegen der krebserzeugenden und
erbgut-verndernden Wirkung der PAK`s untersagt. Wiederverwertung
von Kunststoff Aufgabe 23 Nennen Sie je zwei
Zerkleinerungsaggregate fr die Grob- und Feinzerkleinerung von
Plaste. Wie unterscheiden sich die Zerkleinerungsaggregate fr
Altholz oder Plaste von de-nen fr mineralischen Bauschutt?
-
27
Beanspruchung durchSchnitt und Scherung
Beanspruchung durchSchnitt, Schlag,Prall
Grobzer-kleinerung
Mittelzer-kleinerung
Grob- undMittelzer-
kleinerung
Feinzer-kleinerung
Guilloti-neschere
Schneid-walze
Schneid-mhle
Hammer-mhle
Pralltel-lermhle
berblick zu Zerkleinerungsverfahren fr Kunststoffe
Vorlesung D: Recycling von Baustoffen Kap. 3AAv o n
u n dWW
BBAA v o nu n d
WWBB
Kunststoffe zeigen visko-elastisches Verformungsverhalten. Ihr
Zerkleinerungswider-stand hngt folglich von der Temperatur und der
Beanspruchungsgeschwindigkeit ab. Deshalb mssen bei der
Kunststoffzerkleinerung andere oder modifizierte
Bean-spruchungsarten im Vergleich zu mineralischen Stoffen zur
Anwendung kommen. Bei der Grob- und Mittelzerkleinerung sind das
Schnitt und Scherung, bei der Feinzer-kleinerung zustzlich Prall
und Schlag. Aufgabe 24 Nennen Sie die drei vom DSD definierten
Verwertungsvarianten von Altkunststoffen. Charakterisieren Sie
diese Varianten im Hinblick auf die strukturbildenden Makro-molekle
der Kunststoffe.
4
Verwertungsvarianten von Altkunststoffen in Anlehnung an das
DSD
Werkstoffliche Verwertung
Rohstoffliche Verwertung
Energetische Verwertung
Agglomerat/Mischkunst-
stoffe
Regra-nulat
Mono-mere Wachse
le, Gase
Energie Dampf Strom
Makromolekle bleiben erhalten
Sorten-reine
Aufbe-reitung
Aufbe-reitung im Ge-misch
Hydrierung Pyrolyse
Thermolyse Vergasung Hochofen
Solvo-lyse
Hydro-lyse
Makromolekle werden abgebaut
Makromolekle werden
verbrannt
Dehalog
enierung
!
Vorlesung D: Recycling von Baustoffen Kap. 3AAv o n
u n dWW
BBAA v o nu n d
WWBB
Aufgabe 25 Welche Kunststoffart dominiert in Verpackungsabfllen,
welche in Bauabfllen? Verpackungsabflle: Polyethylen (LDPE+HDPE)
als kurzlebige Kunststoffe Bauabflle: Polyvinylchlorid PVC als
langlebiges Produkt Aufgabe 26 Die Eigenschaften von
Kunststoffabfllen ergeben sich aus den Eigenschaften der
Primrkunststoffe und den whrend des Gebrauchs eingetretenen
Vernderungen.
-
Nennen Sie diese Eigenschaften bzw. die Vernderungen. Welche
davon knnen durch mechanische Verfahren rckgngig gemacht
werden?
18
Eigenschaften von Kunststoffabflle ergeben sich aus den
Eigenschaften der Primrkunststoffe und den whrend des Gebrauchs
eingetretenen Vernderung
Relevante Eigenschaften der Primrkunststoffe Vertrglichkeit
Schmelzverhalten mech. Eigenschaften Alterung
Whrend des Gebrauchs eingetretene Vernderungen Vermischung von
Sorten
und Typen Vermischung mit anderen Stoffen
Verschmutzung
Vorlesung D: Recycling von Baustoffen Kap. 3AAv o n
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BBAA v o nu n d
WWBB
Durch mechanische Verfahren knnen die Verschmutzungen entfernt,
Fremdstoffe aussortiert und nach Kunststofftypen getrennt werden.
Gleiche Typen mit unter-schiedlichen Additiven sind schwierig zu
trennen. Aufgabe 27 Welche Verfahrensschritte werden bei der
Aufbereitung gebrauchter Kunststoffe durchlaufen?
23
Altkunststoff
Aussortieren von Metallen, Strstoffen
Zerkleinerung
Plastifizieren/ Agglomerieren
Waschen: Einweichen,
Ablsen, Abscheiden der Verschmutzung
Sortieren
Extrudieren
Sortenreines Regranulat
Agglomerat aus gemischten Kunststoffen Trocknen
ycling von Baustoffen Kap. 3
-
Aufgabe 28 Skizzieren Sie das Spannungs-Dehnungs-Diagramm von
Kunststoffen mit der Dehn-geschwindigkeit und der Temperatur als
Parameter. Was folgt daraus fr die Zerklei-nerung von Kunststoffen?
Bei hohen Beanspruchungsgeschwindigkeiten und niedrigen
Temperaturen ist das Verformungsverhalten nahezu linear. Die
Bruchdehnung ist deutlich zurckgegangen. In diesem Zustand ist der
Zerkleinerungswiderstand der Kunststoffe geringer. Aufgabe 29
Welche Sortiermerkmale knnen bei der Kunststoffsortierung genutzt
werden? Wel-ches sind die dazugehrigen Verfahren? Dichte
Schwimm-Sink-Scheidung, Hydrozyklon, Sortierzentrifuge
Benetzbarkeit Flotataion elektrostatische Eigenschaften
Kammerscheider, Koronawalzenscheider
Dehngeschwindigkeit 0,33 %0 / s
Dehngeschwindigkeit 49000 %0 / s
Temperatur + 35 C
Temperatur - 182 C
20 C
0,65 %0 / s
-
chemische Zusammensetzung Automatische Klaubung (Nah-Infrarot)
Aufgabe 30 Verschiedene Kunststoffarten knnen aufgrund ihrer
Dichteunterschiede mittels Schwimm-Sink-Scheidung getrennt
werden.
Kunststoff Dichte [g/cm3] Polypropylen (PP) 0,90 - 0,91
Polyethylen (PE) 0,91 - 0,96 Polystyrol (PS) 1,05 Polyvenylchlorid
(PVC) 1,38 - 1,55 Polyethylenphthalat (PET) 1,37 Polyamid 6 (PA 6)
1,13 Acrylnitril/Butadien/Styrol (ABS) 1,04 - 1,06 Polyoxymethylen
(POM) 1,41 - 1,42
Entwerfen Sie mgliche Verfahrensablufe der Trennung, wenn ein
Gemisch aus Polyethylen (PE), Polysterol (PS) und Polyvenylchlorid
(PVC) vorliegt, das in seine Bestandteile aufgetrennt werden soll.
Wie viele Trennbehlter werden bentigt? Ge-ben Sie die Dichten der
Trennflssigkeiten an. Welche Variante ist zu whlen, wenn in dem
Gemisch PVC mit 70 % dominiert und die Gre der
Schwimm-Sink-Scheider minimiert werden soll? Es werden zwei
Trennbehlter bentigt. Die gnstigere Variante ist es, zunchst den
groen Massenstrom PVC abzutrennen und anschlieend den kleineren
Massen-strom PE + PS zu trennen. Variante 1
Variante 2
Trennstufe 1 Flssigkeitsdichte:
1,2 g/cm Sinkfraktion: PVC
Schwimm-fraktion: PE, PS
PE, PS, PVC
Sinkfraktion: PS
Schwimm-fraktion: PE
Trennstufe 2 Flssigkeitsdichte:
1,0 g/cm
Sinkfraktion: PVC
Sinkfraktion: PS, PVC
Schwimm-fraktion: PE
Trennstufe 1 Flssigkeitsdichte:
1,0 g/cm Schwimm-fraktion: PS
Trennstufe 2 Flssigkeitsdichte:
1,2 g/cm
PE, PS, PVC
-
Aufgabe 31 Warum werden Kunststoffabflle am Ende der
Aufbereitung agglomeriert oder regra-nuliert? Was sind die Merkmale
dieser beiden Verfahrensschritte? Agglomerieren und Regranulieren
haben das Ziel eine hhere Schttdichte und eine einheitliche
Kornform zu erreichen. Das Regranulieren, bei welchem die
Kunststoff-partikel in einem Extruder geschmolzen, zu einem Strang
ausgeformt und anschlie-end durch einen Hei- oder Kaltabschlag zu
Granulat umgeformt werden, bewirkt zustzlich eine Homogenisierung
und eine Reinigung, wenn die Extrusion eine Schmelzfiltration
einschliet. Aufgabe 32 Nennen Sie die Qualittsmerkmale, die
Kunststoffagglomerate nach den Vorgaben des DKR aufweisen mssen.
Qualittsanforderungen an Agglomerate entsprechend DKR (Deutsche
Gesellschaft fr Kunststoff-Recycling mbH) Korngre < 10 mm
Restfeuchte < 1,0 Masse-% Chlorgehalt < 2,0 Masse-%
Schttgewicht > 300 kg/m Aschegehalt < 4,5 Masse-%
Metallgehalt < 3,0 Masse-% Aufgabe 33 In Kunststoffagglomeraten
sind der Chloridgehalt und der Aschegehalt begrenzt. Welche
Bestandteile sollen damit ausgeschlossen werden? PCV und
mineralische Verunreinigungen Aufgabe 34 Fr welche Einsatzgebiete
eignen sich Produkte aus Altkunststoffen? Warum werden beim
stofflichen Recycling von Altkunststoff oftmals Produkte mit greren
Wand-strken und nicht filigrane Produkte hergestellt? Aus
Altkunststoffen werden hauptschlich Produkte fr den Garten- und
Land-schaftsbau, den Hoch-, Tief- und Straenbau, fr Aufgaben im
Wasserbau und in der Landwirtschaft hergestellt. Grere Wandstrken
werden bevorzugt, weil dadurch zurckgebliebene Verunreinigung den
Herstellungsprozess weniger stren und auch bei ungnstigeren
mechanischen, chemischen und thermischen Eigenschaften
gebrauchstchtige Produkte hergestellt werden knnen. Aufgabe 35
Nennen Sie die drei chemischen Hauptbestandteile von PVC. Welche
Bauprodukte knnen aus PVC hergestellt werden? C, H, > 50 % Cl.
Bauprodukte sind PVC-Rohre, Fubodenbelege, Dachbahnen,
Fensterrahmen Aufgabe 36
-
Skizzieren Sie den Ablauf der Aufbereitung von PVC-Fenstern.
Welche Sortierverfah-ren werden eingesetzt?
ultimative cleaning by filtration ofthe molten granulate by
extruding
screening
grinding: shredder
crusher: hammer crusher
separationmagnetic separator
eddy current separatorair jigs
water poolscolor separation
screening
Partikel> 200 m
Produkt: PVC-Granulat
FeNE-MetalleGlasGummi
Chart of the processing of PVC window frames
Altfenster, Verschnittreste
Vorlesung D: Recycling von Baustoffen Kap. 3AAv o n
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BBAA v o nu n d
WWBB
Wiederverwertung von Betonbruch Aufgabe 37 Beim Abbruch eines
stillgelegten Industriewerkes fallen groe Mengen an Beton-schutt
an, die vor Ort in einer mobilen Aufbereitungsanlage mit
Prallbrecher zerklei-nert werden sollen. Nennen Sie einen wichtigen
Vorteil, den das Vor-Ort-Recycling mit sich bringt. Erlutern Sie
den Aufbau und die Funktionsweise eines Prallbrechers anhand
einer Skizze. Warum wird der Prallbrecher in der
Bauschuttaufbereitung bevor-zugt eingesetzt; nennen Sie zwei
Grnde!
Eine Wiederverwertung des Betons kann durch Schadstoffe
verhindert werden. Nennen Sie drei Arten von Kontaminationen, die
typisch in alten Produktionsan-lagen auftreten!
Das Vor-Ort-Recycling hat den Vorteil, dass der Transportaufwand
minimiert wird. Das geschieht in doppelter Hinsicht. Zum einen
werden keine Transporte zu einer stationren Recyclinganlage
erforderlich. Zum anderen werden Rohstofftransporte vermieden, wenn
das aufbereitete RC-Material anstelle des Primarrohstoffes
einge-setzt werden kann. Skizze Prallbrecher
(a)
(b
(c)
Aufgabe
Austrag
(a) Gehuse (b) Rotor oder Prallwalze (c) Pralleisten (d)
Prallplatten, Prallwerke
(d)
-
Der Prallbrecher wird bevorzugt, weil er ein Produkt mit einer
Durchgangskennlinie erzeugen kann, die der fr Tragschichtmaterial
geforderten Kennlinie entspricht. Sieblinienkorrekturen sind also
nicht erforderlich. Weiterer Vorteil ist der hohe Anteil an
kubischen Krnern, die im Prallbrecher auch bei ungnstig geformten
plattigen Aufgabematerial erzeugt werden. Mgliche Schadstoffe sind:
Kohlenwasserstoffe aus Fetten, len und Treibstoff, Pech in Klebern
und Anstrichen, PAK und Ru in Feuerungsanlagen, Asbest in
Dich-tungen, als Dacheindeckung Aufgabe 38 Unter Betonbruch wird
Betonaufbruch aus dem Rckbau von Straen und Verkehrflche und
Betonabbruch aus dem Rckbau von Hochbauten verstanden. Geben Sie fr
diese beiden Stoffarten die in der Tabelle abgefragten Merkmale an.
Betonaufbruch Betonabbruch Unterscheiden sich beide Materialien in
der Kornrohdichte?
Geben Sie den Bereich der Kornroh-dichte an.
Welche Strstoffe sind zu erwarten? Welche Schadstoffe knnen
auftreten? Welches sind die bevorzugten Einsatz-gebiete?
Welche Regelwerke gelten? Betonaufbruch Betonabbruch
Unterscheiden sich beide Materialien in der Kornrohdichte?
Keine Unterschiede
Geben Sie den Bereich der Kornroh-dichte an.
Sande: 1,81 2,31 g/cm Splitte. 1,86 2,59 g/cm
Welche Strstoffe sind zu erwarten? ev. Holz, Asphalt Andere
minerali-sche Baustoffe, Leichtbaustofffe, Holz, Glas.
Welche Schadstoffe knnen auftreten? PAK`s in Pech, Chlorid
Mineralfasern, Sul-fat, PAK`s,
Welches sind die bevorzugten Einsatz-gebiete?
Tragschichten im qualifizierten Stra-enbau
Wegebau, Verfl-lungen, berscht-tungen
Welche Regelwerke gelten? TL Technische Liefer-bedingungen fr
Mine-ralstoffe im Straen-bau, Ausgabe 2000 LAGA-Mitteilungen
Merkblatt Merkblatt ber die Verwendung von industriellen
Ne-benprodukten im Stra-enbau, Teil Wieder-verwendung von
Bau-stoffen, Ausgabe 1985. LAGA-Mitteilungen
-
Aufgabe 39 Fr aus Betonbruch hergestellte Zuschlge gibt es im
Wesentlichen drei Einsatzge-biete. Nennen Sie diese Gebiete. Bei
welchen Einsatzgebieten dominieren die bau-technischen
Anforderungen, bei welchen die umwelttechnischen? Begrnden Sie Ihre
Aussage.
37
Bau
tech
nisc
he
Anf
orde
rung
en
Wasserwirtschaftliche Zuordnungswerte
Korngemische fr Untergrund-verbesserung und Bodenverfest-igung,
Bodenaustausch, Unterbau, Hinterfllungen und berschttun-gen,
Verfllung von Leitungsgrben, ungebundene Verkehrsflchen und Wege,
Lrmschutzwlle
Korngemische 0/32 mm, 0/45 mm, 0/56 mm fr Frostschutzschichten,
Tragschichten, hydraulisch gebundene Tragschichten
(1) Rezyklierter Zuschlag fr Beton nach DIN 1045 (2)
Gesteinskrnungen von Beton und Mrtel, Teil 100: Re-zyklierte
Gesteinskrnungen RiLi DAfStB 1998 bzw. DIN 4226, 2002
TL Min-StB 2000
LAGA-Mitteilungen
Vorlesung D: Recycling von Baustoffen Kap. 4AAv o n
u n dWW
BBAA v o nu n d
WWBB
Betonbruch, der als rezyklierter Zuschlag eingesetzt werden
soll, muss strenge bau-technische Anforderungen erfllen. Da das
Material in eine Zementsteinmatrix einge-bunden wird, die den
Schadstoffaustrag verhindert, sind die umwelttechnischen
An-forderungen geringer. Bei den ungebundenen Anwendungen wie
Untergrundverbes-sungen etc, die auerdem durch keine
wasserundurchlssige Deckschicht vor dem Wasserzutritt geschtzt
sind, bestehen die hchsten wasserwirtschaftlichen Anforde-rungen.
Hier sind die bautechnischen Anforderungen gering. Aufgabe 40 Aus
Betonaufbruch soll ein Tragschichtmaterial mit der Krnung 0/45 mm
hergestellt werden. Welche Komponenten muss eine entsprechende
Aufbereitungsanlage un-bedingt enthalten, wenn dieses Material
hergestellt werden soll? Stellen Sie die ein-zelnen Komponenten zu
einem Fliebild zusammen!
Brecher RC-Baustoff Vorabsiebung Produktsiebung
Bauschutt Magnetscheider Brecherrcklauf
-
Aufgabe 41 Nennen Sie die Vorteile von Beton-RC-Material aus
Betonaufbruch in Tragschichten des Straenbaus gegenber natrlichen
Mineralstoffen. Das Material steht Vor-Ort zur Verfgung. Es nimmt
bei gleicher Masse ein greres Volumen ein, ist also ergiebiger. Es
treten Selbsterhrtungseffekte auf. Aufgabe 42 Ein Gtekriterium fr
rezyklierte Zuschlge ist die Kornrohdichte. Wie hoch muss die-se
sein, damit Betonsplitt/Betonbrechsand die Anforderung entsprechend
DIN 4226-100 erfllt? 2000 kg/m Aufgabe 43 Berechnen Sie die
Rohdichte eines rezyklierten Zu-schlagkorns aus Altbeton, welches
zu 10 Masse-% aus Zementstein (Rohdichte 1,8 g/cm) und zu 90
Masse-% aus Kies besteht. Leiten Sie dafr eine Beziehung ab, mit
der sich die Rohdichte des Korns aus seiner Zusammensetzung und den
Rohdichten der Bestandteile berechnen lsst.
Brecher
RC-Baustoff
Vorabsiebung
Produktsiebung
Bauschutt
Magnetscheider Brecherrcklauf
-
g/cm 2,49)11,8
2,6(1,01
2,6
)1(a1
mmm a nZementstei Gehalt
mmm a Zuschlag Gehalt
Vm nZementstei
Vm Zuschlag
VVmm rnsKompositko des Dichte
V VVmm m
Ges
ZS
GZS
GGes
ZSG
ZSZS
ZSG
GG
ZS
ZSZS
G
GG
ZSG
ZSGGes
ZSGGes
ZSGGes
=+
=
+=
+=
+=
=
=
++
=
+=+=
Aufgabe 44 Vergleichen Sie folgende Eigenschaften von
rezyklierten Zuschlgen mit den Zei-chen ", "". Rohdichten von
Sanden, Splitten und Ausgangsbeton Wasseraufnahme von Sanden und
Splitten. Begrnden Sie die Unterschiede. RohdichteAusgangbeton
RohdichteSplitt > RohdichteSand WasseraufnahmeSplitt <
WasseraufnahmeSandt Die Unterschiede sind durch die Anreicherung
des porseren Zementsteins in den feinen Fraktionen begrndet.
Aufgabe 45 In der Abbildung sind die Ein-flsse auf die
Betondruckfes-tigkeit bei Verwendung natrli-cher Zuschlge
dargestellt. Bei welchen Einflssen treten Ver-nderungen auf, wenn
re-zyklierte Zuschlge aus Altbe-ton verwendet werden? Unterschiede
treten beim w/z-Wert und bei der Kornfestigkeit des Zuschlags auf.
Auerdem verndert sich die Zusammen-setzung. Der Zementsteinge-
Betondruckfestigkeit
Zementsteindruckfestigkeit
Festigkeit des Verbunds
Zementsteinporenraum
w/z-Wert Verdich-tungsgrad
Hydrata-tionsgrad
Normfestigkeit des Zements
Kornfestigkeit des Zuschlags
nach Wesche
-
halt nimmt zu, weil zustzlich zu dem neuen Zementstein noch
alter Zementstein enthalten ist. Aufgabe 46 Ein RC-Baustoff aus
Beton soll vollstndig und auf mglichst hohem Niveau verwer-tet
werden. Folglich wird das gebrochene Material in die Fraktionen 0/4
mm und 4/32 mm getrennt. Der Sand wird einem Kalksteinsplitt
zugegeben. Die Mischung wird als Tragschichtmaterial verwertet. Das
grobe Material wird mit natrlichem Sand ge-mischt und als
Betonzuschlag eingesetzt. Bei beiden Anwendungen ist eine
definier-te Sieblinie einzuhalten. Errechnen Sie die
Korngreverteilungen der Fraktionen 0/4 mm und 4/32 mm,
die aus dem RC-Material 0/32 mm bei einer scharfen Siebtrennung
bei 4 mm er-zeugt werden.
Errechnen Sie die Korngreverteilungen des Tragschichtmaterials
(60 % Kalk-stein + 40 % RC-Sand) und vergleichen Sie die
resultierende Kurve mit den An-forderungen.
Errechnen Sie die Korngreverteilung des RC-Zuschlages (48%
Natursand + 52 % RC-Splitt) und vergleichen Sie die resultierende
Kurve mit den Anforderungen.
Korngrenverteilung fr die drei Materialien Korngre [mm] RC
Material 0/32 Kalkstein 0/32 Natursand 0/8 Durchgang [%] 0.125 0 0
0 0.25 1 2 5,3 0.5 5.5 5 13,2 1 22.6 8 21,0 2 32,7 14 36,8 4 45,8
23 60,5 16 83,5 62 100 32 100 100
Korngrenverteilung des Tragschichtmaterials 0/32 mm
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
100
0.01 0.1 1 10 100Korngre [mm]
Dur
chga
ng [%
] Fr Tragschichten einzuhaltender Bereich
-
Korngrenverteilung fr den Betonzuschlag 0/32 mm Trennung des
RC-Materials in Fraktionen
Durchgang [%] Korngre [mm] RC Material 0/32 Fraktion 0/4
Fraktion 4/32
0.125 0 0 0.25 1 2.2 0.5 5.5 12.0 1 22.6 49.3 2 32.7 71.4 4 45.8
100 0 8 64.6 34.8
16 83.5 69.6 32 100 100
Zugabe der Sandfraktion zu Kalkstein
Anteile [%] Durchgang [%]
Kornklas-sen [mm]
Fraktion 0/4
Kalkstein 0/32
40 % Sand + 60 % Kalk-
stein
Korngre [mm]
0.125/0.25 2.2 2 2.08 0.125 0 0.25/0.5 9.8 3 5.72 0.25 2.08
0.5/1 37.3 3 16.72 0.5 7.80 1/2 22.1 6 12.44 1 24.52 2/4 28.6 9
16.84 2 36.96 4/8 19 11.4 4 53.80 8/16 20 12 8 65.20
16/32 38 22.8 16 77.20 Summe 100.0 100 32 100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
100
0.1 1 10 100Korngre [mm]
Dur
chga
ng [%
] Fr Betonzuschlge einzuhaltender Bereich
-
Mischung Natursand und RC-Splitt
Anteile [%] Durchgang [%]
Kornklas-sen [mm]
Natursand 0/8
RC-Splitt 4/32
48 % Sand + 52 % Splitt
Korngre [mm]
0.125/0.25 0.125 0.25/0.5 0.25
0.5/1 0.5 1/2 1 2/4 2 4/8 4 8/16 8
16/32 16 Summe 32
Vergleich der berechneten Mischungssieblinie (hinterlegt) mit
der grafischen Darstel-lung der Durchgangskennlinie fr das
Tragschichtmaterial und den Betonzuschlag. Aufgabe 47 Es ist die
Mischungsberechnung fr einen Beton mit grobem RC Zuschlag
vorzu-nehmen. Ausgangsstoffe sind Zuschlag nach Sieblinie B 32,
Anteil 0/4 mm 35 %, Anteil 4/32 mm 65 % RC-Splitt 4/32,
Trockenrohdichte = 2.30 kg/dm, Reindichte = 2.65 kg/dm Natursand
0/4, Trockenrohdichte = 2.65 kg/dm, Reindichte = 2.65 kg/dm Zement:
CEM I, Druckfestigkeit nach 28 Tagen 45 N/mm, Dichte = 3.1
kg/dm
Die Betonfestigkeit nach 28 Tagen soll 35 N/mm betragen. Die
Berechnungen sind mit einem Wassergehalt 180 kg/m durchzufhren.
Durch die Poren des RC-Zuschlags gelangt zustzliche Porositt in den
Beton. Errechnen Sie die Menge dieser Poren pro Kubikmeter Beton
und stellen Sie diesen Wert der normalen Zementsteinporositt
gegenber.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
w /c ratio
Con
28/
Cem
28 [-
]
-
Verhltnis Betonfestigkeit zu Ze-mentfestigkeit = 35 N/mm/45 N/mm
= 0.78 mW = vW =180 kg/m3 Beton Aus der Abbildung folgt das
Was-ser/Zementverhltnis zu 0.51 bzw. 0.61. Daraus ergibt sich die
Ze-mentmenge mZ bzw. deren Volu-menanteil vZ. Der Anteil an
Zuschlag ist entspre-chend der Summenformel vBeton = vZ + vW + vG
die Differenz zu 1 m. vZ, vW, vG: Volumenanteile Zement, Wasser und
Zuschlag pro m Beton mW = 180 kg/m mZ vZ [dm/m] vW [dm/m] vG
[dm/m]
0.51 mW/0.51 = 353 kg/m 113,8 dm/m 180 706,2 0.61 mW/0.61 = 295
kg/m 95,2 dm/m 180 724,8
Natursand [dm/m]
RC-Splitt [dm/m]
0.51 247,2 459 0.61 253,7 471,1
Eintrag zustzlicher Porositt durch den RC-Splitt Porositt
RC-Splitt RC-Splitt = 1- Roh/Rein = 0,13 dmPoren/dmSplitt
Porosittszunahme Beton Beton = RC-Split * vG,Rc-Splitt = 0,13
dmPoren/dmSplitt * 482,8 dmSplitt/mBeton = 62,8 dmPoren/mBeton
Porositt aus dem Wasserberschuss w/z > 0,4 Vereinfachte
Berechnung aus w/z = 0,51 0,4 = 0,11 w/z = 38,8 dmPoren/mBeton w/z
= 0,61 0,4 = 0,21 w/z = 62 dmPoren/mBeton
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
w /c ratio
Con
28/
Cem
28 [-
]
-
Aufgabe 48 Berechnen Sie die Chloridkonzentration im Eluat in
mg/l, wenn ein Altbeton mit einer Chloridbelastung von 0,06 %
untersucht wird und das gesamte Chlorid in Lsung geht. Die Elution
erfolgt nach dem DEV-S4-Verfahren, bei dem 100 g Probematerial in 1
Liter H2O eluiert werden.
g/l 0,06OH l 1
Probe g 100Probe g 100
Cl g 0,06zentrationChloridkon2
==
Aufgabe 49 Betonabbruch aus einem Gebudeabbruch enthlt
Gipsbaustoffe. Der daraus herge-stellte RC-Baustoff soll als
Tragschichtmaterial eingesetzt werden. Kann der
24SO Zuordnungswert im Eluat fr Recyclingbaustoffe eingehalten
werden, wenn 60 % des Sulfatgehaltes des Feststoffs von 0,6 M-% SO3
im DEV-S4-Verfahren als
24SO in Lsung gehen.
Der Grenzwert fr den Gehalt des eluierten Stoffes betrgt 600 mg
24SO mg/l fr Baustoffe der Zuordnungskategorie Z 2. Beim
DEV-S4-Verfahren werden 100 g Bau-schutt mit 1000 g H2O eluiert.
Die Molmassen betragen 32 g/mol fr S, 32 g/mol fr O2.
g/l 155,0g SO 80 mol
mol gSO 96OH l 1
Probe g 100Probe g 100
SO g 0,60,6entrationSulfatkonz3
-24
2
3=
=
Aufgabe 50 In einem Recyclingbeton wurden 50 % des Zuschlags
(Sand und Kies mit einer Reindichte von 2,65 g/cm3 und einer
Rohdichte von 2,65 g/cm3) durch RC-Zuschlag (Rein = 2,55 g/cm3 und
Roh= 2,20 g/cm) ersetzt. Welche zustzliche Porositt in dm wird
dadurch pro m3 Beton eingetragen, wenn der Gesamtzuschlaggehalt
1800 kg/m3 betrgt? Porositt RC-Zuschlag RC-Splitt = 1- Roh/Rein =
0,137 dmPoren/dmSplitt Porosittszunahme Beton Beton = RC-Split *
mG,RC-Splitt / Roh, RC-Splitt
Splitt dmSplitt/ kg 2,20
Beton Splitt/m kg 1800* 0,5 * mSplittdmPoren/d 0,137 =
= 56,0 dm Poren/m Beton Wiederverwertung von Mauerwerkbruch
Aufgabe 51 Aus Mauerwerkbruch, der in der Dachbegrnung eingesetzt
werden soll, kann mine-ralisches Schttgut fr Drnschttungen oder
Dachgrtnererde hergestellt werden. Beschreiben Sie den
Verfahrensablauf, der erforderlich ist, um diese beiden Produk-te
herzustellen.
-
Um das mineralische Schttgut, das als Drnmaterial verwendet
werden soll, herzu-stellen muss der ziegelreiche Mauerwerkbruch
folgende Prozessstufen durchlaufen: Zerkleinerung Eisenabscheidung
durch Magnetabscheider Klassierung in Frak-tionen 0/4 mm, 4/8 mm,
8/16 mm, > 16 mm Rckfhrung des Materials > 16 mm. Das
Material 0/4 mm kann in Drnschichten nicht verwendet werden. Die
Fraktionen 4/8 mm, 8/16 mm werden durch Windsichtung von leichten
Strstoffen befreit und knnen dann als Drnmaterial eingesetzt
werden. Bei der Herstellung von Dachgrtnererde wird dem
aufbereiteten Material Reifkom-post aus organischen Bestandteilen,
Ton und Faserstoffen zugegeben. Aufgabe 52 Bei der Dachbegrnung
wird zwischen intensiver und extensiver Begrnung unter-schieden.
Erlutern Sie die Unterschiede!
38
Beispiel Dachbegrnung
Unterscheidung zwischen Extensivbegrnungen und
Intensivbegrnung
Extensivbegrnungen flchige Vegetationsbestnde
mit Sukkulenten, Krutern undGrsern
ein- oder zweischichtig aufge-baut
Wuchshhen unter ca. 50 cm zustzliche, auf das Dach
aufgebrachte Lasten ca. 50 150 kg/m2
Intensivbegrnungen Stauden und Gehlze, im
Einzelfall auch Bume mehrschichtiger Aufbau Lasten > 150
kg/m2
Vorlesung D: Recycling von Baustoffen Kap. 5AAv o n
u n dWW
BBAA v o nu n d
WWBB
Aufgabe 53 Ziegelreiche RC-Baustoffe knnen in
vegetationstechnischen Anwendungen Verwer-tung finden. Was versteht
man unter vegetationstechnischen Anwendungen? Nennen Sie zwei
Beispiele. Vegetationstechische Anwendungen sind Anwendungen, bei
welchen Baustoff und Konstruktion so beschaffen sein mssen, dass
darauf ein Pflanzenwachstum mglich ist. Beispiele sind Dach- und
Bauwerksbegrnungen Baumsubstrate insbesondere im Bereich von
Stadtstraen Schotterrasen in ein- oder zweischichtiger Bauweise
fr
gelegentlich benutzte Parkflchen und Notfahrbereiche Aufgabe 54
Mauerwerkssplitt/Mauerwerkbrechsand ist als rezyklierte
Gesteinskrnung Typ 3 in DIN 4226/100 enthalten. Welche
Kornrohdichte muss dieses Material mindestens aufweisen? 2000
kg/m
-
Aufgabe 55 Gips im Bauschutt fhrt zu Einsatzbeschrnkungen sowohl
aus bau- als auch um-welttechnischer Sicht. Nennen Sie die Ursachen
fr die Einsatzbeschrnkungen. Die Grenzwerte bzw. Zuordnungswerte,
die einzuhalten sind, betragen beispielsweise 1 Masse% Z0 50 mg/l
Z2 600 mg/l. Fr welche Einsatzgebiete gelten sie? Aus
bautechnischer Sicht ergibt sich die Begrenzung des Gipsgehaltes
aus der Tat-sache, dass erhhte Sulfatgehalte zu Treiberscheinungen
fhren knnen, wenn der aufbereitete Bauschutt als rezyklierter
Zuschlag eingesetzt werden soll. Bei Einsatz als
Tragschichtmaterial kann Gips bei Zutritt von Wasser gelst werden,
was einer-seits zu Beeintrchtigungen der Raumbestndigkeit fhren
kann. Andererseits kann der gelste Gips ins Grundwasser ausgetragen
werden, was aus Grnden des Schutzes von Grundwasser und Boden nicht
akzeptiert werden kann. 1 Masse%: Bautechnischer Grenzwert fr SO3
nach DIN 4226-100, gilt fr re-
zyklierte Zuschlge Z0 50 mg/l: Umwelttechnischer Grenzwert fr
SO42- im Eluat nach LAGA, gilt fr
den ungeschtzten, offenen Einbau auf sensiblen Flchen Z2 600
mg/l: Umwelttechnischer Grenzwert fr SO42- im Eluat nach LAGA, gilt
fr
den eingeschrnkten offenen Einbau mit definierten technischen
Sicheungsma-nahmen
Aufgabe 56 Geben Sie die Hauptbestandteile von Mauerwerkbruch
an. Welche davon sind fr die niedrige Rohdichte und die hohe
Wasseraufnahme des Materials verantwortlich? Hauptbestandteil von
Mauerwerkbruch ist Ziegel mit ca. 50 %. Weitere Bestandteile sind
Beton und Gesteinskrnungen sowie Putz, Mrtel, Kalkstandstein,
Porenbeton, Leichtbeton, haufwerksporiger Beton, porse Schlacken,
Bimsstein. Die niedrige Rohdichte und die hohe Wasseraufnahme
werden von vom Ziegel selbst sowie von den porsen Bestandteilen wie
Putz, Mrtel, Porenbeton, Leichtbeton, porse Schla-cken, Bimsstein
verursacht. Aufgabe 57 Welche Eigenschaften von Rezyklaten aus
Mauerwerkbruch werden durch eine Nassaufbereitung verbessert? Die
Gehalte an leichten Strstoffen und an eluierbaren Bestandteilen wie
Sulfat und Chlorid werden gesenkt. Aufgabe 58 Das Material, welches
beim Abbruch von zwei Ziegelschornsteinen entsteht, wird zu einem
Rezyklat aufbereitet, welches die bautechnischen Anforderungen an
ein Ver-fllmaterial erfllt. Trotzdem ist es nicht erlaubt, dieses
Material uneingeschrnkt ein-zusetzen. Geben Sie die Grnde an. In
Schornsteinen lagern sich infolge der Nutzung PAKs und Ru ab, so
dass die umwelttechnischen Zuordnungswerte nicht eingehalten werden
knnen.
-
Aufgabe 59 Skizzieren Sie den Verfahrensablauf fr die
Aufbereitung von Gipskartonplatten, wie er gegenwrtig in der
Gipsindustrie zum Recyceln produktionsinterner Abflle einge-setzt
wird. Welche Aufgabe kommt dabei der Zerkleinerung in der Wlzmhle
zu? Verfahrensablauf Die Wlzmhle hat die Aufgabe den Rohgipsstein
gemeinsam mit den Gipsabfllen zu zerkleinern. Dadurch wird
gleichzeitig eine intensive Vermischung erreicht. Die
unterschiedliche Zerkleinerbarkeit von Gips und Karton fhrt auerdem
dazu, dass sich der Karton in der groben Fraktion anreichert und
deshalb durch Siebung abge-trennt werden kann. Aufgabe 60 Vom
theoretischen Standpunkt aus ist Baugips ein Material, das einen
geschlosse-nen Kreislauf ermglicht, weil das erhrtete Produkt in
seiner Zusammensetzung ge-nau dem Ausgangsmaterial fr die
Herstellung von Gipsbindern entspricht. Unter praktischen
Gesichtspunkten kann dieser Kreislauf nicht realisiert werden, weil
der Baugips im Bauschutt in der Regel mit anderen Baustoffen
vermischt vorliegt. Trotz-dem muss der Gips daraus abgetrennt
werden, weil ein zu hoher Sulfatgehalt die Verwertung des gesamten
Bauschutts in Frage stellen kann. Der Sulfatgehalt (SO3) der
dargestellten Wandkonstruktion ist zu berechnen. Es soll angenommen
werden, dass der Gipsputz reines Dihydrat (CaSO42H2O, SO3-Geahlt
von Dihydrat = 46,5 %) ist. Welche Einschrnkungen ergeben sich aus
dem Sulfat-gehalt?
Gipsmehl zurCalcinierung
Kartonreste
Rohgipsstein
Fraktion < 25 mm
Fraktion > 25 mm
Gipsabflle Schneckenzerkleinerer Siebmaschine
Wlzmhle Siebmaschine
Dosierung
Zwischensilo
-
aussen 1 1,5 cm Kalk-Zement-
Putz 1.0 g/cm3
2 36,5 cm Betonstein 1.6 g/cm3 3 1,5 cm Gipsputz 1.8 g/cm3
Aufgabe 61 Die meisten Recycling-Baustoffe weisen eine
ausgeprgte Abhngigkeit zwischen Rohdichte und Korngre auf. Typisch
ist die Zunahme der Rohdichte mit zuneh-mender Korngre wie sie fr
Mauerwerkbruch im oberen Bild dargestellt ist. Darun-ter ist diese
Abhngigkeit fr Porenbeton dargestellt. Geben Sie die Grnde fr den
unterschiedlichen Verlauf der Funktionen an. Die Unterschiede
liegen in der Zusammensetzung und in der Porengre begrndet. Beim
Mauerwerkbruch, der ein Gemisch verschiedener Wandbaustoffe sowie
Mrtel und Putz ist, reichern sich die weniger festen Bestandteile
mit geringerer Rohdichte in den feineren Fraktionen an. Die
Porengren der Hauptbestandteile von Mauer-
32
1
1
1,4
1,8
2,2
0 8 16 24 32 40 48Mittlere Korngre [mm]
Roh
dich
te [k
g/dm
]
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 10 20 30Korngre [mm]
Kor
nroh
dich
te [k
g/dm
3 ]
Ausgangsmaterial
Porenbeton
Mauerwerkbruch
Porenbetonbruch
-
werkbruch liegen im Bereich um 1 m. Durch eine Zerkleinerung auf
mm-Korngren sind diese Poren noch nicht auf geschlossen. Bei
Porenbetonbruch sind die Anreicherungseffekte weniger ausgeprgt,
weil hier ein homogeneres Material vorliegt. Durch die
Zerkleinerung werden die Poren des Po-renbetons, die sich im
mm-Bereich bewegen, aufgeschlossen. Ein porenrmeres, dichteres
Material entsteht. Wiederverwertung von Altglas Aufgabe 62 Bei der
Behlterglasherstellung knnen relativ groe Anteile der
Primrrohstoffe durch Scherben ersetzt werden, an die bestimmte
Qualittsanforderungen gestellt werden. Welches der drei
Behlterglasfarben - wei, braun, grn - ist am unempfindlichsten
gegen Fremdfarben? Grnes Behlterglas Aufgabe 63 Bei der
Scherbenaufbereitung entstehen in Abhngigkeit vom Brechertyp die im
Bild dargestellte Sieblienen. Welcher Brecher und welche
Brechereinstellung ist zu wh-len, wenn ein mglichst geringer, nicht
in der Behlterglasherstellung einzusetzender berschuss an Sand
entstehen soll? Prallbrecher mit Mahlbahn bei 40 m/s, Anteil < 4
mm betrgt ca. 32 %.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,01 0,1 1 10 100
Maschen/Sieblochweite [mm]
Dur
chga
ng [%
]
Horizontalbrecher v = 52,7 m/s
v = 63,5 m/s
v = 70,7 m/s
Prallbrecher mit Mahlbahn v = 62,0 m/s
v = 48,9 m/s
v = 40,0 m/s
-
Aufgabe 64 Wieviel der beim Brechprozess entstehenden
Sandfraktion < 4 mm kann in der Be-hlterglasherstellung
eingesetzt werden? Was kann aus dem Rest hergestellt wer-den? 5 %
kann eingesetzt werden. Aus dem Rest kann z.B. Blhglasgranulat
hergestellt werden. Wiederverwertung von Altholz Aufgabe 65 Nennen
Sie je drei Beispiele fr die Wiederverwertung und die
Wiederverwendung von Altholz! Wiederverwertung. Altholz als
Rohstoff fr die Spanplattenherstellung, als Bestand-teil von
Kompost, als Rohstoff fr die Herstellung von Holzkohle
Wiederverwendung: Hauseingangstren in ihrer ursprnglichen Funktion,
Dachbal-ken als Balken, Kurzhlzer wie Riegel und Kopfbnder oder
Verschnittabflle als Hirnholzpflaster Aufgabe 66 Altholz kann
stofflich oder energetisch verwertet werden oder es muss thermisch
be-handelt werden, um die Rckstnde anschlieend beseitigen zu knnen.
Was ist das Kriterium, von welchem abhngt, ob eine Verwertung oder
Beseitigung erfolgen muss?
1
Verwertungstechnologien hngen vom Schadstoffgehalt des
Gebrauchtholzes ab : Unbelastetes oder wenig belastetes Holz kann
stofflich oder energetisch verwertet werden. Hoch belastetes Holz
mu beseitigt werden.
Vorlesung D: Recycling von Baustoffen Kap. 6AAvon
undWW
BBAA vonund
WWBB
Altholz mit halogenorganischen Verbindungen oder mit
Holzschutzmitteln behandel-tes Holz ist von der Verwertung
ausgeschlossen.
