Recyclingbeton Ökobeton oder Unsinn? · Normative Grundlagen für den Einsatz im Beton 06.03.2018 Seite 8 Anforderung an Beton DIN EN 206-1 / DIN 1045-2 Anforderung an natürliche

Recyclingbeton –

Ökobeton oder Unsinn?

Heiko Zimmermann

Mischmeister- u. Betontechnologenschulung 2018

© SCHWENK Zement KG

RecyclingbetonIn 2014 erfasste Mengen mineralischer Bauabfälle

06.03.2018 MMS 2018/Zimmermann Seite 2

Quelle: Monitoringbericht 2016 der Innitiative Kreislaufwirtschaft Bau zum Aufkommen und Verbleib mineralischer

Bauabfälle im Jahr 2014; www.kreislaufwirtschaft-bau.de

Fraktionen Bauschutt

und Straßenaufbruch:

68,2 Mio. t (2014)


RecyclingbetonIn 2014 Anfall und Verbleib mineralischer Bauabfälle

06.03.2018 Seite 3

Quelle: Monitoringbericht 2016 der Innitiative Kreislaufwirtschaft Bau

zum Aufkommen und Verbleib mineralischer Bauabfälle im Jahr 2014;

www.kreislaufwirtschaft-bau.de

Bauschutt (54,6 Mio. t) Straßenaufbruch (13,6 Mio. t)

MMS 2018/Zimmermann


RecyclingbetonRahmenbedingungen der derzeitigen Verwertung im Süden

06.03.2018 Seite 4MMS 2018/Zimmermann

Ersatzbaustoffverordnung!?


RecyclingbetonAusgangssituation

06.03.2018 Seite 5

(Ein kontrollierter) Abriss hat enorme Vorteile

Quelle: BTB Positionspapier

MMS 2018/Zimmermann


Recyclingbeton

Idee des Baustoffrecyclings

06.03.2018 Seite 6

Quelle: www.baustoffrecycling-bayern.de

50%

50%

Ziel: Möglichst sortenreine Aufbereitung

MMS 2018/Zimmermann


RecyclingbetonStoffstrom der Aufbereitung für Beton

06.03.2018 Seite 7

Quelle: Dr. Angelika Mettke: Abschlußbericht "Einsatz von RC-Beton beim Neubau eines Forschungsgebäudes der TU Berlin" ; BTU Cottbus

5,5 t Betonbruch sind notwendig

um 1 t RC-Material 8/16 zu gewinnen

Kornfraktionen bei der Aufbereitung

MMS 2018/Zimmermann


RecyclingbetonNormative Grundlagen für den Einsatz im Beton

06.03.2018 Seite 8

Anforderung an Beton DIN EN 206-1 / DIN 1045-2

Anforderung an natürliche

und rezyklierte

Gesteinskörnung

DIN EN 12620 / DIN 4226-100 (2002, zurück gezogen)

DIN 4226-101 (neu!) Rezyklierte Gesteinskörnungen

für Beton nach DIN EN 12620 „Typen und geregelte

gefährliche Substanzen“ (8/2017)

DIN 4226-102 (neu!) Produktionskontrolle“

Anwendung der rezyklierten

Gesteinskörnung in Beton

DAfStb-Richtlinie „Beton nach DIN EN 206-1 und DIN

1045-2 mit rezyklierten Gesteinskörnungen nach DIN

EN 12620“ (09/2010)

Einstufung der rezyklierten

Gesteinskörnung in

Alkaliempfindlichkeitsklasse

DAfStb-Richtlinie „Vorbeugende Maßnahmen gegen

schädigende Alkalireaktion im Beton“ (10/2013)

Umweltverträglichkeit der

rezyklierten

Gesteinskörnung

Allgemein bauaufsichtliche Zulassung oder

Zustimmung im Einzelfall

Herstellererklärung für gefährliche Substanzen

MMS 2018/Zimmermann


RecyclingbetonAnforderungen an die Gesteinskörnung

06.03.2018 Seite 9

Dr. Angelika Mettke: Abschlußbericht "Einsatz von RC-Beton beim Neubau eines Forschungsgebäudes der TU Berlin" BTU Cottbus

MMS 2018/Zimmermann


RecyclingbetonAnforderungen an die Gesteinskörnung

06.03.2018 Seite 10

Zwei Kategorien RC Material für Beton nach DIN EN 1045- 2

Typ 1: Betonsplitt Typ 2: Bauwerkssplitt

MMS 2018/Zimmermann


Anwendungsbereiche und entsprechende Anforderungen

06.03.2018 Seite 11

Dr. Angelika Mettke: Abschlußbericht "Einsatz von RC-Beton beim Neubau eines Forschungsgebäudes der TU Berlin" BTU Cottbus

Recyclingbeton

MMS 2018/Zimmermann


RecyclingbetonUmweltverträglichkeitsnachweis

06.03.2018 Seite 12

Neu in DIN 4226-101, Tab. 2

geregelt.

Damit entfällt der bisherige

Nachweis durch eine

bauaufsichtl. Zulassung (baZ)

oder eine

Zulassung im Einzelfall (ZiE)

Nachweis durch eine freiwillige

Herstellererklärung.

Vereinfachung!

Grundlage: ABuG (Anforderungen an bauliche Anlagen

hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf Boden und Gewässer)

(= LAGA Grenzwerte zwischen Z 1.2 und Z 2)

MMS 2018/Zimmermann

© SCHWENK Zement KG Seite 13

Vorbeugende Maßnahmen gegen eine AKR im Beton

Recyclingbeton

In der

Regel

kein

Problem!

MMS 2018/Zimmermann06.03.2018


RecyclingbetonWichtige Punkte vor dem Einsatz (TBW, FTW, Baustellenmischanlage)

06.03.2018 Seite 14

Sind die erforderlichen Mengen RC-Material regional und zeitlich

verfügbar?

Sind Lager- und Dosiermöglichkeiten an der Mischanlage gegeben?

RC-Gesteinskörnung ist zusätzlich vorzuhalten

RC-Material ist häufig teurer als natürlicher Kies bzw. Splitt

Ist der AG bereit angemessen für den RC-Beton zu bezahlen?

Will der Hersteller der RC-Gesteinskörnung den höheren Einsatz

überhaupt betreiben?

MMS 2018/Zimmermann


Was muss beachtet werden?

RecyclingbetonAnwendung im Beton

Erstprüfung nach DIN EN 206-1/ DIN 1045-2

Zusätzliche Prüfungen:

→ Zeitabhängiger Konsistenzverlauf (a10, a45, a90)

→ Bestimmung des Feuchtegehalts (Kernfeuchte und

Oberflächenfeuchte) der rezyklierten Gesteinskörnung

→ Erstellung einer Dosieranweisung für die nachträgliche

Zugabe von Fließmittel

MMS 2018/Zimmermann06.03.2018


Was muss beachtet werden?

RecyclingbetonAnwendung im Beton

Zusätzliche Kontrollen bei der Produktionskontrolle

Prüfung Häufigkeit

Sichtprüfung der stofflichen

Zusammensetzung der rezykl. GkBei jedem Lieferfahrzeug

Ermittlung der Kornrohdichte 1x je Produktionswoche

Ermittlung der Wasseraufnahme

der rezykl. Gk nach 10 Minuten 1x je Produktionswoche

Auszug aus: DAfStb-Richtlinie „Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung“, 2010, Abschnitt 5

MMS 2018/Zimmermann

RC Beton muss im Lieferverzeichnis als solcher gekennzeichnet

werden!

06.03.2018


RecyclingbetonSCHWENK Laborprüfungen

06.03.2018 Seite 17

Herstellung eines C25/30, Konsistenz F4

Einsatz von RC-Gesteinskörnungen Typ1 und Typ2

Fließmittelbedarf

Konsistenzverlauf (Ansteifen)

Druckfestigkeit

E-Modul

Schwinden

SCHWENK Prüfprogramm (Technologiezentrum)

MMS 2018/Zimmermann




m RC in % m Ru in % m Rb in % m Ra in % m Rg in % m X in %

Typ1 37,7 55,0 6,5 0,7 0,2

Typ2 33,7 52,7 12,9 0,8 0

Rc Beton, Betonprodukte, Mörtel, Mauersteine aus Beton

Ru ungebundene GK, Naturstein, hydr. geb. GK

Rb Mauerziegel, Kalksandstein, nicht schwimmender Porenbeton

Ra bitumenhaltige Materialien

Rg Glas

X sonstige Materialien

Zusammensetzung der eingesetzten RC Gesteinskörnungen

Typ 1

Typ 2




0

50

100

150

200

250

5 30 60 90 120

Rü

ckste

ifen

[m

m]

Zeit [Min]

Rücksteifen (Konsistenzverlauf) C25/30

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

34% RC Splitt 2/16 Typ 2 34% RC Splitt 2/16 Typ 1, 24h vorgenässt

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 Sky681,

Temperatur 20°C

a=640mm, FM=0,80%a=650mm, FM=0,80%

a=680mm, FM=0,80%

a=630mm, FM=0,70%

a=620mm, FM=0,55%




44

41

39

43

10

15

20

25

30

35

40

45

50

2d 7d 28d

Dru

ckfe

sti

gkeit

[N

/mm

²]

Tage

Druckfestigkeit C25/30 [N/mm²]


34% RC Splitt 2/16 Typ 2 34% RC Splitt 2/16 Typ 1, 24h vorgenässt

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




31300

2920028200

32000

15000

20000

25000

30000

35000

E-Modul

E-M

od

ul [N

/mm

²]

E-Modul C25/30 [N/mm²]


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

Ecm C25/30 =

31000 N/mm²




-0,35

-0,30

-0,25

-0,20

-0,15

-0,10

-0,05

0,00

0 7 14 21 28 35 42

Original- Rundkorn

RC-Splitt Typ 1

RC-Splitt Typ 2

7 Tage mit Folie

abgedeckt

Prüfzeit in Tagen

Schw

indverf

orm

ung in m

m/m

Schwindverformung C25/30


RecyclingbetonLeuchtturmobjekte


Neubau des Forschungs- und Laborgebäudes

Lebenswissenschaften der Humboldt-Universität

Pilotprojekt des Senats Berlin 2013/2014

Quelle: Pressemitteilung vom 08.04.2014, Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt Berlin




Umweltgutschrift in Höhe von 10 €/t Gesteinskörnung eingeräumt durch

den Senat Berlin

Kurze Entfernung vom RC Material Hersteller zur Mischanlage

Neubau des Forschungs- und Laborgebäudes Lebenswissenschaften

der Humboldt-Universität

Wirtschaftliche Rahmenbedingungen:






1. Bauabschnitt: Schlitzwände für die Trogbaugrube

Betondaten

Druckfestigkeitsklasse: C25/30

Expositionsklassen: XC2, XA1

Feuchtigkeitsklasse: WF

Konsistenz: F5

Größtkorn: 16 mmBildquelle: Abschlußbericht "Einsatz von RC-Beton beim Neubau eines

Forschungsgebäudes der TU Berlin„, Dr. Angelika Mettke, BTU Cottbus 2015






1. Bauabschnitt: Schlitzwände für die Trogbaugrube

Bildquelle: Abschlußbericht "Einsatz von RC-Beton beim Neubau eines


Betondaten

Betonmenge: 1.700 m³

Substitutions-

anteil KG 8/16

Typ 1:

25 Vol.-%

(wegen XA1)

= 667 t RC GK

Hersteller: TRABET

Transportbeton

Berlin GmbH






2. Bauabschnitt: Tragwerk für den Hochbau

Bildquelle: Abschlußbericht "Einsatz von RC-Beton beim Neubau eines


Betondaten

Druckfestigkeitsklasse: C30/37

Expositionsklassen: XC3

Feuchtigkeitsklasse: WO

Konsistenz: F3

Größtkorn: 16 mm






2. Bauabschnitt: Tragwerk für den Hochbau

Betondaten

Betonmenge: 3.800 m³

Substitutionsanteil

KG 8/16 Typ 1: 40 Vol.-%

= 2190 t RC GK

Hersteller: CEMEX

Deutschland AG

Bildquelle: Pressemitteilung vom 24.02.2015, Cemex Deutschland AG




http://www.google.de/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwju-b_xi_rXAhXFCOwKHaA5C7oQjRwIBw&url=http://www.stadtentwicklung.berlin.de/bauen/hochbau/de/humboldt_universitaet.shtml&psig=AOvVaw2GGi19LVEY3H9fl8ArvfKW&ust=1512811431143520




Brücke Herrenkrug MagdeburgUmweltbundesamt in Dessau-Roßlau

Bausumme 4,5 Mio €

Eröffnung 2018 zur Landesgartenschau


Recyclingbeton

06.03.2018 Seite 31

Erweiterungsbau des Umweltbundesamt Dessau

konzipiert als Plus-Energie-Haus

Quellen: UBA

3000 m³ Recyclingbeton

Bauzeit 2016-2018

Bausumme 14 Mio €

MMS 2018/Zimmermann

Leuchtturmobjekte


Recyclingbeton

06.03.2018 Seite 32

Schutzwände für Fußgängerbrücke Herrenkrug-Magdeburg

Recyclingbeton wurde

sandgestrahlt, um die inneren

Strukturen sichtbar zu machen

Fertigstellung 1999 zur BUGA

MMS 2018/Zimmermann

Leuchtturmobjekte


RecyclingbetonZusammenfassung


Durch die Einführung der DIN 4226-101 (Grenzwerte für gefährliche Substanzen)

wird der Einsatz von RC Gesteinskörnungen im Beton vereinfacht

Die regionale Verfügbarkeit (Ballungszentren) und kurze Transportwege sind

Voraussetzung für den sinnvollen Einsatz im Beton (ökologisch und

wirtschaftlich)

Betontechnologisch ist beim Einsatz von RC Gesteinskörnungen tendenziell ein

höherer FM Bedarf, eine etwas geringere Druckfestigkeit, ein geringerer

E-Modul und auf lange Sicht ein höheres Schwinden als bei natürlichen

Gesteinskörnungen zu erwarten

Die Verwertungsquote von mineralischen Bauabfällen ist in Deutschland bereits

sehr hoch!

Die Verwertung im Beton (einzelne Kornfraktionen) ist technisch möglich,

allerdings fehlen diese Mengen an Gesteinskörnungen dann im Straßenbau und

sie müssten durch andere ersetzt werden.

Heiko Zimmermann

SCHWENK Zement KG

Mobil: 0171-3025407

Email: [email protected]

Ein Dankeschön an

das SCHWENK Technologiezentrum

für die tatkräftige Unterstützung.

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Recyclingbeton Ökobeton oder Unsinn? · Normative Grundlagen für den Einsatz im Beton 06.03.2018 Seite 8 Anforderung an Beton DIN EN 206-1 / DIN 1045-2 Anforderung an natürliche