Asche zu Beton

Forschungsprojekt zu Körnungen aus Müllverbrennungsasche

Von einer Kreislaufwirtschaft à la Cradle-to-cradle ist man im Baubereich im Allgemeinen noch meilenweit entfernt – doch immerhin wird das Thema inzwischen von der Politik ernstgenommen und entsprechend gefördert. In der Maßnahme „Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Bauen und Mineralische Stoffkreisläufe (ReMin)“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) etwa ist das Forschungsprojekt Ashcon angesiedelt, mit dem Verwertungswege für aufbereitete Müllverbrennungsaschen als Ausgangsstoff für Beton untersucht werden sollen.

Gallerie

Bei Rückständen aus der Müllverbrennung handelt es sich um inhomogene Stoffgemische, die sich überwiegend aus Aschen sowie mineralischen oder (schwer-)metallischen Schmelzprodukten zusammensetzen. Für die Verwendung als Ausgangsstoff für Beton ist es zunächst notwendig, die mineralischen Rückstände (Mineralik) möglichst sortenrein freizulegen.

Federführend in dem Forschungsprojekt ist die Technische Hochschule Köln, Grundlage zur Aufbereitung der Rückstände ist das Verfahren der elektrodynamischen Fragmentierung, das in den letzten Jahren am Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) wesentlich weiterentwickelt wurde. Es beruht auf dem Prinzip, dass ultrakurze Unterwasserimpulse Festkörper selektiv fragmentieren, da die Blitzentladungen bevorzugt entlang von Phasengrenzen verlaufen. Dadurch wird Verbundmaterial wirksam in die einzelnen Komponenten zerlegt. Im Idealfall liegen die benötigten Ausgangsstoffe nach der Aufbereitung ohne Anhaftungen anderer Aschebestandteile wie Metalle oder Glas vor.

Beton hat sich mittlerweile zu einem Mehrstoffsystem entwickelt, das sensibel auf Änderungen in den Eigenschaften der Ausgangsstoffe reagieren kann. In dem Forschungsprojekt wird untersucht, welche Fraktionen und Mengen von Müllverbrennungsreststoffen unter welchen Randbedingungen als Körnungen in Transportbeton und Betonwerksteinprodukten einsetzbar sind. Neben Wechselwirkungen mit anderen Betonkomponenten werden dabei auch die Umweltverträglichkeit und Dauerhaftigkeit analysiert.

Projektteam: Technische Hochschule Köln (Leitung: Institut für Baustoffe, Geotechnik, Verkehr und Wasser (IBGVW)); Aachen Institute for Nuclear Training (AiNT); Fertigbeton Rheinland; FH Münster; Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP, Stuttgart; Metten Stein+Design; RWTH Aachen University

Fachwissen zum Thema

Im Recycling-Technikum des Instituts für Angewandte Bauforschung (IAB) in Weimar hergestelltes Recycling-Granulat.

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Zement, Wasser und Gesteinskörnungen sind die Ausgangsstoffe für die Herstellung von Beton.

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Herstellung

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Erst digitalisieren, dann wiederverwendenneu

Es beginnt mit einem 3D-Scan: Das Forschungsprojekt Fertigteil 2.0 diente dazu, eine real-digitale Prozesskette zur Wiederverwendung zu entwickeln.

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3D-gedruckte Hohlräume

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Asche zu Beton

Wasser, Gesteinskörnung, Zement und Müllverbrennungsreststoff (schwarz): Aus diesen Grundzutaten könnte eine neue Art von Recyclingbeton entstehen.

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Aufbereitete Müllverbrennungsaschen könnten in Zukunft als Körnungen in Betonrezepturen einfließen. Das entsprechende Potenzial untersucht das Forschungsprojekt Ashcon.

Auf dem Weg zum Weltraumbeton

ESA-Astronaut Alexander Gerst bei der Durchführung der MICS-Experimente auf der ISS.

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Einachsig und mehrachsig gradierte Betonwürfel

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Rezyklierte, leichte Blähglaskörnungen für Infraleichtbeton

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Forschung zu Beton 4.0

Die intelligente Aussteuerung der Betoneigenschaften im Mischungsprozess ist eines der Forschungsfelder des Instituts für Baustoffe an der Leibniz-Universität Hannover.

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Eine Alternative für luftporenbildende Zusätze als Frostschutz für Beton untersuchte ein Forschungsteam der University of Colorado Boulder.

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Gänzlich gedruckt

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Gewebter Beton

In einem Workshop zum Forschungsprojekt Fluid Bodies in Versailles entstanden skulpturale Gebilde, die Alternativen zu konventionellen Formgebungsmethoden nachspüren.

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Incidental Space auf der Architekturbiennale

Die Rauminstallation „Incidental Space“ auf der Achitekturbiennale 2016 in Venedig

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Der Beitrag von Christian Kerez im Schweizer Pavillon auf der Architekturbiennale 2016 in Venedig spaltete die Gemüter. Während...

Lösender Angriff auf Beton

Zur Untersuchung wurden Betonprobekörper 15 Wochen in konzentrierter Essigsäure gelagert

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Museumsreifes Tragwerk

Im Deutschen Museum in München spannt seit kurzem eine Carbonbetonbrücke von Wand zu Wand.

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Zwei hauchdünne Carbonbetonschichten, ausgesteift durch Infraleichtbeton: Eine im Deutschen Museum in München verwirklichte Brücke zeigt, welche Möglichkeiten hybride Betonbauteile bieten.

Ökobeton mit weniger Portlandzement

Beton unter dem Mikroskop

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Ortbetonteile im Kreislauf

Im Forschungsprojekt Abbau Aufbau wurden Planungshilfen für die Wiederverwendung von Ortbetonbauteilen entwickelt.

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Die Wiederverwendung von Ortbetonteilen ist ungleich komplexer als bei Fertigelementen. Sie zu erleichtern, war das Ziel eines Forschungsprojekts an der Universität der Künste in Berlin.

Recycling vor Ort

Ein Team um die Professorin Andrea Kustermann schuf einen 20 Quadratmeter großer Pavillon aus Recyclingbeton auf dem Gelände der Bayernkaserne.

Ein Team um die Professorin Andrea Kustermann schuf einen 20 Quadratmeter großer Pavillon aus Recyclingbeton auf dem Gelände der Bayernkaserne.

Im Rahmen eines Forschungsprojekts an der Hochschule München ist auf dem Gelände der Bayernkaserne ein Musterpavillon entstanden, für den ein Beton mit 100 Prozent rezyklierter Körnung verwendet wurde.

Rohstoffquelle und Materialbank

Für die neue Rathauserweiterung, die das Büro Heimspiel Architekten in Kooperation mit agn verwirklichte, wurde die abgetragene Substanz des Vorgängerbaus so gut wie möglich als Rohstoffquelle genutzt.

Für die neue Rathauserweiterung, die das Büro Heimspiel Architekten in Kooperation mit agn verwirklichte, wurde die abgetragene Substanz des Vorgängerbaus so gut wie möglich als Rohstoffquelle genutzt.

Bei der Rathauserweiterung im hessischen Korbach diente der ungeliebte Vorgängerbau als Quelle für das benötigte Baumaterial. Der Prozess wurde wissenschaftlich begleitet.

Schlacke statt Kies

Im Projekt ASHCON arbeitet die TH Köln an einem Verfahren, um Müllverbrennungsaschen (MV-Aschen) für die Betonherstellung nutzbar zu machen. Dazu wurden Probekörper mit MV-Asche (links im Bild) hergestellt und mit Probekörpern, die nach einer Standardrezeptur gefertigt wurden (rechts im Bild), verglichen.

Im Projekt ASHCON arbeitet die TH Köln an einem Verfahren, um Müllverbrennungsaschen (MV-Aschen) für die Betonherstellung nutzbar zu machen. Dazu wurden Probekörper mit MV-Asche (links im Bild) hergestellt und mit Probekörpern, die nach einer Standardrezeptur gefertigt wurden (rechts im Bild), verglichen.

Durch ein spezielles Aufbereitungsverfahren werden aus Müllverbrennungsaschen Gesteinskörnungen.

Schritt für Schritt zum Recycling-Granulat

Am Rande von Weimar befindet sich das Recycling-Technikum des Instituts für Angewandte Bauforschung (IAB).

Am Rande von Weimar befindet sich das Recycling-Technikum des Instituts für Angewandte Bauforschung (IAB).

Eine Recycling-Anlage in Weimar verarbeitet mineralische Rest- und Abfallstoffe zu Leichtgranulaten, etwa für die Beton- und Mörtelherstellung.

Selbstheilender Beton

Im Beton sind Kapseln mit Epoxidharz verbaut, die brechen, wenn ein Riss entsteht

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Risse lassen sich beim Bauen mit Stahlbeton kaum vermeiden. Problematisch werden diese Läsionen erst, wenn Wasser und Salze bis...

Textilbeton mit Flachs

Prototyp einer naturfaserverstärkten Betonbrücke auf der Bau 2019

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Unter Textilbeton versteht man für gewöhnlich einen Beton, der mit Geweben aus Carbon oder Glasfaser verstärkt ist. Ein...

Textilbeton-Leichtbauabsorber

Unterschiedlich große Öffnungen in der Abdeckung ermöglichen eine Steuerung der Schallabsorption

Unterschiedlich große Öffnungen in der Abdeckung ermöglichen eine Steuerung der Schallabsorption

Dass es auch Anwohner an Bahnstrecken oder Autobahnen in ihrem Zuhause möglichst ruhig haben wollen, ist verständlich. Dennoch...

Tragende Fertigteile aus Recyclingbeton

Vom Fertigteilwerk Beton-Betz wurden für ein Pilotprojekt tragende Fertigteile aus Recyclingbeton erstellt.

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Bei einem Pilotprojekt auf einem Autobahnrastplatz bei Thionville wird für eine Lärmschutzwand aus vorgefertigten Betonelementen zu 100 Prozent rezyklierte Körnung verwendet.

Ultraschall steigert Fließfähigkeit und Frühdruckfestigkeit

Durch die Anwendung von Ultraschall im Mischprozess könnten deutliche Stei­gerungen der Fließfähigkeit und der Frühdruckfestigkei­t des Betons erreicht.

Durch die Anwendung von Ultraschall im Mischprozess könnten deutliche Stei­gerungen der Fließfähigkeit und der Frühdruckfestigkei­t des Betons erreicht.

Das ultraschallgestützte Mischen von Beton könnte bei der Vorfertigung unter anderem den Einsatz von Zementen mit geringerem Klinkergehalt ermöglichen.

Unsichtbare Pflaster

Grundlage von BIRDS waren drei verschiedenfarbige Zemente, die mit Zusatzstoffen wie Flugasche, Pigment und Trassmehl kombiniert wurden.

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Forschende der Hochschule Rhein-Main haben ein Baukastensystem für die Instandsetzung von denkmalgeschützten Sichtbetonbauten entwickelt.

Verbundwerkstoffe aus dem Materiallabor

Mit Blingcrete lassen sich beispielsweise baulich integrierte Leitsysteme umsetzen

Mit Blingcrete lassen sich beispielsweise baulich integrierte Leitsysteme umsetzen

Neue Werkstoffe haben in den letzten Jahren bislang ungeahnte Potenziale für das Baugewerbe und die Architektur eröffnet. Eines...

Von der Hauswand zur Brücke

An der Schweizer Hochschule EFPL in Lausanne hat ein Forschungsteam eine Fußgängerbrücke aus wiederverwendeten Betonblöcken entwickelt. Das Projekt trägt den Namen RE:CRETE.

An der Schweizer Hochschule EFPL in Lausanne hat ein Forschungsteam eine Fußgängerbrücke aus wiederverwendeten Betonblöcken entwickelt. Das Projekt trägt den Namen RE:CRETE.

Fügen statt Gießen: Forschende der Hochschule EFPL haben eine Fußgängerbrücke gebaut, die nicht frisch betoniert, sondern aus wiederverwendeten Betonblöcken zusammengesetzt wurde.

Von der Quelle zur Senke

Speichersilo (links) und Reihendoseur (rechts) gehören zum Equipment von Neustark, einem Unternehmen, das Recyclingbeton mit Kohlendioxid  anreichert.

Speichersilo (links) und Reihendoseur (rechts) gehören zum Equipment von Neustark, einem Unternehmen, das Recyclingbeton mit Kohlendioxid anreichert.

Ein Schweizer Unternehmen hat ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Kohlendioxid in Recycling-Gesteinskörnung speichern lässt.

Von der Sole zum Zement

Der Beitrag Wetland der Vereinigten Arabischen Emirate (VAE) zur 17. Architekturbiennale in Venedig wurde mit dem Goldenen Löwen ausgezeichnet.

Der Beitrag Wetland der Vereinigten Arabischen Emirate (VAE) zur 17. Architekturbiennale in Venedig wurde mit dem Goldenen Löwen ausgezeichnet.

Der Beitrag „Wetland“ der Vereinigten Arabischen Emirate auf der 17. Architekturbiennale in Venedig spannt den Bogen von einer einzigartigen Landschaft hin zu einem alternativen Bindemittel für Zement.

Zement aus kalziniertem Ton

Für den Zement LC3 wird vor Ort vorhandene, geeignete Tonerde in einem Drehrohrofen gebrannt und zusammen mit gemahlenem Kalkstein in die Rezeptur eingebracht.

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Tonerde und Kalkstein sind Hauptbestandteile eines Zements, bei dem der Klinkeranteil auf 50 % reduziert werden kann - was zu deutlich weniger CO2-Emissionen im Herstellungsprozess führt.

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