Schritt für Schritt zum Recycling-Granulat
Die Pilotanlage des Instituts für Angewandte Bauforschung (IAB) in Weimar
2019 eröffnete am Stadtrand von Weimar das Recycling-Technikum. Hier arbeiten die Froschenden des Instituts für Angewandte Bauforschung (IAB) in Weimar daran, Stoffkreisläufe zu schließen und Recyclingverfahren zu verbessern. Um den Schritt von der Forschung in die Praxis zu erleichtern, wurde 2023 dazu eine neue Pilotanlage eingeweiht, mit der sich mineralische Rest- und Abfallstoffe zu Leichtgranulaten verarbeiten sowie kalzinierte Tone herstellen lassen. Die kugelförmigen Granulate könnten beispielsweise als leichte Gesteinskörnung in Betonen und Mörteln, als lose Schüttung zur Wärme- bzw. Schallisolierung sowie im Garten- und Landschaftsbau verwendet werden.
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Im ersten Schritt, dem Materialeingang, wird zunächst die Zusammensetzung des Abbruchmaterials mit dem Auge und per Fotografie erfasst. Danach landet das Baustoffgemisch auf einer Wage und durchläuft die erste, grobe Sortierstufe, um Stör- aber auch Wertstoffe abzutrennen. Es folgt die Beurteilung der stofflichen Materialzusammensetzung: Dazu sortieren die IAB-Mitarbeitenden eine Teilmenge per Hand und dokumentieren Störstoffe wie Gips und Leichtfraktionen mit zum Beispiel Kunststoff- und Gummianteilen.
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Zerkleinern, sortieren, analysieren
Nach Vortrocknung im Trockenschrank verkleinert der Backenbrecher die Abbruchstücke auf die gewünschte Größe, die sogenannte Zielkorngröße. Hat dann noch das Linearsieb mitgeführtes Erdreich entfernt, kommt das Material in die Kugelmühle, wo es zu einem feindispersen Pulver verarbeitet wird. Dieser Prozessschritt soll die heterogenen Ausgangsmaterialien homogenisieren, die Granulierbarkeit ermöglichen und helfen, Expansionsadditive einzumischen, die für das spätere Aufblähen des Materials im Ofen nötig sind. Sollten dann noch größere Abbruchstücke aus dem Pulver herausstechen – sogenannte Überkornfraktionen – dann siebt sie jetzt das Taumelsieb ab.
Mithilfe der Röntgenfluoreszenzanalyse wird dann geklärt, ob die chemische Zusammensetzung des Materials stimmt. Sie soll klären, inwiefern es sich zur Herstellung von Grüngranulaten (ungebrannter Granulate) eignet und ob die Zusammensetzung verändert werden muss. Um die Kügelchen herzustellen, kommt der Granulatteller zum Einsatz, unter prüfendem Blick auf Feuchtegehalt, Granulierneigung, Kornrohrdichte, Grünstandfestigkeit und Korngrößenverteilung. In der Bepuderungstrommel wird dann ein Trennmittel aufgetragen und das Grüngranulat gegebenenfalls noch einmal in den Trockenschrank gegeben.
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Gebrannt im Ofen
Jetzt werden die Kügelchen im Drehrohrofen gebrannt. Dabei müssen die Baustoffforscher*innen zwei parallel verlaufende thermischen Prozesse aufeinander abstimmen: Zum einen muss das Mineralstoffgemisch in geeignetem Maß aufschmelzen und sich das blähfähige Additiv thermisch zersetzen. Zum anderen müssen sich die mineralischen Ausgangsstoffe chemisch umbilden.
Verlassen sie den Drehofen, müssen die Granulate zunächst auf einer Lagerfläche abkühlen. Erst danach durchlaufen sie noch einmal das Linearsieb, um schließlich Körner in der gewünschten Größe zu erhalten. Es folgt eine Nachuntersuchung, bei der die Mitarbeitenden auch die Umweltverträglichkeit bewerten. Dann sind die Recycling-Granulate bereit, abgefüllt und verpackt zu werden.
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