FORSCHUNG ZUM STOFFKREISLAUF IM MAUERWERKSBAU

Wohin mit dem Abbruch von Mauerwerk?

In Deutschland fallen mittelfristig erhebliche Mengen von Mauerwerkbruch an. Im Spannungsfeld einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft führte die deutsche Mauersteinindustrie das breit aufgestellte gemeinschaftliche Forschungsprojekt „SIM Stoffkreislauf im Mauerwerksbau“ durch.

In verschiedenen mauersteinübergreifenden IGF-Forschungsvorhaben wurden technisch orientierte Lösungsmöglichkeiten für das Recycling von Mauerwerk erarbeitet und Anwendungsbereiche für Mauerwerksrestmassen aufgezeigt. Eine grundsätzliche Entscheidung über die Eignung von Mauerwerksrestmassen für bestimmte Recyclingwege kann es letztlich nicht geben. Es wird immer eine Einzelfallentscheidung bleiben, die wesentlich durch komplexe technische sowie ökologische und ökonomische Randbedingungen geprägt wird.

Forschungsvorhaben

Vor diesem Hintergrund wurde im IGF-Forschungsvorhaben 17022 N der Forschungsvereinigung Porenbetonindustrie e.V. die Nachhaltigkeit verschiedener Recyclingoptionen für Mauerwerkbruch ganzheitlich untersucht und bewertet. Unter Einbeziehung der Hauptwandbausteinarten Ziegel, Kalksandstein, Porenbeton und Leichtbeton wurden dabei material- und verfahrenstechnische sowie ökologische, ökonomische und soziale Aspekte berücksichtigt.

Untersuchungsrahmen

Sowohl für die ökologische und ökonomische als auch für die sozio-kulturelle Analyse gelten die gleichen Systemgrenzen. Die Analyse umfasst den Transport des abgebrochenen Mauerwerkbruchs zur Recyclinganlage bzw. den der mobilen Recyclinganlage zur Abbruchstelle, die Aufbereitungsprozesse wie Brechen, Sieben, Sortieren in einer mobilen oder stationären Anlage sowie die Gutschriftenvergabe für ersetzbares Primärmaterial, z.B. natürliche Gesteinskörnung, Bims.

Recyclingoptionen

Auf Basis von Literaturrecherchen und Expertenbefragungen wurden die vielfältigen Verwertungsoptionen für sortenreine und gemischte Mauerwerksrestmassen in einer Recyclingmatrix zusammengestellt. Sorgfältig rückgebaute Mauerziegel können vor allem in der Denkmalpflege und aufbereitete Mauerwerksrestmassen unter bestimmten technischen und ökologischen Voraussetzungen zur Herstellung neuer Mauersteine eingesetzt werden. Gesteinskörnungen aus Mauerwerkbruch können im Erd- und Straßenbau, Garten- und Landschaftsbau (Vegetationstechnik) und Betonbau verwendet werden. Aus den Regelwerken der jeweiligen Verwertungsoption ergeben sich stoffliche, chemische, physikalische sowie umweltrelevante Anforderungswerte an die Materialqualität der Recyclingprodukte. Zur Herstellung hochwertiger Recyclingbaustoffe bedarf es einer gezielten Aufbereitung des Abbruchmaterials in mobilen oder stationären Anlagen durch die Verfahrensstufen Zerkleinern/Aufschließen, Klassieren und Sortieren. Für die Ausführung stehen in der Praxis verschiedene Verfahren und Technologien zur Verfügung.

Excel-Tool für die Praxis

Basierend auf der Recyclingmatrix wurde ein Excel-Tool entwickelt, das ausgehend von der stofflichen Zusammensetzung über die vielfältigen Verwertungsmöglichkeiten für Mauerwerkbruch unterschiedlicher Materialqualitäten informiert. Hier werden die einzelnen Verwertungsoptionen den notwendigen Aufbereitungsschritten zugeordnet, vor allem zur Fremd- und Störstoffentfrachtung mittels Sortiertechnik und den möglichen Sortiertiefen. Das Excel-Tool gibt außerdem Auskunft über die Eingabeparameter für das später entwickelte Web-Tool. Es ersetzt nicht die anwendungsspezifischen Prüfungen technischer (stofflich, chemisch, physikalisch) und umweltrelevanter Parameter. Eine Eignungsprüfung der rezyklierten Gesteinskörnung muss weiterhin gesondert erfolgen.

Mit dem Web-Tool erhalten Anwender (Planer, Architekten, Recycler) die Möglichkeit, für verschiedene Untersuchungsfälle unter Einbeziehung verschiedener Parameter, wie Materialqualität, Stoffmengen, Logistik, Aufbereitungstechnik, Anwendungsbereiche, Kosten und Erlöse, objektspezifische Aussagen zur Nachhaltigkeit zu treffen. So können im Sinne der aktuellen gesetzlichen Vorgaben nachhaltige Stoffkreisläufe im Mauerwerksbau geschlossen und somit letztlich die Deponierung von Mauerwerksrestmassen vermieden werden.

Alle vier Mauersteinarten recyclingfähig

Im Rahmen des beschriebenen Forschungsvorhabens haben sich alle vier Mauersteinarten als recyclingfähig und unter gleichen Rahmenbedingungen hinsichtlich der Nachhaltigkeit als gleichwertig erwiesen. Musterbetrachtungen haben allerdings gezeigt, dass kostenseitig große Unterschiede bei den untersuchten Varianten auftreten können. Einfluss darauf haben natürlich die aktuell sehr unterschiedlichen Einkaufs- und Wiederverkaufspreise. Die Ökologische Wirkungskategorien werden durch unterschiedliche Transportdistanzen beeinflusst, die ein sehr entscheidender Faktor zur Wahl einer stationären oder mobilen Recyclinganlage sein können.

Die Details zu den Arbeiten und Ergebnissen des beschriebenen Vorhabens finden sich im dazugehörigen Schlussbericht, der bei der Forschungsvereinigung Porenbetonindustrie () sowie bei den Forschungsstellen angefordert werden kann.

Veröffentlichung

AiF-Forschungsvereinigung Porenbeton e.V.: Schlussbericht zum Vorhaben 17022 N / 1, Stoffkreislauf im Mauerwerksbau - Nachhaltigkeitsanalyse für das Mauerwerksrecycling. Berlin, 2013

(*) Dipl.-Ing. Tristan Herbst, BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Fachabteilung Bauwerkssicherheit, Fachbereich Baustofftechnologie, E-Mail: - Dipl.-Wirt.-Ing. Sarah Schneider, Universität Stuttgart, Lehrstuhl für Bauphysik, Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung, E-Mail: - M.Sc. Christian Peter Brandstetter, Universität Stuttgart, Lehrstuhl für Bauphysik, Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung, E-Mail: - Dipl.-Ing. Georg Flassenberg, Forschungsvereinigung Porenbetonindustrie e.V., E-Mail: , Internet: www.bv-porenbeton.de

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