Baustoffe aus recycelten Materialien herstellen
TH Köln erprobt vollständigen Stoffkreislauf
"Der enorme Ressourcenbedarf und die hohen Umweltauswirkungen des Bausektors, die weltweit weiter zunehmen, erfordern dringend nachhaltige Lösungen. Zwar liegt die Recyclingquote von Bau- und Abbruchabfällen bei bis zu 90 Prozent, das aufbereitete Material wird aber oft nur für Anwendungen auf niedrigerer Qualitätsstufe wie zum Beispiel im Tief- und Straßenbau eingesetzt. Eine höherwertige Aufbereitung und Verwertung sind zu aufwändig und zu teuer.
Insbesondere feiner Bauschutt unter 2 Millimeter Korngröße landet immer noch zu einem großen Anteil auf Deponien und bleibt so ungenutzt", erklärt Prof. Dr. Björn Siebert vom Institut für Baustoffe, Geotechnik, Verkehr und Wasser der TH Köln.
Um diesen Herausforderungen zu begegnen, möchten die Forscher*innen im Projekt verschiedene Rezepturen für verarbeitbare Mörtel entwickeln. Diese sollen aus recycelten Füllstoffen wie Asche aus der Restmüllverbrennung, Schotter von Bahngleisen oder Bauschutt sowie umweltfreundlichen Bindemitteln gefertigt werden.
Letztere sind zum Beispiel Geopolymere, zementfreie Bindemittel auf der Basis von reaktiver Asche oder Schlacke, die als industrielle Nebenprodukte etwa in Hochöfen von Stahlwerken anfallen. Aus den Mörtelmischungen werden Probekörper produziert und auf ihre Festigkeit untersucht.
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Nach erfolgreichen Tests sollen Bauteile entstehen, die sowohl rückbaufähig als auch wiederverwendbar sind. In einem ersten Schritt werden die bisher deponierten Bau- und Abbruchabfälle auf metabolon zerkleinert und sortiert. "In unserem Technikum bereiten wir die Materialien möglichst sortenrein auf und ermitteln die Korngrößenverteilung, die Rohdichte und den Wasseranspruch, also wie viel Wasser für eine bestimmte Verarbeitbarkeit benötigt wird. Dann untersuchen wir die Materialzusammensetzungen für die mineralischen Füllstoffe und optimieren so lange, bis sie die gewünschten mechanischen und ästhetischen Eigenschaften erreichen", berichtet Prof. Dr. Axel Wellendorf vom Institut für Allgemeinen Maschinenbau der TH Köln.
Auf Basis der neu entwickelten Baustoffe werden Bauteile wie Wände, Decken und Stürze am Computer simuliert und anschließend vom Projektpartner Polycare gefertigt. Zum Abschluss des Projekts wird ein Musterhaus errichtet, in dem möglichst viele der entwickelten Bauelemente eingesetzt werden.
