REALight

– das geförderte Forschungsprojekt für die Herstellung von Leichtgranulaten und REA-Gips aus feinkörnigen sulfatbelasteten Bau- und Abbruchabfällen

Vier Jahre und 12 Projektpartner: Mittels des vom Bund geförderten Projektes REALight untersuchten wir bei Sievert, ob Leichtgranulat aus Sekundärrohstoffen wie Mauerwerkbruch hergestellt werden kann. Das Ergebnis: Es kann. Das sind gute Nachrichten für unsere schwindenden Ressourcen – und eine potenzielle Sievert Produktpalette für Trockenmörtel.

Die Projektbeteiligten von REALight. Michael Fooken und Michael Schnittker sind nicht anwesend.

Natürliche leichte Gesteinskörnungen wie Bims verknappen; der Wegfall von REA-Gips durch den Ausstieg aus der Kohleverstromung fordert die Baubranche. Parallel fallen jährlich in Deutschland 50 Millionen Tonnen Bauschutt an, aber nicht alle sind wieder verwertbar in der Herstellung von Baustoffen. Vor Allem gab es bis dato keine Möglichkeit, einen Leichtzuschlag aus Mauerwerkbruch und anderem Abbruch herzustellen.  

Leichtgranulate sind effiziente Isolierungshelfer, sie fördern eine energiesparende Wärmedämmung. Sie werden als Hohlkügelchen eingesetzt, die Luft ins System schaffen und dadurch adäquat isolieren: Durch die Energieeinsparung wird letztlich CO2-Äquivalent eingespart. Jetzt sollte im Projekt  REALight nachgewiesen werden, ob diese aus Sekundärrohstoffen herstellbar sind. Es wundert nicht, dass das Projekt gleich mehrere Baustoffunternehmen interessierte: Sekundärrohstoffe schonen nicht nur unsere Ressourcen, sondern sind die Antwort auf langfristige unternehmerische Wettbewerbsfähigkeit.

Im Projekt REALight gab es zwei Phasen:

  1. Die Aufbereitung der Gesteinskörnung in einer Pilotanlage  
  2. Die Anwendung dieser in den eigenen Werk

Phase 1: Die Herstellung in einer Pilotanlage

In einer Pilotanlage des Instituts für Angewandte Bauforschung Weimar GmbH wurden mehrere Versuchskampagnen zur Herstellung der Leichtgranulate durchgeführt. Meist wird die Bauschnittaufbereitung gemischt vorgenommen. Bei diesem Projekt wurden bewusst Anteile des Bauschutts und Ziegelbruchs getrennt – in Gips und restliche mineralische Stoffe. Denn relevant für die Forschenden war auch die Erweiterung der Technologie zur Gipsrückgewinnung, welcher beispielsweise in Bauplatten verwendet wird.  

Im besonderen Fokus des Projekts stand jedenfalls die Anwendung der Leichtgranulate mit Körnungen kleiner als 8 mm in gebunden Systemen: Sievert hat dies in seinen Trockenmörtelsystemen getestet.

Der Prozess:

1. Ausgangsmaterial: rückgebaute Baustoffe

2. Vorbehandlung durch Brecher und Siebmaschine

3. Mahlung in der Kugelmühle

4. Formgebung durch einen Intensivmischer

5. Blähvorgang im Drehrohrofen  bei ca. 1100°C  

6. Klassierung der entstandenen Leichtgranulate 

Das Brennen im Ofen ist energieintensiv. Danach konnte jedoch ein Blähwert von 1,9 und eine Rohdichte der Granulate von 0,9 g/cm3 in den Kügelchen erreicht werden. Das ist klar unter dem Wert der Referenzcharge mit Ziegelmehl, welches ohne den Einsatz von Blähmittel hergestellt wurde. Allein das Verfahren gestaltete sich innovativ: Die Kombination von klassischem mechanischem und modernem thermischem Verfahren ist neu für die Forschung. Im Rahmen von REALight wurden die erforderlichen Mengen an Leichtgranulaten in mehreren einwöchigen Brennversuchen hergestellt. Diese dienten dabei auch der Bestätigung der Laborversuchsergebnisse hinsichtlich der erreichbaren Produktqualitäten und der Realisierung der Gips-Rückgewinn

Etappe 2: Anwendung im Sievert Werk

Die Projektpartner prüften daraufhin die Anwendung in ihren Anlagen – auch wir prüften in unseren Trockenmörtelsystemen vor Ort. Tests mit feinen (gebrochenen) Leichtgranulaten für die Anwendung in Trockenmörtelsystemen verliefen zunächst negativ bei uns, da teils massiven Treiberscheinungen in den Mörteln auftraten. Ein „Waschen“ der REALight Granulate verschaffte Abhilfe.

Daraufhin konnten die Projektpartner die Anwendung in Ihren Anlagen ausgiebig überprüfen. Auch wir haben die Leichtgranulate in verschiedenen Produkten von uns getestet, sowohl labortechnisch in Osnabrück als auch in praxisbezogenen Anwendungstest am Standort Marl. Zunächst haben diese Versuche deutlich negative Eigenschaften gezeigt, da massive Treiberscheinungen beobachtet werden konnten. Ein „Waschen“ der REALight-Granulate hat für eine signifikante Verbesserung gesorgt. 

Das Ergebnis

Die gewaschenen Leichtgranulate waren schließlich brauchbar für die Herstellung eines leichten Klebe- und Armierungsmörtel sowie Leichtmauermörtel. Das heißt: Leichtgranulate können aus Mauerwerkbruch und anderem Bauschutt hergestellt werden.

Was die Rückgewinnung und Wiederverwendung des Gipses angeht, konnte dies nicht nachgewiesen werden. Aufgrund der durchgeführten Untersuchungen ist aber auch hier ein erfolgreicher Einsatz  zu erwarten.

Die beton- bzw. mörtelschädigende Bestandteile, wie Chlorid, Sulfat und Alkalien sowie die umweltanalytische Unbedenklichkeit der eingesetzten Leichtgranulate wurden letztlich von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) untersucht. Alle REALight Leichtgranulate sind unbedenklich: Sie liegen weit unter den Grenzwerten.  

Theoretisch steht einer Herstellung von Leichtgranulat aus Sekundärrohstoffen wie Bauschutt jetzt nichts mehr im Wege. Gemeinsam mit allen Projektbeteiligten haben wir ein neues ressourcenschonendes Absatzgebiet für Leichtgranulate erschlossen. Wie es damit in Zukunft weitergeht? Wir werden berichten. 

Michael Schnittker, Projektleiter F&E, ist jedenfalls optimistisch:

„Durch die sehr enge Zusammenarbeit aller Projektbeteiligten, aus verschiedenen Bereichen der Materialwirtschaft konnten viele anfängliche Probleme gelöst werden. Es ist schön zu sehen, wenn Ökologie und Ökonomie dann Hand in Hand gehen.“

 

Michael Fooken, Leiter der Technologie, IP & Netzwerke:

„Hier wurde in mehrfacher Hinsicht ein innovativer Ansatz verfolgt, der dazu führte, das aus einem vermeintlich niederwertigen gemischten Bauabfall zwei hochwertige Baustoffe entstehen: Zum einen Gips – und zum anderen ein vollmineralischer Leichtzuschlag.“


 

 

Liste aller Projektbeteiligten:

  • Bauhaus-Universität Weimar
  • Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Berlin
  • IAB - Institut für Angewandte Bauforschung Weimar gGmbH, Weimar
  • Technische Universität Clausthal, Institut für Aufbereitung, Recycling und Kreislaufwirtschaftssysteme (IFAD), Clausthal-Zellerfeld
  • Beton und Naturstein Babelsberg GmbH, Potsdam
  • Opus Denkmalpflege GmbH, Berlin
  • IBU-tec advanced materials AG, Weimar
  • Sievert Baustoffe SE & Co KG, Osnabrück
  • T.B.R. Teltower Baustoffrecycling GmbH, Teltow
  • HanseGrand Klimabaustoffe e.K., Selsingen


Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und FONA – Forschung für Nachhaltigkeit.