Entwicklung des ökoeffizienten Alternativbaustoffs "Mixolith" unter Verwendung von Reststoffen biogenen Ursprungs als Bindemittel

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

Ziel des vorliegenden Forschungsprojektes "Entwicklung des ökoeffizienten Alternativbaustoffs Mixolith unter Verwendung von Reststoffen biogenen Ursprungs als Bindemittel" ist die Untersuchung der großtechnischen Anwendung von Betonen aus nicht gefährlichen industriellen Reststoffen (recyclierter Beton, Asphalt, Gleisschotter, Gießerei-Altsande) unter Ausnutzung der latent-hydraulischen Eigenschaften von Aschen und Stäuben aus Biomasse(heiz)kraftwerken zur Herstellung von Betonmaterialien. Die Betonmaterialien sollen als Alternativbaustoff zur Herstellung von Sicherungsbauwerken im Hochwasserschutz, als Böschungs- und Hangsicherung, als Dämme für Rückhaltebecken bzw. Sauberkeits- und Tragschicht im Straßen-und Wegebau eingesetzt werden. Dieses Projekt baut auf Erfahrungen aus Vorprojekten auf, die durch die Verwendung von Abfallstoffen mit latent-hydraulischen Eigenschaften als Zementsubstitut durch bautechnische Maßnahmen im eigenen Betrieb in Lassing erzielt wurden.

Unsere Motivation ist es, mittels Substitution von Primärrohstoffen Ressourcen zu schonen und durch die Rückführung von nicht gefährlichen Reststoffen in den Produktkreislauf wertvolle Deponieflächen einzusparen. In Ermangelung geeigneter Normen oder anderer technischer Regelwerke für einen solchen Alternativbaustoff wurde für dieses Projekt nach den Prüfvorschriften der Deponieverordnung geltender Betonnormen und den Richtlinien und Vorschriften für den Straßen- bzw. Dammbau ein Untersuchungsprogramm zusammengestellt. Ziel des Projektes war in Zusammenarbeit mit dem Österreichischen Institut für Baustoffprüfung ein Regelwerk zu erstellen, welches die Qualitätsanforderungen an einen alternativen Baustoff aus Restmassen für die jeweiligen Einsatzgebiete dokumentiert. Da die eingesetzten Sekundärrohstoffe im rechtlichen Sinn als Abfälle gelten, muss einerseits das Abfallende nach § 5 AWG 2002 und der damit verbundene produktrechtliche Status der Mixolith-Betone bewiesen werden.

Insgesamt wurden 12 verschiedene Aschen repräsentativ beprobt und analysiert. Zweck der durchgeführten Gesamtanalysen war eine Prüfung der Schadstoffgehalte zur Sicherstellung, dass im Sinne der ÖNORM S2100 nur nicht gefährliche Restmassen für die Produktion von "Mixolith" eingesetzt werden. Von diesen Aschen wurde mittels Procterversuchen das optimale Wasser/Bindemittel-Verhältnis ermittelt und darauffolgend Probezylinder mit und ohne Zementbeigabe angefertigt. Nach einer augenscheinlichen Beurteilung hinsichtlich Formstabilität, Ausblühungen und Kantenfestigkeit konnten die Proben einer Druckfestigkeitsprüfung nach 7, 14, 28 und 56 Tagen unterzogen werden. Jene Aschen mit den besten erzielten Druckfestigkeiten wurden ausgewählt und werden bis dato weiter beprobt. Hierbei handelt es sich derzeit um Aschen folgender Hersteller:

• Mondi Packaging Frantschach (F), (SN 31306, Holzasche, Strohasche)
• Biomassekraftwerk Timelkam (T), (SN 31306, Holzasche, Strohasche)
• Papierfabrik Hamburger, Pitten (H), (SN 31031 sonstige Feuerungsanlagen)
• Müllerverbrennungsanlage Lenzing AG (L), (SN 31308 Müllverbrennungsanlagen)

Um eine gleichmäßige Verteilung des Zementes zu erreichen wurde im Rahmen großindustrieller Versuche in der werkseigenen Betonmischanlage eine optimale Trocken- und Nassmischzeit ermittelt. Während der Versuche stellte sich wie erwartet heraus, dass eine höhere Zementzugabe zu einer Steigerung der Festigkeit führt. Jedoch könnte das gewünschte Ziel, Primärrohstoffe zu annähernd 100 % zu substituieren, nicht erreicht werden.

Zusätzlich zu den Laborversuchen kam es zur Errichtung von bisher vier Prototypbauwerken. Dabei wurden über Messungen zur (Langzeit-) Stabilität die technischen und mittels Pflanzenverträglichkeitstests die ökologischen Produkteigenschaften aufgezeigt. Um eine gleichbleibende Qualität gewährleisten zu können werden auch gegenwärtig laufend Probekörper angefertigt um die Druck- und Biegefestigkeit zu ermitteln.

Hauptaugenmerk liegt derzeit auf der Errichtung eines Prototypbauwerkes im Sommer 2008. Die Ergebnisse dieses Bauwerkes werden ein wichtiges Kriterium für die Produktzertifizierung sein. Im Hinblick auf die Produktzertifizierung wurden die Aschen untereinander zu je 1/3 bzw. je ½ gemischt. Diese Mischungen verfügen bereits nach sieben Tagen durchschnittlich über Festigkeiten >6 N/mm². Die bisher erzielten Ergebnisse belegen bereits, dass der "Mixolith-Beton" den technischen Anforderungen für die geplanten Anwendungsgebiete entspricht.

Projektleiter

Wolfgang Berger, Geschäftsleitung, Paltentaler Splitt & Marmorwerke Gesellschaft m.b.H

Mitarbeiter

• DI Meinhard Lesjak
• Tina Jaksch

Wissenschaftliche Betreuung

ARP GesmbH
Johann Sacklgasse 65-67
8700 Leoben

Paltentaler Splitt & Marmorwerke Gesellschaft m.b.H
Wolfgang Berger
Werksgasse 281
8786 Rottenmann
E-Mail: bw@paltentaler-kies.at
Homepage: www.paltentaler-kies.at