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Aus Waschschlamm wird Blähgranulat

Die TU Darmstadt arbeitet daran, aus Abfallprodukten neue Materialien herzustellen. So wird dort zum Beispiel untersucht, wie aus Rückständen der Sand- oder Kiesproduktion Blähgranulate gewonnen werden können. Diese Granulate lassen sich auf verschiedene Weise bei Bauprojekten nutzen.

Waschschlamm Blähgranulat
Granulate vor (li) und nach (re) dem Brennprozess. (Abb.:: Institut für Werkstoffe im Bauwesen)

Blähgranulate sind feinporige, kugelförmige Gebilde mit Quarz- und Tonanteilen, die in verschiedenen Größen hergestellt werden können. Durch ihre ausgezeichneten bautechnologischen Eigenschaften lassen sie sich ganz unterschiedlich einsetzen: Sie können als lose Schüttungen wärme- und schalldämmende Funktionen übernehmen, bei geotechnischen Anwendungen zum Einsatz kommen und als Leichtzuschlag für Mörtel, Betone und Putze verarbeitet werden. Neben diesen klassischen Anwendungsgebieten gibt es ein breites Spektrum von Spezialanwendungen: Hierzu zählen unter anderem die Bekämpfung von Ölkatastrophen auf offenem Meer und das Löschen von Bränden. Normalerweise ist ihre Produktion aufwändig und kostenintensiv. An der TU Darmstadt wird derzeit daran gearbeitet, sie kostengünstig aus einem Abfallprodukt herzustellen.

Brachliegendes Rohstoffpotenzial
Sande und Kiese sind klassische Rohstoffe für die Bauproduktion, die im Tage- oder Nassabbau gewonnen werden. In Aufbereitungsanlagen werden sie gewaschen und nach Korngrößen klassiert. Dabei wird ein nicht direkt verwendbarer Feinstkornanteil als Suspension abgetrennt, der sogenannte Waschschlamm. Dieses Wasser-Feststoff-Gemisch, das auch Anteile an Tonteilchen enthält, bleibt im Abbaugebiet und wird nicht weiter genutzt.

 „In Mitteleuropa fallen jedes Jahr schätzungsweise 50 Millionen Tonnen Waschschlamm an, dessen Rohstoffpotenzial bisher fast völlig brach liegt“, sagt Professor Eddie Koenders, Leiter des Instituts für Werkstoffe im Bauwesen (WiB) der TU Darmstadt. Von den in Deutschland jährlich produzierten 15 Millionen Tonnen würden nur circa 0,7 Prozent genutzt.

Ein Team am WiB untersucht derzeit mögliche Produktionsverfahren und Zusammensetzungen für die Herstellung von Blähgranulaten aus dem bislang ungenutzten Waschschlamm. „Wir konnten zeigen, dass getrockneter Waschschlamm für die Produktion leichter hochwertiger Blähgranulate genutzt werden kann“, erklärt Oliver Vogt, wissenschaftlicher Mitarbeiter am WiB und Leiter des Forschungsprojektes. Dazu wird der getrocknete Waschschlamm je nach gewünschter Eigenschaft des Blähgranulats zum Beispiel durch Feinsieben weiter aufbereitet, mit Additiven gemischt und als Granulat gebrannt. Durch den Brennprozess blähen sich die Granulate aufgrund ihrer tonhaltigen Inhaltsstoffe auf und erreichen ein Vielfaches ihres Ausgangsvolumens.

Wasserfest, diffusionsdicht, säurebeständig und nicht brennbar
Das so entstandene leichte und poröse Material ist wegen seiner Zellstruktur und der chemisch-mineralogischen Zusammensetzung mineralisch, wasserfest, diffusionsdicht, säurebeständig, nicht brennbar und hitzebeständig. „Blähgranulate aus Waschschlamm besitzen ein ähnliches Anwendungsspektrum wie bereits am Markt verfügbare Produkte“, sagt Koenders. Sie seien insbesondere mit den hochwertigen, vergleichsweise kostenintensiven Blähglasgranulaten und Schaumgläsern vergleichbar.

Ein weiterer Fokus des Forschungsprojekts liegt auf der Herstellung der Blähgranulate. Das Team entwickelte ein Produktionsverfahren, das bei relativ niedrigen Brenntemperaturen funktioniert. Dadurch werde bei dem neuen Verfahren deutlich weniger Energie benötigt als bei herkömmlichen Technologien.

Weitere Informationen zu den Forschungsaktivitäten des WiB finden Sie auf der Webseite der TU Darmstadt .