Weltweit forschen Wissenschaftler, Unternehmen und Initiativen nach Möglichkeiten, alte Baumaterialien wiederzuverwerten. Wir stellen zwei aktuelle EU-Projekte ausführlich vor. Das eine beschäftigt sich mit Sekundärrohstoffen für Betonfertigteile, bei dem anderen versuchen die Forscher, Althölzer direkt wiederzuverwerten.
Der Bausektor ist der rohstoffintensivste Industriesektor der EU. Hier werden rund 50 Prozent der verfügbaren Primär-Rohstoffe eingesetzt. Obwohl es bereits Möglichkeiten für die Nutzung wiederverwertbarer Materialien von Bauabfällen aus Beton, Ziegel, Fliesen und Keramik gibt, ist dies weit entfernt davon, zentrales Leitbild in Europa zu sein. Bisher werden nur 4 Prozent der Bauabfälle weiterverwertet, und das, obwohl diese ein Drittel und damit den größten Teil der Abfallmenge in der EU darstellt. Fünf Nord-West-Europäischen Länder – Belgien, Frankreich, Deutschland, Luxemburg und die Niederlande – haben sich die Optimierung der Wiederverwertung von Materialien und die Schonung der natürlichen Ressourcen zur Aufgabe gemacht und sind auf diesem Gebiet führend.
SeRaMCo: Märkte für Baustoff-Recycling-Material schaffen
Damit sind die Handelnden im Baugewerbe mit der Herausforderung konfrontiert, ihre wiederverwertbaren Produkte auf dem Markt zu platzieren. Diese besteht in erster Linie darin, dass es immer noch keinen Nischenmarkt für Betonprodukte aus Baustoff-Recycling-Material gibt. Das Fehlen des Nischenmarkts ist begleitet vom Fehlen klarer gesetzgeberischer Rahmenbedingungen in einigen NWE-Ländern sowie der fehlenden Möglichkeit, klare Kostenschätzungen zu erstellen, die sowohl die sozialen als auch die ökonomischen Kostenfaktoren berücksichtigen.
Hier setzt das EU-Förderprojekt „SeRaMCo“ (Secondary Raw Materials for Concrete Precast Products – Sekundärrohstoffe für Betonfertigteile an. Ziel ist das Upcycling, von Bauabfällen aus Beton, Ziegel, Fliesen und Keramik, das heißt, die Umwandlung der Bauabfälle in neuwertige Produkte. Dabei sollen Betonfertigteile, Betonwaren und Zement aus Sekundärrohstoffen unter der Voraussetzung entwickelt werden, dass sie mit klassischen Produkten hinsichtlich Preis und Qualität vergleichbar sind und somit einen positiven Beitrag für den Wirtschaftskreislauf erzielen können. Eines der Ziele wird sein herauszufinden, welche Perspektiven sich zukünftig für das Baustoff-Recycling und die Kreislaufwirtschaft Bau vor dem Hintergrund der geplanten Mantelverordnung/Ersatzbaustoffverordnung ergeben. Die Hauptfragestellung dabei wird sein, ob eine Verlagerung hin zu mehr Deponierung oder hin zu mehr geschlossenen Stoffkreisläufen stattfinden wird.
Projekt-Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft arbeiten zusammen
Für konkrete Ergebnisse arbeiten Experten aus den Bereichen Wirtschaft und Wissenschaft eng zusammen. Projektleiter ist das Institut für Massivbau der Technischen Universität Kaiserlautern. Dazu kommen zehn Partner, drei Sub-Partner sowie drei assoziierte Partner aus Belgien, Frankreich, Deutschland, Luxemburg und den Niederlanden. Die Beton-Betz GmbH – eines der Gründungsmitglieder der SySpro-Gruppe Betonfertigteile e. V. – ist Hauptpartner des EU-Förderprojekts und somit federführend im Projekt tätig. Die SySpro-Gruppe Betonfertigteile e. V. mit ihren 15 Standorten soll die Projektergebnisse im Anschluss zum Beispiel in Form von Anwendungsmöglichkeiten für Prototypen realisieren.
Erste Pilotvorhaben sollen bis 2020 folgen
Das Kickoff-Meeting des Europäischen Projektes war am 15. Juni 2017. Die Fördersumme beträgt 4,37 Millionen Euro. Bis 2020 sollen erste Pilotvorhaben folgen, die auch die bisherigen Grenzen ausweiten. SeRaMco will die Endprodukte in diesen drei Pilotregionen testen: in den Städten Seraing (Belgien) und Saarlouis (Deutschland) sowie in der Region „Moselle“ (Frankreich) soll es Demonstrator-Bauwerke geben.
Ziele des Projekts sind:
- Spitzentechnologie für die innovative Aufbereitung der Baustellenabfälle und Zementproduktion zu entwickeln,
- Entwicklung und Prüfung experimenteller „Proofs of Concept“ (Evaluierung der prinzipiellen Durchführbarkeit und gegebenenfalls Entwicklung von Prototypen,
- Validierung und Vermarktung von Betonfertigteil-Prototypen in öffentlichen städtischen Arealen,
- Pflege der Marktentwicklung durch Sicherstellung der Übernahme von Projektergebnissen im gesamten Materialfluss in Nord-West-Europa.
Hintergrundinformationen finden sich auf der Projektwebsite von SeRaMCo .
CaReWood: Altes Holz erhalten – Wälder schonen
Altholz wird bislang entweder thermisch genutzt oder zerkleinert zu Spanplatten verarbeitet. Ziel des EU-Projekts CaReWood ist es, den Rohstoff mehrfach wiederzuverwerten – etwa für den Hausbau, oder um Möbel daraus herzustellen. Fraunhofer-Forscher haben herausgefunden, dass sich große Gebrauchtholzstücke ohne Qualitätsverlust recyceln lassen. Die geeigneten Techniken zum Erkennen und Entfernen von Kontaminationen wurden im Projekt erarbeitet.
Bei der längsten Teakholzbrücke der Welt sollen Teile der mehr als 150 Jahre alten Stämme ausgetauscht werden. Geplant ist, das alte Holz entweder als Handläufe oder Sitzbänke an der Brücke weiterhin zu nutzen.
Kaum ein Material ist so vielseitig wie Holz. Es lässt sich nicht nur auf unterschiedliche Weise einsetzen, sondern auch mehrfach nutzen. In Europa gibt es eine solche Kaskadennutzung allerdings erst ansatzweise, Altholz wird in der Regel zu Spanplatten verarbeitet oder thermisch verwertet. In einigen EU-Ländern wie Frankreich landet es auf der Deponie. In Deutschland ist dies verboten, hier wird es größtenteils direkt für die Energieerzeugung verwendet, ohne es vorher als Baumaterial oder für andere Zwecke einzusetzen.
Holz direkt wiederverwenden
Sinnvoller wäre es, Gebrauchtholz mehrfach wiederzuverwerten. Diesen Ansatz verfolgen die Partner des EU-Projekts CaReWood, kurz für Ca scading Re covered Wood . 15 Projektpartner aus fünf Ländern wollen den Rohstoff in einer Kaskadennutzung als Massivholz werterhaltend aufarbeiten und somit zu einer verbesserten Ressourceneffizienz beitragen.
„Das Holz soll, bevor es letztendlich energetisch genutzt wird, nicht gleich im ersten Schritt zum Beispiel für Spanplatten zerkleinert werden. Beim Gebäuderückbau etwa fallen große Mengen Bauholz in hervorragender Qualität an, die sich prinzipiell recyceln lassen. Dies trifft auch auf
Althölzer zu, die oberflächlich mit Holzschutzmitteln
behandelt wurden, wie wir bei unseren Tests feststellen konnten. Es gilt, Techniken zur Wiederverwertung von in großen Stücken vorliegenden Gebrauchtholzes zu entwickeln, also die Balken als solche zu erhalten“, erläutert Peter Meinlschmidt, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Holzforschung WKI. Aufgabe des Physikers und seiner Kollegen war es, geeignete Messtechniken zu identifizieren, um Kontaminationen im Holz zu erkennen und effiziente Verfahren zur Oberflächenreinigung zu
etablieren.
Denn Hölzer der Kategorie A III und A IV gelten nach der Altholzverordnung (Altholz V) als potenziell belastet. Diese Holzabfälle enthalten entweder Kunststoffe wie PVC oder schwermetallhaltige Farben wie Bleiweiß auf ihren Oberflächen oder Holzschutzmittel wie DDT und PCB im Inneren und müssen daher thermisch entsorgt werden. „Selbst in diesem oberflächlich kontaminierten Lignocellulosematerial befindet sich eine nicht unbeträchtliche Menge verwertbaren Holzes, das es durch adäquate Trenn- und Sortierverfahren zurück zu gewinnen gilt“, sagt Meinlschmidt.
Schwermetalle und Holzschutzmittel müssen entfernt werden
Per Röntgenfluoreszenz, LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy), der GC-Faims-Technik (Gas Chromatography-Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry) und der Nahinfrarotspektroskopie stellen die Wissenschaftler fest, ob Hölzer kontaminiert sind, wie tief die Verunreinigungen sitzen und wie viele der Deckschichten abgetragen werden müssen. Die beiden erstgenannten Verfahren eignen sich zum Detektieren von Schwermetallen, mithilfe der beiden letztgenannten Methoden wiederum werden organische Holzschutzmittel aufgespürt.
Das Ergebnis der Untersuchungen ist positiv: „Wenn man die Deckschichten wenige Millimeter tief abtrennt, so ist das ausreichend. Unabhängig von der Holzart und unabhängig davon, ob Holzschutzmittel, Kunststoffe oder Lacke eingesetzt wurden, ist das Holz dann frei von unerwünschten Stoffen“, sagt der Forscher. Auch die Querzug- sowie die Biegefestigkeit prüften die Wissenschaftler, um die mechanische Stabilität des unter den Deckschichten liegenden Rohstoffs zu ermitteln. Zum Reinigen der Oberflächen wendeten die Forscher unterschiedliche Verfahren an: Neben dem Abbürsten mit rotierenden Bürsten und dem Sandstrahlen mit diversen Strahlenmitteln wurde zudem das Absägen und Abhobeln eingesetzt. Für die Tests nutzten die Forscher am Fraunhofer WKI Paletten sowie Altfensterrahmen. „Für den Upcycling-Gedanken spricht auch, dass Altholz qualitativ oftmals von besserer Qualität mit besseren mechanischen Stabilitäten ist, da Baumbestände früher langsamer gewachsen sind als in den letzten Jahrzehnten angepflanzte Wälder“, ergänzt Meinlschmidt.
Mit CaReWood leisten die Projektpartner darüber hinaus einen Beitrag zum Umweltschutz.
Brückenteile in Myanmar mit Altholz ersetzt
Den Umweltschutzgedanken umsetzen konnten der Physiker und seine Kollegen bereits in Myanmar: Dort unterstützten die Forscher Restauratoren beim Recyceln der weltweit längsten Teakholz-Brücke, der U-Bein-Brücke, deren tragende Balken derzeit sukzessive ersetzt werden. Die alten, teils zehn Meter langen Stämme bleiben im Ganzen erhalten und werden als Handgeländer oder zu Sitzbänken für den 1,2 Kilometer langen Fußgängerübergang genutzt.
Meinlschmidt ist zuversichtlich, dass Gebrauchtholz künftig auch in Deutschland verstärkt wiederverwertet wird und nicht auf kürzestem Weg in die Verbrennung wandert. Der Grund: Die Altholzverordnung wird derzeit überarbeitet und voraussichtlich 2018 in Kraft treten. Das Update sieht einen Vorrang der stofflichen vor einer energetischen Verwertung vor.
Hier finden Sie weitere Artikel zu Baustoffrecycling u nd Abfallreduzierung: