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Feinkörnigen Bauschutt recyceln

Vier Fraunhofer-Institute haben sich für drei Jahre im Rahmen des Projekts „BauCycle“ mit der Verwertung von mineralischen Baustoffen aus Abbruchmaterialien beschäftigt. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler testeten dabei neue Methoden zur Sortierung von Bauschutt, prüften Anwendungsoptionen und entwickelten ein Produkt aus dem recycelten Material, um damit Primärrohstoffe zu sparen.

Porenbeton Baucycle
Mit bloßem Auge ist kaum ein Unterschied zu erkennen: hinten ein Porenbeton aus Ziegel, vorne einer aus Kalksandstein. (Abb.: Fraunhofer IBP)

Durch den Abriss von Gebäuden fallen jährlich circa 54 Millionen Tonnen Bauschutt an. Bei dessen Aufbereitung durch mechanische Methoden entstehen rund fünf Millionen Tonnen an Feinfraktionen, die kleiner als zwei Millimeter sind. Aufgrund deren heterogenen Zusammensetzung wird diese Menge nahezu ausnahmslos deponiert. Deshalb haben sich 2016 die Fraunhofer-Institute für Bauphysik IBP, für Materialfluss und Logistik IML, für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB und für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT zusammengeschlossen und in dem intern geförderten Projekt „BauCycle“ neue Recyclingmöglichkeiten von Bauschutt analysiert und entwickelt.

Zunächst beschäftigte sich das Projektteam mit der Entwicklung eines Verfahrens zur optischen Sortierung von Bauschutt, um dessen Hauptbestandteile Beton, Ziegel, Kalksandstein und Gips selektiv voneinander zu trennen. Dabei wurde die mineralische Zusammensetzung des Bauschutts mittels einer Hyperspektralkamera spektroskopisch nach chemischen Kriterien analysiert und als Sortierparameter genutzt. In den jeweiligen Stoffgruppen konnte eine Reinheit von zirka 99,5 Prozent erzielt werden.

Parallel dazu arbeiteten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an Bauproduktmustern und Rezepturen, zum Beispiel für Porenbetonsteine, bei denen 30 Massen-Prozent des Primärrohstoffs Sand durch das gewonnene, feinkörnige Bauschuttmaterial ersetzt werden konnten. Auch zementfreie Baustoffe erstellte das Team auf Basis von Bauschutt. Sie entwickelten einen Akustikputz mit 60 Massen-Prozent Rezyklat-Anteil für die Innenanwendungen, der eine vergleichbare akustische Qualität zu marktüblichen Produkten aufweist. Die entwickelten Produktmuster wurden einer orientierenden Nachhaltigkeitsbewertung unterzogen.

Im letzten Schritt des Projekts fertigte die Forschergruppe einen Demonstrator für eine Marktplattform an, über die Bauschuttfraktionen gehandelt werden können und in welcher verschiedene Quellen und Senken von Primär- und Sekundärrohstoffen intelligent vernetzt sind.

Zur Bestätigung ihrer Arbeit durften die Projektbeteiligten am 25. Juni 2019 im Rahmen der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen DGNB e.V. für das „BauCycle“-Projekt den ersten Preis in der Kategorie „Forschung“ entgegennehmen.

In Anschlussprojekten geht es weiter

Mit Abschluss des Projekts ist die Thematik noch lange nicht ausgeschöpft. Auch künftig werden die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an der Funktionalisierung von zementfreien Baustoffen sowie der Erhöhung des Rezyklat-Anteils bei der Herstellung von Porenbeton und an innovativen Bauprodukten arbeiten. Außerdem forschen sie weiterhin an der Herstellung von zementfreien und korrosionsbeständigen Bauprodukten.

Außerdem sollen weitere potenzielle Verwertungswege für die Bauschutt-Feinfraktionen gefunden werden. Die Forscherinnen und Forscher wollen auch weiter die sensorbasierten Sortiersystemen optimieren, um beispielsweise Inspektionsaufgaben abseits der Bauschuttthematik erfolgreich umzusetzen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Untersuchung, Nutzung und Fusion problemspezifischer Spektralbereiche sowie der Anwendung von sogenanntem „Hyperspectral Imaging“ für eine materialerkennende Bildverarbeitung.

Darüber hinaus setzen die Fraunhofer-Mitarbeiterinnen und -Mitarbeiter die entwickelten Methoden zur Simulation volatiler Stoffstromnetzwerke ein. Die Grundlagen der Marktplattform sollen Kunden aus verschiedenen Bereichen in vorwärts- und rückwärts gerichteten Wertschöpfungsketten maßgeschneiderte Lösungen zur Effizienzsteigerung in der Logistik für eine echte Kreislaufwirtschaft anbieten.

www.baucycle.de