12. Baustoff-Recycling-Tag „Steine und Erden – Kreislaufwirtschaft am Scheideweg“ Filderstadt-Bernhausen, 14. Oktober 2009
Pilotprojekt Recycling-Beton Sind Normal- und RC-Betone vergleichbar? Erste Ergebnisse der Prozessbeurteilung zur Herstellung und Charakterisierung des RC-Betons ¾ Ausgangssituation Bauschuttmengen Recycling, Verwertung - Bewertung Rohstoffpotenzial ¾ FO-Vorhaben „Einsatz von RC-Material aus mineralischen Baustoffen als Zuschlag in der Betonherstellung“ Zielstellung Pilotprojekt Projektpartner ¾ Sachstand RC-Beton Normative Grundlagen, Richtlinien Charakterisierung RC-Beton - Ausgewählte Untersuchungsergebnisse • RC-Gesteinskörnungen • Frisch- und Festbeton ¾ Fazit und Ableitung von Anforderungen für die Praxis ¾ Weiterführende Arbeiten
Dr.-Ing. Angelika Mettke BTU Cottbus Lehrstuhl Altlasten FG Bauliches Recycling Siemens-Halske-Ring 8 03046 Cottbus Deutschland Tel.: (+49)355/69 22 70 Fax: (+49)355/69 31 71
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Anfall von Bauschutt, Verwendung von RC-Baustoffen 2004 Anfall mineralischer Bauabfälle – 200,7 Mio. t –
Verwertung und Beseitigung von Bauschutt – 50,5 Mio. t – Verwertung im übertätigen Bergbau 8,4 Mio. t (16,6%)
Straßenaufbruch 19,7 Mio. t (9,8%)
Verwertung durch Öffentliche Hand 3,8 Mio. t (7,5%)
Bauschutt 50,5 Mio. t (25,2%)
Bodenaushub 128,3 Mio. t (63,9%)
Bauabfälle auf Gipsbasis 0,3 Mio. t (0,2%)
Baustellenabfälle 1,9 Mio. t (0,9%)
Verwendung von RC-Baustoffen
4% Landschaftsbau, Deponiebau, Rekultivierung 1% Lärmschutzwälle 4% 1% 4% 4% Unterbau, Dammbau
Sonstiges 24%
Deponie 4,6 Mio. t (9,1%)
Recycling 31,1 Mio. t (61,6%)
Einsatzgebiete
Zwischenlager 8%
Verwertung im Deponiebau 2,6 Mio. t (5,2%)
15% 15% Verfüllmaterial
4% Bodenverbesserung
Sonstige Zwecke 2,0 Mio. t (4,0%)
Betonzuschlag 2,4 Mio. t (4,9%)
Erdbau 12,3 Mio. t (24,8%) Straßenbau 32,9 Mio. t (66,3%)
4% 17% Schottertragschicht
7%7% Ungebundene Verkehrsflächen, Wegebau 1% hyd. gebundene Tragschicht 1%
15% Frostschutzschicht
[Krass u.a., Straße und Autobahn, Heft 1, 2002, S. 28]
[ARGE KWTB 5. Monitoringbericht 2007]
Potenzial, Verfügbarkeit von RC-Rohstoffen zur Betonsplittherstellung Input mineralische Bauabfälle/Output mineralische Rezyklate ¾ Angelieferte Bauabfälle nicht genau identifizierbare Quellen 50 % Hochbau
16 % 34 % Straße
[Krass, K. et.al.: Verwertung RC-Baustoffe, Wirtschaftsjahr 2001, in: Straße und Autobahn, 2004]
¾ im Bundesdurchschnitt ca. 44 - 49 % Betongehalt im Output [Hauer, B. et.al.: Potenziale des Sekundärrohstoffeinsatzes, Heft 572, DAfStB, 2007]
Ansatz: jährliche RC-Baustoff-Produktion 50 - 55 Mio. t ca. 22 - 27 Mio. t Betonsplitt / a Output (Schätzung)
Beispiel Quellen mineralischer RC-Rohstoffe aus Stadtumbaumaßnahmen (Abbruch, Rückbau von Gebäuden und baulichen Anlagen) Anfall / Gewinnung: Betonbruch, …
Abbruch
Betonschutt
Rückbau / Demontage
Betonbauteil(zwischen)lager
sortenreiner Betonsplitt
aus Abbruch / Rückbau von Verkehrsinfrastruktur (Brücken, Straßen, Gleisanlagen) Anfall / Gewinnung: Betonbruch
Sachstand Verwendung von RC-Gesteinskörnungen im Betonbau ¾ umfangreiche Forschungsergebnisse (BIM, NBB-Projekte …) liegen vor ¾ erfolgreich erprobt in Demonstrationsvorhaben ¾ normative Grundlagen, Richtlinien sind erarbeitet
Etablierung RC-Betoneinsatz am Markt – nein Imageprobleme Qualitätszweifel Innovationsskepsis fehlende Erfahrungen, fehlende Nachfragen …
Abbau Hemmnisse durch Leuchtturmprojekt zeitnahe Präsentation der Arbeitsergebnisse
Informationsveranstaltungen, Baustellenbegehungen, …
Prozessbewertung / -optimierung (Verfahren, Kosten)
Stoffstrombewertungen, Umweltbeund Entlastungen
Leitfaden für die Praxis
Gestaltung Abbruch, Rückbau, Anforderungen an Betongranulat … Empfehlungen zur Ausschreibung
Etablierung RC-Betoneinsatz am Markt – ja
Verwendung von RC-Gesteinskörnungen im Betonbau Neubau Verwaltungsgebäude Bundesstiftung Umwelt in Osnabrück
Rebeton-Zusammensetzung Zuschlag Grubensand 0/4 Betonsplitt 4/16 Betonsplitt 16/32 PZ 45 F BV Steinkohlenflugasche w/z – Wert
kg/m³ 1.632 290 1,8 70 0,65
% 40 40 18
Bauherr: DBU Baujahr: 1994/95
Menge RC-Beton: 120 m³ B 35 nach DIN 1045 Korngröße > 4 mm, 100 % Verwendung: Innenbauteile
[www.dbu.de; www.b-i-m.de]
Verwendung von RC-Gesteinskörnungen im Betonbau Die Waldspirale von Darmstadt – Friedensreich Hundertwasser Architekturprojekt Bauherr: Bauverein AG, Darmstadt Baujahr: 1998/2000 Wohnen im Einklang mit der Natur = Teil der Philosophie Hundertwassers RC-Beton – Zusammensetzung in kg/m³ Art
B 35
B 25
Zuschlag 0/2a
616
615
Zuschlag 2/8
530
290
Zuschlag 8/16
569
334
Zuschlag 16/32
-
554
Zement CEM I 32,5 R
-
290
Zement CEM I 42,5 R
300
-
Zugabewasser
190
180
Betonzusatzmittel: Flugasche
50
40
Betonzusatzstoff: Betonverflüssiger w/z-Wert
-
1,5
0,59
0,59
B 25, B 35 nach DIN 1045 (ca. 12.000 m³) Verwendung des RC-Betons nach DAfStb-RiLi „Beton mit rezyklierten Zuschlägen“ sowohl für Innenbauteile, Bodenplatte (wasserundurchlässiger Beton) [www.b-i-m.de]
Ziele und Nutzen der Untersuchungen zur Anwendung von RC-Beton und deren Prozesse ¾ hochwertige Verwertung, Nutzung der Materialeigenschaften
¾ aktiver Beitrag zum Ressourcenschutz
¾ schnelle Realisierung Projekte und Imageverbesserung
¾ Erfolgskontrolle durch wissenschaftliche Begleitung
¾ Sicherung und Ausgestaltung von Standortvorteilen
¾ Ermittlung und Optimierung von Schwachstellen durch Prozessbewertung
Pilotprojekt
Baustelle Rheinufer-Süd, Ludwigshafen Bauzustand 17.09.2009 Bauherr: GAG Ludwigshafen am Rhein Aktiengesellschaft für Wohnungs-, Gewerbe- und Städtebau
Haus 3
Baubeginn: 22. Sep. 2009 Vorauss. Fertigstellung: Dezember 2009
Betonmenge: ca. 500 m³ C 30/37 für alle aufgehenden Wände und Geschossdecken
Planer: seepe und hund freie architekten bda, Ludwigshafen Jourdan & Müller PAS Projektgruppe Architektur und Städtebau, Frankfurt am Main Bauausführung: weisenburger bau GmbH, Rastatt
[http://www.rc-beton.de]
RC-Gesteinskörnung
Projektpartner Scherer & Kohl, Mannheim und Ludwigshafen
Aufbereitungstechnik Jahresdurchsatz: 1,5 Mio. t; davon ~ 600.000 t verwertbar Einsatz 80 % Straßen-, Wege-, Tiefbau; 10 % RC-Beton; 10 % Zuschlag für Asphalt
Input: sortenreiner Betonschutt
Nassaufbereitung
Aufgabebunker mit Überbandmagnet
Lagerung Output
Klassierung
Betonsplitt gewaschen [Fotos 2009]
Zement- und Betonherstellung
Projektpartner TBS, Werk Mannheim
Jahresproduktion: ~ 60.000 m³ Frischbeton; RC-Beton ~ 2.000 m³, Haupteinsatz RC-Beton: Tiefbau
Systembaustein ”GEMO”
Zementherstellung
Mischanlage Transportbeton
Umschlag Gesteinskörnungen
Lagerboxen für Gesteinskörnungen [Fotos 2009]
Normative Grundlagen, Regelwerke für RC-Baustoffe und RC-Beton – Nationale Umsetzung Europäischer Normen (Anwendung im Hochbau) Europäische Produktnorm
Mitgeltende deutsche Normen und Regelwerke
Gesteinskörnungen für Beton
DIN 4226-100: 2002-02 Gesteinskörnungen für Beton und Mörtel –
EN 12620: 2002-09 DIN EN 12620: 2008-07 → legt Eigenschaften von Gesteinskörnungen fest, die durch Aufbereitung natürlicher, industriell hergestellter oder rezyklierter Materialien als Betonzuschlag gewonnen werden → für alle Betonsorten einschließlich Beton nach DIN EN 206-1 und Straßenbeton, Betonfertigteile → Anforderung QS-System werkseigene Produktionskontrolle
Teil 100: Rezyklierte Gesteinskörnungen
→ Festlegung spezifischer baustofflicher und umweltverträglicher Anforderungen mit Kornrohdichten ≥ 1.500 kg/m³
DAfStb-Richtlinie „Vorbeugende Maßnahmen gegen schädigende Alkalireaktionen im Beton (Alkali-Reaktion), Teil 3, Ausgabe 2007-02 Beton DIN EN 206-1: 2001-07+A1:2004+A2:2005
Teil 1: Beton - Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität
DIN 1045-2: 2008-08 Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton
Teil 2: Beton - Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität – Anwendungsregeln zur DIN EN 206-1
DAfStb-Richtlinie „Beton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 mit rezyklierten Gesteinskörnungen nach DIN 4226-100“, Ausgabe 2004-12
Teil 1: Anforderungen an den Beton für die Bemessung nach DIN 1045-1
→ Einsatz RC-Gesteinskörnung > 2 mm → gilt für Liefertypen 1 und 2 DIN 4226-100 bis zur Druckfestigkeitsklasse C30/37 → nicht zulässig: Herstellung von Spannbeton und Leichtbeton unter Verwendung RC-Gesteinskörnung
Verwendung von RC-Baustoffen im Betonbau – normative Grundlagen Anforderungen an rezyklierte Gesteinskörnungen
Zusammensetzung Massenanteil in Prozent Bestandteile
Liefertypen rezyklierter Gesteinskörnungen 1 2 3 4
Betonsplitt / Betonbrechsand Bauwerksplitt / Bauwerkbrechsand Mauerwerksplitt / Mauerwerkbrechsand Mischsplitt / Mischbrechsand
≤ 20
≤ 10
≤ 30
≥ 80
≥ 80
≤5
Kalksandstein Andere mineralische Bestandteile
a
Asphalt Fremdbestandteile
Typ 4
b
≤2
≤3
≤5
≤1
≤1
≤1
≤ 0,2 ≤ 0,5
≤ 0,5
≤ 20 ≤1
a
Andere mineralische Bestandteile sind zum Beispiel: porosierter Ziegel, Leichtbeton, Porenbeton, haufwerksporiger Beton, Putz, Mörtel, poröse Schlacke, Bimsstein.
b
Fremdbestandteile sind zum Beispiel: Glas, Keramik, NE-Metallschlacke, Stückgips, Gummi, Kunststoff, Metall, Holz, Pflanzenreste, Papier, sonstige Stoffe.
Anwendungsbereich
1
Alkalirichtlinie
DIN EN 206-1 und DIN 1045-2
Gesteinskörnungstyp 1 nach DIN 4226-100
Gesteinskörnungstyp 2 nach DIN 4226-100
1
2
3
4
WO (trocken)
Carbonatisierung XC1 Kein Korrosionsrisiko X0 Carbonatisierung XC1 bis XC4
≤ 45 Vol.-%
≤ 35 Vol.-%
Frost ohne Taumitteleinwirkung XF 1 1) und XF3 1) und in Beton mit hohem Wassereindringwiderstand
≤ 35 Vol.-%
≤ 25 Vol.-%
chemischer Widerstand (XA1)
≤ 25 Vol.-%
≤ 25 Vol.-%
2 [DAfStb-Richtlinie: Beton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 mit rezyklierten Gesteinskörnungen nach DIN 4226-100, Ausgabe Dez. 2004. Tab. 1]
Typ 3
≥ 70
[DIN 4226-100:2002-02, Tab.1]
Zulässige Anteile rezyklierter Gesteinskörnungen > 2 mm, bezogen auf die gesamte Gesteinskörnung (Vol.-%)
Typ 2
Beton u. Gesteinskörnungen n. DIN 4226-1 ≥ 90 Klinker, nicht porosierter Ziegel
Stoffliche Kennzeichnung der Liefertypen
Herstellung Beton:
Typ 1
3
4 1)
WF 1) (feucht)
zusätzliche Anforderungen s. Abschnitt 1, (3) und (4)
keine Verwendung in Spannbeton, Brücken; d.h. interessant für Fundamentherstellung, Sauberkeitsschichten und im Hochbau
Untersuchungsergebnisse / Gesteinsspezifische Eigenschaften RC-Gesteinskörnungen: gewaschenes RC-Material der Körnung 2/8 mm und 8/16 mm der Fa. Scherer + Kohl GmbH & Co.KG, Ludwigshafen ▪ Stoffliche Zusammensetzung der Liefertypen nach DIN 4226-100:2002-02 Anteile > 4 mm in M.-% Stoffgruppe Beton und Gesteinskörnungen
Mindestanforderung
Ergebnis:
Ist-Wert
Liefertyp 1
2/8 mm
8/16 mm
≥ 90
99,2
98,6
Die verwendeten RC-Materialien
≤ 10
0,6
1,1
entsprechen dem
Klinker, nicht porosierter Ziegel Kalksandstein andere mineralische Bestandteile
≤2
0
0
Asphalt
≤1
0,2
0,3
≤ 0,2
0
0
Fremdbestandteile
Liefertyp 1
▪ Stoffliche Zusammensetzung der Liefertypen nach DIN 4226-100:2002-02
Klinker, nicht porosierter Ziegel; Kalksandstein 1,1 M.-% Asphalt 0,3 M.-% RC-Material Körnung 2/8 mm
RC-Material Körnung 8/16 mm
Beton und Gesteinskörnung 98,6 M.-%
Kornrohdichte nach DIN EN 1097-6 Pkt. 8
Ergebnis: Die untersuchten RC-Gesteinskörnungen entsprechen der DIN 4226-100:2002-02
Wasseraufnahme nach DIN 4226-100:2002-02, Anhang D
Wasseraufnahme von Betonsplitten1 Ra Ausgangsbeton B 15 Rb Ausgangsbeton B 45 [1Kerkhoff; Siebel in: Betontechnische Berichte, 2003, Hrsg. VDZ]
Ergebnis: Die untersuchten RC-Gesteinskörnungen entsprechen den Anforderungen der DIN 4226-100:2002-02
Kornform nach DIN EN 933-4:2008-06
Ergebnis: Die untersuchten RC-Gesteinskörnungen entsprechen den Anforderungen der DIN 4226-100:2002-02
Korngößenverteilung nach DIN EN 933-4:2008-06
Sieblinie der RC - Gesteinskörnung 8/16 mm
Sieblinie der RC - Gesteinskörnung 2/8 mm
100
100
99
98
98
0 0
0
0.063
20
5 0
1
5
4 0
2
Siebrückstand in M.-%
40
20
0 4
5,6
8
Siebnennöffnungsweite in mm
16
4
60
85
0
0.063
0
1
2
4
5,6
0
8
Siebnennöffnungsweite in mm
Ergebnis: Die untersuchten RC-Gesteinskörnungen entsprechen der DIN EN 12620
16
20
Siebdurchgang in M.-%
Siebrückstand in M.-%
40
20
Anforderungen max. nach DIN 12620 Anforderungen min. nach DIN 12620 RC - Material 8/16 mm
80
11.2
Siebdurchgang in M.-%
60
85
11.2
Anforderungen max. nach DIN 12620 Anforderungen min. nach DIN 12620 RC - Material 2/8 mm
80
31,5
100
100
22,4
99
Zusätzliche Untersuchungen RC-Gesteinskörnung – Gesteinsspezifische Eigenschaften am ungewaschenen RC-Material der Körnung 0/16 mm (Ausgangsmaterial der Fa. Scherer + Kohl GmbH & Co. KG, Ludwigshafen) Die Körnungen 2/8 mm und 8/16 mm wurden durch Aussiebung im Labor gewonnen.
Anteil 8-16 mm = 27,9 M.-%
Anteil 2-8 mm = 32,0 M.-%
Anteil 0-2 mm = 39,7 M.-%
gemäß Untersuchung der Korngrößenverteilung nach DIN EN 933-1
▪ Stoffliche Zusammensetzung des ungewaschenen Materials
Mindestanforderung Liefertyp 1
Mindestanforderung Liefertyp 2
Ergebnis: Die verwendeten RC-Materialien entsprechen dem
Ist-Wert 8/16
Liefertyp 4
RC-Gesteinskörnung – Untersuchungen zur Alkali-Kieselsäure-Reaktion Mörtelschnelltest (Referenzverfahren) Untersuchungen an gewaschenem RC-Material der 8/16 mm der Fa. Scherer + Kohl GmbH & Co. KG, Ludwigshafen gemäß der DAfStb-Rili „Alkali-Reaktion“ Teil 3 (Ausg. Febr. 2007) Herstellung: 3 Mörtelprismen 40 x 40 x 100 mm
2/4
1/2
0,5/1
0,25/0,5
0,125/0,25
Die visuelle Betrachtung: keine Beschädigungen oder sichtbare Veränderungen
Ergebnis: Die geprüfte RC-Gesteinskörnung wird als alkali-unempfindlich bzw. unbedenklich eingestuft Æ Alkaliempfindlichkeitsklasse E I-S
Überblick zu den entwickelten RC-Beton-Rezepturen
*CEM II/B-V42,5R und CEM IV/B-V 32,5R C1
Verdichtungsmaßklasse (= alt DIN 1045 KS-steif (≤ 340 mm Ausbreitmaß))
F3
Ausbreitmaß 420 – 480 mm; Konsistenzbereich weich
CEM II/B-V
Portlandflugaschezement; (21 – 35 M.-% Flugasche kieselsäurereich)
CEM IV/B-V
Puzzolanzement
[TBS]
Überblick zu den entwickelten RC-Beton-Rezepturen
*CEM II/B-V42,5R und CEM IV/B-V32,5R; CEM II/B-V52,5R F3
Ausbreitmaß 420 – 480 mm; Konsistenzbereich weich
CEM II/B-V
Portlandflugaschezement; (21 – 35 M.-% Flugasche kieselsäurereich)
CEM IV/B-V
Puzzolanzement
[TBS]
RC-Beton – Frischbetoneigenschaften Im Rahmen der Frischbetonuntersuchungen wurden durch die Fa. TBS folgende Parameter bestimmt: • • • •
Temperatur (Luft / Beton) Konsistenz nach DIN EN 12350-5 Entmischungsneigung Frischbetonrohdichte nach DIN EN 12350-6
Ergebnis: Die ermittelten Konsistenzen und Frischbetonrohdichten liegen im oberen Bereich der Zielwerte.
RC-Beton – Betondruckfestigkeiten nach DIN EN 12390-3:2002-04 Ergebnisse nach 1, 2, 7, 28 und 56 Tagen Untersuchung an Würfel KL 150 mm
1
Eifert, H., Bethge, W.: Beton – Prüfen nach Norm. Schriftenreihe Bauberatung Zement, Hrsg. BDZ 2005
fci – Druckfestigkeitsmesswert fcm – Mittelwert der Druckfestigkeitsmesswerte fck – Nennfestigkeit
Ergebnis: Alle Anforderungen der jeweiligen Festigkeitsklasse werden mit hohen Sicherheiten erfüllt.
RC-Beton – Wasserundurchlässigkeit Untersuchung an Prüfkörpern 200 x 200 x 120 mm nach LOHMEYER an den RC-Betonen: C 25/30 wu, C 30/37 Verfahren nach LOHMEYER: Probekörper in Prüfrichtung einspannen und 72 h lang einem konstanten Wasserdruck von 5 bar aussetzen, Probekörper 7 Tage drucklos unter Wasser lagern, Probekörper nach DIN 1048-5:1991-06, Abschn. 7.6 prüfen (72 h bei 5 bar).
RC-Beton – Wasserundurchlässigkeit nach Lohmeyer Ergebnisse:
Ergebnis: Die untersuchten RC-Betonrezepturen können als wasserundurchlässig eingestuft werden.
RC-Beton – Schwindversuch Untersuchung an Prüfkörpern 300 x 100 x 100 mm an den RC-Betonen: C 20/25, C 25/30, C 25/30 wu, C 35/45 Lagerung Prüfkörper: Normalklima, nach DIN EN 12390-2:2001, Anhang NA
RC-Beton – Schwindversuch Lagerung Prüfkörper nach DIN EN 12390-2:2009, Anhang NA Ergebnisse: Schwinden ∆I [mm/m]
C 20/25
C 25/30
C 25/30 wu
C 35/45
I
II
I
II
I
II
I
II
0
0
0
0
0
0
0
0
nach 2 Tagen
-0,010
-0,024
-0,013
-0,014
-0,015
-0,014
-0,013
-0,017
nach 3 Tagen
-0,012
-0,029
-0,023
-0,015
-0,022
-0,017
-0,014
-0,022
nach 6 Tagen
-0,031
-0,042
-0,046
-0,035
-0,043
-0,040
-0,030
-0,040
nach 8 Tagen
-0,041
-0,049
-0,055
-0,043
-0,051
-0,047
-0,044
-0,045
nach 14 Tagen
-0,061
-0,061
-0,067
-0,057
-0,059
-0,058
-0,046
-0,050
nach 28 Tagen
-0,109
-0,098
-0,107
-0,094
-0,092
-0,093
-0,070
-0,075
nach 56 Tagen
-0,137
-0,126
-0,130
-0,118
-0,112
-0,115
-0,090
-0,092
nach 1 Tag
Anhaltswert1) für Endschwindmaß 1)
0,1 – 0,5 mm/m
nach: Betontechnische Daten, Ausgabe 2009, HeidelbergCement, S. 141, Tab. 9.6.3a, genaue Berechnung nach DIN 1045-1, Abschn. 9.1.4
Ergebnis: Die ermittelten Längenverkürzungen durch Schwinden liegen unter den Anhaltswerten des Endschwindmaßes 0,1 – 0,5 mm/m
RC-Beton - Einsatz im Pilotprojekt (Rheinuferbebauung Ludwigshafen Haus 3) Festigkeitsklasse:
C 30/37
Konsistenz:
F3 (schwach fließend beim Schütten des Frischbetons, Konsistenz weich)
Expositionsklasse Pilotprojekt: XC1 Innenwände, Deckenplatten, Stützen, Tragschicht von Außenwänden (ohne direkten Kontakt zur Außenluft) Einbauort:
alle Bauteile ab Decke Erdgeschoss
Bemerkungen:
Einsatz als Sichtbeton für Fahrstuhlschächte
Geplante Gesamtmenge:
~ 500 m³
Betongranulat 2-8 mm 10 %
Betongranulat 8-16 mm 18 % Naturkies 8-16 mm 18 %
Natursand 0-2 mm 34 % Naturkies 2-8 mm 20 %
Zusammensetzung: Zementart:
CEM II/B-V 42,5 R
Zementmenge:
360 kg/m³
Wassermenge:
187 kg/m³
Natursand 0-2 mm:
566 kg/m³
Naturkies 2-8 mm:
354 kg/m³
Betongranulat 2-8 mm: 149 kg/m³ Naturkies 8-16 mm:
318 kg/m³
Betongranulat 8-16 mm: 297 kg/m³ Betonverflüssiger (MC): 1,8 kg/m³ (1,50 %) Fließmittel (HABE):
3,6 kg/m³ (1,00 %)
Visueller Vergleich RC-Beton – Normalbeton (Schnittflächen)
RC-Beton C 30/37
Normalbeton C 30/37
RC-Gesteinskörnung – Umweltverträglichkeitsprüfung – Bewertung der Inhaltsstoffe nach DIN 4226-100:2002-02, Anhang G Eluatprüfung nach DIN 38414-4
Ergebnis: Alle Anforderungen der DIN 4226-100 werden eingehalten. Die erhöhte elektrische Leitfähigkeit wie auch der pH-Wert stellen kein Ausschlusskriterium dar.
FAZIT zur Verwendung von RC-Gesteinskörnungen im Beton (Hochbau) ANFORDERUNGEN für die Praxis Rechtliche und normative Grundlagen sind gelegt KrW-/AbfG Abfallrahmenrichtlinie DIN´s, Richtlinien des DAfStb Die untersuchten RC-Gesteinskörnungen weisen hervorragende, definierte technische Eigenschaften auf und sind umweltverträglich RC-Unternehmen = Zertifizierter Fachbetrieb mit lückenloser Überwachung Die Qualität der RC-Gesteinskörnungen (Output) wird wesentlich durch den Input des Bauschutts bestimmt geordneter Rückbau – gegenüber Abbruch höherer technischer Aufwand ¾ Selektierung und Getrennthaltung verschiedener Baustoffmaterialien Æ Sortenreinheit ¾ je sortenreiner der Input an RC-Anlagen, desto geringer/günstiger • die Aufbereitungskosten — im Vergleich zur Natursteinproduktion höherer technischer Aufwand • die Annahmegebühren, Verkaufspreise Qualität der Überwachung (Eigen- und Fremdüberwachung)
Die untersuchten RC-Betone weisen hervorragende, definierte technische Eigenschaften auf Transportbetonwerk = Zertifizierter Fachbetrieb mit lückenloser Überwachung Qualität der untersuchten RC-Betone ist mit Normalbetonen vergleichbar. ¾ sehr gute Verarbeitbarkeit ¾ Sichtbetonqualität erreichbar Markt
¾ die Herstellungskosten gegenüber Normalbeton sind vergleichbar ¾ regionale / lokale Gegebenheiten und Wettbewerbssituation
Ergebnisse ¾ verminderte Stoffflüsse Æ Reduzierung Transportwege Æ Frachtkostenreduzierung ¾ Ressourceneffizienz ¾ Beitrag zum Urban Mining – Nutzung des anthropogenen Baustofflagers ¾ Synergien für beteiligte Akteure Herausforderungen ¾ sinnvolle Umsetzung des „Neuen” Æ Koordinierung ¾ nachhaltiges / zukunftsfähiges Bauen aktiv mitgestalten durch neutral ausgeschriebene Baustoffe (öffentliche Hand) Chancen ¾ Pilotprojekt schafft Transparenz / Akzeptanz Æ Märkte schaffen oder ausbauen ¾ Zukunftsmärkte / Innovationen fördern
Ergänzende Ausschreibungstexte des Leistungsverzeichnisses Hinweis in den Vorbemerkungen: Besondere Anforderungen: Ortbeton ist als Normalbeton nach DIN EN 206-1, DIN 1045-2 und - soweit zulässig – unter der Verwendung rezyklierter Gesteinskörnung nach DIN 4226-100 herzustellen. Es sind die Reglungen gemäß DAfStb-Richtlinie „Beton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 mit rezyklierten Gesteinskörnungen nach DIN 4226-100, Teil 1: Anforderungen an den Beton für die Bemessung nach DIN 1045-2”, Ausgabe Dezember 2004, Herausgeber: Deutscher Ausschuss für Stahlbeton – DAfStb anzuwenden.
Muster Ausschreibungstext: Gewerk: 013…
13
Betonarbeiten … m³
… €/m²
…€
Ortbeton Außenwand Stahlbeton C 25/30, D 25 cm Ortbeton der Außenwände, als Stahlbeton, Recyclingbeton C 25/30, XC4, XF1, GK 16 mm mit rezyklierter Gesteinskörnung, Dicke 25 cm [K.H. Gaul GmbH & Co.KG; BTU]
Weiterführende Arbeiten Bearbeitungsphase II
wissenschaftliche Begleitung Bauvorhaben
• technologische Abläufe, • Geräte-, Arbeitskräfteeinsatz, • logistische Anforderungen etc.
Gebäudepass / Hausakte • technische Qualität, • Funktionalität, Dauerhaftigkeit, • Kosten, • Umweltverbrauch etc. Dokumentation gesamtes Bauvorhaben • Bauablauf etc.
Ergebnisauswertung Leitfaden • Gestaltung Abbruch / Rückbau, • Herstellung RC-Gesteinskörnungen, • Herstellung RC-Betone, • Gestaltung RC-Konstruktion zur Verbesserung Rezyklierbarkeit, • erforderliche Ausstattung RC-Anlage Æ Betonproduktion, • Gestaltung Ausschreibungsunterlagen, • Qualitätssicherung, • Verfahrens- und Kostenoptimierungen
Zum Abschluss … • Homepage: www.rc-beton.de • Termine für Baustellenbesichtigungen Pilotprojekt: für Architekten und Statiker am 28. Oktober um 10 Uhr für Stadtplaner und Bauherren am 13. November um 10 Uhr • FO-Vorhaben „Ermittlung von Ressourcenschonungspotenzialen bei der Verwendung von Bauabfällen und Erarbeitung von Empfehlungen zu deren Nutzung”, gefördert durch BMU/UBA, bearbeitet von IÖR Dresden in Kooperation mit INTECUS GmbH
RC-Beton – Elastizitätsmodul (E-Modul) Untersuchung an zylindrischen Prüfkörpern ø 99,5 / 140 mm in Anlehnung an DIN 1048-5:1991-06 an entwickelten RC-Betonen: C 20/25, C 25/30, C 25/30 wu, C 30/37, C 35/45
Lagerung nach DIN EN 12390-2:2001-06, Anhang NA
Messstrecke: 80 mm
RC-Beton – Elastizitätsmodul (E-Modul) in Anlehnung an DIN 1048-5:1991-06
Ergebnis: Die rechnerischen Werte beim C 20/25 und C 30/37 werden mit hoher Sicherheit erreicht. Die negativen Abweichungen der ermittelten E-Moduli vom Rechenwert liegen im Toleranzbereich von Normalbeton.
RC-Beton – Referenzbeton – Zusatzprüfung Herstellung der Prüfkörper gemäß RC-Betonrezepturen: C 20/25, C 25/30 wu Austausch des verwendeten Zementes CEM II/B 42,4 R durch CEM I 42,5R Untersuchungen: Festbetonrohdichte und Druckfestigkeit nach 7 und 28 Tagen Lagerung Prüfkörper: nach DIN EN 12390-2:2001-6, Anhang NA
RC-Beton – Referenzbeton Druckfestigkeit nach 7 Tagen Ausgangsbeton (TBS, CEM II)
N/mm²
Referenzbeton (BTU, CEM I)
Prüfkörper Nr.
Einzelwerte fci, cube
N/mm²
Mittelwert fcm
N/mm²
C 20/25
C 25/30
24,9
26,1
I
II
III
I
II
III
40,5
38,5
40,0
37,0
39,5
37,5
7-Tage-Festigkeit [TBS]
40,0
38,0
Referenz )[BTU]
RC-Beton C 30/37 - Ergebnisse der Erstprüfung Frischbetoneigenschaften: Konsistenz:
Ausbreitmaß 49 cm nach 5 Minuten
Frischbetonrohdichte: 2.355 kg/m³ Anforderungen erfüllt Ergebnisse Festbetonprüfung: Betondruckfestigkeit: nach 1 Tag:
6,2 N/mm²
nach 2 Tagen:
15,4 N/mm²
nach 7 Tagen:
28,9 N/mm²
nach 28 Tagen:
51,0 / 52,5 N/mm²
nach 56 Tagen
52,5 / 55,0 N/mm²
Anforderungen erfüllt Elastizitätsmodul:
37.200 N/mm² 31 % über rechnerischem Wert
Wasserundurchlässigkeit: Eindringtiefe
23 / 24 / 20 mm; gleichmäßig
Anforderungen erfüllt
RC-Gesteinskörnung – Umweltverträglichkeitsprüfung – Synopse / Zusatzuntersuchung Körnung 2/8 ungewaschen – gewaschen Parameter
Messergebnisse
Messergebnisse
Liefertyp 1 Körnung 2/8 (ungewaschen)
Liefertyp 1 Körnung 2/8 (gewaschen)
Eluat
Schüttelversuch (W/F 10:1) [DIN 38414:1984-10]
Schüttelversuch (W/F 10:1) [DIN 38414:1984-10]
Schüttelversuch (W/F 2:1) [DIN 19529:2009-01]
Perkolation [DIN 19528:2009-01]
pH-Wert
11,9
12,6
12,6
12,1 - 12,2
elektrische Leitfähigkeit
µS/cm
845
3.110
3.330
1.526
MKW PAK PCB
mg/kg µg/l mg/kg
-
-
< 100 0,37 < 0,01
< 100 35,30 < 0,01
EOX
mg/kg
-
-
