Recycelter Bauschutt statt Sandmangel

Rohstoffe wie Sand und Kies liefern die Basis für Beton. Und sie werden bei dem anhaltenden Bauboom langsam knapp. Forscher von vier Fraunhofer-Instituten wollen dem Mangel mit Recycling begegnen.

Hauptsächlich Porenbeton hat die Forschergruppe hergestellt. Vorn eine Variante als Kalksandstein, hinten eine aus Ziegel.

Foto: Fraunhofer IBP

Rund 40 Milliarden Tonnen Sand und Kies werden weltweit jährlich verbraucht. Sie sind die Basis für den Bau von Einkaufszentren, Hotelanlagen und Industrieparks. Doch so langsam verliert die Redewendung „wie Sand am Meer“ ihre Bedeutung. Denn der Rohstoff wird immer knapper. Das könnte in den kommenden Jahrzehnten den anhaltenden Bauboom stoppen. Das gilt auch für Deutschland, denn hier gelangt man bei Sand und Kies ebenfalls sukzessive an seine Grenzen, wie die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe erklärte.

Eine Möglichkeit, diese Rohstoffe auf anderem Wege zu gewinnen, entwickelte jüngst eine Forschergruppe im Rahmen des Fraunhofer-Verbundprojekts „BauCycle“. Die Idee: Bauschutt recyceln und daraus einen nachhaltigen Wertstoff herstellen, der im Hochbau einsetzbar ist. Das Projekt „BauCycle“ läuft noch bis Ende des Jahres. Es bündelt die Kompetenzen der vier Fraunhofer-Institute für Bauphysik IBP, für Materialfluss und Logistik IML, für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik Umsicht und für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung ISOB.

Wiederverwertung von Bauabfällen mit eine Größe von 2 Millimetern

Während weltweit 40 Milliarden Tonnen Sand und Kies eingesetzt werden, fallen allein in Deutschland jährlich 5 Millionen Tonnen feinkörniger Bauschutt aus dem Abriss von Bauwerken und Infrastruktur an. 5 Millionen Tonnen, die niemand nutzt, die entweder auf Deponien landen oder allerhöchstens im Straßenbau noch zum Einsatz kommen.

Forscher der vier Fraunhofer-Institute haben es sich deshalb im Rahmen des Projekts „BauCycle“ zur Aufgabe gemacht, den Schutt zu recyceln und einen nachhaltigen Wertstoff herzustellen, der im Hochbau einsetzbar ist. Ihr Ziel ist es, mineralische Bauabfälle, die kleiner als 2 Millimeter sind, wiederzuverwerten. Dabei berücksichtigen sie die gesamte Wertschöpfungskette – von der Entwicklung innovativer Sortierverfahren, bis hin zum Aufbau einer dynamischen Rohstoffbörse, vergleichbar mit einer Marktplattform.

Porenbeton aus recyceltem Bauschutt

Feinkörniger Bauschutt besteht hauptsächlich aus Kalksandstein, Ziegel, Beton und wenigen Anteilen Gips. Deshalb sortierten die Forscher im ersten Schritt den Schutt. Vor allem die Gipspartikel mussten herausgefiltert werden. Dafür entwickelte die Gruppe ein sogenanntes opto-pneumatisches Verfahren, bei dem eine Infrarotkamera Farben, Helligkeiten und chemische Unterschiede in den Partikeln erkennt, während sie einzeln über ein Förderband laufen. Inzwischen sind die Forscher in der Lage, 1 Millimeter große Partikel voneinander zu trennen. Am Ende des Verfahrens fallen die verschiedenen Komponenten von einem Förderband und werden dabei mittels Druckluftstößen in unterschiedliche Behälter geschossen.

Auf diese Art und Weise entstehen verschiedene Materialmischungen, die zum Beispiel für die Herstellung von Porenbeton eingesetzt werden. Porenbeton nutzt man für den Bau zweistöckiger Häuser sowie als Wärmedämmung. Auch die Mischungen aus Beton und Kalksandstein lassen sich wiederverwerten. Die besten Ergebnisse kamen bei einer Mischung aus 80% Kalksandstein und 20% Altbeton heraus. Darüber hinaus stellten die Forscher fest, dass sich bei diesem Verfahren auch eine Mischung aus Ziegel und Altbeton herstellen lässt. Dieser zementfreie Baustoff ist Beton sehr ähnlich – er ist nahezu genauso fest und säureresistent.

Marktplatz für Rohstoffe des Bauwesens geplant

Aktuell arbeitet die Gruppe noch an einer Rohstoffbörse. Auf der wollen sie den Rohstofflieferanten und Recyclingbetrieben die Produkte anbieten, gleichzeitig können auch Baustoffproduzenten ihre Materialien dort bestellen. „Bislang gibt es keine Vermarktung von Recyclingprodukten in etablierten Märkten. Das Vertrauen und das Wissen über diese Sekundärrohstoffe fehlt. Diese Lücke wollen wir mit der Rohstoffbörse füllen“, sagt der Projektleiter Volker Thome, Wissenschaftler am Fraunhofer IBP.