Mineralbaustoffe aus Elektroofenschlacke EOS

Mineralbaustoffe aus Elektroofenschlacke EOS

BSNBSW Stahl-Nebenprodukte GmbH

Das Hauptgeschäftsfeld der BSN ist die Verarbeitung und Vermarktung von Nebenprodukten der Stahlerzeugung unter wirtschaftlichen und ökologischen Gesichtspunkten. Das Unternehmen wurde 1996 gegründet und befindet sich in direkter Nachbarschaft zum Elektrostahlwerk der Badische Stahlwerke GmbH (BSW) in Kehl am Rhein.

Die wesentlichen Produkte der BSN sind Mineralbaustoffe aus Elektroofenschla-cke (EOS), Feuerfestausbruch, nichtmagnetische Schrottbestandteile (NE-Misch-metalle), Walzenzunder (Eisenoxid) und Separationseisen sowie Zuschlagstoffe für die Stahlproduktion bei BSW. Zur Überwachung dieser Produkte betreibt BSN ein chemisch-analytisches Labor, ein baustofftechnologisches Prüflabor sowie ein Labor zur Qualitätssicherung.

EOS die Alternative im Straßen- und Wegebau

Die Alternative zu natürlichen Gesteinskörnungen im Straßen-, Wege- und Wasserbau sind hochwertige Mineralbaustoffe aus Elektroofenschlacke EOS.

Die Elektroofenschlacke ist eine lava-ähnliche Gesteinsschmelze, die beim Ein-schmelzen von Schrott und mineralischen Zuschlägen im Elektrolichtbogenofen entsteht. Durch verschiedene Maßnahmen bei der Auswahl der Zuschläge, der Abkühlung und anschließenden Bearbeitung der Schlacke werden die Eigen-schaften und die Qualität des Baustoffs EOS zielgerichtet beeinflusst.

Die baustofftechnischen Eigenschaften der EOS machen sie besonders geeignet für stark belastete Flächen und Straßen sowie für hochwertige Asphaltbeläge.

Die Verwendung des „nachwachsenden Rohstoffs“ EOS als Baustoff leistet einen wertvollen Beitrag zum nachhaltigen Umgang mit natürlichen Ressourcen, da weniger Natursteine abgebaut werden, dadurch die Landschaft geschützt und außerdem die Kreislaufwirtschaft gefördert wird.

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Einsatzgebiete für EOS

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Im VerkehrsbauEOS Mineralbaustoffe können im Straßenbau in sämtlichen Schichten, von der Frost- schutz- und Schottertragschicht bis zur Asphaltdeckschicht, verwendet werden.

Frostschutz- und SchottertragschichtDie kubische Kornform und die raue Oberfläche der EOS Körner bewirken eine hohe Resistenz gegen Verdrückungen und Verschiebungen und damit eine sehr gute Stand- und Tragfähigkeit beim Bau von Frostschutz- und Schottertrag-schichten. Die in den Regelwerken gestellten Anforderungen an das Verfor-mungsmodul EV2 werden von Tragschichten aus EOS sogar überschritten, so dass im Oberbau die Schichtdicken der Asphalttrag- und Deckschicht reduziert und somit erhebliche Kosten gespart werden können.

AsphaltschichtenEOS Gesteinskörnungen (Splitte) bieten ideale Voraussetzungen für den Einsatz in standfesten Asphalttragschichten und verschleißarmen Asphaltdeckschichten. Die hohe Rohdichte und Festigkeit der EOS wirken sich äußerst positiv auf die Eigen-schaften der aus ihr produzierten Splitte aus. Die Schlagzertrümmerungswerte lie-gen ≤ 18 M.-% und die Absplitterungen nach Frost- und Tauwechsel unter 1,0 M.-%. 100% Brechkornanteil, die kubische Kornform und die raue Oberflächenstruktur verleihen den Asphaltschichten aus EOS einen hohen Verformungswiderstand und außerdem eine dauerhaft gute Griffigkeit und damit hohe Verkehrssicherheit.

Gerade an besonders beanspruchten Verkehrsflächen, wie Straßen mit hohem LKW-Aufkommen, Kreuzungsbereichen oder Kreisverkehren, ergeben sich im Ver-gleich zu natürlichen Mineralbaustoffen längere Standzeiten der Asphaltschichten bei Verwendung von EOS Splitten.

Lärmmindernde Asphaltschichten mit OPA-BelagOffenporige Asphalte (OPA) mit EOS sind leise, sicher und langlebig. Durch die „offenporige“ Struktur wird ein Teil der Abrollgeräusche der Reifen geschluckt, da-her auch die Bezeichnung „Flüsterasphalt“. Außerdem wird bei Regen das Wasser durch die Poren schneller von der Oberfläche abgeleitet, so dass keine „Sprühfah-nen“ durch vorausfahrende Autos erzeugt werden und zudem die Aquaplaning- Gefahr vermindert ist. Wichtige Anforderung an Splitte für hochwertige Asphalt-deckschichten ist ein hoher Polierwert (PSV-Wert), den EOS Splitte von BSN mit einem Wert von ≥ 60 zuverlässig einhalten. BSN-Flüsterasphalte liegen zum Bei-spiel auf der BAB 8 zwischen Pforzheim Nord und Pforzheim West und bei Karls-bad sowie der BAB 5 zwischen Raststatt und Baden-Baden.

Bei der Herstellung von Asphaltgemischen mit EOS muss aufgrund der hohen Roh-dichte für die Festlegung des Bindemittelgehalts eine volumetrische Bestimmung vorgenommen werden. Der Bindemittelverbrauch entspricht dem Verbrauch beim Einsatz natürlicher Rohstoffe.

Einsatzgebiete für EOS

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Im WegebauBewährt haben sich EOS Mineralbaustoffgemische auch beim Einbau als Deck-schichten ohne Bindemittel in Feld- und Waldwegen. Aufgrund der carbonatischen Erhärtung des Wegebaumaterials erfolgt eine Verkittung der einzelnen Schlacke-körner, so dass in kurzer Zeit nach dem Einbau ein stabiler und dauerhafter We-gebelag entsteht.

Zur PlatzbefestigungMit EOS Gemischen als oberste Schicht einer Platzbefestigung, die ohne Binde-mittel hergestellt wird, können Industrieflächen kostengünstig befestigt werden.

Im PflasterbauEOS Gesteinskörnungen eignen sich hervorragend als Bettungs- und Fugenma-terial für Pflasterdecken oder Plattenbeläge. Auch hier ist die hohe Tragfähigkeit vorteilhaft für den Einsatz auf verkehrstechnisch stark beanspruchten Flächen wie z. B. Großparkplätzen.

Im WasserbauBeim Einsatz im Wasserbau sorgen die hohe Rohdichte der EOS sowie die raue kantige Oberflächenstruktur der einzelnen Körner für eine gute Verzahnung und dauerhafte Stabilität der Bauwerke. EOS Wasserbausteine eignen sich zur Ufer-befestigung, als Erosionsschutz bei Ufer- und Dammsanierungen, zum Bau von Fangdämmen oder bei Kolkverfüllungen.

Im ErdbauDer im Vergleich zu natürlichen Schüttmaterialien große innere Reibungswinkel der EOS ermöglicht den Bau von Dämmen und Wällen mit steileren Böschungs-winkeln und damit geringerem Platzbedarf.

Als Gabionen-FüllungDie mit groben EOS Körnungen befüllten Drahtkörbe (Gabionen) werden bei-spielsweise für Lärmschutzmaßnahmen, als Sichtschutz oder zur Gestaltung von Außenanlagen verwendet.

Lieferprogramm und Kennwerte

EOS Mineralbaustoffe für Verkehrs- und Wasserbau

Materialbezeichung / Verwendung Korngemisch / Korngruppe

Baustoffgemische zur Herstellung von Tragschichten ohne Bindemittel nach TL SoB-StB und TL G SoB-StB

0/320/45

Baustoffgemisch zur Herstellung von Tragschichten unter un-gebundenen Flächen (Plattenbeläge / Pflasterflächen) und für offenen Einbau

0/32

Baustoffgemisch zur Herstellung von Tragschichten 0/16

Baustoffgemisch zur Herstellung von Tragschichten (Planum)0/800/120

Schottersteine 20/60

Gabionenfüllmaterial 20/6045/125

Baustoffgemisch zur Wegbefestigung ohne Bindemittelim ländlichen Wegebau

0/16

Wasserbausteine nach DIN EN 13383-1, nach BRL 9328CE zertifiziert Reg.-Nr. 0793-CPR-F0701.6.8-3

45/125

Wasserbausteine gem. TLW 2003 Uferbefestigung in fließenden Gewässern

50/150

Pflastersand als Bettungs-/Fugenmaterial0/20/50/8

EOS Feine und grobe Gesteinskörnungen

Materialbezeichung / Verwendung Korngemisch / Korngruppe

Gesteinskörnungen für Asphalt und Oberflächenbehandlungen für Straßen, Flugplätze und andere Verkehrsflächen nach DIN EN 13043 und TL Gestein-StBCE zertifiziert Reg.-Nr. 0793-CPR-F0701.6.6-1

2/55/88/1111/1616/22

REACH-Registrierung unserer ProdukteSeit dem 1. Juni 2007 ist die neue EU-Chemikalienverordnung REACH (Nr. 1907/2006 EG) in Kraft getreten. In diesem Zusammenhang hat die Badische Stahlwerke GmbH als Hersteller die EOS und die sekundärmetallurgische Pfannenschlacke (GHS) fristgerecht registriert. EOS (EINECS-Nr. 932-275-6): Registrierungsnummer 01-2119485979-09GHS (EINECS-Nr. 266-004-1, CAS-Nr. 65996-71-6): Registrierungsnummer 01-2119487457-23

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› Schüttdichte Mittelwert 2,0 t/m³

› Trockendichte (Proctordichte) Mittelwert 2,5 t/m³

› Rohdichte Mittelwert 3,9 Mg/m³ für Gesteinskörnungen

Mittelwert 3,8 Mg/m³ für Baustoffgemische (0/32, 0/45)

Mittelwert 3,4 Mg/m³ für Wasserbausteine

› Schotterschlagwert SD 10 SD 10 ≤ 29,0 M.-% (Prüfkörnung 35,5/45)

› Schlagzertrümmerungswert SZ ≤ 18,0 M.-% (Prüfkörnung 8/12,5)

› Los-Angeles-Koeffizient LA ≤ 20,0 (Prüfkörnung 10/14)

› Widerstand gegen Polieren PSV ≥ 59 (Prüfkörnung 7/10)

› Widerstand gegen Frost-Tau-Wechsel

Massenverlust ≤ 1,0 M.-% (Prüfkörnung 8/16)

› Widerstand gegen Frost- Tausalz-Beanspruchung

Massenverlust ≤ 1,0 M.-% (Prüfkörnung 8/16)

› Wasserdurchlässigkeitsbeiwert 10-3 bis 10-5 m/s (Prüfkörnung 0/32)

› Raumbeständigkeit Volumenzunahme ≤ 3,5 Vol.-%

› Tragfähigkeit Verformungsmodul EV2 ≥ 180 MN/m2

› Innerer Reibungswinkel ≥ 48° ermittelt im Scherversuch an

Baustoffgemisch 0/45 unverdichtet

Die typischen Kennwerte der EOS im Überblick:

EOS weist eine Reihe von besonderen technischen Eigenschaften auf und kann sich darin mit natürlichen Mineralstoffen messen und sie teilweise sogar übertreffen.

Güteüberwachung und Qualitätssicherung

Art der Prüfung Vorschrift / NormBaustoff-gemische

Gesteins-körnungen

Wasserbau-steine

Gewinnungsstätte und Aufbereitung Visuell FÜ FÜ FÜ

Gesteinskundliche Merkmale Visuell FÜ FÜ FÜ

Reinheit und schädliche Bestandteile Visuell WPK + FÜ WPK + FÜ WPK + FÜ

Wassergehalt DIN EN 1097-5 WPK + FÜ

Korngrößenverteilung DIN EN 933-1 + 13383-2 WPK + FÜ WPK + FÜ WPK + FÜ

Feinanteile DIN EN 933-1 WPK + FÜ WPK + FÜ WPK + FÜ

Kornform DIN EN 933-3 + 13383-2 WPK + FÜ WPK + FÜ WPK + FÜ

Schüttdichte DIN EN 1097-3 WPK + FÜ FÜ

Rohdichte DIN EN 1097-6 WPK + FÜ FÜ FÜ

Trockendichte / opt. Wassergehalt DIN EN 13286-2 FÜ

Wasseraufnahme unter atm. Druck DIN EN 1097-6 + 13383-2 WPK + FÜ FÜ

Widerstand gegen Zertrümmerung DIN EN 1097-2 + 52115-2 FÜ WPK + FÜ

Druckfestigkeit DIN EN 1926 FÜ

Raumbeständigkeit DIN EN 1744-1 + 13383-2 WPK + FÜ WPK + FÜ WPK + FÜ

Widerstand gegen Frost-Tau-Wechsel DIN EN 1367-1 FÜ FÜ FÜ

Wasserdurchlässigkeitsbeiwert DIN 18130-1 FÜ

Widerstand gegen Frost-Tausalz DIN EN 1367-1 FÜ

Widerstand gegen Polieren DIN EN 1097-8 FÜ

Affinität zu Bitumen DIN EN 12697-11 FÜ

Widerstand gegen Hitzebeanspruchung DIN EN 1367-5 FÜ

Organische Verunreinigungen DIN EN 1744-1 FÜ

Umweltverträglichkeit DEV-S4-Eluat bzw. Trogeluat WPK + FÜ WPK + FÜ WPK + FÜ

WPK = Werkseigene Produktionskontrolle, FÜ = Fremdüberwachung

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Die EOS unterliegt ständiger Kontrolle

Alle Mineralbaustoffe, die BSN herstellt, unterliegen strengen Qualitätskontrollen sowohl durch regelmäßige Eigenüberwachung im Rahmen der werkseigenen Produktionskon-trolle (WPK) im firmeneigenen Baustofflabor als auch durch eine freiwillige Fremdüber-wachung durch externe Prüfstellen.

Die Güteüberwachung der Produkte wird gemäß den aktuell gültigen TL Gestein StB bzw. TL G SoB-StB sowie den RAL-Bestimmungen für Eisenhüttenschlacken durchge-führt. Der Prüfumfang umfasst sowohl bautechnische Eigenschaften als auch umweltre-levante Merkmale. Die Überwachung und Zertifizierung der Gesteinskörnungen erfolgt nach dem europäischen Konformitätsnachweisverfahren 2+. Auch nach Einführung der europäischen Normen mit dem auf die WPK gestützten Konformitätsnachweissystem 2+ behält BSN die Fremdüberwachung durch neutrale Prüfstellen bei, da regelmäßige Kontrollen durch neutrale, anerkannte Prüfstellen ein wichtiger Baustein für die Güte-sicherung sind. Von diesen zusätzlichen Qualitätskontrollen profitieren ausschreibende Stellen und Baufirmen gleichermaßen. Auf Grundlage der Zertifizierung der WPK erklärt BSN die Konformität der EOS Mineralbaustoffe mit den geltenden Vorschriften. Für die hergestellten Produkte wird nach Bauprodukten-Verordnung eine Leistungserklärung ausgestellt und sie dürfen mit dem CE-Zeichen sowie dem Gütesiegel für güteüber-wachte Eisenhüttenschlacken gekennzeichnet werden.

Darüber hinaus wendet BSN seit 1997 ein zertifiziertes Qualitätsmanagement-System an. Seit 2003 ist das aktuelle Qualitätsmanagement-System nach DIN EN ISO 9001:2008 eingerichtet.

Umweltverträglichkeit

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EOS schont natürliche Ressourcen

Neben der sehr guten technischen Eignung ist die Umweltverträglichkeit der EOS Mineralbaustoffe eine Grundvoraussetzung für den Einsatz im Straßen-, Wege- und Wasserbau. Zur Bewertung der Umweltverträglichkeit ist der Einfluss der EOS auf Wasser und Boden bedeutsam. Die wasserwirtschaftliche Verträglichkeit wurde durch umfassende Untersuchungen unter verschiedensten baupraktischen Gege-benheiten festgestellt und wird im Rahmen der umfassenden Güteüberwachung wiederkehrend überprüft. Dabei werden, basierend auf Auslaugverfahren, Para-meter wie pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit und Auslaugung von Schwermetallen ermittelt und bewertet. Die EOS kann die in den geltenden Regelwerken vorgege- benen Richt- und Grenzwerte für die umweltrelevanten Parameter zuverlässig ein- halten. Die Erfahrungen zeigen, dass sich bei Auslaugung der EOS mit Wasser pH- Werte im alkalischen Bereich einstellen. Durch Einwirkung von Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Luft bildet sich Calciumcarbonat, wodurch sich der pH-Wert wieder zum Neutralbereich hin verschiebt. Zu den positiven ökologischen Aspekten der Verwendung von EOS gehört die nachhaltige Schonung von Natursteinressourcen.

Die BSN GmbH ist in der Liste der güteüberwachten Lieferwerke von Mineralstoffen für den Straßenbau aufgeführt. Der Einbau der EOS Mineralbaustoffe erfolgt gemäß den aktuell gültigen Technischen Lieferbedingungen, mit der Einschränkung, dass EOS nicht in der Schutzzone I und II von Wassergewinnungsgebieten verwendet werden darf.

Entstehung der EOS

Bei BSW werden aus Schrott jährlich über 2 Millionen Tonnen Stahl und pro Tonne Stahl rund 150 kg EOS im Elektrolichtbogenverfahren produziert. Der Schrott wird zusammen mit mineralischen Zuschlägen, wie Kalk und Dolomit, durch das Einleiten von elektrischer Energie und unter Sauerstoffzufuhr bei Temperaturen von bis zu 8.000 °C im Lichtbogen aufgeschmolzen. Aus dem Schrott entsteht neuer Stahl, die nichtmetallische Schmelze und die oxidierten Begleitelemente des Stahls bilden die Schlacke. Die Schlacke schwimmt aufgrund ihrer geringeren Dichte auf dem flüssigen Stahl und fließt durch die sogenannte Schlackentür aus dem Ofen in ein vorbereitetes Schlackenbeet.

Nach der Abkühlung liegt die Schlacke als künstliches, kristallines Gestein vor, ihre Entstehung ist somit derjenigen natürlicher magmatischer Gesteine wie Granit oder Basalt vergleichbar. Aus der erkalteten Schlacke wird zunächst mit Hilfe von Magneten metallisches Eisen entfernt. Anschließend wird sie, in gleicher Weise wie natürliche Gesteine, in der Produktionsanlage der BSN gebrochen, gesiebt und klassiert. Auf diese Weise werden unterschiedliche Korngemische oder einzelne Körnungen des Mineralbaustoffs EOS gewonnen.

Von der Entstehung im Ofen, über die Abkühlung bis zur abschließenden Bear-beitung unternehmen BSW und BSN verschiedenste Anstrengungen, um die Elektroofenschlacke zur Herstellung hochwertiger EOS Mineralbaustoffe nutzbar zu machen. Zum Beispiel können einige Eigenschaften der Schlacke durch die Aus-wahl der Zuschläge und die Art der Abkühlung gezielt eingestellt werden.

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Die Mineralische Zusammensetzung der EOS

Die EOS besteht im Wesentlichen aus calciumsilikatischen und eisenhaltigen Mineralien, Eisenoxid verleiht ihr die typische dunkelgraue Farbe. Ebenso wie Natur-gestein enthält EOS Schwermetalle als Spurenelemente, die fest in das Kristallgitter eingebunden und somit resistent gegen Auslaugung und Verwitterung sind.

Mineral Formel

Wüstit, Magnetit, Hämatit FexOy

Brownmillerit Ca2(Al,Fe)2O5

Magnesioferrit MgFe2O4

Gehlenit Ca2Al2SiO7

Larnit ß-Dicalciumsilikat Ca2SiO4

Bredigit Ca7Mg(SiO4)4

BSW Stahl-Nebenprodukte GmbH

Graudenzer Straße 33

77694 Kehl

Tel. 07851 83-294

Fax 07851 77376

info@bsn-kehl.de

www.bsn-kehl.de

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