Sulfate in Bauschutt- Herkunft und Auswirkungen -

11BAM IV.3, Fachtagung Recycling R´10, Weimar 22.09. - 23.09.2010

- Herkunft und Auswirkungen -

Dipl.-Ing Jan Matyschik, Dr.-Ing. Karin Weimann

BAM – Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfungFachgruppe IV.3 Abfallbehandlung und Altlastensanierung

Recycling von Bauschutt:

ungebunden (alle Korngrössen)

• Schottertragschichten ����• Deponieabdeckung ����

(in der Regel Downcycling)

22

• Deponieabdeckung ����

gebunden (Altbeton, Korngrösse > 2mm)

• Substitution von Kies (RC-Beton)- neue Absatzmöglichkeiten- demografischer Faktor (regional)- funktionierendes Verfahren, bisher i.d.R. Leuchtturmprojekte in D

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Der zulässige Sulfatgehalt von RC-Baustoffen ist durch verschiedene

technische Vorschriften reglementiert. (bautechnisch, Umweltschutz, etc.)

Mineralische Bauabfälle ohne Bodenaushub 2004[Quelle: 5. Monitoring-Bericht Bauabfälle, Arbeitsgemeinschaft Kreislaufwirtschaftsträger Bau (KWTB), 2007]

0,4%

27,2%

2,6%

39. November 2010 - BAM IV.3 3UFOPLAN – Optimierung des Rückbaus/Abbruchs

69,8%

Bauabfälle auf Gipsbasis: 0,3 Mio t Bauschutt: 50,5 Mio t

Straßenaufbruch: 19,7 Mio t Baustellenabfälle: 1,9 Mio t

Sulfate in Bauschutt:

• Indikator für Gips

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• Zement- und Betonherstellung

- Reduktionsmittel (Chromatreduktion)

- Beschleuniger (Betonzusatzmittel: Erstarren des Betons)

Hauptsulfatquelle in Bauschutt:

• gipshaltige Materialien (Innenausbau)

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- Putz- Estrich- Gipskartonplatten / Rigips

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Ettringit: {Ca6[Al(OH)6]2 · 24H2O} · [(SO4)3 · 2H2O]

Sulfattreiben:Reaktion von Zementklinker (Calciumaluminathydrat) mit Sulfaten im

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• deutliche Volumenvergrößerung

• stärkste Treibreaktion im Beton

• Gefügestörung

• Rissbildung

• Schädigung der Oberfläche

• typisches landkartenartiges Rissbild

(Calciumaluminathydrat) mit Sulfaten im pH-Bereich von 9-12

Quelle: de.academic.ru

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Thaumasit: {Ca6[Si(OH)6]2 · 24H2O} · [(SO4)2 · (CO3)2]

(ähnlich dem Ettringit)

Reaktion von Sulfaten mit reaktiven SiO2 und Carbonat

- unterhalb von 15°C

77

• Volumenvergrößerung

• Gefügezerstörung

• Auflösung der Zementsteinmatrix

• Umwandlung in eine weiche, breiige Masse

Quelle: steine-und-minerale.de

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- unterhalb von 15°C

- ausreichend Wasser

Schutz der Umwelt:

• eluierbares Sulfat minimieren

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• eluierbares Sulfat minimieren

• Schutz des Grundwassers

• H2S Bildung im Boden verhindern

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Ersatzbaustoffverordnung:(ErsatzbaustoffV)

• verschärfte Anforderung an Sulfatgehalt in Bauschutt

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• verschärfte Anforderung an Sulfatgehalt in Bauschutt

• Sortenreinheit/Qualität durch Separierung gewährleisten

• Einsatz entspr. Rückbau- und Aufbereitungsmaßnahmen

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Beispiele aus der Praxis:RC-Gesteinskörnungen aus Altbeton (selektiver Rückbau)

500

600

Su

lfa

t [m

g/l

]

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0

100

200

300

400

B A B B B C E.-VO E.-VO* Z 1.1 Z 1.2 Z 2 DIN 4226-100

Su

lfa

t [m

g/l

]

Neues Analyseverfahren in der Ersatzbaustoffverordnung

Bisher:

Schütteleluatverfahren (Wasser-Feststoffverhältnis von 10:1)

• bewährtes Verfahren

• Reproduzierbarkeit vorhanden

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Säuleneluatverfahren (Wasser-Feststoffverhältnis 2:1)

• soll größere Praxisnähe abbilden

• Vergleichbarkeit zwischen den Analysenverfahren durch

Umrechnungsfaktor noch nicht möglich

• Reproduzierbarkeit umstritten

• Deponierecht weiterhin Schütteleluatverfahren

Neu:

• Reproduzierbarkeit vorhanden

Forschungs- und Entwicklungsvorhaben

Optimierung des Rückbaus/Abbruchs von Gebäuden

zur Rückgewinnung und Aufbereitung von Baustoffen

unter Schadstoffentfrachtung (insbes. Sulfat) des RC-

Materials sowie ökobilanzieller Vergleich von Primär-

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Materials sowie ökobilanzieller Vergleich von Primär-

und Sekundärrohstoffeinsatz inkl. Wiederverwertung

Zusammenfassung:

Sulfate in Bauschutt

Herkunft: • Innenausbau

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Herkunft:

Auswirkungen:

• Innenausbau- Putz- Estrich- Gipskartonplatten / Rigips

• Gefügeveränderung im RC-Beton

- Ettringit-, Thaumasitbildung

• Bodeneintrag durch Auswaschung

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Noch Fragen?

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Kontakt:

Dipl.-Ing. Jan Matyschik

Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung

Fachgruppe IV.3: Abfallbehandlung und Altlastensanierung

Richard-Willstätter-Str. 11

12489 Berlin

E-Mail: jan.matyschik@bam.de

Tel: +49 30 6392-5988

Fax: +49 30 6392-5917

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