Recyclingbeton –
Ökobeton oder Unsinn?
Heiko Zimmermann
Mischmeister- u. Betontechnologenschulung 2018
© SCHWENK Zement KG
RecyclingbetonIn 2014 erfasste Mengen mineralischer Bauabfälle
06.03.2018 MMS 2018/Zimmermann Seite 2
Quelle: Monitoringbericht 2016 der Innitiative Kreislaufwirtschaft Bau zum Aufkommen und Verbleib mineralischer
Bauabfälle im Jahr 2014; www.kreislaufwirtschaft-bau.de
Fraktionen Bauschutt
und Straßenaufbruch:
68,2 Mio. t (2014)
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RecyclingbetonIn 2014 Anfall und Verbleib mineralischer Bauabfälle
06.03.2018 Seite 3
Quelle: Monitoringbericht 2016 der Innitiative Kreislaufwirtschaft Bau
zum Aufkommen und Verbleib mineralischer Bauabfälle im Jahr 2014;
www.kreislaufwirtschaft-bau.de
Bauschutt (54,6 Mio. t) Straßenaufbruch (13,6 Mio. t)
MMS 2018/Zimmermann
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RecyclingbetonRahmenbedingungen der derzeitigen Verwertung im Süden
06.03.2018 Seite 4MMS 2018/Zimmermann
Ersatzbaustoffverordnung!?
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RecyclingbetonAusgangssituation
06.03.2018 Seite 5
(Ein kontrollierter) Abriss hat enorme Vorteile
Quelle: BTB Positionspapier
MMS 2018/Zimmermann
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Recyclingbeton
Idee des Baustoffrecyclings
06.03.2018 Seite 6
Quelle: www.baustoffrecycling-bayern.de
50%
50%
Ziel: Möglichst sortenreine Aufbereitung
MMS 2018/Zimmermann
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RecyclingbetonStoffstrom der Aufbereitung für Beton
06.03.2018 Seite 7
Quelle: Dr. Angelika Mettke: Abschlußbericht "Einsatz von RC-Beton beim Neubau eines Forschungsgebäudes der TU Berlin" ; BTU Cottbus
5,5 t Betonbruch sind notwendig
um 1 t RC-Material 8/16 zu gewinnen
Kornfraktionen bei der Aufbereitung
MMS 2018/Zimmermann
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RecyclingbetonNormative Grundlagen für den Einsatz im Beton
06.03.2018 Seite 8
Anforderung an Beton DIN EN 206-1 / DIN 1045-2
Anforderung an natürliche
und rezyklierte
Gesteinskörnung
DIN EN 12620 / DIN 4226-100 (2002, zurück gezogen)
DIN 4226-101 (neu!) Rezyklierte Gesteinskörnungen
für Beton nach DIN EN 12620 „Typen und geregelte
gefährliche Substanzen“ (8/2017)
DIN 4226-102 (neu!) Produktionskontrolle“
Anwendung der rezyklierten
Gesteinskörnung in Beton
DAfStb-Richtlinie „Beton nach DIN EN 206-1 und DIN
1045-2 mit rezyklierten Gesteinskörnungen nach DIN
EN 12620“ (09/2010)
Einstufung der rezyklierten
Gesteinskörnung in
Alkaliempfindlichkeitsklasse
DAfStb-Richtlinie „Vorbeugende Maßnahmen gegen
schädigende Alkalireaktion im Beton“ (10/2013)
Umweltverträglichkeit der
rezyklierten
Gesteinskörnung
Allgemein bauaufsichtliche Zulassung oder
Zustimmung im Einzelfall
Herstellererklärung für gefährliche Substanzen
MMS 2018/Zimmermann
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RecyclingbetonAnforderungen an die Gesteinskörnung
06.03.2018 Seite 9
Dr. Angelika Mettke: Abschlußbericht "Einsatz von RC-Beton beim Neubau eines Forschungsgebäudes der TU Berlin" BTU Cottbus
MMS 2018/Zimmermann
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RecyclingbetonAnforderungen an die Gesteinskörnung
06.03.2018 Seite 10
Zwei Kategorien RC Material für Beton nach DIN EN 1045- 2
Typ 1: Betonsplitt Typ 2: Bauwerkssplitt
MMS 2018/Zimmermann
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Anwendungsbereiche und entsprechende Anforderungen
06.03.2018 Seite 11
Dr. Angelika Mettke: Abschlußbericht "Einsatz von RC-Beton beim Neubau eines Forschungsgebäudes der TU Berlin" BTU Cottbus
Recyclingbeton
MMS 2018/Zimmermann
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RecyclingbetonUmweltverträglichkeitsnachweis
06.03.2018 Seite 12
Neu in DIN 4226-101, Tab. 2
geregelt.
Damit entfällt der bisherige
Nachweis durch eine
bauaufsichtl. Zulassung (baZ)
oder eine
Zulassung im Einzelfall (ZiE)
Nachweis durch eine freiwillige
Herstellererklärung.
Vereinfachung!
Grundlage: ABuG (Anforderungen an bauliche Anlagen
hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf Boden und Gewässer)
(= LAGA Grenzwerte zwischen Z 1.2 und Z 2)
MMS 2018/Zimmermann
© SCHWENK Zement KG Seite 13
Vorbeugende Maßnahmen gegen eine AKR im Beton
Recyclingbeton
In der
Regel
kein
Problem!
MMS 2018/Zimmermann06.03.2018
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RecyclingbetonWichtige Punkte vor dem Einsatz (TBW, FTW, Baustellenmischanlage)
06.03.2018 Seite 14
Sind die erforderlichen Mengen RC-Material regional und zeitlich
verfügbar?
Sind Lager- und Dosiermöglichkeiten an der Mischanlage gegeben?
RC-Gesteinskörnung ist zusätzlich vorzuhalten
RC-Material ist häufig teurer als natürlicher Kies bzw. Splitt
Ist der AG bereit angemessen für den RC-Beton zu bezahlen?
Will der Hersteller der RC-Gesteinskörnung den höheren Einsatz
überhaupt betreiben?
MMS 2018/Zimmermann
© SCHWENK Zement KG Seite 15
Was muss beachtet werden?
RecyclingbetonAnwendung im Beton
Erstprüfung nach DIN EN 206-1/ DIN 1045-2
Zusätzliche Prüfungen:
→ Zeitabhängiger Konsistenzverlauf (a10, a45, a90)
→ Bestimmung des Feuchtegehalts (Kernfeuchte und
Oberflächenfeuchte) der rezyklierten Gesteinskörnung
→ Erstellung einer Dosieranweisung für die nachträgliche
Zugabe von Fließmittel
MMS 2018/Zimmermann06.03.2018
© SCHWENK Zement KG Seite 16
Was muss beachtet werden?
RecyclingbetonAnwendung im Beton
Zusätzliche Kontrollen bei der Produktionskontrolle
Prüfung Häufigkeit
Sichtprüfung der stofflichen
Zusammensetzung der rezykl. GkBei jedem Lieferfahrzeug
Ermittlung der Kornrohdichte 1x je Produktionswoche
Ermittlung der Wasseraufnahme
der rezykl. Gk nach 10 Minuten 1x je Produktionswoche
Auszug aus: DAfStb-Richtlinie „Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung“, 2010, Abschnitt 5
MMS 2018/Zimmermann
RC Beton muss im Lieferverzeichnis als solcher gekennzeichnet
werden!
06.03.2018
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RecyclingbetonSCHWENK Laborprüfungen
06.03.2018 Seite 17
Herstellung eines C25/30, Konsistenz F4
Einsatz von RC-Gesteinskörnungen Typ1 und Typ2
Fließmittelbedarf
Konsistenzverlauf (Ansteifen)
Druckfestigkeit
E-Modul
Schwinden
SCHWENK Prüfprogramm (Technologiezentrum)
MMS 2018/Zimmermann
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RecyclingbetonSCHWENK Laborprüfungen
06.03.2018 Seite 18MMS 2018/Zimmermann
m RC in % m Ru in % m Rb in % m Ra in % m Rg in % m X in %
Typ1 37,7 55,0 6,5 0,7 0,2
Typ2 33,7 52,7 12,9 0,8 0
Rc Beton, Betonprodukte, Mörtel, Mauersteine aus Beton
Ru ungebundene GK, Naturstein, hydr. geb. GK
Rb Mauerziegel, Kalksandstein, nicht schwimmender Porenbeton
Ra bitumenhaltige Materialien
Rg Glas
X sonstige Materialien
Zusammensetzung der eingesetzten RC Gesteinskörnungen
Typ 1
Typ 2
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RecyclingbetonSCHWENK Laborprüfungen
06.03.2018 Seite 19MMS 2018/Zimmermann
0
50
100
150
200
250
5 30 60 90 120
Rü
ckste
ifen
[m
m]
Zeit [Min]
Rücksteifen (Konsistenzverlauf) C25/30
100% Kies 34% RC Splitt 2/16 Typ 1
34% RC Splitt 2/16 Typ 2 34% RC Splitt 2/16 Typ 1, 24h vorgenässt
8/16 100% KS Splitt, ohne RC Splitt
Rezeptur: C25/30 300 kg/m³ Zement CEM II/A-M (V-LL) 42,5 N, 40 kg/m³ KS Mehl, w/z Wert 0,60, BASF Glenium Sky681,
Temperatur 20°C
a=640mm, FM=0,80%a=650mm, FM=0,80%
a=680mm, FM=0,80%
a=630mm, FM=0,70%
a=620mm, FM=0,55%
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RecyclingbetonSCHWENK Laborprüfungen
06.03.2018 Seite 20MMS 2018/Zimmermann
44
41
39
43
10
15
20
25
30
35
40
45
50
2d 7d 28d
Dru
ckfe
sti
gkeit
[N
/mm
²]
Tage
Druckfestigkeit C25/30 [N/mm²]
100% Kies 34% RC Splitt 2/16 Typ 1
34% RC Splitt 2/16 Typ 2 34% RC Splitt 2/16 Typ 1, 24h vorgenässt
8/16 100% KS Splitt, ohne RC Splitt
Rezeptur: C25/30, 300 kg/m³ Zement CEM II/A-M (V-LL) 42,5 N, 40 kg/m³ KS Mehl, w/z Wert 0,60, BASF Glenium Sky 681,
Temperatur 20°C
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RecyclingbetonSCHWENK Laborprüfungen
06.03.2018 Seite 21MMS 2018/Zimmermann
31300
2920028200
32000
15000
20000
25000
30000
35000
E-Modul
E-M
od
ul [N
/mm
²]
E-Modul C25/30 [N/mm²]
100% Kies 34% RC Splitt 2/16 Typ 1
34% RC Splitt 2/16 Typ 2 8/16 100% KS Splitt, ohne RC Splitt
Rezeptur: C25/30, 300 kg/m³ Zement CEM II/A-M (V-LL) 42,5 N, 40 kg/m³ KS Mehl, w/z
Wert 0,60, BASF Glenium Sky 681,
Temperatur 20°C
Ecm C25/30 =
31000 N/mm²
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RecyclingbetonSCHWENK Laborprüfungen
06.03.2018 Seite 22MMS 2018/Zimmermann
-0,35
-0,30
-0,25
-0,20
-0,15
-0,10
-0,05
0,00
0 7 14 21 28 35 42
Original- Rundkorn
RC-Splitt Typ 1
RC-Splitt Typ 2
7 Tage mit Folie
abgedeckt
Prüfzeit in Tagen
Schw
indverf
orm
ung in m
m/m
Schwindverformung C25/30
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RecyclingbetonLeuchtturmobjekte
06.03.2018 Seite 23MMS 2018/Zimmermann
Neubau des Forschungs- und Laborgebäudes
Lebenswissenschaften der Humboldt-Universität
Pilotprojekt des Senats Berlin 2013/2014
Quelle: Pressemitteilung vom 08.04.2014, Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt Berlin
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RecyclingbetonLeuchtturmobjekte
06.03.2018 Seite 24MMS 2018/Zimmermann
Umweltgutschrift in Höhe von 10 €/t Gesteinskörnung eingeräumt durch
den Senat Berlin
Kurze Entfernung vom RC Material Hersteller zur Mischanlage
Neubau des Forschungs- und Laborgebäudes Lebenswissenschaften
der Humboldt-Universität
Wirtschaftliche Rahmenbedingungen:
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RecyclingbetonLeuchtturmobjekte
06.03.2018 Seite 25MMS 2018/Zimmermann
Neubau des Forschungs- und Laborgebäudes Lebenswissenschaften
der Humboldt-Universität
1. Bauabschnitt: Schlitzwände für die Trogbaugrube
Betondaten
Druckfestigkeitsklasse: C25/30
Expositionsklassen: XC2, XA1
Feuchtigkeitsklasse: WF
Konsistenz: F5
Größtkorn: 16 mmBildquelle: Abschlußbericht "Einsatz von RC-Beton beim Neubau eines
Forschungsgebäudes der TU Berlin„, Dr. Angelika Mettke, BTU Cottbus 2015
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RecyclingbetonLeuchtturmobjekte
06.03.2018 Seite 26MMS 2018/Zimmermann
Neubau des Forschungs- und Laborgebäudes Lebenswissenschaften
der Humboldt-Universität
1. Bauabschnitt: Schlitzwände für die Trogbaugrube
Bildquelle: Abschlußbericht "Einsatz von RC-Beton beim Neubau eines
Forschungsgebäudes der TU Berlin„, Dr. Angelika Mettke, BTU Cottbus 2015
Betondaten
Betonmenge: 1.700 m³
Substitutions-
anteil KG 8/16
Typ 1:
25 Vol.-%
(wegen XA1)
= 667 t RC GK
Hersteller: TRABET
Transportbeton
Berlin GmbH
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06.03.2018 Seite 27MMS 2018/Zimmermann
Neubau des Forschungs- und Laborgebäudes Lebenswissenschaften
der Humboldt-Universität
2. Bauabschnitt: Tragwerk für den Hochbau
Bildquelle: Abschlußbericht "Einsatz von RC-Beton beim Neubau eines
Forschungsgebäudes der TU Berlin„, Dr. Angelika Mettke, BTU Cottbus 2015
Betondaten
Druckfestigkeitsklasse: C30/37
Expositionsklassen: XC3
Feuchtigkeitsklasse: WO
Konsistenz: F3
Größtkorn: 16 mm
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RecyclingbetonLeuchtturmobjekte
06.03.2018 Seite 28MMS 2018/Zimmermann
Neubau des Forschungs- und Laborgebäudes Lebenswissenschaften
der Humboldt-Universität
2. Bauabschnitt: Tragwerk für den Hochbau
Betondaten
Betonmenge: 3.800 m³
Substitutionsanteil
KG 8/16 Typ 1: 40 Vol.-%
= 2190 t RC GK
Hersteller: CEMEX
Deutschland AG
Bildquelle: Pressemitteilung vom 24.02.2015, Cemex Deutschland AG
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RecyclingbetonLeuchtturmobjekte
06.03.2018 Seite 29MMS 2018/Zimmermann
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RecyclingbetonLeuchtturmobjekte
06.03.2018 Seite 30MMS 2018/Zimmermann
Brücke Herrenkrug MagdeburgUmweltbundesamt in Dessau-Roßlau
Bausumme 4,5 Mio €
Eröffnung 2018 zur Landesgartenschau
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Recyclingbeton
06.03.2018 Seite 31
Erweiterungsbau des Umweltbundesamt Dessau
konzipiert als Plus-Energie-Haus
Quellen: UBA
3000 m³ Recyclingbeton
Bauzeit 2016-2018
Bausumme 14 Mio €
MMS 2018/Zimmermann
Leuchtturmobjekte
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Recyclingbeton
06.03.2018 Seite 32
Schutzwände für Fußgängerbrücke Herrenkrug-Magdeburg
Recyclingbeton wurde
sandgestrahlt, um die inneren
Strukturen sichtbar zu machen
Fertigstellung 1999 zur BUGA
MMS 2018/Zimmermann
Leuchtturmobjekte
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RecyclingbetonZusammenfassung
06.03.2018 Seite 33MMS 2018/Zimmermann
Durch die Einführung der DIN 4226-101 (Grenzwerte für gefährliche Substanzen)
wird der Einsatz von RC Gesteinskörnungen im Beton vereinfacht
Die regionale Verfügbarkeit (Ballungszentren) und kurze Transportwege sind
Voraussetzung für den sinnvollen Einsatz im Beton (ökologisch und
wirtschaftlich)
Betontechnologisch ist beim Einsatz von RC Gesteinskörnungen tendenziell ein
höherer FM Bedarf, eine etwas geringere Druckfestigkeit, ein geringerer
E-Modul und auf lange Sicht ein höheres Schwinden als bei natürlichen
Gesteinskörnungen zu erwarten
Die Verwertungsquote von mineralischen Bauabfällen ist in Deutschland bereits
sehr hoch!
Die Verwertung im Beton (einzelne Kornfraktionen) ist technisch möglich,
allerdings fehlen diese Mengen an Gesteinskörnungen dann im Straßenbau und
sie müssten durch andere ersetzt werden.
Heiko Zimmermann
SCHWENK Zement KG
Mobil: 0171-3025407
Email: [email protected]
Ein Dankeschön an
das SCHWENK Technologiezentrum
für die tatkräftige Unterstützung.
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