Asche für ressourcenschonende Betonherstellung

Rückstände aus der Müllverbrennung werden bislang nicht hochwertig weiter-verarbeitet und verbleiben grösstenteils ungenutzt auf Deponien. Bestimmte An-teile des Stoffgemischs haben allerdings ähnliche Eigenschaften wie Bestandteile von Beton. Die TH Köln entwickelt im For-schungsprojekt ASHCON daher ein Ver-fahren für den Einsatz von aufbereiteten Müllverbrennungsaschen (MV-Aschen) für die Betonherstellung.

Vom Müll zum Beton

«Durch die Verbrennung von Siedlungs-abfällen fallen in Deutschland pro Jahr etwa 5,2 Millionen Tonnen Müllverbren-nungsaschen an. Ein Grossteil davon ge-langt bisher auf Deponien und sollte stattdessen aus Gründen der Ressour-ceneffizienz und zur Einsparung von De-ponieraum bestmöglich in den Stoffkreis-lauf zurückgeführt werden», sagt Prof. Dr. Björn Siebert vom Labor für Bau-und Werkstoffprüfung der TH Köln.

MV-Aschen bestehen ausser aus metalli-schen Anteilen zu einem grossen Teil aus mineralischen Stoffen. «Die mineralischen Anteile bieten sich wegen ihrer Körnung als Ersatzstoff für natürliche Ressourcen wie Kies oder Sand an, die bei der Beton-herstellung eingesetzt werden», so Sie-bert. «Im Vorhaben wollen wir herausfin-den, wie die MV-Aschen aufbereitet und verarbeitet werden müssen, um als alter-native Ausgangsstoffe für die Herstellung von Transportbeton – das ist Beton, der in frischem Zustand geliefert wird – und Be-tonwerkstein, zum Beispiel Pflastersteine, verwendet werden zu können.»

Modifizierung der Betonrezeptur

Die geplanten ersten Schritte im Projekt sind eine repräsentative Probenahme von MV-Aschen aus Deponien am Standort :metabolon in Lindlar und Müllverbren-nungsanlagen in Leverkusen sowie eine Charakterisierung und Aufbereitung der Proben. «Bevor die MV-Aschen weiter-verarbeitet werden können, müssen zu-nächst die schwermetallischen und me-tallischen Bestandteile abgetrennt werden. Anschliessend werden die Pro-ben ausgehend von der Grösse der jewei-ligen Körnung mittels eines neuen indus-triellen Mess-und Sortierverfahrens in Korngruppen eingeteilt», sagt Siebert.

Die Fliessfähigkeit und Viskosität des Betons verändern

Das Team des Labors für Bau-und Werk-stoffprüfung entwickelt in einem weiteren Schritt zusammen mit Industriepartnern modifizierte Grundrezepturen für die Be-tonherstellung. «Beton besteht aus meh-reren Komponenten und reagiert sensibel auf Veränderungen in der Zusammenset-zung», so Siebert. «Mit unterschiedlichen Korngrössen der aufbereiteten MV-Aschen können wir die Rezeptur sukzessive an-passen und Faktoren wie die Fliessfähig-keit und Viskosität, also Klebrigkeit, des Betons verändern.» Anschliessend wer-den Probekörper hergestellt und hinsicht-lich ihrer Verarbeitungseigenschaften, Umweltverträglichkeit und Langlebigkeit überprüft.

Ein interdisziplinäres Forschungsprojekt

Das Forschungsvorhaben «Einsatz von aufbereiteter Müllverbrennungsasche als Ausgangsstoff bei der Betonherstellung» (ASHCON) wird von Prof. Dr. Björn Sie-bert vom Labor für Bau-und Werkstoff-prüfung geleitet. Beteiligte innerhalb der Hochschule sind zudem Prof. Dr. Ram-chandra Bhandari vom Institut für Tech-nologie und Ressourcenschonung in den Tropen und Subtropen, Prof. Dr. Jan Wil-kens von der Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften sowie Prof. Dr. Chris-tian Wolf vom :metabolon Institute.

Fruchtbare Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie

Projektpartner sind das Institut für Infra-struktur, Wasser, Ressourcen und Umwelt (IWARU) an der FH Münster, das Institut für Bauforschung der RWTH Aachen, das Fraunhofer Institut für Bauphysik, der Bergische Abfallwirtschaftsverband, die Aachen Institute for Nuclear Training GmbH (AiNT), die Fertigbeton Rheinland GmbH & Co. KG, die METTEN Stein+De-sign GmbH & Co. KG, die AVEA GmbH & Co. KG sowie die Portlandzementwerk Wittekind Hugo Miebach & Söhne KG. Das Projekt wird über drei Jahre im Rah-men des Förderprogramms «Ressour-ceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Bauen und Mineralische Stoffkreisläufe» (Re-Min) vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. ■