Betonherstellung mit Müllverbrennungsasche
In Deutschland entstehen jährlich rund 5,7 Millionen Tonnen Müllverbrennungsasche (MV-Asche) aus der Verbrennung von haushaltsüblichem Müll. Bisher wurde dieser Rückstand nicht effizient genutzt und größtenteils auf Deponien abgelagert. Die TH Köln betrachtet MV-Asche als vielversprechenden Ersatzstoff für natürliche Ressourcen wie Kies oder Sand bei der Betonherstellung. "Müllverbrennungsasche besteht neben metallischen und organischen Anteilen aus mineralischen Stoffen. Letztere haben das Potenzial, natürliche Ressourcen wie Kies oder Sand bei der Betonherstellung zu ersetzen", erklärt Prof. Dr. Björn Siebert vom Labor für Bau- und Werkstoffprüfung der TH Köln.
Das ASHCON-Projekt: Aufbereitung und Verarbeitung von MV-Asche
Im Rahmen des ASHCON-Projekts entwickeln die TH Köln, der Bergische Abfallwirtschaftsverband (BAV) und die AVEA GmbH & Co. KG Konzepte zur Aufbereitung und Verarbeitung von MV-Asche. Das Hauptziel ist es, diese als alternative Ausgangsstoffe für die Herstellung von Transportbeton und Betonwerksteinen, wie Pflastersteinen, nutzbar zu machen.
Herstellung mineralischer Gesteinskörnung aus MV-Asche
Proben von MV-Aschen unterschiedlichen Alters wurden am Standort der Leppe-Deponie in Lindlar (Oberbergischer Kreis) entnommen, wo die TH Köln gemeinsam mit dem BAV das :metabolon Institute betreibt, ein Lehr- und Forschungszentrum. Die Forscher verwendeten neue Trenn- und Sortierverfahren, um mineralische Gesteinskörnungen aus den Proben herzustellen und in Korngruppen gleicher Größe zu unterteilen. Sie fanden heraus, dass bis zu 60 Prozent der Korngruppe 2/8 (überwiegend mineralische Zusammensetzung) aus einer Probe MV-Asche gewonnen werden können. Dies ist eine wichtige Korngröße in der Betonherstellung.
Austausch von Kies durch MV-Asche ohne Beeinträchtigung der Betoneigenschaften
Die Forscher entwickelten verschiedene Rezepturen, bei denen bis zu 50 Prozent des in Standardrezepturen enthaltenen Kieses durch aufbereitete MV-Asche ersetzt wurde. Die Betonmischungen und die daraus hergestellten Probekörper zeigten keine signifikanten Veränderungen in Bezug auf die Frischeigenschaften und die Festigkeit im Vergleich zu Standardrezepturen. Dies deutet darauf hin, dass aufbereitete MV-Asche grundsätzlich als Ausgangsstoff für die Betonherstellung geeignet ist.
Weitere Schritte und Umweltaspekte
Das Projektteam wird nun daran arbeiten, die großtechnische Umsetzung der Betonproduktion mit MV-Asche zu erforschen und die Einhaltung von Umweltanforderungen zu überprüfen. Insbesondere die Freisetzung von Schwermetallen, wie Kupfer, wird genauer untersucht, um sicherzustellen, dass MV-Asche sicher in Betonprodukten verwendet werden kann.
Am ASHCON-Projekt beteiligen sich verschiedene Partner, darunter das Institut für Infrastruktur, Wasser, Ressourcen und Umwelt (IWARU) an der FH Münster, das Institut für Baustoffforschung der RWTH Aachen, das Fraunhofer Institut für Bauphysik und mehrere Unternehmen aus der Baubranche. Das Projekt wird bis Ende 2024 im Rahmen des Förderprogramms "Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Bauen und Mineralische Stoffkreisläufe" (ReMin) vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit etwa einer Million Euro unterstützt.
