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Inhaltsverzeichnis

VORWORT 1
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS 7
Chemische Verbindungen, Substanzen 7
Kunststoffe nach DIN 7
Sonstige Abkürzungen 8
1 MENGEN UND ZUSAMMENSETZUNG ANFALLENDER BAUABFÄLLE 9
2 BEGRIFFE UND VERFAHREN ZUR VERWERTUNG UND BESEITIGUNG VON ABFÄLLEN 16
2.1 Verwertung von Abfällen 16
2.1.1 Produktrecycling 18
2.1.2 Werkstoffliches Recycling 18
2.1.3 Rohstoffliches Recycling 19
2.1.4 Thermische Verwertung 19
2.2 Beseitigung von Abfällen 20
3 KUNSTSTOFFEINSATZ IM BAUWESEN 21
3.1 Anwendungen und Einsatzmengen der wichtigsten Baukunststoffe 22
3.1.1 PVC 22
3.1.2 PE 28
3.1.3 PP 30
3.1.4 PS 31
3.1.5 Verstärkte Kunstharzmassen 31
3.1.6 PC 33
3.1.7 PUR 33
3.2 Anwendungen und Einsatzmengen polymerer Dämmstoffe im Bauwesen 34
3.2.1 PUR-Schäume 34
3.2.2 EPS-Schäume 36
3.2.3 XPS-Schäume 37
4 STAND UND PERSPEKTIVEN DER VERWERTUNG UND BESEITIGUNG VON BAUABFALLFRAKTIONEN 38
4.1 Verwertung von Holz 39
4.2 Verwertung von Metallen 41
4.2.1 Verwertung von Stahl 43
4.2.2 Verwertung von Aluminium 44
4.2.3 Verwertung von Kupfer 46
4.3 Verwertung von Glas 47
4.4 Verwertung von Kunststoffen 47
4.4.1 Struktur der Kunststoffe 47
4.4.2 Technische Randbedingungen des Kunststoffrecyclings 48
4.4.3 Werkstoffliches Recycling der Kunststoffe 52
4.431 Werkstoffliches Recycling von PVC 52
4.4.12 Werkstoffliches Recycling von PUR 52
4.4.3.3 Werkstoffliches Recycling von EPS/XPS 53
4.4.3.4 Werkstoffliches Recycling von Ps 54
4.4.3.5 Werkstoffliches Recycling von PE 54
4.4.3.6 Werkstoffliches Recycling von PP 55
4.4.3.7 Werkstoffliches Recycling von Kunstharzen 56
4.4.3.8 Werkstoffliches Recycling von PC 57
4.4.3.9 Werkstoffliches Recycling gemischter Kunststoffe 57
4.4.5 Rohstoffliches Recycling der Kunststoffe 59
4.4.5.1 Rohstoffliches Recycling von PVC 62
4.4.5.2 Rohstoffliches Recycling von PUR 63
4.4.5.3 Rohstoffliches Recycling von EPS/XPS 63
4.4.5.4 Rohstoffliches Recycling gemischter Kunststoffe 63
4.4.6 Thermische Verwertung der Kunststoffe 65
4.4.7 Finanzielle Randbedingungen 66
4.4.7.1 Finanzielle Randbedingungen der Redistribution 68
4.4.7.2 Finanzielle Randbedingungen der werkstofflichen Verwertung 69
4.4.7.3 Finanzielle Randbedingungen der rohstofflichen Verwertung 70
4.4.7.4 Finanzielle Randbedingungen der thermischen Verwertung 71
4.4.7.5 Finanzielle Randbedingungen der Deponierung 72
4.4.8 Ökologische Randbedingungen 73
4.4.9 Sinnvoller Einsatz der Verwertungsverfahren nach den genannten Randbedingungen 76
5 VORAUSSETZUNGEN FÜR DEN EINSATZ HOCH WERTIGER VERWERTUNGSVERFAHREN 78
5.1 Randbedingungen bei der Planung 78
5.2 Randbedingungen bei Abriss und Sanierung 83
6 VERWERTUNGSMÖGLICHKEITEN FÜR AUSGEDIENTE KUNSTSTOFFBAUPRODUKTE 86
6.1 Verwertung von Rohren aus Kunststoffen 89
6.2 Verwertung von Fenstern und Rolläden aus PVC 89
6.3 Verwertung von Hartschäumen 93
6.3.1 Verwertung von PUR-Schaum-Dosen 94
6.4 Verwertung von Dachbahnen aus PVC 94
6.5 Verwertung von Bodenbelägen aus PVC 95
6.6 Verwertung von Kabeln mit Ummantelung und Isolation aus Kunststoffen 97
7 KOSTENSENKUNG DURCH SELEKTIVEN GEBÄUDERÜCKBAU MIT RECYCLING DER BAURESTSTOFFE 100
7.1 Zusammenfassung der Voraussetzungen 100
7.2 Entwicklung und Stand der Baustoffverwertung 104
7.3 Perspektiven der Baustoffverwertung 109
7.4 Maßnahmen zur Kostensenkung durch Recycling von Saureststoffen 111
7.4 Empfehlungen 113
8 VERZEICHNIS DER ABBILDUNGEN 116
9 QUELLENVERZEICHNIS 117

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Flexible Verbundmaterialien in Architektur, Bauwesen und Innenarchitektur
2013, 232 S., 200 b/w and 300 col. ill. 280 mm, Hardcover
Birkhäuser Berlin

 

 

Textilien faszinieren wegen der besonderen Formen, die diese Gewebestrukturen ermöglichen und aufgrund ihres außergewöhnlichen Charakters als weiche Materialien. Gemeinsam mit ihren funktionalen und konstruktiven Eigenschaften bieten sie ein Leistungsspektrum, das bei spektakulären wie auch alltäglichen Aufgaben genutzt wird. Der Band widmet sich den technischen Textilien in drei Teilen: Im ersten Kapitel wird das Material in seinen spezifischen Eigenschaften vorgestellt, das zweite Kapitel befasst sich mit den Anwendungen in den Bereichen Architektur, textile Fassaden, Sonnenschutz und Innenarchitektur unter besonderer Berücksichtigung von Verarbeitungsweisen und Konstruktionsprinzipien. Das dritte Kapitel dokumentiert eine Auswahl von ca. 20 internationalen gebauten Projekten, um die verschiedenen Einsatzgebiete auch unmittelbar zu veranschaulichen.

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Mit den heutigen Erfordernissen, Bauwerke gegen Witterungseinflüsse und Nutzungsbeanspruchungen zu schützen, sind die Anforderungen an Anstriche und Beschichtungen bei Planung, Werkstoffherstellung und Anwendung deutlich größer geworden. Dieses Buch, jetzt in vollständig aktualisierter und erweiterter 2. Auflage, gibt einen Überblick über die wichtigsten Beschichtungsstoffe, ihre Zusammensetzung und Eigenschaften, die wichtigsten Anwendungsregeln sowie ihre Verhaltensweisen unter praktischen Beanspruchungsbedingungen. Anhand von Schadensbeispielen werden Ursachen und Mechanismen des Versagens von Anstrichen und Beschichtungen erläutert und daraus diejenigen Planungs- und Verarbeitungsfehler abgeleitet, die es zu vermeiden gilt. Einen besonderen Raum nehmen visuell nicht erkennbare Mängel ein, die nur auf analytischem bzw. technologischem Weg feststellbar sind.

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Neben traditionellen und bewährten Baustoffen wie Holz, Stahl, Beton und Mörtel sind Kunststoffe eine sehr junge, aber extrem vielschichtige Baustoffgruppe mit vielfältigen, positiven und oft außergewöhnlichen Eigenschaften. Leider werden sie vielfach mit großer Skepsis betrachtet, die eigentlich nur der Unsicherheit im Umgang mit Kunststoffen geschuldet ist. Dieses Buch soll dazu beitragen, diese Zurückhaltung zu überwinden. Der bogen spannt sich von den verschiedenen Arten der Polymere und ihren Bildungsreaktionen, Strukturen und grundsätzlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften, bis hin zu detaillierten Betrachtungen der Anwendung der Kunststoffe für Werkstoffe im Bautenschutz sowie in der Betoninstandsetzung. Ausführlich wird auf die baupraktischen Belange eingegangen, wie Planung, geeignete Auswahl der Kunststoff-Werkstoffe unter den Kriterien ihrer Anwendung, sowie Details der Ausführung. Ein weiterer wichtiger Aspekt, der immer wieder betrachtet wird, ist das Vermeiden von Bauschäden. Das buch richtet sich an Studierende und alle, die auf dem Gebiet des Bauwesens tätig sind.

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Dieter Arlt, Rainer Weltring
Langzeitbewährung und Entwicklungstendenzen von Kunststoff-Bauprodukten im Wohnungsbau
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Bei der Bewertung von Baustoffen müssen heute eine Vielzahl neuer Kriterien Beachtung finden. Neben den weiterhin relevanten technischen und ökonomischen Faktoren Festigkeit, Haltbarkeit, Verarbeitbarkeit und Preis-Leistungsverhältnis werden in zunehmendem Maße umweltrelevante Kriterien wie Ozongefährdung, Ressourcenverbrauch sowie eventuelle gesundheitliche Risiken bei Herstellung, Verarbeitung, Nutzung und Entsorgung der Materialien in Betracht gezogen. Die Berücksichtigung dieser zusätzlichen Bewertungskriterien soll dazu führen, daß neben einer vor allem ökonomischen Beurteilung von Bauteilen und Baustoffen eine, durch Ökobilanzen gestützte, ökologische Bewertung möglich ist. Die Mehrzahl der Bauprodukte in dieser Studie kam vor über 20 Jahren zum Einsatz, zu einer Zeit also, in der hauptsächlich die technischen Eigenschaften und der Kaufpreis zur Bewertung und Auswahl der Materialien herangezogen wurden. Primär ist die Studie darauf ausgerichtet, das Langzeitverhalten einer kritischen Prüfung zu unterziehen. Die Menge der hier betrachteten und zur Bewertung herangezogenen Anwendungen ist jedoch nicht groß genug, um eine statistisch fundierte Aussage über das Langzeitverhalten aller gleichartigen Bauanwendungen zu treffen. Vielmehr ist diese Arbeit eine "Momentaufnahme" verfügbarer, wissenschaftlich fundierter Informationen.

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Forschungsberichte

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C. Könke, J. P. Bergmann, M. Ganß, J. Hildebrand, M. Kuhne, S. Hammer, Y. Ali
Zustandsmonitoring von mit Kohlefaserlamellen verstärkten Stahlverbindungen unter Einsatz integrierter Fasersensorik. Intelligentes CFK-Pflaster. Abschlussbericht
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Ein neuer Ansatz zur Ertüchtigung von Stahlkonstruktionen ist die klebetechnische Applikation von Kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK). In die Klebverbindung integrierte sehr dünne faseroptische Sensoren können hier helfen neue Detailkenntnisse zu den Verbundeigenschaften insbesondere zu dem Klebfugenverhalten unter komplexen Umgebungsbedingungen und Belastungen zu erlangen. Die Untersuchungen an den Stahl-CFK-Klebverbindungen und CFK-verstärkten Bauteilen mit in der Klebfuge integrierten faseroptischen Sensoren verdeutlichen, dass während der mechanischen und thermisch-hygrischen Belastung der Stahl-CFK-Klebverbindungen sehr genau und ortsauflösend lokale Dehnungen sowie inhomogene Dehnungszustände in Sensorfaserrichtung in der Klebfuge ermittelt werden können. Mit der Fasersensorik können somit tatsächliche Dehnungszustände und eine Schädigung des Verbundes in Form einer Delamination ortsaufgelöst und in Echtzeit detektiert werden. Die Ergebnisse des Vorhabens liefern somit einen neuen Ansatz für die Optimierung von strukturellen Klebverbindungen auf Basis einer Detailanalyse der Klebfugen.

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Matthias Pahn, Arnaud Pavis d'Escurac
Tragverhalten von schlanken Sandwichelementen mit GFK-Verbindungsmitteln unter Vertikallast
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3009
2017, 99 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bei der Bemessung von Sandwichelementen unter vertikaler Last kann der stabilisierende Einfluss der Vorsatzschale einschließlich der Verbindungsmittel und der Kernschicht auf das Tragverhalten der Tragschale nicht berücksichtigt werden, weil entsprechende Bemessungsmodelle nicht vorliegen. Eine Berücksichtigung der tatsächlichen Biegesteifigkeit ist aber gerade bei schlanken und damit knickgefährdeten Sandwichwänden äußerst sinnvoll. Deshalb untersuchte das Projekt den Einfluss von Vorsatzschale und Kernschicht auf die Stabilität von Sandwichwänden. Als Verbindungsmittel zwischen der Vorsatzschale und der Tragschale wurden sowohl horizontale und diagonale Stäbe aus glasfaserverstärktem Kunststoff als auch Gitterträger aus Stahl verwendet. Es wurden aussichtsreiche Ansätze für eine wirtschaftlichere Bemessung von schlanken Sandwichfassadenbauteilen erarbeitet.

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Ingo Kurzhöfer
Stationäre und instationäre finite Element Analysen zur Erfassung des solaren Temperatureinflusses auf schalenförmige, zylindrische Thermoplastbehälter. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3337
2016, 66 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Zum Nachweis der Standsicherheit von schalenförmigen, zylindrischen Thermoplastbehältern ist es notwendig, bei Außenaufstellung die Temperatureinwirkung durch Sonneneinstrahlung in geeigneter Form mit zu berücksichtigen. Die Begründung liegt in der ausgeprägt starken Temperaturabhängigkeit der thermomechanischen Eigenschaften der verwendeten thermoplastischen Werkstoffe sowie in Zwangseinwirkungen aus behinderten Temperaturdehnungen.

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Ulrich Book, Frank Huppertz, Jürgen Neisecke
Entwicklung von verlässlichen Prüf- und Bewertungskriterien für das Verschleißverhalten und die Dauerhaftigkeit rissüberbrückender OS-Beschichtungen für befahrbare Betonflächen
Bauforschung, Band T 3208
2015, 102 S., zahlr. Abb., Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Beim Neubau und bei der Instandsetzung frei bewitterter Parkdecks werden als Betonschutz häufig rissüberbrückende Beschichtungssysteme verwendet. Für diesen Anwendungsfall kommen vor allem flexible Polyurethanharz- oder Polyurethan-Epoxidharzkombinationen zum Einsatz. Diese Werkstoffe besitzen niedrige E-Moduln und hohe Reißdehnungen und sind somit sehr flexibel und weich eingestellt. Trotzdem findet man bei solchen Beschichtungssystemen in der Praxis häufig - vor allem in mechanisch hoch belasteten Bereichen, wie z. B. Kurven, Auffahrten, Rampen und Spindeln - immer wieder typische Verschleißschäden in Form von Rissen und Schichtdickenabbau bis hin zum völligen Versagen des gesamten Oberflächenschutzsystems. Das Verschleißverhalten dieser befahrenen, rissüberbrückenden OS-Systeme hängt von einer Vielzahl unterschiedlicher Beanspruchungs- und Werkstoffparameter ab. Bisherige Prüfverfahren, die die Befahrbarkeit eines Bodens simulieren, beruhen hingegen noch stark auf Empirie sowie auf den jeweiligen Erfahrungen von Herstellern und Anwendern derartiger Systeme. Es ist daher davon auszugehen, dass zurzeit keine allgemein gesicherte Prüfmethode verfügbar ist, welche weder die Dauerhaftigkeit in Bezug auf die Beanspruchung aus dem Fahrverkehr zuverlässig nachweisen kann noch irgendwelche praxisrelevanten Aussagen zum Verschleißverhalten während der Verkehrsbelastung ermöglicht. In dem vom DAfStb geförderten Forschungsvorhaben sollte daher nach einer detaillierten Vorstudie grundsätzlich geklärt werden, wie und unter Nutzung von welchem der bisherigen Prüfverfahren sowohl die Größe des Verschleißes als auch - als ganz wesentliche Erkenntnis - dessen zeitlicher Verlauf an OS-Systemen zerstörungsfrei ermittelt und dokumentiert werden können.

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Ralf Bäumer, Walter Haase, Fritz Mielert, Luis Ocanto, Fabian Schmid
Entwicklung leichter Profile und Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen für Anwendungen in der textilen Gebäudehülle und der Fenstertechnik. (PROFAKU). Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2805
2012, 139 S., zahlr. Abb. u. 6 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Faserverbundkunststoffe (FVK) bieten bisher wenig berücksichtigte Vorteile bei der Herstellung und Einsatz im Bereich des Bauwesens wie z.B. Korrosionsbeständigkeit, Langlebigkeit und ein geringer Energieaufwand bei der Herstellung. Mit der Entwicklung und dem Bau von Profilen sollte die Einsatzmöglichkeit von Verbundwerkstoffen in Tragstrukturen für modulare mehrlagige textile Gebäudehüllen und für die Fenstertechnik demonstriert werden. Mit der Entwicklung von Profilen und Bauteilen aus FVK wird es in Zukunft möglich sein, Tragstrukturen für modulare mehrlagige textile Gebäudehüllen und für die Fenstertechnik herzustellen. Diese Materialien zeichnen sich durch eine wesentliche Gewichtsreduktion gegenüber herkömmlichen Werkstoffen aus. Leichte FVK-Strukturen können vorab zu Baugruppen zusammengefügt werden und lassen sich somit in einen strukturierten und effizienten Arbeitsablauf integrieren. Ein weiterer entscheidender Vorteil ist die Möglichkeit durch FVK-Profile wärmebrückenarme Konstruktionen herstellen zu können. Die Forschungsergebnisse tragen wesentlich dazu bei, zukünftig Möglichkeiten aufzuzeigen, die Entwicklung der Profile näher an eine Marktreife zu führen und die Praktikabilität, sowie Funktionalität zu verifizieren. Ziel dieses Forschungsvorhabens war die Entwicklung von Profilen aus leichten, faserverstärkten Kunststoffen (FVK) und von Baumethoden für die Anwendung dieser Materialien in der Architektur. Dazu wurden Profile für den Bereich der mehrlagigen textilen Gebäudehülle entwickelt, die mechanischen Eigenschaften in Simulationsverfahren berechnet und mit einem Pultrusionsverfahren gefertigt. Schlussendlich wurden daraus Demonstratoren für die textile Gebäudehülle aufgebaut und der Öffentlichkeit vorgestellt. In einem weiteren Arbeitsschwerpunkt wurden neuartige Profile für sehr schlanke aber dennoch mechanisch steife Fensterrahmen entwickelt und als Mock-ups gefertigt.

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Zeitschriftenartikel

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El Ghadioui, Redouan; Graubner, Carl-Alexander
Research on long-term behavior. Highly stressed carbon-fiber reinforced concrete members
BFT International, 2020

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Boley, Conrad; Forouzandeh, Yashar; Wagner, Simone; Pratter, Paul
Scherverhalten von acrylatischen Injektionskörpern. Sicherheitsrelevante Erkenntnisse zur Auswahl des Bruchkriteriums
Geotechnik, 2020

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Carstens, Stefan; Pahn, Matthias
Auszugtragfähigkeit von GFK-Sandwichankern in gerissenem Normalbeton. Experimentelle Untersuchungen
BWI - BetonWerk International, 2019

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Küenzlen, Jürgen; Scheller, Eckehard
Baustellenversuche für Kunststoffdübel im Verankerungsgrund Mauerwerk. Regelungen und Verantwortlichkeiten
Konstruktiver Ingenieurbau KI, 2019

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Kurath, Josef
Halbzeuge aus vorgespanntem Carbonbeton als tragende Bauteile
Structure, 2019

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