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Inhaltsverzeichnis

1 EINLEITUNG 1
2 RECHTLICHE RAHMENBEDINGUNGEN 2
2.1 Allgemeines 2
2.2 Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/ AbfG) 2
2.3 Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) 4
2.4 Wasserhaushaltsgesetz (WHG) 5
2.5 Bodenschutzrecht 5
2.6 Bergrecht 5
2.7 Regelungen in den Bundesländern 6
2.8 Länderübergreifende Regelungen 6
2.8.1 Allgemeines 6
2.8.2 FGSV-Arbeitspapier Nr. 28/1 7
2.8.3 Technische Regeln der LAGA 7
2.9 Zementgebundene Baustoffe 8
3 GEBRAUCHTE MINERALISCHE BAUSTOFFE (BAURESTSTOFFE) 9
3.1 Aufkommen und Zusammensetzung 9
3.2 Aufbereitung 12
3.2.1 Allgemeines 12
3.2.2 Anlagentypen 12
3.2.3 Aufbereitungstechnik 14
3.3 Einsatzgebiete für Recyclingbaustoffe 17
4 KRITERIEN UND KONZEPTE ZUR BEURTEILUNG DER UMWELTVERTRÄGLICHKEIT 20
4.1 Allgemeines 20
4.2 Auslaugverhalten von Baustoffen/Bauteilen 22
4.2.1 Allgemeines 22
4.2.2 Auslaugmechanismen 23
4.2.3 Beschreibung der Auslaugvorgänge 24
4.2.4 Auslaugverfahren 28
4.2.4.1 Allgemeines 28
4.2.4.2 Einflussgrößen 29
4.2.5 Beschreibung der Auslaugverfahren 31
4.2.5.1 Allgemeines 31
4.2.5.2 Schütteltests 31
4.2.5.3 Säulentests 32
4.2.5.4 Standtests 33
4.2.5.5 Zusammenfassung 35
4.3 Regelungen im Straßenbau 36
4.4 Technische Regeln "Bauschutt" der LAGA 38
4.4.1 Allgemeines 38
4.4.2 Untersuchungskonzept 38
4.4.3 Bewertung 40
4.5 Beurteilungskriterien für zementgebundene Baustoffe 43
5 UNTERSUCHUNGEN 46
5.1 Allgemeines 46
5.2 Ausgangsmaterialien 46
5.2.1 Recyclingmaterialien aus Bauschutt 46
5.2.1.1 Allgemeines 46
5.2.1.2 Auswahl der Recyclingmaterialien 47
5.2.2 Betonsplitt 49
5.2.2.1 Allgemeines 49
5.2.2.2 Ausgangsbeton zur Herstellung von Betonsplitt 49
5.2.2.3 Recyclingbeton 51
5.3 Charakterisierung der Proben 51
5.3.1 Schwermetallgehalte 51
5.3.2 Bestimmung der Eluierbarkeit unter extremen Bedingungen 52
5.3.3 Organische Parameter 54
5.3.3.1 Allgemeines 54
5.3.3.2 Feststoff 54
5.3.3.3 Eluat 54
5.3.4 Einordnung nach LAGA 55
5.3.5 Einfluss des Ausgangsmaterials 58
5.3.6 Einfluss der Aufbereitungsart 59
5.3.7 Einfluss der Korngröße 60
5.3.8 Mehrfachrecycling 61
5.4 Praxisorientierte Untersuchungen 63
5.4.1 Allgemeines 63
5.5 Mörtel und Betone mit Recyclingzuschlägen im Vergleich zu herkömmlichen zementgebundenen Baustoffe 65
6 ZUSAMMENFASSUNG 72
7 SCHLUSSFOLGERUNGEN 75
8 LITERATUR 77
Tabellen A1-A23
Bilder B1-B6
Anhang C C1-C9

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D. Heinz, K. Schmidt
Bewertung Performance-Prüfverfahren auf AKR bei Einsatz von SFA in Beton. Schlussbericht
Bauforschung, Band T 3170
2008, 81 S., 49 Abb., 26 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Zielsetzung dieser Forschungsarbeit ist die Ermittlung praxisrelevanter Bewertungskriterien für die Beurteilung der Dauerhaftigkeit von flugaschehaltigen Betonen mit alkaliempfindlichen Gesteinskörnungen bei Prüfung mit dem für Teil 4 der Alkali-Richtlinie des DAfStb vorgesehenen 60 Grad C Performance-Prüfverfahren. Zur Erreichung dieses Zieles wurden Betone geprüft, die dieselbe Zusammensetzung aufwiesen wie Betone von zwei am cbm bereits durchgeführten Forschungsvorhaben zum Thema "Vermeidung von Alkalireaktionen in Beton durch Einsatz von Flugasche". Das zeitabhängige Dehnungsverhalten unter den Bedingungen des für Deutschland neuen Performance-Prüfverfahrens kann dadurch mit dem Verhalten bei konventioneller Nebelkammerlagerung (40 Grad C / 100 Proz. r.F.) und Bewitterung im Freien verglichen werden. Damit sollte beurteilt werden, ob mit dem 60 Grad C-Verfahren die AKR-Empfindlichkeit von flugaschehaltigen Betonen mit ausreichender Trennschärfe bei gleichzeitig verkürzter Prüfdauer bewertet werden kann.

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L. Franke
DAfStb-Schnelltest auf Alkali-Reaktion. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3194
2007, 136 S., 112 Abb., 24 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die neue DAfStb-Richtlinie "Vorbeugende Maßnahmen gegen schädigende AlkaliReaktion im Beton" enthält in der neuen Ausgabe 2007 zwei Schnellprüfverfahren für die Prüfung gebrochener Gesteinskörnungen. Ziel des vorliegenden Projektes war es, die Aussage des in der Richtlinie als Referenzverfahren bezeichneten Schnellprüfverfahrens an bisher noch nicht mit einbezogenen Quarzporphyren näher zu untersuchen, ferner durch zusätzliche Prüfungen an gebrochenen Gesteinskörnungen (Grauwacken und Granit) die Aussagesicherheit des Schnellprüfverfahrens weiter zu untermauern. Darüber hinaus wurde die Leistungsfähigkeit des Schnellprüfverfahrens weiter untersucht für den Fall, dass mit ihm auch Kiese beurteilt werden sollen. Einbezogen wurden daher in die Untersuchungen 6 verschiedene Kiesmaterialien. Das Prinzip des Schnellprüfverfahrens ist es, die Dehnungen von Mörtelprismen, welche aus der zu beurteilenden Gesteinskörnung hergestellt wurden, bei Einlagerung in heißer Natronlauge bis zu einer Einlagerungszeit von 13 Tagen zu messen und zu prüfen, ob nach 13 Tagen ein bestimmter Grenzwert (1 mm/m) nicht überschritten wird. In diesem Fall kann die Gesteinskörnung als nicht reaktiv bzw. nach E I-S eingestuft werden. Nähere Einzelheiten zum Prüfverfahren sind aus der neuen Alkali-Richtlinie zu entnehmen. Die Zuverlässigkeit der Aussage des Schnellprüfverfahrens wurde beurteilt durch den Vergleich der Ergebnisse mit dem bis zu 9 Monaten dauernden Nebelkammer-Prüfungen ebenfalls nach Teil 3 der Alkali-Richtlinie. Für die zuvor genannten Gesteinskörnungen lagen teilweise bereits Nebelkammer-Prüfergebnisse vor, teilweise waren die Nebelkammer-Prüfungen im Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens neu durchzuführen. Sofern auf bereits vorliegende Nebelkammer-Prüfungen zurückgegriffen wurde, wurden die Prüfungen mit dem Schnellprüfverfahren stets an Rückstellproben dieser Nebelkammer-Prüfungen durchgeführt.

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Lutz Franke
Schnelltest auf Alkalireaktion für deutsche Beton-Zuschläge
Bau- und Wohnforschung
2003, 131 S., Abb., Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde ein international bereits verwendeter Schnelltest hinsichtlich seiner Eignung für deutsche Zuschläge und bezüglich der Möglichkeit, ihn in die Alkali-Richtlinie des DAfStb zu übernehmen, geprüft. Die Voraussetzung dafür ist, dass die Bewertungen aus dem Schnelltest mit den Maßstäben derjenigen Testverfahren übereinstimmen, welche die Alkali-Richtlinie vorschreibt. Wichtig für einen Schnelltest ist dessen einfache Handhabbarkeit; das Verfahren sollte ohne Spezialgerätschaften auskommen. Werden diese Anforderungen erfüllt, könnte ein solches Testverfahren nicht nur für die Fremd-, sondern auch für die Eigenüberwachung von Kieswerken verwendet werden. Die Schnellprüfmethode basiert auf den Verfahren NBRI, ASTM-1260 und dem entsprechenden RILEM-Verfahren. Analysiert wird, ob es auf deutsche Verhältnisse übertragbar ist und ob es mit den in Deutschland vorkommenden verdächtigen Zuschlägen zu eindeutigen Ergebnissen führt. Der Forschungsbericht charakterisiert zunächst die Ausgangsstoffe zur Herstellung der Prüfkörper und Vergleichsbetone, insbesondere die unterschiedlichen Zuschlagstoffe und Zemente. Vorgestellt werden die Ergebnisse der Schnelltests und der Nebenkammerauslagerungsversuche. Die Ergebnisse werden miteinander verglichen. Beschrieben wird die Struktur der verschiedenen Körper nach Ablauf der Alkalireaktion, insbesondere anhand von Dünnschliffen. Vorschläge für die weitere Vorgehensweise werden abgeleitet. Beim Schnelltestverfahren zur Überprüfung der Alkalireaktivität von Zuschlägen werden für jeden Zuschlag bzw. jede Testreihe drei Mörtelprismen mit einer definierten Sieblinie hergestellt. Die Prismen werden für 24 Stunden nach Herstellung feucht gehalten, nach dem Ausschalen für 24 Stunden in 80 Grad heißem Wasser gelagert. Hierbei werden die Prismen ausgehärtet und auf Prüftemperatur gebracht. Unmittelbar anschließend erfolgt die Ausgangslängen-Messung (Nullmessung). Danach werden die Prismen in 80 Grad heißer, 1-molarer NaOH-Lösung eingelagert. Der geplante Pr

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W. Manns, S. Wies
Betonprüfung zur Überwachung von Recyclingzuschlag aus Bauschutt
Bauforschung, Band T 2791
1997, 27 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bislang wurde keine befriedigende Korrelation zwischen den Eigenschaften eines Zuschlags aus mineralischem Baustoffgemisch (Recyclingzuschlag aus Bauschutt) und der hiermit erzielbaren Betondruckfestigkeit festgestellt. Das bisherige Freigabekriterium einer bauaufsichtlichen Zulassung, die augenscheinliche Ermittlung höherfester Bestandteile (mind. 80 Masseprozent), könnte für Festigkeitsklassen ab B 25 zu Sicherheitsrisiken führen. Daher erschienen Freigabekriterien auf der Basis von Betonprüfungen mit dem Ziel einer hohen Frühfestigkeit erfolgversprechend. Werden Prüfbetone mit einer Zusammensetzung gemäß der in der Arbeit durchgeführten Versuche eingesetzt, kann bereits im Alter von 48 bzw. 24 Stunden sicher beurteilt werden, ob das Recyclingmaterial einen gleichbleibenden Festigkeitsbeitrag liefert. Diese Betonkurzzeitprüfung erscheint insbesondere für Betone mit einer Festigkeitsklasse größer als B 35 geeignet, Sicherheitsrisiken durch schwankende Festigkeitsbeiträge der Recylingzuschläge zu minimieren. Bei Beton der Festigkeitsklasse B 25 sollte über die Notwendigkeit dieser Prüfung im Einzelfall aufgrund der Qualität des Recyclingzuschlags (Ausgangsmaterialien, Herstellung und Aufbereitung) entschieden werden.

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C. Müller, Inga Hohberg
Umweltverträglichkeit von Recyclingmaterialien - Ansätze zur Bewertung im Hinblick auf die Verwertung als Betonzuschlag -. Abschlußbericht
Bau- und Wohnforschung, Band F 2300
1996, 126 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Untersuchungsergebnisse belegen, daß die Auslaugung von Schwermetallen aus zementgebundenen Baustoffen weitgehend unabhängig von der vorhandenen Menge dieser Bestandteile im Baustoff ist, solange sich diese in einem für Betonausgangsstoffe bekannten und üblichen Rahmen bewegen. Dies gilt gleichermaßen für Mörtel und Betone unter Verwendung natürlicher Zuschläge wie auch unter Verwendung von Recyclingzuschlägen aus aufbereitetem mineralischem Bauschutt bzw. von Betonsplitt. Ob diese Aussagen auch auf organische Parameter übertragen werden können, konnte im Rahmen dieses Forschungsprojektes nicht geklärt werden. Darüber hinaus wurde bestätigt, daß sich bei der Aufbereitung von Altbeton zu Betonsplitt mit der Anreicherung von Zementstein in den feineren Fraktionen dort auch Schwermetalle anreichern. Die Mobilisierbarkeit der Schwermetalle wächst aber nicht in gleichem Maße. Da derzeit in Deutschland kein genormtes oder vorgeschriebenes Verfahren vorhanden ist, mit dem das Auslaugverhalten von zementgebundenen Baustoffen geprüft werden kann und somit auch noch kein stoff- und einsatzklassenbezogenes Bewertungsschema für Recyclingmaterialien in zementgebundenen Baustoffen vorliegt, ist zu empfehlen, bei der Bewertung von Recyclingmaterialien als Betonzuschlag übergangsweise nach den Technischen Regeln "Bauschutt" der Länderarbeitsgemeinschaft Abfall vorzugehen. Maßgebend sollte dann der Zuordnungswert Z2 sein.

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Zeitschriftenartikel

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Amadi, Ichebadu G.; Beushausen, Hans; Alexander, Mark G.
Alternativen zu natürlichen Gesteinskörnungen für den Betonbau
BWI - BetonWerk International, 2022

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Westiner, Erhard; Schulze, Christian K. V.; Rohrig, Sabine; Dinkgraeve, Dieko
Betrachtungen zur Anwendbarkeit des Fließkoeffizienten
Straße + Autobahn, 2021

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Schütz, S.
Sand extraction through mobile processing
Cement International, 2020

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Kugler, Hannes; Wörner, Thomas; Westiner, Erhard; Neidinger, Sara; Röthlisberger, François; Ottner, Franz
Qualifine - Beurteilung der Qualität feiner Gesteinskörnungen für Asphalt
Straße + Autobahn, 2020

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Hoffmann, Cathleen; Lunk, Peter
Building construction in the recycling system - concrete made with recycled aggregate in Switzerland. Holcim (Schweiz) AG, Würenlingen/Switzerland
ZKG International, 2019

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