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Innovative pre-fabricated components including different waste construction materials reducing building energy and minimising environmental impacts

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Wie in innovativen Bauplatten Altzuschlagstoffe wiederverwertet werden

Bauschutt stellt in Europa ein ernst zu nehmendes Problem dar. In neuen isolierenden Bauplatten hingegen ist er gut aufgehoben.

Industrielle Technologien
Energie

Mehr als 10 % der Gesamtmenge des europäischen Abfalls (beispielsweise um die 335 Millionen Tonnen im Jahr 2016) sind nicht gefährliche Bau- und Abbruchabfälle einschließlich Beton, Ziegel, Fliesen und Keramik. Dieses Material wird in Form von ungebundenem Zuschlagstoff (kieselgroße Brocken) für Auffüllungen, Schüttungen und Fahrbahntragschichten sowie manchmal als gebundener Zuschlagstoff für Beton recycelt. Auch wenn die Betonwiederaufbereitung die beste Wertschöpfung bedeutet, schränkt die Beschaffenheit des Zements diese Option ein. Eine praktikable Alternative ist die getrennte Sammlung der am besten geeigneten Anteile des Bauschutts durch selektiven Abbruch sowie deren Recycling in Verbindung mit neuen Bindemitteln. Ergebnis wäre eine hochwertige Bauplatte, die den Idealvorstellungen der Kreislaufwirtschaft entspricht. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts InnoWEE hat dieses Konzept nun konkretere Formen angenommen. In Vorbereitung der Kommerzialisierung entwickelten die Forschenden drei Typen vorgefertigter Leichtbauplatten. Alle Platten sind ein Gewinn für die Energieeffizienz und enthalten Zuschlagstoffe aus recycelten Bau- und Abbruchabfällen. Die sogenannten WDVS-ähnlichen Platten (Wärmedämmverbundsystem) sind 40 x 90 cm groß und zum Dämmen von Außenwänden vorgesehen. Die hinterlüfteten Fassadenplatten sind ebenfalls für den Außenbereich gedacht, während die Deckenstrahlplatten für den Innenbereich bestimmt sind. Die beiden letztgenannten sind jeweils 59,5 Quadratzentimeter groß, was einer genormten Größe in dieser Branche entspricht. Zusätzlich zu den kommerziellen Zielen untersuchte das Forschungsteam verschiedene Sorten von Bau- und Abbruchabfällen in Bezug auf ihre Eignung, die Entwicklung der Platten und die Leistungsbewertung.

Geopolymer übertrifft Zement

Sämtliche Platten enthalten Zuschlagstoffe aus getrennt recyceltem Bauschutt anstelle natürlicher Alternativen, die nicht nachhaltig und kaum ohne Umweltschäden zu gewinnen sind. Der Zuschlagstoff wird mithilfe eines neuen, projektintern entwickelten Geopolymers gebunden. Das Geopolymer bindet den Zuschlagstoff ebenso wie Zement, weist aber einen besseren CO2-Fußabdruck auf und ist haltbarer. „Die Geopolymerschicht bildet außerdem den Abschluss der Bearbeitung, sodass kein zusätzlicher Verputz erforderlich ist“, erklärt Projektkoordinatorin Adriana Bernardi. „Die Platten können potenziell mit verschiedenen Oberflächenbeschaffenheiten gefertigt werden, die dann mit einem transparenten oder farbigen Multifunktionsanstrich geschützt werden.“ Die Platten bestehen zu 50 % ihres Gewichts aus recycelten Bauzuschlagstoffen. Hinzugefügt wird expandiertes Polystyrol wegen seiner wärmedämmenden Eigenschaften und seines geringen Gewichts. „Da im Zuge des Projekts Zeit nur in begrenztem Maße zur Verfügung stand, bildete expandiertes Polystyrol praktisch die einzige gangbare Variante, ohne dem Projekt zusätzliche und riskante Belastungen aufzuerlegen“, fügt Bernardi hinzu. „Dennoch ist es nicht die beste Wahl, und mittelfristig wollen wir das expandierte Polystyrol durch ein nachhaltigeres Material, etwa anorganische Schäume, ersetzen.“

Fortschritte hin zur Kommerzialisierung

Bei den Produkten konnten ausgehend vom Technologiereifegrad 3 bis 4 die Stufen 6 bis 7 erreicht werden. Technische Prüfungen und Umwelttests bestätigten die hervorragenden mechanischen Eigenschaften der Platten, ihre Frostbeständigkeit und weitere Umweltfaktoren, etwa ihre Langlebigkeit. Prüfungen der Außenplatten unter verschiedenen Klimaverhältnissen untermauerten die Angaben bezüglich ihrer hervorragenden Wärmedämmung und -trägheit im Vergleich zu den herkömmlichen Optionen. Auch die Innenplatten schnitten in den Tests besser als die Konkurrenz ab, und das sowohl zu Heiz- als auch zu Kühlzwecken. Das Team wird die Produkte weiterentwickeln, um deren vollständige Kommerzialisierung vorzubereiten. Da Geopolymere als Bindemittel neu sind, werden sie nicht von den europäischen Normen abgedeckt. Daher werden die Teammitglieder Anträge bei den europäischen Technischen Bewertungsstellen, auch beim Europäischen Komitee für Normung und bei der Europäischen Organisation für Technische Zulassungen, stellen, um die dem Einsatz von Geopolymeren im Wege stehenden gesetzlichen Hindernisse auszuräumen.

Schlüsselbegriffe

InnoWEE, recycelter Zuschlagstoff, Bau, Geopolymer, Zement, Bauplatte, umweltfreundliche Bauplatten, Abbruchabfälle, Energieeffizienz, Kreislaufwirtschaft

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