Betonrecycling zur Verkleinerung des CO₂-Fußabdrucks der Bauindustrie

Sika, ein führendes Unternehmen für Spezialitätenchemie, hat ein neues Wiederverwertungsverfahren für Altbeton entwickelt, bei dem das rezyklierte Material in höherer Qualität zur Verfügung steht, als dies bei herkömmlichen Recyclingverfahren der Fall ist. Dabei wird Altbeton in einem einfachen und effizienten Verfahren in die Bestandteile Kies, Sand und Zementsteinpulver zerlegt, bei dem zudem rund 15 kg CO₂ pro Tonne zerkleinertes Beton-Abbruchmaterial gebunden werden kann. Diese Innovation trägt unter dem Markennamen „reCO₂ver“ wesentlich zur Verkleinerung des ökologischen Fußabdrucks der Bauindustrie bei.

Laut Bundesumweltamt gab es 2020 in Deutschland 76,9 Mio. Tonnen Bauschutt, von denen 63 Mio. Tonnen recycelt wurden. Doch die überwiegende Menge wird im Straßenbau (38,7 t) und Erdbau (17,7 t) eingesetzt; nur 15 Mio. Tonnen landen als Gesteinskörnung in der Asphalt- und Betonherstellung. Dabei ließe sich das Granulat aus Abrissbeton gut für die Herstellung von neuem Beton verwenden. Dafür wird der Betonabbruch aus dem Rückbau zerkleinert, von Fremdmaterial gereinigt und entsprechend der Korngröße sortiert.

Der Einsatz von Recyclingbeton reduziert den Abbau von Kies und den Schwerlastverkehr auf der Straße durch kürzere Transportwege. Seinen Einsatz lassen die entsprechenden Normen seit wenigen Jahren zu, dennoch kommt er kaum in Ausschreibungen vor. Anders sieht es in den USA, Belgien, den Niederlanden oder der Schweiz aus, wo bereits bis 15% der Betonmengen als Recyclingbeton verbaut werden.

Betonhersteller dürfen bis zu 45 % der Gesteinskörnung durch Recyclingmaterial ersetzen, das den Normen DIN EN 12620, DIN 4226-101 und DIN 4226-102 genügt, bei höherer Umweltbeanspruchung 25%. Die Deckelung hängt von der Expositionsklasse ab. Anders sieht es beispielsweise in der Schweiz aus – dort dürfen 100% Recyclingbaustoffe beigemischt werden.

Pilotanlage nahe Zürich errichtet

Große Hoffnungen ruhen in der Branche auch auf der Möglichkeit, bei der Aufbereitung von Betonschutt CO₂ zu speichern. Sika hat dafür in Weiach in der Nähe von Zürich eine Pilotanlage errichtet. Sie besteht aus vier Modulen, die die Größe eines Überseecontainers haben, sowie einer vorgeschalteten Förderanlage und einem nachgelagerten Siebmodul. Vorgebrochenes Material wird in Big-Bags angeliefert und über ein Förderbandsystem in das Herzstück der Anlage, der Kugelmühle, transportiert. Dort wird der gebrochene Altbeton mit Hilfe von Metallkugeln im Schwerkraftprinzip weiter zerkleinert und an Sand und Aggregaten anhaftender Zementstein abgerieben.

  Anschließend wird das Material automatisch aus der Mühle befördert. Dabei besteht die Möglichkeit, durch Anpassung verschiedener Parameter wie der Füllhöhe des Materials, des Materialdurchsatzes und der spezifischen Abreibbedingungen die Anlage auf das Eingangsmaterial anzupassen und somit die Eigenschaften des Ausgangsmaterials zu beeinflussen.

Das behandelte Material wird anschließend über weitere Förderbänder in die Siebanlage transportiert und entsprechend der gewünschten Korngröße aufgeteilt. Zusätzlich wird der entstandene Zementsteinstaub aus der Mühle abgesaugt und einem luftdichten System in vorbereitete Behälter zugeführt. Das in der Anlage gewonnene Recyclingmaterial weist einen erheblich niedrigeren Anteil an Zementsteinanhaftungen auf und ist dadurch in vielfältigen Anwendungen einsetzbar. Darüber hinaus haben Versuche von Sika gezeigt, dass ein gewisser Anteil des entstandenen Zementsteinstaubs bei der Herstellung von Beton eingesetzt werden kann und damit eine Reduzierung des verwendeten Zements möglich ist, wodurch der CO₂-Fußabdruck der neuen Produkte gesenkt werden kann.

Neue reCO₂ver-Technologie

Neben der hohen Qualität des Recyclingmaterials bietet die Anlage die Möglichkeit, eine CO₂-Sequestrierung durchzuführen. Der gewonnene Zementsteinstaub wird dazu mit reinem CO₂ beaufschlagt und rekarbonisiert in dieser Umgebung, d. h. er nimmt CO₂ auf und speichert es ab. Die bisher durchgeführten Versuche im Labormaßstab haben ergeben, dass eine Aufnahme von 50-60 kg CO₂ je Tonne Zementsteinstaub realisierbar ist.

Dr. Carsten Rieger, Corporate Market Development Manager des Geschäftsbereiches Concrete (Betonzusatzmittel) bei der Sika AG in Zürich, erklärt: „Die reCO₂ver-Technologie ermöglicht uns, eine vollständige Kreislaufwirtschaft beim Beton zu erreichen.“

Mit dem neuen Verfahren können Betonabfälle vollständig wiederverwendet werden und landen beispielsweise nicht mehr in Mülldeponien. Bei den bisherigen Versuchen – basierend auf alternativen Verfahren der Rezyklierung von Altbeton – war die Wiederverwertungsrate eher gering, und nur 30% der rezyklierten Rohstoffe konnten als Ersatz für Primärmaterial in Strukturbeton verwendet werden. Die Innovation von Sika ermöglicht zukünftig die Produktion eines hochleistungsfähigen Betons bei gleichzeitig hoher CO₂-Bindung.