Ressourcenschonung Müllverbrennungsaschen zu Beton weiterverarbeiten

Modifizierte Rezeptur: Transportbeton und Betonwerkstein könnten künftig aus Wasser, Müllverbrennungsreststoffen (unten links), Gesteinskörnung (oben rechts) und Zement (unten rechts) hergestellt werden.

Bild: TH Köln
27.05.2021

Die meisten Rückstände aus Müllverbrennungsanlagen verbleiben ungenutzt auf Deponien. Bestimmte Anteile des Stoffgemischs haben allerdings ähnliche Eigenschaften wie Beton. Im Forschungsprojekt „Ashcon“ wird deshalb ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Müllverbrennungsaschen verwerten lassen.

Die TH Köln will mit ihrem „Ashcon“-Projekt Müllverbrennungsaschen neues Leben einhauchen. „Durch die Verbrennung von Siedlungsabfällen fallen in Deutschland pro Jahr etwa 5,2 Millionen Tonnen Müllverbrennungsaschen an“, weiß Prof. Dr. Björn Siebert vom Labor für Bau- und Werkstoffprüfung. „Ein Großteil davon gelangt bisher auf Deponien und sollte stattdessen aus Gründen der Ressourceneffizienz und zur Einsparung von Deponieraum bestmöglich in den Stoffkreislauf zurückgeführt werden.“

Müllverbrennungsaschen bestehen neben metallischen Komponenten zu großen Teilen aus mineralischen Stoffen. Diese bieten sich laut Siebert wegen ihrer Körnung als Ersatzstoff für natürliche Ressourcen wie Kies oder Sand an, die bei der Betonherstellung eingesetzt werden. „Im Vorhaben wollen wir herausfinden, wie die MV-Aschen aufbereitet und verarbeitet werden müssen, um als alternative Ausgangsstoffe für die Herstellung von Transportbeton und Betonwerkstein verwendet werden zu können“, sagt der Professor.

Modifizierung der Betonrezeptur

Die geplanten ersten Schritte im Projekt sind eine repräsentative Probenahme von MV-Aschen aus Deponien am Standort :metabolon in Lindlar und Müllverbrennungsanlagen in Leverkusen. Hinzu kommt eine Charakterisierung und Aufbereitung der Proben.

„Bevor die MV-Aschen weiterverarbeitet werden können, müssen zunächst die schwermetallischen und metallischen Bestandteile abgetrennt werden“, erklärt Siebert. „Anschließend werden die Proben ausgehend von der Größe der jeweiligen Körnung mittels eines neuen industriellen Mess- und Sortierverfahrens in Korngruppen eingeteilt.“

In einem weiteren Schritt entwickelt das Team der TH Köln zusammen mit Industriepartnern modifizierte Grundrezepturen für die Betonherstellung. „Beton besteht aus mehreren Komponenten“, sagt Siebert, „und reagiert sensibel auf Veränderungen in der Zusammensetzung. Mit unterschiedlichen Korngrößen der aufbereiteten MV-Aschen können wir die Rezeptur sukzessive anpassen und Faktoren wie die Fließfähigkeit und Viskosität des Betons verändern.“

Im Anschluss planen die Forscher, Probekörper herzustellen. Diese sollen dann hinsichtlich ihrer Verarbeitungseigenschaften, Umweltverträglichkeit und Langlebigkeit untersucht werden.

Informationen zum Projekt

Das Forschungsvorhaben „Einsatz von aufbereiteter Müllverbrennungsasche als Ausgangsstoff bei der Betonherstellung“ wird von Prof. Dr. Björn Siebert vom Labor für Bau- und Werkstoffprüfung geleitet. Beteiligte innerhalb der Hochschule sind Prof. Dr. Ramchandra Bhandari vom Institut für Technologie und Ressourcenschonung in den Tropen und Subtropen, Prof. Dr. Jan Wilkens von der Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften sowie Prof. Dr. Christian Wolf vom :metabolon Institute.

Projektpartner:

  • Institut für Infrastruktur, Wasser, Ressourcen und Umwelt (Iwaru) an der FH Münster

  • Institut für Bauforschung der RWTH Aachen

  • Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP

  • Bergischer Abfallwirtschaftsverband

  • Aachen Institute for Nuclear Training GmbH (AiNT)

  • Fertigbeton Rheinland

  • Metten Stein+Design

  • Avea

  • Portlandzementwerk Wittekind Hugo Miebach & Söhne

„Ashcon“ wird über drei Jahre im Rahmen des Förderprogramms „Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Bauen und Mineralische Stoffkreisläufe“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

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