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Sekundäres anorganisches Aerosol

45 % zur PM10 bzw. PM25-Belastung bei; im städtischen Hintergrund liegt des- sen Anteil (bei höheren Beiträgen primärer Partikel) in einem Bereich von etwa.

Untersuchung von Mauerwerksabbruch (verputztes

von

Kriterien

für die

Anwendung in Betonen mit

re y lierter (RC-Beton mit Typ 2

Abschlussbericht

Deutsche Bundesstiftung Umwelt

Berichterstattung:

Prof. Dr.- Ing. Sylvia Stürmer & Dipl.- Ing. Christoph Kulle, HTWG Konstanz

Projektpartner: IAB Weimar und ifeu Heidelberg

Oktober 2017

"!# $%&'()'&*&Inhaltsverzeichnis

I. Verzeichnis von Bildern und Tabellen ....................................................................................... 3

II. Zusammenfassung ................................................................................................................... 11

1. Aufgabenstellung des Forschungsprojekts ............................................................................. 12

2. Einleitung ................................................................................................................................. 12

2.1. Geschichtliches zur Anwendung von Ziegelbruch .................................................................. 13

3. RC/R-Beton ............................................................................................................................... 19

3.1. Begriff ....................................................................................................................................... 19

3.2. R-Beton im Hochbau ................................................................................................................ 19

3.4. R-Beton-Hersteller in Baden-Württemberg ............................................................................ 22

3.5. Regelwerke zum R-Beton und praktischer Einsatz ................................................................. 22

3.5.1. Regelwerke in Deutschland ..................................................................................................... 22

3.5.2. Regelwerke in der Schweiz ...................................................................................................... 23

4.1. Verfahrensschritte bei der Bauabfallaufbereitung ................................................................. 25

4.2. Herstellung von Ziegelrezyklaten für die Betonherstellung ................................................... 27

5.1. Hersteller .................................................................................................................................. 32

5.2. Zulassungen .............................................................................................................................. 33

5.4. Art der Bestandteile in den Kornfraktionen ........................................................................... 39

5.5. Wasseraufnahme und Rohdichte ............................................................................................ 41

5.6. Sulfatgehalte ............................................................................................................................ 44

5.7. Zusammenfassung und Bewertung ......................................................................................... 50

6.1. Rezepturen und Betonherstellung .......................................................................................... 52

6.2. Festigkeiten und E-Modul ........................................................................................................ 54

6.3. Wasseraufnahme und Rohdichte ............................................................................................ 57

6.4. Frostwiderstand ....................................................................................................................... 58

6.5. Frost-Tausalz-Widerstand ........................................................................................................ 60

6.6. Gefügeuntersuchungen ........................................................................................................... 63

6.6.2. Mikroskopische Analyse .......................................................................................................... 67

Verbundbereich Zementstein-Ziegelsplitt ........................................................................................... 68

Verbundbereich Zementstein-Quarz und Zementstein-Kalkstein ...................................................... 78

6.7. Untersuchungen mittels LIBS .................................................................................................. 88

6.8. Zusammenfassung und Bewertung ......................................................................................... 91

7. Objektbeispiele ........................................................................................................................ 92

7.1. Technisches Rathaus Tübingen................................................................................................ 94

7.1.1. Untersuchungen an den Betonmauersteinen und einem Stützenteil ................................... 95

7.1.3. R-Beton - Neubau .................................................................................................................... 99

"!# $%&'()'&*8. Alternative Anwendungen zu Transport R-Beton und Ausblick .......................................... 102

8.1. Ökostones .............................................................................................................................. 102

8.1.1. Zusammensetzung, Herstellung und Einsatzgebiet .............................................................. 102

8.2.1. Versuchsmischungen, Herstellung, Untersuchungen ........................................................... 106

9.1. Zur gesamtheitlichen ressourcenpolitische Perspektive ...................................................... 109

9.2.3. Fazit ........................................................................................................................................ 113

9.3. Die Sicht eines Betonwerkes ................................................................................................. 114

9.3.1. Ökobilanz der Herstellung von R-Beton ................................................................................ 115

9.3.3. Fazit ........................................................................................................................................ 126

9.4. Die Bewertung von R-Beton in Anlehnung an eine Umweltproduktdeklaration ................ 127

9.4.1. Methodische Festlegungen ................................................................................................... 127

9.4.2. Quantifizierung und Darstellung der Ergebnisse .................................................................. 130

9.4.3. Fazit ........................................................................................................................................ 133

10.1. Durchführung und Auswertung von Umfragen .................................................................... 135

10.1.1. Architekten (Planer) ............................................................................................................... 135

10.1.2. Tragwerksplaner .................................................................................................................... 136

10.1.3. Betonfertigteilhersteller ........................................................................................................ 137

................................................................................................................................................ 138

10.3.1. Allgemein ............................................................................................................................... 140

11. Unterstützende Rahmenbedingungen für das Bauen mit R-Beton ..................................... 144

11.1. Umweltbundesamt ................................................................................................................ 144

11.2. Nachhaltiges Bauen in Baden-Württemberg ........................................................................ 145

12. Zusammenfassung ................................................................................................................. 146

13. Literatur-, Normen- und Richtlininenverzeichnis ................................................................. 152

14. Anhang ................................................................................................................................... 156

Anhang A: Grafiken und Fotos ........................................................................................................... 156

Anhang B: Tabellen zur Dokumentation ............................................................................................ 162

Anhang C: Wirkungsindikatoren .......................................................................................................... 164

C.1 Klimawandel ................................................................................................................................. 164

C.2 Photooxidantienbildung (Photosmog oder Sommersmog) ........................................................ 166

C.3 Eutrophierung und Sauerstoffzehrung ........................................................................................ 168

C.4 Versauerung .................................................................................................................................. 170

C.5.1 Feinstaub (PM10) ...................................................................................................................... 171

C.6 Ressourcenbeanspruchung .......................................................................................................... 172

Anhang E: Beispiele Ausschreibungen ............................................................................................... 188

"!# $%&'()'&*%I. Verzeichnis von Bildern und Tabellen A bbildungen

Abb. 1: Allgemeine Prozesskette zur Herstellung von R-Beton [8] ....................................................... 15

bb. 2: Abfallaufkommen 2014 in Deutschland [11] ............................................................................ 16

Abb. 4: Anfall und Verbleib von Bauschutt 2012 [12] ........................................................................... 16

Abb. 6: Verwertung RC-Baustoffe 2012 [12] ......................................................................................... 17

.................................................................................................................................................. 19

Abb. 8: Schematische Darstellung der verschiedenen Aufschlussgrade von Bauschutt bei der

Aufbereitung [17] ..................................................................................................................... 21

sind ........................................................................................................................................... 23

Abb. 10: Sortenreiner Ziegelbruch (links) bzw. Mauerwerkbruch (rechts) als Ausgangsmaterialien für

die Herstellung von Ziegelrezyklaten ...................................................................................... 25

Abb. 11: Mauerwerkbruch nach der Zerkleinerung (links) und Verbundpartikel Ziegel mit

Abb. 15: Schema der Herstellung von Ziegelrezyklaten aus sortenreinem Aufgabematerial .............. 28

Abb. 16: Schema der Herstellung von Ziegelrezyklaten aus Mauerwerkbruch mit nach der

Zerkleinerung angeordneter Sortierung ................................................................................... 28

Abb. 17: Schema der Herstellung von Ziegelrezyklaten aus Mauerwerkbruch mit vor der

Zerkleinerung angeordneter Sortierung ................................................................................... 29

Abb. 20: Massenbilanzen für die Herstellungsszenarien nach Abb. 15, 16, 17 .................................... 30

Abb. 23: Verteilungsdichte und Verteilungssumme, Feess Typ 2, 2/16, mittlerer Korndurchmesser =

10,4 mm .................................................................................................................................... 35

Abb. 24: Verteilungsdichte und Verteilungssumme, GWV Typ 2, 2/16, mittlerer Korndurchmesser =

8,4 mm ...................................................................................................................................... 35

Abb. 25: Verteilungsdichte und Verteilungssumme, Scherer & Kohl Typ 2, 2/8, mittlerer

Korndurchmesser = 5,9 mm ..................................................................................................... 36

Abb. 26: Verteilungsdichte und Verteilungssumme, Scherer & Kohl Typ 2, 8/16, mittlerer

Korndurchmesser = 12,9 mm ................................................................................................... 36

Abb. 27: Verteilungsdichte und Verteilungssumme, Feess Typ 2, 0/2, mittlerer Korndurchmesser =

1,1 mm ...................................................................................................................................... 36

Abb. 28: Verteilungsdichte und Verteilungssumme, GWV Typ 2, 0/2, mittlerer Korndurchmesser =

1,5 mm ...................................................................................................................................... 36

Abb. 30: Wasseraufnahme nach 10 Minuten ........................................................................................ 41

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Untersuchung von Mauerwerksabbruch (verputztes

Kriterien

Anwendung in Betonen mit

Abschlussbericht

Deutsche Bundesstiftung Umwelt

Berichterstattung:

Projektpartner: IAB Weimar und ifeu Heidelberg

Oktober 2017

1. Aufgabenstellung des Forschungsprojekts ............................................................................. 12

2. Einleitung ................................................................................................................................. 12

2.1. Geschichtliches zur Anwendung von Ziegelbruch .................................................................. 13

3. RC/R-Beton ............................................................................................................................... 19

3.1. Begriff ....................................................................................................................................... 19

3.2. R-Beton im Hochbau ................................................................................................................ 19

3.4. R-Beton-Hersteller in Baden-Württemberg ............................................................................ 22

3.5. Regelwerke zum R-Beton und praktischer Einsatz ................................................................. 22

3.5.1. Regelwerke in Deutschland ..................................................................................................... 22

3.5.2. Regelwerke in der Schweiz ...................................................................................................... 23

4.1. Verfahrensschritte bei der Bauabfallaufbereitung ................................................................. 25

4.2. Herstellung von Ziegelrezyklaten für die Betonherstellung ................................................... 27

5.1. Hersteller .................................................................................................................................. 32

5.2. Zulassungen .............................................................................................................................. 33

5.4. Art der Bestandteile in den Kornfraktionen ........................................................................... 39

5.5. Wasseraufnahme und Rohdichte ............................................................................................ 41

5.6. Sulfatgehalte ............................................................................................................................ 44

5.7. Zusammenfassung und Bewertung ......................................................................................... 50

6.1. Rezepturen und Betonherstellung .......................................................................................... 52

6.2. Festigkeiten und E-Modul ........................................................................................................ 54

6.3. Wasseraufnahme und Rohdichte ............................................................................................ 57

6.4. Frostwiderstand ....................................................................................................................... 58

6.5. Frost-Tausalz-Widerstand ........................................................................................................ 60

6.6. Gefügeuntersuchungen ........................................................................................................... 63

6.6.2. Mikroskopische Analyse .......................................................................................................... 67

6.7. Untersuchungen mittels LIBS .................................................................................................. 88

6.8. Zusammenfassung und Bewertung ......................................................................................... 91

7. Objektbeispiele ........................................................................................................................ 92

7.1. Technisches Rathaus Tübingen................................................................................................ 94

7.1.1. Untersuchungen an den Betonmauersteinen und einem Stützenteil ................................... 95

7.1.3. R-Beton - Neubau .................................................................................................................... 99

8.1. Ökostones .............................................................................................................................. 102

8.1.1. Zusammensetzung, Herstellung und Einsatzgebiet .............................................................. 102

8.2.1. Versuchsmischungen, Herstellung, Untersuchungen ........................................................... 106

9.1. Zur gesamtheitlichen ressourcenpolitische Perspektive ...................................................... 109

9.2.3. Fazit ........................................................................................................................................ 113

9.3. Die Sicht eines Betonwerkes ................................................................................................. 114

9.3.1. Ökobilanz der Herstellung von R-Beton ................................................................................ 115

9.3.3. Fazit ........................................................................................................................................ 126

9.4. Die Bewertung von R-Beton in Anlehnung an eine Umweltproduktdeklaration ................ 127

9.4.1. Methodische Festlegungen ................................................................................................... 127

9.4.2. Quantifizierung und Darstellung der Ergebnisse .................................................................. 130

9.4.3. Fazit ........................................................................................................................................ 133

10.1. Durchführung und Auswertung von Umfragen .................................................................... 135

10.1.1. Architekten (Planer) ............................................................................................................... 135

10.1.2. Tragwerksplaner .................................................................................................................... 136

10.1.3. Betonfertigteilhersteller ........................................................................................................ 137

10.3.1. Allgemein ............................................................................................................................... 140

11. Unterstützende Rahmenbedingungen für das Bauen mit R-Beton ..................................... 144

11.1. Umweltbundesamt ................................................................................................................ 144

11.2. Nachhaltiges Bauen in Baden-Württemberg ........................................................................ 145

12. Zusammenfassung ................................................................................................................. 146

13. Literatur-, Normen- und Richtlininenverzeichnis ................................................................. 152

14. Anhang ................................................................................................................................... 156

10,4 mm .................................................................................................................................... 35

8,4 mm ...................................................................................................................................... 35

1,1 mm ...................................................................................................................................... 36

1,5 mm ...................................................................................................................................... 36

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