Recycling im konstruktiven Betonfertigteilbau
Eines der großen gesellschaftspolitischen Ziele der heutigen Zeit ist die wirksame Schonung der natürlichen Ressourcen. Das heißt, die Deckung des Materialbedarfs für eine intakte Infrastruktur und die Bereitstellung von Wohn- und Arbeitsraum soll so ressourceneffizient und umweltschonend wie möglich realisiert werden. Im Betonbau, der weltweit zu den ressourcenintensivsten Bereichen gehört, kommt dabei dem Einsatz von Recyclingmaterialien eine besondere Bedeutung zu.
Welche Verwertungsmöglichkeiten es für wiedergewonnene und rezyklierte Gesteinskörnung (GK) gibt, hängt von ihren bautechnischen und umweltrelevanten Eigenschaften sowie ihrer stofflichen Zusammensetzung ab. Betonbruch hat sich als ungebundene Schüttung im Straßenbau oder als grobe Gesteinskörnung in Beton bewährt. Im Sinne einer geschlossenen Kreislaufwirtschaft und eines echten Recyclings ist es erstrebenswert, Betonbruch wieder in seiner ursprünglichen Anwendung, d. h. in Beton, einzusetzen. Dadurch bleibt dieser auch in zukünftigen Recyclingschritten für Betonteile erhalten. Wird Betonabbruch dagegen im Straßenbau eingesetzt, erfolgt ein Downcycling, sodass der Rohstoff in der Regel nicht wieder für Beton eingesetzt werden kann.
Auch wenn der Einsatz rezyklierter GK natürliche Ressourcen schont, führt er nicht automatisch auch zu einer verbesserten CO₂-Bilanz. Grund dafür ist der hohe Energiebedarf bei Abbruch und Aufbereitung – also dem Waschen, Zerkleinern und Sortieren – des Abbruchmaterials. Eine Einzelfallprüfung ist daher sinnvoll.
Wiedergewonnene und rezyklierte Gesteinskörnung
Beton, bei dem mindestens ein Teil der natürlichen Gesteinskörnung durch wiedergewonnene und/oder rezyklierte Gesteinskörnung ersetzt wurde, wird häufig als R-Beton, RC-Beton oder ressourcenschonender Beton bezeichnet – eine einheitliche Normbezeichnung existiert nicht.
- Wiedergewonnene GK wird entweder durch Waschen von Frischbeton oder durch Brechen von Festbeton gewonnen. In beiden Fällen wurde der Beton davor noch nicht beim Bauen verwendet. Im Fertigteilwerk handelt es sich in der Regel um Produktionsreste, Fehlproduktionen oder Waschreste.
- Rezyklierte GK wird durch Aufbereitung von bereits verbautem Beton oder anderen anorganischen Stoffen gewonnen. Die Gesteinskörnung muss die Anforderungen von DIN EN 12620 und DIN 4226-101 erfüllen, eine Leistungserklärung und eine CE-Kennzeichnung haben.
Die in Beton verwendbaren Gesteinskörnungen werden nach DIN 4226-101 Rezyklierte Gesteinskörnungen für Beton nach DIN EN 12620 – Teil 101: Typen und geregelte gefährliche Substanzen eingestuft. Man unterscheidet:
- „Typ 1“ („Betonsplitt“, bestehend aus mind. 90 % Betonbruch) und
- „Typ 2“ („Bauwerksplitt“; Betonbruch mit max. 30 % Mauerwerksanteile).
Rezyklierte GK („Typ 3“ und „Typ 4“) dürfen ohne gesonderten Verwendbarkeitsnachweis, wie z. B. herstellerbezogene allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen nicht in Beton für den üblichen Hochbau eingesetzt werden.
Anforderungen im Betonfertigteilbau
Für die Verwendung von wiedergewonnener oder rezyklierter GK in Beton gelten die Anforderungen in DIN 1045-2 Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton – Teil 2: Beton.
„R-Beton“ ist in der Regel klassifiziert als Normalbeton mit Rohdichten zwischen 2.000 und 2.600 kg/m³. Der Einsatz von wiedergewonnener und rezyklierter GK in Betonfertigteilen muss nicht deklariert werden.
Der Einsatz von rezyklierter GK in Beton liegt in Deutschland zurzeit im Durchschnitt bei rund 1 %. Diese Quote gilt es zu steigern. Generell sollte dem Betonhersteller jede Möglichkeit gegeben werden, wiedergewonnene und rezyklierte GK einzusetzen. Perspektivisch sollte der regelmäßige Einsatz dieses Materials als „neues Normal“ erreicht werden, da durch den geringen, aber konsequenten Einsatz in Betonfertigteilen erhebliche Mengen an natürlichem Material eingespart werden.
Das Recycling im Fertigteilbau bringt aufgrund der industriellen Vorfertigung besondere Anforderungen, aber auch Potenziale mit sich. Insbesondere im Betonfertigteilbau bieten die kontrollierten Bedingungen in den Werken gute Voraussetzungen, um rezyklierte GK qualitativ hochwertig einzusetzen.
Typische Anwendungsbeispiele sind
- Geschossdecken,
- Treppen,
- Wände,
- Stützen,
- Fassadenelemente.
Um die Potenziale der Ressourcenschonung voll auszuschöpfen, sollten bereits in der Planungsphase folgende Aspekte berücksichtigt werden:
- frühzeitige Abstimmung mit dem Betonwerk über Verfügbarkeit und Qualität des RC-Materials.
- Gewährleistung einer kontinuierlichen Lieferfähigkeit.
- Sicherstellung der Unbedenklichkeit bezüglich Schadstoffe, Auslaugungsverhalten und Fremdstoffanteile.
- kurze Transportwege zwischen Rückbauort, Aufbereitung und Fertigteilwerk.
Technische Einsatzgrenzen
Die Einsatzgrenzen von wiedergewonnener und rezyklierter GK im Betonfertigteilbau hängen von Betondruckfestigkeitsklasse, Expositionsklasse sowie der Feuchtigkeitsklasse im Zusammenhang mit der Alkaliempfindlichkeit der GK ab.
- Für vorgespannte Bauteile darf zudem ausschließlich wiedergewonnene Gesteinskörnung eingesetzt werden.
- Rezyklierte Gesteinskörnung (Typ 1 oder Typ 2) darf grundsätzlich bis 25 V.-% bezogen auf die gesamte GK für Beton bis einschließlich C50/60 verwendet werden.
- Bei höheren Anteilen oder bei der Feuchtigkeitsklasse WA sind die Regelungen in DIN 1045-2, Anhang E zu beachten. Ein wesentlicher Punkt ist dabei die Begrenzung der zulässigen Betondruckfestigkeitsklasse auf C30/37.
Für zahlreiche Betonfertigteile, für die üblicherweise höhere Druckfestigkeitsklassen verwendet werden, ist damit der Anteil an wiedergewonnener und rezyklierter GK normativ auf 25 V.-% begrenzt.
Die nachfolgende Grafik gibt einen grafischen Überblick der wesentlichen normativen Regelungen.
Planungshinweise
Die Verfügbarkeit von für den Einsatz in Beton geeigneter rezyklierter GK ist regional und zeitlich stark schwankend – unter anderem abhängig von den aktuellen Rückbautätigkeiten. Da diese zum Zeitpunkt der Projektplanung kaum abschätzbar sind, sollten die Anforderungen an den RC-Gehalt im Beton daher möglichst flexibel gestaltet werden.
Weiterführende Informationen und Planungshinweise finden Sie im FDB-Merkblatt Nr. 15 „Einsatz von wiedergewonnener und rezyklierter Gesteinskörnung in Betonfertigteilen“.
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