Bauschuttaufbereitung mit alljig- Setzmaschinen in Europa und USA
english version
Dr.-Ing. A. Jungmann, Duisburg*)
*) allmineral Aufbereitungstechnik GmbH & Co. KG. Duisburg

erschienen in Aufbereitungs-Technik 38 (1997) Nr.10
Zusammenfassung
Die trockene Bauschuttaufbereitung hat sich aufgrund der einfacheren Technik in den letzten Jahren durchgesetzt, obwohl Produkte aus einer Naßaufbereitung erheblich hochwertiger sind. Dies hat dazu geführt, daß solche Produkte in einigen Fällen als Betonzuschlag bereits höherwertiger verwendet werden als bislang üblich. Am Beispiel von drei Anlagen in Österreich, den Niederlanden und USA wird dargestellt, daß das vermeintlich teurere Naßverfahren Produkte erzeugt. deren geforderte Qualitäts merkmale allein durch Trockenaufbereitung nicht zu erreichen sind. Als Zumischprodukte werden Granulate. aber auch Bauschuttsande in der Betonfertigteil- bzw. Transportbetonindustrie verwendet. Die Betrachtungen werden dadurch abgerundet, daß zum Abschluß spezifische investitionskosten und Energieverbräuche von Naßaufbereitungsanlagen genannt werden.

1. Einführung
Es besteht kein Zweifel, daß der aktuelle Stand der Technik bei der Bauschuttaufbereitung bestehend aus den Verfahrensschritten

  • Brechen
  • Sieben
  • Magnetscheidung sowie
  • Windsichtung

die zur Zeit billigste und unkomplizierteste Art der Aufbereitung von Hochbauschutt und Straßenaufbruchmaterial ist. Eine Reihe von Entwicklungsarbeiten gehen über diesen Rahmen hinaus. Sie haben zum Ziel, mit der Hilfe von Naßverfahren das heterogene Aufgabegut in homogenere Einzelfraktionen getrennt nach Stoffeigenschaften zu zerlegen [1-2]. Hier bietet sich als Trennmerkmal die Dichte an. wobei zu erwarten ist, daß z. B. ein beton- und ein ziegelsplittangereichertes Produkt separat zu gewinnen sind. Immer wieder stellt sich jedoch die Frage. warum sich die Naßaufbereitung von Bauschutt bislang nicht durchgesetzt hat.
Die bei der nassen Aufbereitung erzeugten Produkte sind fraglos abriebfreier, sortenreiner, besser klassiert und praktisch frei von organischen Verunreinigungen. Im folgenden werden Anwendungen dieses Systems in Osterreich, den Niederlanden und USA vorgestellt.

2. Österreich
Die Firma Gebrüder Deisl, Hallein, entschied sich 1993, eine unkonventionelle Trenntechnik für Bauschutt anzuwenden. Bekanntermaßen zeichnen sich die Kieslagerstätten in alpinen Regionen dadurch aus, daß das Verhältnis von Sand zu Kies für die Verwendung als Betonzuschlag zu ungunsten der Sandfraktion ausgebildet ist. Das heißt, es besteht ein Mangel an Sand, der oftmals nur durch die Mahlung von Kies zu Sand, also durch den Betrieb teurer Zerkleinerungs- und Mahlaggregate ausgeglichen werden kann.
Schon lange vor der Inbetriebnahme der neuen Bauschuttaufbereitungsanlage führte die Firma Deisl umfangreiche Untersuchungen durch, die alle Komponenten für die Herstellung von Beton detailliert charakterisierten. Kies, Splitt, Bauschuttgranulat, Sand, Bauschuttsand, Zement und nicht zuletzt die verwendete Wasserqualität wurden getrennt und in verschiedensten Mischungsverhältnissen mit dem Ziel untersucht, unterschiedliche Betonqualitäten zu definieren und reproduzierbar herzustellen.
Das dabei gewonnene Know-how führte dazu, daß eine Reihe von Betonqualitäten unter Mitverwendung körniger und vor allem sandiger Fraktionen aus Bauschutt reproduzierbar herstellbar und positiv prüffähig im Sinne der Eigen- und Fremdüberwachung sind. Im Detail liegt diese Entwicklungsarbeit mit allen Ergebnissen und Erfahrungen bei der Firma Deisl bzw. bei dem Vermarktungsunternehmen als Know-how vor.
Das Verfahren zur Naßaufbereitung des Bauschutts geht aus
Bild 1 hervor. Der gebrochene Bauschutt 0-32 mm wird mit einem Anteil von etwa 40 Gew.-% < 4 mm auf eine einschnittige alljig Setzmaschine aufgegeben und praktisch vollständig von Leichtgut befreit. Das als Schwergut ausgetragene Granulat mit den Sandanteilen wird in die Körnungen zerlegt, sowie bei 4 mm abgesiebt, um den Sand getrennt zu gewinnen.
Dieser Sandanteil wird zusammen mit dem sogenannten Faßgut aus der Setzmaschine in einem Schöpfrad entwässert. Der Überlauf des Schöpfrades sowie der Unterlauf der Leichtgutabsiebung werden in einen Klärteich geleitet und von dort in den Kreislauf zurückgeführt.
Die erzeugten Produkte, Granulate und Sande, werden mit Naturmaterial gemischt und als Betonzuschlag verwendet [3]. Das Mischungsverhältnis ist dabei abhängig von der zu erzielenden Betonqualität.

3. Niederlande
Nicht zuletzt die positiven Erfahrungen des österreichischen Betreibers veranlaßten im Jahre 1995 die niederländische Firma VAR/VPR, Wilp. zu dem Schritt, eine ähnliche Anlagentechnik zu installieren. Im Gegensatz zu den geologischen Verhältnissen in den alpinen Regionen sind die Lagerstätten für Sand und Kies in den Niederlanden dadurch gekennzeichnet, daß hier eher ein Mangel an Körnung besteht.
Schwerpunkt der Bemühungen war hier also, das Granulat frei von Verunreinigungen und Feinkorn herzustellen. Vor dem Hintergrund der holländischen Normen zur Herstellung von Korrelmix mit dem Qualitätszeichen SKK müssen die erzeugten Granulatprodukte eine Reihe von Qualitätseigenschaften reproduzierbar aufweisen. J. Haukes trug hierzu eine Reihe von Hintergrundinformationen, Erkenntnissen und Ergebnissen im Detail zusammen [4].
Die Anlagentechnik ähnelt der in der österreichischen Anlage (
Bild 2). Die Anlage arbeitet mit geschlossenem Wasserkreislauf. Das Produkt Korrelmix 0-40 mm wird wahlweise je nach Kundenwunsch bei 32 oder 22 mm vorklassiert. Das Gut 0-22 (32) mm gelangt mit einem Anteil von 30-35 Gew.-% < 4 mm in die 2.2 m breite alljig-Setzmaschine, die leichte Bestandteile abtrennt. Durch Sandfang und Schöpfrad werden die Produkte 0-1 und 0-4 mm gewonnen, die Feinstanteile <0,063 mm gelangen in ein Sedimentationsbecken. Der Überlauf des Sedimentationsbeckens wird in den Wasserkreislauf zurückgeführt.
Entscheidend bei der Naßaufbereitung ist, daß es mit der alijig Setzmaschine gelingt, nicht nur leichte organische Anteile, sondern auch z.B. Dachpappe und einen Großteil der leichten mineralischen Anteile abzutrennen. Selbst sehr hohe Ziegelsplittanteile lassen sich
- sofern erforderlich - selektiv abtrennen. Die Anlage ist in Bild 3 dargestellt.
Die anlagenspezifischen Daten für die Naßsortierung sind wie folgt:

Durchsatz: max. 120 t/h
Körnung: 0/32 mm
Sandanteil 0/4 mm: etwa 35 Gew.-%
Energie, install. einschl. Wasserversorgung: etwa 80 kW, zzgl. Fördertechnik
Wasserbedarf. komplett: 290 m3/h

Tabelle 1 faßt das Anforderungsprofil für das Qualitätsprodukt aus Bauschuttmaterial sowie die gemittelten Betriebszahlen der Bauschuttaufbereitungsanlage der VPR in Wilp zusammen.
Auf der Basis dieser Betriebsergebnisse der VPR/Wilp wurden Untersuchungen über die Verwendung des Korrelmix-Produktes als Ersatz von Naturprodukten (Sand und Kies) im Beton durch geführt.
Das Ergebnis ist - für das Beispiel des häufig verwendeten B 25 -
äußerst zufriedenstellend:

  • Keine Beeinträchtigungen in den Eigenschaften des B 25 für einen Zuschlaganteil von 20 Gew.- % Bauschuttgranulat und 8OGew.-% Kies.
  • Nur geringfügige Beeinträchtigungen der Eigenschaften des B 25 bei der Verwendung von Bauschuttgranulat zusammen mit einem gewissen Anteil an Natursand (siehe Tabelle 2).

4. USA
Nicht nur in Europa, sondern auch in den USA hat die Bauschuttaufbereitung eine lange Tradition. Die Firma SET Materials Inc. in Florida ist seit über 30 Jahren im Bereich der Bauschuttaufbereitung und Verwertung von Abbruchmaterial tätig.
Seit 1992 beschäftigt sich SET mit dem Projekt der Wiederverwendung von RC-Material als Betonzuschlag. Dank der Zuarbeit und Unterstützung durch verschiedene regionale und überregionale Institute konnte ein Absatz von monatlich rd. 15000-20000 Tonnen von naß aufbereitetem Bauschutt gesichert werden, der Naturstein bzw. andere primäre Rohstoffe ersetzt.
Typisch ist die Verwendung des Zuschlagstoffes für die Fertigung von:

  • Betonfertigteilen für Ölabscheider bzw. Sickergruben
  • Betonflächen, Fundamente und Gebäudeteile ohne extreme Beanspruchung

Nicht zu vernachlässigen ist die Verwendung von gewaschenem Material als Deckschicht im Wegebau bzw. für dekorative Betonoberflächen.
Voraussetzung ist auch hier die vollständige Abscheidung organischer Anteile.
Typische Qualitäten, die bei SET erreicht werden und die für die Verwendung von Granulat als Zuschlagstoff ausreichend sind. sind in
Tabelle 3 zusammengefaßt.
Die Sortieranlage ist in
Bild 4, das fertige Zuschlagprodukt in Bild 5 dargestellt.

5. Wirtschaftliche Betrachtung und Ausblick
Bei allen vorgenannten Anlagen in Österreich, den Niederlanden und USA sind die Betreiber der einhelligen Meinung, daß die Bauschuttprodukte hinsichtlich Homogenität, Kornzusammensetzung und Reinheit ausschließlich nur durch Naßaufbereitung in der geforderten Qualität herstellbar sind. Die Vermarktung in den zur Zeit belieferten Bereichen ist nur so darstellbar. Die Anlageninvestition liegt bei etwa 7000-8000 DM/t Durchsatz.
Der Energieverbrauch der Naßaufbereitung mit alljig-Setzmaschinen einschließlich Wasserkreislauf und Fördertechnik liegt bei etwa 0.9 kWh/t.
Bedenken werden immer wieder hinsichtlich der Kosten geäußert, die durch einen geschlossenen Wasserkreislauf entstehen.
Insbesondere der Verbrauch an Flockungsmitteln und der Betrieb von Sedimentationsanlagen (Eindicker) werden immer wieder negativ dargestellt.
Nüchtern betrachtet entstehen bei dem Betrieb optimierter Anlagen Kosten für Flockungsmittel von < 0,10 DM/t Durchsatz.
Eindick- und Entwässerungsanlagen führen zu Investitionskosten von etwa 5000-6000 DM/t Durchsatz bei spezifischen Energiekosten von rd. 0,4-0,6 kW/t Durchsatz.
Demgegenüber liegen die Investitionskosten einer ausschließlich trocken arbeitenden Bauschuttaufbereitung bei etwa 12000 DM/t Durchsatz.
Für die erwähnten durchsatzspezifischen Investitionskosten wurden folgende maschinelle Ausrüstungen generell (stationärer Anlagentyp) zugrunde gelegt:

  • Aufgabetrichter
  • Förderbänder
  • Vorklassierung
  • Magnetscheidung
  • Windsichtung für drei Fraktionen einschl. Entstaubung bzw. alternativ alljig-Setzmaschinen
  • Siebanlagen für drei Fraktionen
  • elektrische Steuerung

Zusätzlich im Naßbetrieb:

  • Kreislaufwasserpumpe
  • Leichtgutabsiebung
  • Sandentwässerung
  • Eindickeranlage mit Schlammentwässerung
  • Flockungsmittelstation

Kapitaldienst und Abschreibungskosten sollen hier nicht betrachtet werden, da diese immer wieder betreiberspezifisch zu ermitteln sind.
Eindeutig ist jedoch, daß man die Naßaufbereitung von Bauschutt nicht von vornherein ablehnen sollte, selbst in den Fällen, in denen man nur Betonzuschlagmaterial herstellen will.
Der Energieverbrauch und auch die Investitionen von trocken arbeitenden Anlagen mit Windsichtung sind dabei nicht zu unterschätzen und bedürfen einer kritischen Betrachtung. Sicher ist aber auch, daß die Anlagentechnik bei der Naßaufberetung von Bauschutt aufwendiger und komplizierter ist, bezogen duf die Absatzmöglichkeiten der erzeugten Produkte jedoch wirtschaftlicher sein kann.
Es bleibt zu hoffen, daß das nun seit mehr als 5 Jahren währen de Bemühen, Bauschutt naß zu qualitativ hochwertigeren Produkten aufzubereiten, weiterverfolgt und einer immer wieder neuen objektiven Überprüfung unterzogen wird.
Denn erst mit dem Einstieg in die Naßaufbereitung von Bauschutt entsteht die Möglichkeit einer höherwertigen Wiederverwertung von Hochbauschutt im eigentlichen Sinne des zu schließenden Stoffkreislaufes.

 

 

 

Bild 1: Luftgepulste Setzmaschine, Typ alljig

 

1. Aufgaberinne
2. alljig-Setzmaschine
3. Gebläse
4. Kreisbogenschwingsieb
5. Schöpfrad
6. Kreislaufwasserpumpe
7. Klassiersieb
8. Sandfang
Bild 2: Aufbereitung von Bauschutt mit einer alljig-Setzmaschine bei der Firma VRP, Wilp/NL

 

Bild 3: Aufbereitung von Bauschutt mit einer alljig-Setzmaschine: Anlagenansicht: VPR, Wilp/NL

 

Tabelle 1: Eigenschaften des gewaschenen Bauschutts als Zuschlagsstoff im Beton

 

 

Tabelle 2: Betonqualitäten: Recyclingbeton - traditioneller Beton

 

 

Tabelle 3: Typische Betoneigenschaften und Zusammensetzung bei Verwendung von Bauschuttgranulat der Firma SET Materials Inc.

 

 

 

Bild 4: alljig-Setzmaschinen-Anlage bei SET Materials Inc. in Florida/USA

 

 

Bild 5: Bauschuttgranulat als Fertigprodukt für die Betonindustrie