Baustoffkreislauf im Massivbau

Am 27./28. Mai veranstaltete der Deutsche Ausschuß für Stahlbeton (DAfStb) gemeinsam mit dem Deutschen Institut für Normung (DIN) und dem Ministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie (BMBF) ein Forschungskolloquium in Berlin, auf dem die Ergebnisse des dreijährigen Forschungsvorhabens "Baustoffreislauf im Massivbau" bekanntgegeben wurden. Danach ist die Verwendung der beim Abbruch anfallenden mineralischen Baurestmassen zum Herstellen von Beton für tragende Konstruktionen nach DIN 1045 geregelt.

Forschungsvorhaben
Vom Betonstraßenbau ist die Verwendung von Zuschlag aus aufbereitetem Altbeton vom Betonstraßenrückbau bekannt. Eine Übertragung dieses Vorgehens auf den Betonbau nach DIN 1045 war bisher nur auf zustimmungspflichtige Einzelfälle beschränkt, da der allgemeine Nachweis fehlte, daß damit keine nachteiligen Auswirkungen auf die Standsicherheit und die Dauerhaftigkeit von Konstruktionen verbunden sind.
In Deutschland rechnet man im Baubereich mit jährlich 285 Mio. t Abfall. Aufbereiteter Bauschutt und Betonabbruch aus dem Hoch- und Tiefbau unterscheiden sich von Straßenaufbruch durch ihre heterogene Zusammensetzung. Die Anteile sind stark von der Nutzung der Gebäude und baulichen Anlagen sowie dem Alter und der Bauweise abhängig (s. Tafel 1). Die Wiederverwertung (Recycling) von Abfällen aus dem Baubereich hat im Sinne der Kreislaufwirtschaft ökologische und ökonomische Bedeutung, da so natürliche Ressourcen geschont und Deponiebedarf für Baurestmassen verringert werden können.
Dem wachsenden Druck, Abbruchmaterial verstärkt wiederzuverwerten, steht aus technischer Sicht noch eine Unsicherheit gegenüber dem allgemeinen Einsatz solcher Stoffe entgegen, da langjährige Erfahrungen fehlen. Dies veranlaßte den Deutschen Ausschuß für Stahlbeton (DAfStb) 1996 dazu, das von Forschungsstellen der Industrie und Hochschulen getragene Verbundforschungsvorhaben "Baustoffkreislauf im Massivbau" (BiM) zu starten. Mit grundlagenorientierten und anwendungsbezogenen Forschungsarbeiten sollte abgeklärt werden, ob und unter welchen Bedingungen die beim Abbruch von Bauwerken anfallenden mineralischen Baurestmassen möglichst vollständig beim Erstellen von Neubauten wiederverwertet werden können. Im April 1999 wurde das Forschungsvorhaben nach drei Jahren beendet. Es war mit rd. 12 Mio. DM Gesamtkosten je zur Hälfte vom BMBF und der Industrie (Bauindustrie, Baustoffindustrie, Bauwirtschaft und Verbände, DAfStb, Deutscher Beton-Verein [DBV], Verein Deutscher Zementwerke [VDZ]) gefördert worden.

Forschungsergebnisse
Prof Dr.-Ing. Peter Grübl vom Institut für Massivbau der TU Darmstadt gab als Projektkoordinator einen Überblick. So waren sämtliche Stoffstromstufen Gegenstand dieses Forschungsvorhabens:

1. Abbruch (Planung, Abbruch/Rückbau, Aufbereitung)
2. Baustoff (Zuschlag, Beton, Bemessung)
3. Bauwerk (Bauwerkserstellung)
4. Umsetzung (Informationsvermittlung)

Insgesamt haben 20 Institutionen aus Forschung und Industrie 43 Forschungsthemen behandelt. Die Ergebnisse wurden thematisch geordnet und zusammengefaßt von Generalberichterstattern vorgetragen.

Abbruch
Prof Dr.-Ing.Josef Eibl vom Institut für Massivbau und Baustofftechnologie der Universität Karlsruhe berichtete über "Fortschrittliche Methoden zur Bewertung und zum umweltfreundlichen Abbruch von Konstruktionen". Dazu gehören u.a. ein Leitfaden für die Erfassung und Bewertung der Materialien eines Abbruchobjekts und Schnellprüfrerfahren zur Beurteilung der Kontaminierung von Baustoffen vor dem Abbruch sowie neue, umweltfreundliche Abbruchverfahren.
Dr.-Ing. Guntram Kohler, remex Baustoffrecycling AG, Duisburg, sprach über "Die industrielle Aufbereitung von Abbruchmassen zu Zuschlag für Beton". Mit neuentwickelten Meßgeräten lassen sich in den angelieferten Abbruchmassen Schadstoffe vor der Aufbereitung feststellen.

Baustoff und Bauwerk
Im Beitrag über "Betontechnik bei Beton mit rezykliertem Zuschlag" zeigte Prof. Dr.-Ing. Peter Grübl den Einfluß von rezykliertem Zuschlag auf die Frisch- und Festbetoneigenschaften auf und stellte die Folgerungen daraus für den Mischungsentwurf und die industrielle Betonbereitung mit rezykliertem Zuschlag dar. Eingegangen wurde auch auf Mehrfachrecycling und Untersuchungen an Betonwaren (Betonpflastersteine).
Dr.-Ing. Eberhard Siebel vom Forschungsinstitut der Zementindustrie in Düsseldorf machte in seinen Ausführungen über "Aspekte der Dauerhaftigkeit bei Beton mit rezykliertem Zuschlag" Vorschläge für Höchstanteile rezyklierten Zuschlags.
In seinem Bericht über "Tragende Bauteile nach DIN 1045-1 aus Beton mit rezyklierten Zuschlägen" gab Prof Dr.-Ing. Konrad Zilch von der Universität München bemessungsrelevante Kennwerte (begrenzte Anteile rezyklierter Zuschläge) bekannt. Prof Dr. Ing. Friedhelm Stangenberg von der Ruhr-Universität in Bochum stellt Besonderheiten zum Bauverhalten derartiger Bauteile vor.

Umsetzung
Prof Dr.-Ing. Hans-Wolf Reinhardt vom Institut für Werkstoffe im Bauwesen der Universität Stuttgart stellte "BiM-Online als neues Informationskonzept" mit Wissensspeicherung der Forschungsergebnisse vor. Die gesammelten Daten zum BiM-Forschungsvorhaben können im Internet unter http://www.b-i-m.de abgerufen werden.

Richtlinie
Nach den Ergebnissen des Forschungsvorhabens darf rezyklierter Zuschlag auch für Konstruktionsbeton im Sinne von DIN 1045-1 verwendet werden. Hierfür wurde die neue Richtlinie "Beton mit rezykliertem Zuschlag" erarbeitet, die von Prof Dr.-Ing. Peter Grübl und Dr.-Ing. Norbert Bunke vom DAfStb erläutert wurde. Sie bezieht sich zunächst nur auf Betonzuschlag aus Betonsplitt und Betonbrechsand und soll später auf andere Materialien, wie z.B. Ziegel, erweitert werden. Sie enthält u.a. Angaben über die Höchstmengen rezyklierten Zuschlags für die verschiedenen Anwendungen (Innen- und Außenbauteile, wu-Beton, Beton mit hohem Frostwiderstand usw.), die erweiterte Eignungsprüfung des damit hergestellten Betons (Wasseraufnahme und Kornrohdichte, Fließmittelzugabe), Aufbereitungsanlagen und Herstellungsverfahren sowie Anforderungen (Prüfungen und Häufigkeit, Schadstoffgehalte) und Kennzeichnung (s. Tafel 2).

Bauausführung
Zur Veranschaulichung des BiM-Projekts wurde ein Film mit Einzelheiten von zwei inzwischen ausgeführten mehrgeschossigen Stahlbetongebäuden mit rezyklierten Zuschlägen als Demonstrationsbauten mit Einzelfallzustimmung gezeigt. Erwähnt sei auch das neue Hundertwasser-Haus in Darmstadt (vgl. beton 5/1999, 5. 262), bei dem für Decken, Treppenhäuser und aus steifende Wände Stahlbeton der Festigkeitsklassen B 25 und B 35 mit rezykliertem Zuschlag nach der neuen Richtlinie verwendet wird.