Ziel der Entwicklung
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Im Projektvorhaben wurde ein Ziegel-RC-Schaum unter Verwendung von sortenrein zurückgewonnenen Ziegel-Abbruchmaterialien und Produktionsrückständen zur lokalen Produktion mineralischer Wärmedämmstoffe und Etablierung eines geschlossenen Stoffkreislaufes für die Ziegelindustrie entwickelt. Die wesentlichen Zielsetzungen des Projektvorhabens waren die Entwicklung eines Ziegel-RC-Schaumes unter Verwendung von sortenrein zurückgewonnener Ziegel-Abbruchmaterialien und Produktionsrückständen zur lokalen Produktion mineralischer Wärmedämmstoffe und Etablierung eines geschlossenen Stoffkreislaufes für die Ziegelindustrie. Aus den bearbeiteten Arbeitspaketen steht im Ergebnis, dass die Sortierung von aufbereiteten Baumischabfällen nach Materialgruppen mittels NIR/Farbe möglich ist, sofern die Abfälle entsprechend vorbehandelt und gesäubert sind. Für die einzelnen Materialgruppen muss zudem eine ausreichende Anzahl an Spektren von sortenreinen Partikeln zur Verfügung stehen. Von diesen sind die Charakteristiken im Spektrenverlauf zu ermitteln und in die Analysen einzubinden. Die Sortierrate für Ziegel aus Abbruchmaterial ist stark abhängig von Ausgangsstoffen, anhaftenden Störstoffen und Verschmutzungen. Die Sortierergebnisse und die anschließenden Schaumversuche haben gezeigt, dass die aufbereiteten Baumischabfälle aufgrund der bleibenden Verunreinigung für die Verwendung in mineralischen Schäumen nicht geeignet sind. Ob aufbereitete Baumischabfälle mit geringeren Verunreinigungen als Ausgangsstoff für mineralische Schäume brauchbar sind, muss jeweils vorab anhand von Laborversuchen ermittelt werden. Bei den Ergebnissen der Untersuchungen wurde festgestellt, dass Ziegelmehl aus dem Planschliff der Hochlochziegelproduktion als Ausgangsstoff für den RC-Mineralschaum verwendet werden kann. Die Produktionsrückstände, Reinigungswasser und Schaumüberstand, wurden in die Untersuchungen einbezogen. Voraussetzung für den Einsatz in mineralischen Schäumen ist eine Aufbereitung der Rückstände. Bei dem Reinigungswasser hat sich eine Filtration als vorteilhaft erwiesen. Der Schaumüberstand sollte durch Trocknen, Zerkleinern und Mahlen aufbereitet werden. Die Versuche zeigten, dass die aufbereiteten Materialien zu einem großen Teil der Produktion wieder zugeführt werden können. Durch die Rückführung der Produktionsüberstände können Teile des Anmachwassers und des Bindemittels beziehungsweise des Zusatzstoffes ersetzt werden. Bei stark saugenden Materialien, wie beispielsweise Ziegeln, kann es aufgrund der Wasseraufnahme zu Beeinträchtigungen hinsichtlich der Schaumstabilität kommen. Eine Hydrophobierung der Kammerinnenflächen führt bei der Schaumverfüllung zu einer geringeren Wasseraufnahme und erhöht damit die Schaumstabilität im frischen Zustand. Zudem trägt eine Beschichtung bei, Ausblühungen an den Sichiflächen der Ziegel zu vermeiden. Bei sehr kurzen Erstarrungszeiten des Schaumes kann auf eine Beschichtung der Kammerinnenflächen verzichtet werden.
Vorteile und Lösungen
Die Ergebnisverwertung erfolgt zum einen durch eigene Nutzung und Implementierung in Folgeforschungsprojekten. Der Know-how-Zuwachs ist dementsprechend mit der Erweiterung der Fachkompetenzen sowohl auf dem Gebiet der Werkstoffforschung, als auch der Maschinen- und Anlagentechnik verbunden. Damit wird das Tätigkeitsfeld der IAB — Institut für Angewandte Bauforschung Weimar gGmbH erweitert. Nach erfolgreichem Abschluss des Projektes wird die IAB — Institut für Angewandte Bauforschung Weimar gGmbH Einnahmen aus Forschungs-Dienstleistungen, Werkstoffuntersuchungen, Analytik, Rezepturentwicklungen und viele weitere sowie Einnahmen aus der Generierung von Forschungs- und Entwicklungsprojekten erzielen. Die Durchführung von Tests im Labor, im Technikum und deren Auswertung im Rahmen des FuE-Projektes ermöglicht der Forschungseinrichtung, neue versuchstechnische Erfahrungen zu sammeln und diese weiteren Partner anzubieten. Die Erkenntnisse aus dem Forschungsprojekt dienen außerdem als Grundlage für weitere praxisbezogene Forschungs- und Entwicklungsvorhaben und erweiterten somit das Tätigkeitsfeld der IAB —Institut für Angewandte Bauforschung Weimar gemeinnützige GmbH. Weiterhin wird das IAB aus Lizenzverträgen mit den Produzenten des integrierten Wärmedämmbaustoffs Umsätze generieren. Lizenzverträge wurden bereits abgeschlossen.
Zielgruppe und Zielmarkt
Für die Wandbaustoffhersteller und deren Kunden ist im Sinne der Nachhaltigkeit die Rezyklierbarkeit der Wandbaustoffe und des Dämmmaterials von großem Interesse. Bei der Produktion der Ziegel und bei der Herstellung des Schaumes fallen Rückstände an, die zwischengelagert und letzendlich deponiert werden müssen. In dem Forschungsvorhaben wurden Konzepte erarbeitet, wie Ziegel-Wandbaustoffe sortiert, aufbereitet und wieder dem Produktionsprozess zugeführt werden können. Auch der entwickelte Schaum lässt sich bei geeigneter Aufbereitung wiederverwenden. In den Untersuchungen wurde aufgezeigt, dass sich die rezyklierten Stoffe aus den Produktionsrückständen als Ausgangsstoff für die Herstellung des Dämmschaumes eignen. Für die Wandbaustoffhersteller wird mit den Ergebnissen ein wichtiger Baustein zur Verfügung gestellt, der es ermöglicht, den Produktionskreislauf zu schließen.
