Modelluntersuchungen zur Wiederverwertung hydraulischer Bindemittel: Fid-Bau Portal

Modelluntersuchungen zur Wiederverwertung hydraulischer Bindemittel

Malorny, W.

Bisherige Untersuchungen zum Recycling zementgebundener Abfälle verfolgten primär die Zielsetzung, den Zuschlaganteil von Abbruchbeton wieder zu verwerten. Der bei der mechanischen Aufbereitung von Altbeton ebenfalls anfallenden bindemittelreichen Feinteilfraktion (,,Betonbrechsand') wurde in der Vergangenheit nur wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Die Fähigkeit thermisch zersetzten Zementsteins unter Wasseraufnahme erneut zu hydratisieren, ist allerdings seit langem unter anderem aus Untersuchungen zum Brandverhalten von Bauteilen bekannt. Als Resultat der durchgeführten Untersuchungen ist festzuhalten, dass der H6he der Behandlungstemperatur im Zuge des thermischen Aufbereitungsschrittes entscheidende Bedeutung zukommt: Liegt diese bei 900 Grad C und höher, so resultiert ein Umwandlungsprodukt, das hinsichtlich seiner hydraulischen Eigenschaften durch die Gegenwart von beta-C2S als maßgebender Phase bestimmt ist. In Übereinstimmung mit den hinlänglich bekannten Erkenntnissen aus der auf dem Klinkerbrennprozess basierenden Zementtechnologie ist es durch seine mäßige Erhärtungsgeschwindigkeit gekennzeichnet. Dagegen führen, niedrigere Behandlungstemperaturen zur Bildung einer kristallographisch vom beta-C2S verschiedenen Dicalciumsilicatphase, welche gemäß Röntgenbeugungsuntersuchungen und Festigkeitsentwicklung den diversen Modifikationen der alpha-Phase ähnelt. Im Zuge des klassischen Zementklinkerbrands tritt sie nur als Hochtemperaturmodifikation auf. Vergleicht man die Festigkeitsentwicklung von Prüfkörpern auf Basis dieses Niedertemperaturrecyclats reinen Zementsteins (700 Grad C-Recyclat) mit derjenigen von Prüfkörpern des dem Recyclat zugrundeliegenden Portlandzements, so zeigt sich, dass die Druckfestigkeit innerhalb der ersten 1 bis 2 Wochen nur wenig zurückbleibt. Danach steigt die Druckfestigkeit im Gegensatz zu den portlandzementbasierenden Referenzprüfkörpern nicht mehr signifikant an. Größenordnungsmäßig wurden nach 56 Tagen günstigstenfalls etwa zwei Drittel der Festigkeit des Ausgangszements erreicht. Mikroskopische Untersuchungen erbrachten, dass bei den Prüfkörpern auf Recyclatbasis ein weniger homogenes Gefüge als bei den Referenzproben erzielt wurde. Es ist daher zu erwarten, dass das erreichte Festigkeitsniveau durch betontechnologische Maßnahmen (Reduzierung des Wasserzementwerts, Betonzusatzmittelverwendung) noch deutlich gesteigert werden kann.