Die TH Köln arbeitet an einem Forschungsprojekt, das die Herstellung wiederverwendbarer, modularer Bauteile aus recycelten mineralischen Reststoffen und Bauabfällen untersucht. Ziel des Projekts ist es, diese Abfälle effizienter zu nutzen und daraus nachhaltige Bauelemente zu entwickeln, die sowohl ökologischen als auch ökonomischen Anforderungen gerecht werden. Der Forschungsansatz könnte einen wichtigen Beitrag zum Schließen von Materialkreisläufen im Bauwesen leisten.
Modulares Bauen mit Bauabfällen: Das ÖMoBau-Projekt
Die TH Köln hat das Projekt „Modulares Bauen mit mineralischen Bauabfällen im ökoeffizienten Stoffkreislauf“ (ÖMoBau) ins Leben gerufen. In Zusammenarbeit mit der Polycare Research Technology GmbH, einem Spezialisten für Kreislaufwirtschaft, wird an der Entwicklung von Bauteilen gearbeitet, die vollständig aus recycelten mineralischen Reststoffen bestehen. Geleitet wird das Projekt von Prof. Axel Wellendorf vom Institut für allgemeinen Maschinenbau und Prof. Björn Siebert vom Institut für Baustoffe, Geotechnik, Verkehr und Wasser. Das Bundeswirtschaftsministerium fördert das Projekt bis Februar 2027 mit insgesamt 430.000 Euro.
Im Mittelpunkt des Projekts steht die Wiederverwendung von Bauabfällen, insbesondere solcher Materialien, die bisher nicht vollständig verwertet werden konnten. Obwohl die Recyclingquote von Bau- und Abbruchabfällen bereits bei bis zu 90 Prozent liegt, kommen die aufbereiteten Stoffe oft nur in Anwendungen mit geringeren Qualitätsansprüchen, wie im Tief- und Straßenbau, zum Einsatz. Besonders feiner Bauschutt mit einer Korngröße unter zwei Millimetern wird meist deponiert und bleibt somit ungenutzt.
Baustoff Recycling Forum 2024: Aktuelle Herausforderungen und Chancen im Fokus
Beim Baustoff Recycling Forum 2024 wurden zentrale Herausforderungen wie die Umsetzung der Ersatzbaustoffverordnung und LAGA M23 diskutiert. Experten zeigten zudem innovative Ansätze für nachhaltiges Recycling und Rohstoffrückgewinnung auf.
Entwicklung von Bauteilen aus kleinkörnigem Bauschutt
Das Projekt ÖMoBau setzt genau an diesem Punkt an: Ziel ist es, feinste mineralische Abfallstoffe, die bislang nicht genutzt werden, in verarbeitbare Mörtel zu integrieren. Dafür entwickelt das Forschungsteam der TH Köln verschiedene Rezepturen, die Materialien wie Asche aus der Müllverbrennung, Schotter von Bahngleisen sowie Bauschutt kombinieren. Um den ökologischen Fußabdruck gering zu halten, sollen dabei auch umweltfreundliche Bindemittel verwendet werden. Diese Bindemittel basieren auf industriellen Nebenprodukten wie Schlacke oder Asche, die ebenfalls im Sinne der Kreislaufwirtschaft gewonnen werden.
Erste Versuche haben gezeigt, dass aus diesen Mörtelmischungen Probekörper entstehen können, die eine ausreichende Festigkeit aufweisen. Diese Festigkeit ist entscheidend, da aus den Materialien Bauteile wie Wände, Decken oder Stürze gefertigt werden sollen, die sowohl rückbaufähig als auch wiederverwendbar sind. Damit könnten die im Projekt entwickelten Bauteile nicht nur nachhaltig, sondern auch vielseitig einsetzbar sein.
Zerkleinerung und Aufbereitung am Institut
Ein zentraler Aspekt des Projekts ist die Aufbereitung der verwendeten Bau- und Abbruchabfälle. Dieser Prozess wird am Institut der TH Köln durchgeführt, das sich auf die stoffliche und energetische Verwertung von Neben-, Rest- und Abfallstoffen spezialisiert hat. Im Rahmen des Projekts wird der deponierte Bauschutt zunächst zerkleinert und sortiert, bevor er in die Materialentwicklung übergeht.
Prof. Axel Wellendorf beschreibt den technischen Prozess der Baustoffentwicklung: Die Materialien werden so sortenrein wie möglich aufbereitet, wobei die Korngrößenverteilung, Rohdichte und der Wasseranspruch der Stoffe ermittelt werden. Diese Parameter sind essenziell, um die Materialzusammensetzungen für die mineralischen Füllstoffe optimal zu bestimmen. Nur so kann sichergestellt werden, dass die entwickelten Bauteile den gewünschten mechanischen und ästhetischen Anforderungen entsprechen.
Nach der Bestimmung der Materialeigenschaften wird das Material in den Laboren der TH Köln so lange optimiert, bis es die erforderlichen Vorgaben erfüllt. Anschließend werden am Computer verschiedene Bauteile, wie Wände oder Decken, simuliert. Die praktische Umsetzung der Bauteile übernimmt dann der Projektpartner Polycare.
Ersatzbaustoffverordnung ein Jahr danach: Bauwirtschaft enttäuscht
Ein Jahr nach Inkrafttreten der Ersatzbaustoffverordnung herrscht Ernüchterung in der Bauwirtschaft. Anstatt den Einsatz von Recyclingbaustoffen zu fördern, sorgen bürokratische Hürden und rechtliche Unsicherheiten für Stillstand. Viele Unternehmen zögern, Ersatzbaustoffe zu nutzen, was die angestrebten Fortschritte in der Kreislaufwirtschaft ausbremst. Die Verordnung droht, ihre Ziele zu verfehlen.
Musterhaus aus Ersatzbaustoffen als Projektabschluss
Zum Abschluss des ÖMoBau-Projekts soll auf dem Campus der TH Köln ein Musterhaus errichtet werden, das vollständig aus den im Projekt entwickelten, modularen Ersatzbaustoffen besteht. Diese Bauteile aus recycelten Materialien zeigen, wie Bauabfälle effektiv und nachhaltig in den Baukreislauf zurückgeführt werden können.
Robert Rösler, CTO von Polycare, hebt die besondere Nachhaltigkeit und Transparenz des Projekts hervor. Das Ziel sei nicht nur, durch die Verwendung von Sekundärrohstoffen die Ressourceneffizienz zu steigern, sondern auch die Lebensdauer der Bauelemente durch intelligentes Design zu verlängern. Die Bauteile sollen ohne Verklebungen montiert werden, was ihre Wiederverwendbarkeit erhöht. Langfristig wird angestrebt, dass jedes Bauelement mit einem Materialpass ausgestattet wird, der detaillierte Angaben zur Ökobilanz und Zusammensetzung enthält.
Das geplante Musterhaus wird somit nicht nur ein Beweis für die Funktionalität und Vielseitigkeit der entwickelten Ersatzbaustoffe, sondern auch ein Beispiel für ein zukunftsfähiges, nachhaltiges Baukonzept.
