Projekt 17418/01

Gewinnung von hochwertigem Ziegelsplitt aus Bauschutt

Projektträger

UVR - FIA Verfahrensentwicklung -Umweltschutztechnik - Recycling GmbH
Chemnitzer Str. 40
09599 Freiberg
Telefon: 03731/797-209

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ziegelschutt enthält neben Ziegeln etwa 25 % Putz- und Mörtelstoffe sowie Fremdmaterialien, die sich mit den derzeitigen Verfahren beim Baustoffrecycling nicht abtrennen lassen. Damit ist nur ein Einsatz für untergeordnete Zwecke oder eine Deponierung möglich. Gelingt dagegen die Abtrennung von reinem Ziegelmaterial, dann lässt sich daraus ein hochwertiger Ziegelsplitt erzeugen, für den wirtschaftlicher Bedarf z. B. als Dachsubstrat oder für Drainageschichten besteht. Es besteht deshalb die Aufgabe, ein einfaches, trocken arbeitendes Aufbereitungsverfahren zur Trennung von Ziegelschutt in reine Ziegel und Mörtelstoffe zu entwickeln.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDem Vorhaben lag der Gedanke zu Grunde, dass Ziegelschutt in einer rotierenden Trommel durch Sturz- und Reibbeanspruchung so weit aufgeschlossen werden kann, dass nach anschließender Klassierung ein hochwertiges Ziegelmaterial gewinnbar ist, aus dem durch Zerkleinern und Klassieren Ziegelsplittprodukte erzeugt werden können.Das Projekt wurde in folgenden Arbeitsschritten bearbeitet:
- Beschaffung und Charakterisierung von geeignetem Versuchsmaterial. Das eingesetzte Versuchsmaterial wurde zunächst von Hand nach der verwendeten Mörtelart in die Kategorien Ziegel mit Kalkmörtel und Ziegel mit Zementmörtel sortiert und getrennt untersucht.
- Durchführung von diskontinuierlichen Versuchen in einer rotierenden Trommel, um die Aufschlussbedingungen zu ermitteln. Dabei wurden verschiedene Einflussgrößen wie Trommeldrehzahl, Füllungsgrad, Verweilzeit sowie die Wirkung von Hebeleisten untersucht.
- zur Bestimmung der stofflichen Qualität wurden verschieden Methoden zur Korngrößenmessung und zur Bewertung des Restmörtelanteils im Ziegelprodukt angewendet,
- Aufbau und Betrieb einer kombinierten Sturzsiebtrommel für die kontinuierliche Aufbereitung von Ziegelschutt,
- Prüfung von verschiedenen Verwertungswegen der Aufbereitungsprodukte,
- Entwicklung, Auslegung und ökonomische Bewertung eines Gesamtverfahrens zu Erzeugung von Ziegelsplitt aus Ziegelschutt.


Ergebnisse und Diskussion

Der Trennschnitt für die Sortierung wurde mit 32 mm festgelegt, wobei die Fraktion <32 mm mörtelhaltiges Feinkorn und die Fraktion >32 mm gereinigte Ziegel darstellen. Als Qualitätsmerkmal für die Trennung wurde ein Restmörtelgehalt im Ziegelprodukt von <5 % angestrebt.
Die Ergebnisse der Untersuchungen lassen sich wie folgt zusammenfassen:
- Das Aufbereitungsverhalten ist in Abhängigkeit von der Mörtelart (Kalk oder Zement) grundsätzlich unterschiedlich.
- Ziegelschutt mit Kalkmörtel ist leicht aufschließbar und ist bereits durch die Beanspruchung beim Abriss und bei Umschlagprozessen weitgehend in Einzelziegel zerfallen. Für das Reinigen der Ziegel von anhaftendem Mörtel wäre eine Reibbeanspruchung durch Umwälzen ausreichend. Unter diesen Bedingungen war nach den Versuchen in der diskontinuierlich arbeitenden Trommel der Füllungsgrad im Bereich bis 20 % ohne Einfluss auf das Trennergebnis. Dagegen wird durch Steigerung der Drehzahl die Beanspruchung intensiver, was sich insbesondere in einer Zunahme des Anteils an Feinkorn <32 mm, verursacht durch eine vermehrte Zerkleinerung an Ziegelmaterial, äußert. Für kalkgebundenen Ziegelschutt ist ohne Einsatz von Hubleisten bei einem Füllungsgrad von <20 %, einer Drehzahl von ca. 16 min-1 und einer Verweilzeit von <4 min ein hinreichender Aufschluss gegeben.
- Zementmörtel erzeugt wesentlich festere Verbindungen zwischen den Ziegelsteinen, wonach im Abrissmaterial kaum Einzelziegel, dagegen überwiegend Ziegelverbunde auftreten. Für ihren Aufschluss ist unbedingt eine Sturzbeanspruchung bei Fallhöhen >2 m bis 3 m erforderlich, was den Einsatz von Hubleisten erforderlich macht. Dadurch ergibt sich eine sehr intensive Zerkleinerungswirkung, die auch zu einer erheblichen Zerkleinerung der Ziegel führt. Teilweise erweist sich der Zementmörtel härter als der Ziegel, woraus sich eine Umkehr der beabsichtigten selektiven Zerkleinerung ergibt.
- Nach den Voruntersuchungen in der diskontinuierlich arbeitenden Trommel kann das Verfahren nur für kalkgebundenen Ziegelschutt angewendet werden. Bei zementgebundenem Ziegelabbruch sind weder ein ausreichender Aufschluss noch ein genügend niedriger Restmörtelgehalt im Ziegelprodukt erreichbar.
- Aus den Ergebnissen der Voruntersuchungen wurde eine kontinuierlich arbeitende Versuchsanlage mit einer kombinierten Sturzsiebtrommel aufgebaut und betrieben, wobei die Ergebnisse der Voruntersuchungen bestätigt wurden. Damit wurde aber auch zugleich der Nachweis für die Durchführbarkeit des Verfahrens geführt, wenn als Aufgabematerial kalkgebundener Ziegelabbruch eingesetzt wird.
- Das Reinigungsverfahren wurde als komplette Aufbereitungsanlage konzipiert, ausgelegt und ökonomisch bewertet. Das Verfahren enthält als wichtige Arbeitsschritte:
+ Vorklassierung zur Abscheidung von Fremdmaterial >300 mm
+ Aufschluss und Trennung in einer kombinierten Sturzsiebtrommel
+ Zerkleinern des gereinigten Ziegelproduktes in einem Backenbrecher
+ Klassierung in verschiedene Splittfraktionen
+ Bunkerung der Splittfraktionen
- Danach ergeben sich ein Mehrerlös in Höhe von 3 €/t Ziegelschutt.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Präsentation der Ergebnisse:
Vortrag zur Fachtagung Aufbereitung und Recycling am 13. November 2003 in Freiberg,
- Veröffentlichung in einer einschlägigen Fachzeitschrift.


Fazit

Mit der Projektbearbeitung liegt ein Verfahren zur Aufbereitung von kalkgebundenem Ziegelschutt vor, das aus einem bislang zu deponierenden Abfall ein Wertprodukt erzeugt. Die Aufgabe, Ziegelabbruchmaterial zu höherwertigen Ziegelsplitten aufzubereiten, konnte durch den Einsatz einer neuartigen Sturztrommel, an die ein Siebzylinder angeflanscht ist, gelöst werden. Es konnte nachgewiesen werden, dass Kalkmörtel gebundene Ziegelabbruchmaterialien auf diese Weise zunächst weitgehend aufgeschlossen und Mörtelanhaftungen beim Durchlaufen von Sturztrommel und Siebzylinder abgerieben werden. Nach Absiebung des Feinkorns steht ein weitgehend gereinigter Ziegelschutt zur Verfügung. Aus diesem kann mit üblichen Zerkleinerungs- und Siebanlagen ein hochwertiger Ziegelsplitt erzeugt werden. Für eine Praxiseinführung sind weitere Arbeiten, insbesondere zur höherwertigen Nutzung des abgesiebten Feinkornmaterials erforderlich. Die Attraktivität des Gesamtverfahrens könnte dadurch weiter erhöht werden.