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Optimierung der mineralischen Fraktion von Hausmüllverbrennungsaschen zur Nutzung in Betonprodukten

Hausmüllverbrennungsasche (HMV-Asche) enthält hauptsächlich mineralische
Bestandteile und auch wertvolle Eisen- und Nichteisenmetalle. Nach einer Aufbereitung und Rückgewinnung der Metalle werden HMV-Aschen derzeit in Deutschland zum Großteil entweder deponiert oder minderwertig im Deponiebau eingesetzt. Sie wären grundsätzlich jedoch auch für eine Verwertung in Betonprodukten geeignet, wodurch Rohstoffe und Deponiekapazitäten geschont
sowie CO2-Emissionen eingespart werden könnten. In Bezug auf diesen Verwertungspfad stellen vor allem die hohen löslichen Salzgehalte sowie der Gehalt an metallischem Aluminium eine Herausforderung dar, da diese Schäden im Beton verursachen oder seine Eigenschaften negativ beeinflussen können. Im Rahmen dieses Beitrags werden erste Ergebnisse aus dem Projekt HMV-Öko-Beton vorgestellt, das darauf abzielt HMV-Aschen so aufzubereiten, dass sie als
Ersatz für Gesteinskörnungen und Bindemittel in Betonfertigprodukten eingesetzt werden können.

Hausmüllverbrennungsaschen (HMV-Aschen) sind der mengenmäßig größte Rückstand der Verbrennung von Restabfällen. In Deutschland entstehen jährlich ca. 6 Mio. Tonnen HMV-Aschen, die nach der Aufbereitung und Rückgewinnung der Metalle zum größten Teil im Deponiebau verwertet oder auf Deponien beseitigt werden (ITAD, 2021). Der weltweit meistgenutzte Baustoff Beton besteht i.d.R. aus Zement als Bindemittel, Wasser, Gesteinskörnungen wie Sand und Kies sowie aus Additiven. Seine Herstellung ist energie- und ressourcenintensiv. Der dominierende Anteil der Emissionen wird in diesem Zusammenhang durch die Zementproduktion verursacht.
Aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften eignen sich HMV-Aschen grundsätzlich zur Substitution von Gesteinskörnungen und Bindemittel in Betonprodukten. Hindernisse diesbezüglich stellen vor allem die löslichen Salze und Schwermetalle sowie das enthaltene metallische Aluminium dar. Die löslichen Salze und Schwermetalle haben dabei jedoch keinen direkten negativen Einfluss auf die Verwertung der HMV-Aschen in unbewährten Betonprodukten (Joseph et al., 2018). Durch die neue Ersatzbaustoffverordnung verhindern die hohen Eluatkonzentrationen für bestimmte Parameter (Cl, SO4, Cu, Mo, usw.) die Verwertung der mineralischen Fraktion in Deutschland (EBV, 2021). Die Mengen an metallischem Aluminium sind gesetzlich nicht geregelt.
Relevante Gehalte an metallischem Al in der mineralischen Fraktion rufen bei der Nutzung im Beton aber Reaktionen, bei den Wasserstoffgas entsteht, hervor. Das kann wiederum zu einer Volumenvergrößerung des Betonkörpers und Abplatzungen führen. Vor diesem Hintergrund ist es das Ziel des Projekts HMV-Öko-Beton die mineralische Fraktion von Hausmüllverbrennungsaschen durch geeignete Aufbereitungsschritte so aufzubereiten, dass eine Substitution von Gesteinskörnungen und Bindemitteln in unbewehrten Betonprodukten möglich ist. Dadurch sollen hochwertige und ökologisch optimale Verwertungswege für die HMV-Asche erschlossen und der ökologische Fußabdruck von Betonprodukten verringert werden. Das Verbundprojekt läuft seit September 2021 und wird durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) gefördert (Details
zum Projekt siehe DBU (o. D.)).

Copyright:	© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben
Quelle:	Recy & Depotech 2022 (November 2022)
Seiten:	4
Preis:	€ 2,00
Autor:	M.Sc. Iveta Vateva Prof. Dr. David Laner
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