WIR-V1.5 | MultiMaterialRecycling – Recycling von Multimaterialbauteilen zur regionalen Wiederverwertung von Baustoffen am Beispiel von Carbonbeton

Zielstellung

Das Verbundvorhaben WIR-V1.5 setzt beim Carbonbeton eine vollständige Rückführung der einzelnen Materialien um, indem für die Entwicklung neuer Produkte sowohl Beton mit einem Anteil von bis zu 60 % recyceltem Betonsplitt als auch eine Bewehrung aus recycelten Fasern hinzugezogen werden. Dieser branchenübergreifende Ansatz ist notwendig, um Produkte nachhaltig zu fertigen. WIR-V1.5 trägt somit essenziell zur konkreten Anwendung recycelter Fasern für marktrelevante Produkte bei, wobei in der Region „Elbtal Sachsen“ bestehende Synergien zur Carbonbetonbauweise genutzt und Synergien zu neuen Branchen aufgebaut werden.

Ziel ist der Entwurf und das Recycling (R) von aus mehreren Komponenten bestehenden Bauteilen (Multimaterialbauteile) und die Rückführung der Materialkomponenten in einen Wiederverwertungskreislauf für neue Produkte. Als Beispiel soll dafür Carbonbeton dienen. Im Fokus stehen 1. der Altbeton und 2. die Verstärkungsmaterialien aus Carbonfasern. 

Ziel 1 – Schnittstellen- und Prozesskettenanalyse in der textilen und betonösen Fertigung: Die Partner definieren das Anforderungsprofil für einen prozesskettenübergreifenden ressourcen- und kosteneffizienten Materialeinsatz und analysieren dafür die bestehenden Prozesse. Auf Basis des Anforderungsprofils und der Weiterentwicklungen wird eine verbesserte Prozesskette in Form eines Prozesskettenmodells entwickelt. Diese wird im Rahmen der weiteren Arbeiten umgesetzt und an marktrelevanten Demonstratoren evaluiert.

Ergebnis 1: Anforderungsprofil für prozesskettenübergreifenden, ressourcen- und kosteneffizienten Materialeinsatz und verbesserte Prozessketten

Ziel 2 – Entwicklung und Herstellung von R-Beton und R-Textilbewehrung: Die Partner streben die Herstellung von R-Beton mit bis zu 60 % recycelten Betonsplitt an. R-Beton soll bzgl. Eigenschaften (u. a. Druckfestigkeit, Dauerhaftigkeit) mit Normalbeton vergleichbar sein sowie mit Endlosfasern verstärkt werden. Zur Zielerreichung werden zunächst reine Betonentwicklungen durchgeführt, die sowohl mechanische als auch verarbeitungstechnische Anforderungen erfüllen müssen. Des Weiteren werden auch Untersuchungen an Bauteilen mit Textilbewehrungen aus Endlosfasern durchgeführt. Zudem werden verschnittfreie Textilbewehrungen aus R-Endlosfasergarnen entwickelt und gefertigt. Dazu muss die bestehende Fertigungsanlage bzgl. der Anforderungen der R-Fasergarne angepasst werden, was insbesondere die Zuführung, Tränkung und Ablage des R-Fasergarns betrifft.

Ergebnis 2: R-Beton und R-Textilbewehrung

Ziel 3 – Entwicklung und Fertigung von Verbundbauteilen aus R-Beton und R-Textilbewehrung und Abstimmung der Prozessketten: Für die Modellierung der Bauteile werden bestehende Berechnungsmodelle mit den Kennwerten der R‑Materialien weiterentwickelt und anhand von Bauteilprüfungen validiert. Diese Prozesse und Materialien werden in einer abgestimmten Gesamtprozesskette erprobt und final justiert. Anhand der festgelegten Anwendungsfälle werden Demonstratoren im Großmaßstab im Fertigteilwerk hergestellt und geprüft.

Ergebnis 3: Bauteile aus R-Beton und R-Textilbewehrung und daran abgestimmte Prozessketten

beteiligte Partner

Betonwerk Oschatz GmbH

BCS Natur- und Spezialbaustoffe GmbH

Caruso Umweltservice GmbH

Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig

Nehlsen Sachsen GmbH & Co. KG

Steine und Erden Verarbeitungs- und Transportgesellschaft mbH

Koordination

Betonwerk Oschatz GmbH

Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig

Laufzeit

2023-05-01 bis 2024-08-30