Im Jahr 2022 fielen in Deutschland rund 216 Mio. t Bau- und Abbruchabfälle an, was über 54 % des gesamten Brutto-Abfallaufkommens ausmacht. Angesichts des laufenden Transformationsprozesses hin zu einer ressourcenschonenden und nachhaltigen Wirtschaft kommt dieser Abfallkategorie daher eine besondere Bedeutung zu. Kann die Entstehung solcher Abfälle – bspw. durch den Erhalt bestehender Bausubstanz – nicht vermieden werden, sollten sie zumindest recyclinggerecht im Wirtschaftskreislauf verbleiben.
Bereits heute wird der Großteil der Bau- und Abbruchabfälle stofflich verwertet. Die daraus gewonnenen Materialien finden Verwendung im Straßen- und Wegebau, im Erdbau, beim Bau von Deponien oder für Lärmschutzwände. Zwar ersetzen sie dabei Primärrohstoffe, jedoch handelt es sich meist um Anwendungen auf einer niedrigeren Qualitätsstufe. Die TH Köln will dies ändern und erprobt derzeit einen geschlossenen Stoffkreislauf, indem sie an der Herstellung hochwertiger Baustoffe aus recycelten Materialien forscht.
Im Rahmen des Projekts „Modulares Bauen mit mineralischen Bauabfällen im ökoeffizienten Stoffkreislauf“ (ÖMoBau) entwickeln die Forscher verschiedene Rezepturen für verarbeitbare Mörtel. Diese bestehen aus recycelten Füllstoffen wie Asche aus der Restmüllverbrennung, Schotter von Bahngleisen oder Bauschutt sowie umweltfreundlichen Bindemitteln. Aus diesen Mörtelmischungen werden Probekörper hergestellt, die anschließend auf ihre Festigkeit geprüft werden. Nach erfolgreichen Tests sollen Bauteile entstehen, die sowohl rückbaufähig als auch wiederverwendbar sind.
Im ersten Schritt werden die bisher deponierten Bau- und Abbruchabfälle zerkleinert und sortiert. „In unserem Technikum bereiten wir die Materialien möglichst sortenrein auf und ermitteln die Korngrößenverteilung, die Rohdichte und den Wasseranspruch, also wie viel Wasser für eine bestimmte Verarbeitbarkeit benötigt wird. Dann untersuchen wir die Materialzusammensetzungen für die mineralischen Füllstoffe und optimieren so lange, bis sie die gewünschten mechanischen und ästhetischen Eigenschaften erreichen“, erklärt Prof. Dr. Axel Wellendorf vom Institut für Allgemeinen Maschinenbau der TH Köln. Auf dieser Grundlage werden Bauteile wie Wände, Decken und Stürze am Computer simuliert und anschließend vom Projektpartner Polycare gefertigt.
Zum Abschluss des Projekts wird ein Musterhaus auf dem :metabolon Campus errichtet. Dabei sollen möglichst viele der im Projekt entwickelten neuen Bauelemente verwendet werden.
(Autor: Paul Deder)