Die TH Köln arbeitet derzeit an einem Verfahren, um Müllverbrennungsasche für die Beton-Herstellung nutzbar zu machen. Untersuchungen mit ersten Rezepturen und Probekörpern belegen: Es ist grundsätzlich machbar.
Durch die Verbrennung von haushaltsüblichem Müll fallen in Deutschland jährlich etwa 5,7 Millionen Tonnen Müllverbrennungsaschen (MV-Aschen) an. Da diese Rückstände bisher nicht hochwertig weiterverarbeitet werden können, verbleiben sie größtenteils ungenutzt auf Deponien. Dies will die TH Köln mit ihrem Projekt »ASHCON« ändern.
„Müllverbrennungsasche besteht neben metallischen und organischen Anteilen aus mineralischen Stoffen. Letztere haben das Potenzial, um natürliche Ressourcen wie Kies oder Sand bei der Betonherstellung zu ersetzen“, sagt Prof. Dr. Björn Siebert vom Labor für Bau- und Werkstoffprüfung der TH Köln.
Im Vorhaben »ASHCON« werden deshalb Konzepte zur Aufbereitung und Verarbeitung von MV-Asche entwickelt. Ziel ist es, diese als alternative Ausgangsstoffe für die Herstellung von Transportbeton – also Beton, der in frischem Zustand angeliefert wird – und für Betonwerkstein, zum Beispiel Pflastersteine, verwenden zu können.
Mineralische Gesteinskörnung aus MV-Asche
Am Standort der Leppe-Deponie in Lindlar (Oberbergischer Kreis) hat die TH Köln gemeinsam mit dem Bergischen Abfallwirtschaftsverband (BAV) und der AVEA GmbH & Co. KG mehrere Proben von MV-Aschen unterschiedlichen Alters entnommen. Dort betreibt die Hochschule gemeinsam mit dem BAV das :metabolon Institute, ein Lehr- und Forschungszentrum.
Das Projektteam stellte aus diesen Proben mittels neuer Trenn- und Sortierverfahren mineralische Gesteinskörnung her und teilte diese in Gruppen gleicher Körnung ein. „Von einer Probe MV-Asche lassen sich bis zu 60 Prozent als so genannte 2/8-Korngruppe mit überwiegend mineralischer Zusammensetzung gewinnen. Das ist eine Körnung, die für die Betonherstellung in großen Mengen benötigt wird. Der größte Anteil dieser Korngruppe war in frischer MV-Asche zu finden“, erklärt Siebert.
50 Prozent Einsparpotenzial bei Kies
Nach der Aufbereitung haben die Forschenden verschiedene Rezepturen hergestellt. „Wir haben Zusammensetzungen mit Blick auf Faktoren wie Verarbeitbarkeit und Druckfestigkeit variiert und die Rezeptur sukzessive angepasst“, so Siebert. So entstand eine Mischung, bei der im Vergleich zu herkömmlichen Standardrezepturen etwa die Hälfte des darin enthaltenen Kieses durch aufbereitete MV-Asche ersetzt wird.
„Durch den Austausch haben sich gegenüber Standardrezepturen weder die Frisch- noch die Festbetoneigenschaften signifikant verändert, wie wir in Untersuchungen an Betonmischungen und daraus hergestellten Probekörpern ermittelt haben. Das bedeutet, dass sich aufbereitete MV-Aschen grundsätzlich als Ausgangsstoff für die Betonherstellung eignen“, sagt Siebert.
Großtechnische Umsetzung geplant
In weiteren Arbeitsschritten wird das Projektteam nun an Möglichkeiten einer großtechnischen Umsetzung der Betonproduktion mit MV-Asche arbeiten und die Einhaltung von Umweltanforderungen überprüfen.
„Wir haben bereits festgestellt, dass einzelne Schwermetallgehalte, zum Beispiel für Kupfer, problematisch werden können. Hier werden wir weitere Untersuchungen durchführen: Wie viele der im Beton gebundenen Metalle werden überhaupt freigesetzt? Welche Anwendungen, zum Beispiel in der Industrie, wären trotzdem umsetzbar? Und müssen wir mit Blick auf die globale Ressourcenknappheit und überlasteten Deponien über die Bewertung der Umweltverträglichkeit diskutieren, um Reststoffe wie MV-Asche als Rohstoffe zirkulär nutzbar zu machen? Mit diesen und weiteren Fragen werden wir uns bis zum Projektende befassen“, erläutert Siebert.
