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Recyclingbeton - Zweite Wahl?
   
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Praktische Erfahrungen mit Recyclingbeton
von Roland Fink
  • Durch erhöhte Entsorgungskosten für Bauschutt ist es mittlerweile wirtschaftlich geworden, Abbruchmaterial wieder zu verwenden.
     
  • Bauschutt lässt sich ökologisch verträglich wieder in den Materialkreislauf einbringen.
     
  • Für die Verwendung im Hochbau fehlen zur Zeit allerdings noch verbindliche technische Regeln.


Mauerziegel und Betonschutt aus abgebrochenen Gebäuden: Ausgangsmaterial unter anderem als Zuschlag für Recyclingbeton

Vor allem mineralische Baustoffe wie Mauerziegel oder Betonschutt werden für Recyclingmaterialien verwendet. Aufgrund des Reinheitsgrades wird das Material nach dem Recyceln meist auf niedrigerem Niveau verwendet als das Ausgangsmaterial.
Eine Sonderstellung nehmen Verbundstoffe ein. Sie werden oft deponiert, da ihre Wiederverwertung sehr hohe Recyclingleistungen voraussetzt, die wirtschaftlich noch nicht vertretbar sind.
Die Verwendung von Recyclingbaustoffen setzt neben bestimmten Materialeigenschaften natürlich auch einen entsprechenden Markt für Recyclingprodukte voraus.

Recyclingmaterial im Straßen- und Hochbau
Beim Straßenbau werden Recyclingbaustoffe zur Zeit am meisten verwendet, zum Beispiel für Tragschichten. Die Regelwerke für Recyclingbaustoffe im Straßenbau wurden schon Mitte der achtziger Jahre entwickelt. Sie gelten auch für mineralisches Material aus anderen Bereichen und sind unter anderem im »Merkblatt über die Verwendung von industriellen Nebenprodukten« verankert.
Im Straßenbau wird Recyclingmaterial auch für Lärmschutzwälle verwendet, wobei oftmals keine allzu hohen Anforderungen an das Material gestellt werden. Für Wege und Parkplätze ist die Verwendung von Betonschotter und Ziegelsplitt bereits alltägliche Praxis.
Nach DIN 18299 der VOB/C dürfen Recyclingstoffe verwendet werden, wenn sie »für den jeweiligen Zweck geeignet« sind. Ziegelsplitt- oder Recyclingbeton sind zwar technisch möglich und auch wirtschaftlich, für weite Bereiche fehlen jedoch die technischen Regeln zur Qualitätssicherung. Fehlende Sicherheit bei der Gewährleistung schreckt zur Zeit noch viele Firmen und Planer vom Umgang mit Recyclingstoffen ab. Ein erster Schritt wurde mit firmenspezifischen, bauaufsichtlichen Zulassungen gemacht.

Tabelle 1 - Kostenvergleich von Recycling

Kostenvergleich (DM)
Variante 1
Variante 2
Variante 3
Kosten für Baustelleneinrichtung
400.000
40.000
600.000
Vorhaltekosten für Abbruchmaschinen
2.900.000
2.900.000
4.350.000
Lohnkosten für Arbeiter, Poliere, Bauleitung
12.100.000
12.100.000
18.150.000
Transportkosten (ohne Entsorgung)
1.320.000
1.200.000
30.000
Deponie- und Entsorgungskosten
3.340.000
2.200.000
579.472
Betonkosten für Rohbau
2.705.000
2.705.000
1.987.800
Kosten für Lagerung der RC-Materialien
--
--
10.000
Kosten für Herstellung von RC-Beton
--
--
2.287.800
Zusammenfassung der Kosten
22.765.000
21.505.000
27.995.072

Erlös aus der Betonherstellung
--
--
3.510.000
Zusammenfassung Kosten und Erlöse
22.765.000
21.505.000
24.485.072

Recyclingbeton an Beispielen
Wegen fehlender technischer Regeln speziell für Recyclingbeton ist man zur Zeit gezwungen, auf die Normung für Beton und dessen Zuschlagstoffe (DIN 4226 T1/2) zurückzugreifen.
Die relativ hohen Anforderungen dieser Normen sind von Recyclingmaterial oft nur schwer zu erfüllen. Um dem Risiko mangelnder Eignung aus dem Weg zu gehen, bleibt Recyclingmaterial oft schon in der Planung außen vor.
Dennoch gibt es mittlerweile eine Reihe wissenschaftlich begleiteter Projekte, bei denen entweder Recyclingmaterial eingebaut wurde (Deutsche Bundesstiftung Umwelt, Berlin [7]) oder der Rückbau unter (geldlichen) Gesichtspunkten umfassender Wiederverwertung erfolgte (Hotel Post, Dobel [3]; lndustriekomplex, Dresden-Klotsche [4]).
Die rein geldliche Bewertung der wirtschaftlichsten Vorgehensweise beim Abbruch führt dazu, dass kein optimaler Wiederverwertungseffekt erreicht wird. Die Sortierung als kostenaufwendigster Teil wird nur grob durchgeführt.
Die Recyclingmaterialien werden auf niedrigerem Niveau wieder verwendet. Beispielhaft sind hier die Erhebungen für das Reichstagsgebäude [1]. Ziel der Anstrengungen sollte es jedoch bleiben, zumindest mineralische Stoffe, die auch den größten Teil der Baustoffe ausmachen, als Recyclingmaterial möglichst ortsnah wieder einzubauen.
Gerade bei mineralischen Baustoffen gibt es genug Möglichkeiten einer Wiederverwertung. So wurde zum Beispiel ein Beton mit recyceltem Betonsplitt mit der Güte B35 hergestellt [2]. Dieser ist einem Beton mit frisch gewonnenen Zuschlägen gleichwertig. Bei der Wiederverwertung von Mischschuttgranulat bietet sich eine Verwendung als Leichtbeton an. Hierbei konnten Betonqualitäten eines LB 1 5 bis LB 35 erreicht werden.

 

Umbau des Reichstags
Die Wiederverwendung von mineralischem Bauschutt aus dem Reichstag in Berlin wurde untersucht und vergleichend gewertet [1].
Dabei konnte nachgewiesen werden, dass die Verwertung vor Ort technisch möglich, wirtschaftlich aber nicht vertretbar wäre. Die Studie sah den ohnehin geplanten Rückbau, erweitert um recyclingspezifische Anforderungen vor.
Das mineralische Abbruchmaterial sollte einer Wiederverwendung als Recyclingbeton zugeführt werden. Variante 1 sah den Abtransport des Materials per Schiff vor, Variante 2 die Verwendung einer mobilen Recyclinganlage vor Ort. Bei Variante 3 war zusätzlich die Herstellung und der Einbau von Recyclingbeton vor Ort im Reichstagsgebäude selbst oder aber auf Baustellen der nahen Umgebung geplant.
Bei der geldlichen Bewertung war wiederum die durch den erhöhten Sortieraufwand gestiegene Arbeitszeit ausschlaggebend. Dadurch ist der Arbeitszeitaufwand für Variante 3 größer als für den durchgeführten Abbruch. Es wurde der Faktor 1,5 hierfür angesetzt. Damit erhöhen sich die Kosten für Lohn, Abbruchmaschinen und Baustelleneinrichtung um die Hälfte. Bei einer Verkürzung der Rückbauzeit von neun auf acht Monate wäre die untersuchte Variante wirtschaftlicher als die ausgeführte. Dass bei der Variante 3 Emissionen vermieden werden können, ist ein (willkommener) Nebeneffekt, der bei der geldlichen Betrachtung aber außer Acht bleibt.
Für die in Bild 5 dargestellten Stoffe würde sich eine Ausstoßreduzierung auf zehn Prozent ergeben. Dies ist vor allem für die angestrebte C02-Reduzierung eine nicht zu vernachlässigende Größe.

 

Berufsschulzentrum Meißen
Auf dem Gelände des künftigen Berufsschulzentrums für den Landkreis Meißen standen bis 1997 die Gebäude einer ehemaligen Ziegelei.
Diese hatte man vorwiegend aus Ziegelmauerwerk errichtet. Beim Abbruch wurden die holzeingedeckten Stahlfachwerkdächer abgefahren und das Mauerwerk sowie die Betonfußböden vor Ort recycelt und zwischengelagert.
Planerisch (LV) waren etwa 1500 Kubikmeter Mauerwerk und 250 Kubikmeter Beton/Stahlbeton ungebrochen erfasst worden. Für die spätere Gründung waren etwa 1700 Kubikmeter Recyclingbeton vorgesehen. Die anfallenden und die benötigten Mengen hielten sich also in etwa die Waage. Dies ist zwar nicht Voraussetzung, aber günstig für eine wirtschaftliche Abwicklung.
Die vorab kalkulierten Kosten auf Basis üblicher Marktpreise ergaben die in Tabelle 2 zusammengestellten Werte.
Der Kostenvorteil führte dazu, das Material mit einer mobilen Anlage direkt am Ort zu brechen.
Beim Abbruch stellte sich heraus, dass mehr tragfähiges Verfüllmaterial als geplant benötigt wurde, so dass bereits hier ein Teil des Recyclingmaterials verwendet wurde. Außerdem war auf dem Gelände mehr Bauschutt vorhanden als vorab erkennbar war (aufgefüllte Keller).
Letztendlich wurden etwa 1100 Kubikmeter Verfüllmaterial mit Vorsieb (bereits eingebaut), etwa 2500 Kubikmeter Recyclingbeton und etwa 900 Kubikmeter Betonbruch für Außenanlagen verwendet. Die Herstellung des Recyclingbetons wurde entsprechend den Anforderungen einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung für Recyclingbeton ohne besondere Eigenschaften ausgeschrieben. Eventuelle, vorab nicht erkennbare Abweichungen des Recyclingmaterials von der Zulassung sollten in Anlehnung an die DIN 4226, Teil 2, »Zuschlag für Beton mit porigem Gefüge«, qualitativ bewertet werden, was jedoch nicht erforderlich war.
Die Qualitätskontrolle hat das Herstellerwerk übernommen. Vorab durchgeführte Untersuchungen ergaben, dass die Qualität eines B1 5 ohne Probleme erreicht werden konnte.
Die Ausführung begann daraufhin im August 1998.
Auch an diesem Beispiel wird deutlich, dass vor allem im Bereich der Norm große Lücken bestehen, die gegenwärtig - bei gleichzeitig erhöhtem Risiko für die Ausführung - nur durch das Engagement und die gute Zusammenarbeit der Beteiligten ausgeglichen werden können.

 

Tabelle 2 - Kostenvergleich zwischen tatsächlichen und berechneten Kosten des Abbruchs sowie den berechneten Kosten der untersuchten Variante 3

Magerbeton übliche Praxis (2.500 m³)
Gesamt DM
(geschätzte Kosten)
DM / m³
Abbruch
Kostenneutral
--
Abfuhr (2000 m³)
20.000
8,00
Deponiegebühr / Recyclinggebühr (2000 m³)
20.000
8,00
Lieferpreis B10 frei Baustelle
2.500.000
100,00
Summe der Kosten vor Einbau
2.900.000
116,00

Baustellenrecyclingbeton (2.500 m³)    
Abbruch
Kostenneutral
--
Lagerung (2000 m³)
4.000
1,60
Recycling (2000 m³)
15.000
6,00
Auf- und Abbau der Anlage
20.000
8,00
Vorhaltekosten der Anlage (25.000 DM / Monat)
25.000
10,00
Lokale Transportkosten
12.500
5,00
Betonherstellpreis vgl.[1]
184.500
75,00
Materialeinsparung (mit Fremdüberwachung und 40% Grubensand

-42.500

-17,00
Summe der Kosten vor Einbau
221.500
88,60

Recyclingbeton stationäre Anlage (2.500 m³)    
Abbruch
Kostenneutral
--
Recycling (2000 m³)
15.000
6,00
Lagerung (2000 m³)
4.000
1,60
Transportkosten zum Betonwerk (Zuschlag 2000 m³)
30.000
12,00
Lieferpreis Recyclingbeton frei Baustelle
250.000
100,00
Materialeinsparung (mit Fremdüberwachung und 40% Grubensand

-42.500

-17,00
Summe der Kosten vor Einbau
256.500
102,60

Magerbeton übliche Praxis (2.500 m³) Nachkalkulation    
Abbruch
Kostenneutral
--
Abfuhr (2000 m³)
20.000
8,00
Deponiegebühr / Recyclinggebühr (2000 m³)
20.000
8,00
Lieferpreis B10 frei Baustelle
183.750
73,50
Summe der Kosten vor Einbau
223.750
89,50

Recyclingbeton stationäre Anlage (2.500 m³) Nachkalkulation    
Abbruch
Kostenneutral
--
Recycling (2000 m³)
15.000
6,00
Lagerung (2000 m³)
4.000
1,60
Transportkosten zum Betonwerk (Zuschlag 2000 m³)
14.000
5,60
Lieferpreis Recyclingbeton frei Baustelle
145.000
58,00
Summe der Kosten vor Einbau
178.000
71,20

Ausblick
Im Gründungsbereich gibt es viele Möglichkeiten mit Recyclingbeton zu arbeiten, da dort sehr oft Massenbeton angewendet wird, an den keine hohen Festigkeitsansprüche gestellt werden. Recyclingbeton lässt sich auch zur Frischbetonergänzung im Halbfertigteilbereich heranziehen [6].
Dort ist die Verwendung für Wände denkbar. Hierbei wurde nachgewiesen, dass Recyclingbeton als Kernbeton und Mantelwände aus Primärbeton eine ideale Ergänzung sind.
Bei einer Beanspruchung auf Biegung oder Normalkraft mit Biegung ergeben sich keine spürbaren Tragfähigkeitsverluste gegenüber einer Ausführung nur mit Primärbeton. Nur bei einer zentrischen Druckbeanspruchung macht sich die geringere Tragfähigkeit des Recyclinggemisches bemerkbar.

Resümee
Im Grunde sind recycelte Baustoffe bereits fester Bestandteil des Baualltags. Für die Verwendung im Hochbau fehlen zur Zeit jedoch verbindliche technische Regeln, die ein unkompliziertes und effektives Recycling möglich machen.
Wirtschaftliche Gesichtspunkte stellen auf der Herstellerseite keine Barriere mehr dar. Bei den inzwischen erhöhten Entsorgungskosten rechnen sich das Sortieren und auch die Wiederverwendung von Bauschutt immer mehr. Eine Ausnahme stellen Verbundbaustoffe dar, die schwer in ihre Bestandteile zu trennen sind. Sie sind in der Regel nicht wiederverwertbar und müssen deponiert werden.
Solche Baustoff-Kombinationen sollten durch einfach recycelbare Neuentwicklungen ersetzt werden. Baustoffe mittlerer Güte wären für den Hochbau mit den verfügbaren Verfahren kurzfristig bereitzustellen. Es sollte daher auch von Planerseite her überlegt werden, wo solche Stoffe ohne Qualitätseinbuße eingebaut werden können. (Roland Fink)

 

Literatur:
[1] Elsner, A., Möglichkeiten des Bauschuttrecyclings am Beispiel des Umbaus des Reichstagsgebäudes in Berlin, Diplomarbeit am Institut für Baubetriebswesen, TU Dresden, 1996
[2] Worni, F., Beton aus Recyclingmaterial, Baustoffrecycling 8/92, 518ff
[3] Rentz, Ruch, Nicolai, Spengler, Schultmann, Selektiver Rückbau und Recycling von Gebäuden, Landsberg, 1994
[4] N. N. Kontrollierter Teilrückbau eines Industriekomplexes in Dresden-Klotzsche, Bericht der Ingenieurgemeinschaft für technischen Umweltschutz für das Sächsische Staatsministerium für Umwelt und Landesentwicklung, 1994
[5] Müller, A., Wiederverwendung von Mauerwerkbaustoffen in Mörteln und Betonen, Baustoffrecycling 11/95, S.20 ff
[6] Andrä, H.-P., Schneider, R., Wickbold, T., Baustoff-Recycling, Landsberg, 1994
[7] Wöhnl, U., Betonsplitt für Beton im Hochbau Baustoffrecycling, 1/95, 5.5 ff