Untersuchungen zur Leistungsschallimpulszerkleinerung für die selektive Aufbereitung von Beton

Der Einsatz von aufbereitetem Altbeton im Hochbau als Betonzuschlag ist derzeit mit ca. 1,6 M.-% sehr gering. Es dominieren Einsatzgebiete, wie Erd- und Landschaftsbau bzw. Straßenbau mit geringeren technischen Ansprüchen an die Rezyklate. Der Grund dafür sind die ungünstigen Eigenschaften der mit konventionellen Aufbereitungsaggregaten, wie Prall- und Backenbrecher, erzeugten Rezyklate. Die Rezyklate sind nicht aufgeschlossen, sondern liegen als Agglomerate aus Zementstein und Gesteinskörnungen vor, was sich negativ auf die Frisch- und Festbetoneigenschaften der daraus hergestellten Recyclingbetone auswirkt. Um die Qualität der Rezyklate zu erhöhen, d. h. zementsteinarme Sekundärzuschläge zu erzeugen, werden neue, hauptsächlich zweistufige Aufschlussverfahren für Beton entwickelt. Die erreichten Qualitäten der damit erzeugten Rezyklate unterscheiden sich bei vergleichsweise höherem Energieaufwand nur noch wenig von der Qualität der natürlichen Gesteinskörnungen. Ein geeignetes Verfahren, die Qualität der Rezyklate zu verbessern, ist das Verfahren der Leistungsschallimpulszerkleinerung. Der gegenwärtige Stand der Leistungsschallimpulszerkleinerung ist dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die prinzipielle technische Realisierung der Materialbeanspruchung mit Schallimpulsen und der Nachweis der Funktionsprinzipien untersucht wurden. Die Untersuchung der Zerkleinerungsprozesse und vor allem die Bewertung der Qualität der Produkte wurden bisher in der Literatur nicht ausreichend beschrieben. Die Auswirkungen der Parameter der Leistungsschallimpulszerkleinerung und besonders die Einflüsse der stofflichen Parameter der untersuchten Materialien wurden bisher nicht im erforderlichen Umfang untersucht. Zielstellung der Dissertation war die systematische Untersuchung der Leistungsschallimpulszerkleinerung als Alternative zu den bekannten mechanischen Aufbereitungsverfahren. Es wurden die Aufbereitungsergebnisse, die bei der Leistungsschallimpulszerkleinerung von Betonen mit systematisch variierten Eigenschaften erreicht werden können, in Abhängigkeit von den Prozessparametern ermittelt. Im Vordergrund standen die Untersuchung des Zerkleinerungsprozesses und vor allem die Bewertung der Qualität der Rezyklate sowie der Einfluss der Parameter der Leistungsschallimpulszerkleinerung auf die Rezyklatqualität. Es wurde untersucht, inwieweit die Leistungsschallimpulszerkleinerung durch die Grenzflächenbeschaffenheit bzw. die für die Schallleitung ausschlaggebenden Betoneigenschaften beeinflusst wird. Die gewonnenen Erkenntnisse stellen die Grundlage zur Weiterentwicklung der Schallimpulszerkleinerung zu einem innovativen Verfahren zum Aufschluss von Altbeton und anderen Verbundwerkstoffen dar.