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Ausgewählte Ausgabe: 01-02-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Verwertung von Gießerei-Restsand als Recycling-Produkt

Durch Produktionsvorgänge in der Gießereiindustrie fallen belastete Gießerei-Restsande (GRS) an. Die Kosten für deren Entsorgung sind in den vergangenen Jahren stark gestiegen, so dass die Wiederverwertung in den Fokus rückt. Während die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des GRS im Hinblick auf die Verwendung als Baustoff gut sind, steht die Umsetzung aufgrund einer möglichen Gefährdung des Bodens und des Grundwassers durch gelöste Schadstoffe vor Herausforderungen.


Für deponierten Gießerei-Restsand kann es in Zukunft Recyclinglösungen in der Baustoffherstellung geben.

Für deponierten Gießerei-Restsand kann es in Zukunft Recyclinglösungen in der Baustoffherstellung geben.

Um das Lösungsverhalten des Materials zu untersuchen, wurde in der Studie „Untersuchung von Gießereialtsanden zur Wiederverwendung im Straßenbau“ ein Trogversuch mit gebundenem GRS durchgeführt.
In Deutschland fallen in der Gießereiindustrie etwa 460 000 t Gießerei-Restsand pro Jahr an, der in der Regel bentonitgebunden und durch den Produktionsprozess mit Schwermetallen, Säuren und Glanzkohlenstoffbildnern belastet ist [1]. Laut §3 Abs. 23 der Ersatzbaustoffverordnung handelt es sich um einen rieselfähigen Sand [2], der nach der Abfallverzeichnis-Verordnung [3] als Abfall eingestuft wird und entsprechend entsorgt werden muss. Die Entsorgung dieses auch als Waste Foundry Sand [4] bezeichneten Abfalls stellt die Gießereien vor entsprechende Herausforderungen, da die Ausschussmengen stetig zunehmen. Gleichzeitig reduziert sich die Zahl der Deponieplätze, und die Kosten für die Entsorgung in Deutschland steigen überproportional an. Im Zeitraum von 2011 bis 2013 ist eine Preissteigerung von 20 bis 100 % zu verzeichnen [5]. Alternative Entsorgungswege, die vor allem die Wiederverwertung des Sandes als Recycling-Produkt betreffen, sind daher notwendig.
§3 der Ersatzbaustoffverordnung erlaubt, dass der GRS unter der Erfüllung bestimmter Auflagen wiederverwendet werden darf. So könnte dieser zum Beispiel im Straßenbau eingesetzt werden, da er durch die Zugabe von Zement als Bindemittel sehr kompakt wird und bei Frost-Tau-Wechselversuchen sogar bessere Ergebnisse hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit erzielt hat als reiner Quarzsand [6 bis 8]. Dies bestätigen Untersuchungen [9], bei denen die Druck-, Zug-, und Biegefestigkeit mit steigendem Anteil an Recyclingmaterial und der Testdauer zunehmen. Bei der Herstellung von Fertigbeton mit Einsatz der Gießereirückstände konnten keine Beeinträchtigung der mechanischen sowie mikrostrukturellen Bedingungen festgestellt werden [10]. Weitere Möglichkeiten würden sich im Rahmen von Maßnahmen zur Bodenverbesserung, bei Flüssigverfüllungen sowie dem Bau von Dämmen, Wällen oder Bewehrungen ergeben. Eine derartige Wiederverwertung ist vielversprechend, so dass den GRS in Zukunft eine bedeutende Rolle als Zusatzstoff in baulichen Produkten zugesprochen wird [7; 8].
Während die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Materials im Hinblick auf die Verwendung als Baustoff eher positiv zu bewerten sind [11], ist die Belastung mit Schadstoffen, deren Anteil je nach vorheriger Verwendung in den verschiedenen Gießereien sehr unterschiedlich sein kann [9; 11; 12], als problematisch einzustufen. Hauptsächlich werden zwei Typen von GRS mit unterschiedlichen chemischen Eigenschaften unterschieden: Beim Typ I, der vorrangig in der Stahlindustrie eingesetzt wird, handelt es sich um einen durch kohlenstoffhaltige Beimengungen dunklen, tongebundenen Stoff, der einen Quarzsand- von 85 bis 95 % sowie einen Bentonit-Ton-Anteil von 4 bis 10 % aufweist. Der Typ II ist ein heller, chemisch gebundener Sand, der aus 93 bis 99 % Quarzsand und 1 bis 3 % unterschiedlichen chemischen Bindemitteln besteht. Meistens handelt es sich dabei um phenolische Urethangruppen, Epoxidharze oder Natriumsilikat [11]. Oftmals werden auch Mischsysteme aus beiden Typen verwendet [12].

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Autoren

Prof. Dr. Peter Chifflard

Philipps-Universität, Marburg
Kontakt: peter.chifflard@geo.uni-marburg.de

 Michaela Vorndran

Philipps-Universität, Marburg

Dr.  Martin Reiss

Philipps-Universität, Marburg

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