DE4320917A1

DE4320917A1 - Verfahren zur Herstellung eines Zuschlagstoffes für die Betonindustrie

Info

Publication number: DE4320917A1
Application number: DE19934320917
Authority: DE
Inventors: Annemarie Schritter
Original assignee: Individual
Current assignee: Schritter Annemarie 45892 Gelsenkirchen De
Priority date: 1993-06-24
Filing date: 1993-06-24
Publication date: 1995-01-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zuschlagstoffes für die Betonindustrie; die nach dem Verfahren hergestellten Zuschlagstoffe sollen antei lig auch bekannten Zuschlagstoffen, wie Kies oder Sand, zugefügt werden können.

In DIN 4226, Bl. 1 bis 3, sind Zuschläge für Beton be schrieben, wobei hierunter ein Gemenge aus ungebrochenen und/oder gebrochenen Körnern aus natürlichen und/oder künstlichen mineralischen Stoffen verstanden wird. Zu schläge bestehen aus etwa gleich oder verschieden großen Körnern mit dichten Gefügen. Gesprochen wird von Sand bei einer Korngröße bis zu 4 mm, von Kies bei einer Korn größe von 4-32 mm und von Grobkies bei einer Korngröße von 32-63 mm. Bekannt sind auch künstlich hergestellte Zuschläge, z. B. aus Hochofenstückschlacke, Schmelz schlacke oder Hochofenschlackensand.

Zuschläge dürfen sich unter Einwirkung von Wasser nicht erweichen, sich nicht zersetzen, mit den Zementbestand teilen keine schädlichen Verbindungen eingehen und den Korrosionsschutz der Bewehrung nicht beeinträchtigen. Je nach Verwendungszweck und Aufgabe muß der Zuschlag hin sichtlich der Kornzusammensetzung, Reinheit, Festigkeit, Kornform, Widerstand gegen Frost oder Abnutzung besonde ren Anforderungen genügen.

Hierbei kommt es auf den Verwendungszweck des Betons an. Beton, der lediglich als Befestigung unterhalb von Pfla sterungen oder dergleichen dient, genügt geringeren An forderungen als Beton, der beispielsweise als Sichtbeton in Wohnhäusern Einsatz findet.

Es ist bekannt, daß der Abbau von Kiesen und Sänden in vielen Gegenden Deutschlands auf umweltrechtliche und na turschützerische Bedenken stößt. Auf der anderen Seite fallen, beispielsweise im Rahmen des sogenannten Dualen Systems Deutschland (DSD = Aktion "Grüner Punkt") große Mengen von Kunststoffabfällen aus Verpackungen an, die entgegen der ursprünglichen Erwartung in der großen an fallenden Menge nicht recycelt werden können (vgl. bei spielsweise Sendung HEUTE, ZDF, 15.6.1993, 21.45 Uhr). Bei den aus Verpackungen und Umhüllungen stammenden Kunststoffabfällen handelt es sich um solche, die einen großen Anteil von Polyethylen enthalten. PE ist ein gegen Umwelteinflüsse resistenter, aber selbst absolut untoxisch und inert wirkender Kunststoff. Es hat sich herausgestellt, daß Granulat aus PE bis zu einer Menge von 10 Vol.-% als Zuschlagstoff geeignet ist, wenn eine Wärmebelastung des Betons bzw. des Tonsteins anschlie ßend keine Rolle spielt.

Für die Erfindung stellt sich demnach der Anspruch, ein Betonzuschlagmittel unter Verwendung von in großen Men gen anfallenden Kunststoffabfällen herzustellen.

Die Erfindung löst dieses Problem durch ein Verfahren zur Herstellung eines Zuschlagstoffes für die Betonindu strie, welches durch folgende Verfahrensschritte gekenn zeichnet ist:

- Kunststoffabfälle, auch nicht-artenreine, aus ver brauchten Verpackungen und Umhüllungen werden grob ge reinigt und sortiert, so daß sie insbesondere frei von Lebensmittel-, Fett- und Aluminiumresten sind,
- Zerkleinern der gereinigten Abfälle auf eine Korn größe, die das Vermischen erleichtert und Vermischen der Abfälle,
- Erhitzen des Gemisches bis auf eine Temperatur, bei der wenigstens 50 Vol.-% der im Gemisch vorhandenen Kunststoffe geschmolzen sind, aber eine Pyrolyse noch nicht stattfindet, und Verrühren der ungeschmolzenen Teile in der Schmelze,
- Extrudieren oder Herauspressen des Gemisches und Zerkl einern des austretenden Stranges zu einem Granulathäch sel,
- Abkühlen und Erstarrenlassen des Granulathächsels zum Granulat.

Die nach dem Verfahren hergestellten Zuschlagstoffe sind inert, ergeben für viele Betonarten verwendbare Zuschlag stoffe, sind jedoch nicht wärmebeständig, so daß ein Brennen über eine Temperatur von 100°C vermieden werden sollte. Es ist auch möglich, die Zuschlagstoffe anteilig bekannten Zuschlägen, wie Kies oder Sand, beizumischen.

Da Polyethylen und ähnlich strukturierte Polyolefine einen relativ niedrigen Schmelzpunkt haben und in der Masse der aus verbrauchten Packungen bestehenden Kunst stoffabfällen vorherrschen, ist es im allgemeinen ledig lich erforderlich, auf die Schmelztemperatur des Poly ethylens zu erhitzen, die etwa bei 120°C liegt; bei Bedarf kann auch bei höherer Temperatur geschmolzen werden.

Es ist sogar möglich, der Schmelze körnige, nicht durch schmelzende Stoffe hinzuzufügen, wie z. B. Kies, Sand, Holzspäne, Schlacken, Granulate, Blähton-Granulate und dergleichen, bis etwa zu einem Anteil von 10-15 Gew.-%. Wesentlich ist, daß die Granulate der nicht-schmelzenden Stoffe umhüllt werden von einer Hülle geschmolzenen und erstarrten Polyolefins.

Vorzugsweise wird zur Verwendung als Betonzuschlag ein Gemisch aus gebrochenen Körnern mit einem Größtkorn von 32 mm verwendet, während als Tonsteinzuschlag das Größt korn lediglich 10 mm beträgt.

Ein Ausführungsbeispiel wird im nachfolgenden beschrie ben:

20 kg eines Kunststoffabfallgemisches aus Verpackungen, insbesondere leere Lebensmittelpackungen, sowie Kunst stoffolien wird in einem heißen Wasserbad gereinigt, wo bei Lebensmittelreste, Fettreste und Aluminiumteile durch Flottieren und/oder Abspülen entfernt werden.

Die Kunststoffabfälle werden durch Scheren auf eine Korn größe zerkleinert, die durch ein Sieb mit einer Siebma schenweite von 82 mm paßt. Anschließend werden die zer kleinerten Abfälle vermischt.

In einer Edelstahl-Anlage werden die Kunststoffabfälle bis zu einer Temperatur von 150°C erhitzt, wobei der größte Teil der Abfälle geschmolzen ist und nur etwa 10 Gew.-% ungeschmolzene Anteile vorhanden sind, die aus Holz, Glassplittern, kleinen Steinen und Sand, sowie aus Metallstücken bestehen. Der Schmelze werden Sand und Kies bis zu 15 Gew.-% beigemischt. Diese Teile werden zu sammen mit dem geschmolzenen Kunststoff verrührt, so daß sich eine innige Verbindung und Umhüllung in der Schmel ze ergibt. Alle nicht-schmelzenden Teile werden vom Schmelzgut umhüllt.

Die Schmelze wird mit Hilfe eines Schneckenextruders oder unter Druck durch ein Mundstück mit einem Durchmes ser zwischen 2 und 20 mm gedrückt. Der herauskommende Strang wird sofort, vor dem gänzlichen Abkühlen, zu einem Granulathächsel geschnitten. Dieses kühlt ab und ist anschließend als Granulat als Zuschlag oder als Teil-Zuschlag verwendbar.

Der gewonnene Zuschlag ist hinsichtlich Kornzusammen setzung, Reinheit, Festigkeit, Kornform, Widerstand gegen Frost und Abnutzung geeignet, Betonen von einfa cher bis mittlerer Anforderung beigemischt zu werden. Die Kunststoffagglomerate erweichen unter Einwirkung von Wasser nicht. Sie zersetzen sich nicht und die Bestand teile enthalten auch keine Stoffe, die mit dem Zement schädliche Verbindungen eingehen, da Aluminium entfernt worden ist. Der Korrosionsschutz der Bewehrung ist eben falls nicht beeinträchtigt.

Ein weiterer Vorteil ist, daß Betonmischwerke sich de zentral an vielen Orten der Bundesrepublik Deutschland befinden, so daß auch der anfallende Kunststoffabfall nicht über weite Strecken transportiert werden muß, wenn er nach dem vorgeschlagenen Verfahren zu einem Betonzu schlag verarbeitet wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Zuschlagstoffes für die Betonindustrie, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Kunststoffabfälle, auch nicht-artenreine, aus ver brauchten Verpackungen und Umhüllungen werden grob gereinigt und sortiert, so daß sie insbesondere frei von Lebensmittel-, Fett- und Aluminiumresten sind,
- Zerkleinern der gereinigten Abfälle auf eine Korn größe, die das Vermischen erleichtert und Vermi schen der Abfälle,
- Erhitzen des Gemisches bis auf eine Temperatur, bei der wenigstens 50 Vol.-% der im Gemisch vorhan denen Kunststoffe geschmolzen sind, aber eine Pyro lyse noch nicht stattfindet, und Verrühren der un geschmolzenen Teile in der Schmelze,
- Extrudieren oder Herauspressen des Gemisches und Zerkleinern des austretenden Stranges zu einem Granulathächsel,
- Abkühlen und Erstarrenlassen des Granulathächsels zum Granulat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch bis auf die Schmelztemperatur von Polyethylen erhitzt wird (ca. 120-160°C).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schmelze körnige, nicht-schmelzen de Stoffe hinzugefügt werden, z. B. Kies, Sand, Holzspäne, Schlacken, Blähton-Granulat und derglei chen, und zwar bis zu einem Anteil von 10-15 Gew.-%.

4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der extrudierte und herausgepreßte Strang einen Durchmesser zwischen 2 und 20 mm hat.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung als Betonzuschlag ein Gemisch aus gebrochenen Körnern mit einem Größtkorn von 20 mm verwendet wird.