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[Die Industrie der Steine + Erden]




Recycling von Restbeton

In jedem Betrieb der Beton- und Fertigteilindustrie sowie in allen Transportbetonwerken fallen täglich erhebliche Restbetonmengen an. Dieses Material läßt sich problemlos wieder in den Materialfluß einschleusen, wenn es sofort aufbereitet wird. Bei dem notwendigen Aufbereitungsprozeß wird durch Zugabe von Waschwasser der Zement aus den Zuschlägen herausgewaschen und anschließend im Wasser in Schwebe gehalten. Das gewaschene Material sollte erneut klassiert werden, um dem frischen Beton entsprechend der geforderten Sieblinie zugegeben werden zu können. Das mit dem ausgewaschenen Zement beladene Wasser kann als Anmachwasser eingesetzt werden, so daß eine zusätzliche Wasseraufbereitung nicht erforderlich wird. In der letzten Zeit haben sich die Tendenzen zur vollständigen Wiederaufbereitung dieser Rohstoffe verstärkt, und die maschinenherstellende Industrie trägt dieser Entwicklung durch Konstruktion von Anlagen Rechnung, in denen Beton und Mörtel aufbereitet werden können.


Auswaschmaschine

Bibko Doublex

Im Laufe der letzten Jahre hat die Transportbetonindustrie auch die Produktion von Transportmörtel (Leichtmörtel) in ihr Lieferprogramm aufgenommen. In den meisten Fällen erfolgt die Herstellung dieses Produktes ebenfalls im Betonmischer, in einigen Fällen wurde auch ein zweiter Mischturm errichtet. Hierbei kommt es nicht selten zu Problemen mit der separaten Entsorgung von Mörtelresten und Mörtelwasser. Meistens hat man sich damit beholfen, den Mörtel in Absetzgruben zu deponieren. Nicht selten wurde jedoch auch der Mörtel in einer vorhandenen Restbetonrecyclinganlage entsorgt. Dieses schadet jedoch der Qualität, weil die im Beton und im Mörtel eingesetzten chemischen Mittel nicht vermischt werden dürfen. Als weiteres Produkt etabliert sich seit etwa 1994 Fließestrich auf der Basis von Anhydrit. Dessen Restwasser darf auf keinen Fall mit dem Wasser für die Betonprodduktion in Verbindung kommen, wenn eine ausreichende Betonqualität gewährleistet werden soll. Um nun nicht in allen Werken, welche sich mit der Herstellung von verschiedenen Produkten befassen, mehrere Recyclinganlagen installieren zu müssen, wurde die "Doublex" entwickelt (Abb. 2).

Abb. 2: Restbetonrecyclinganlage Doublex (Foto Bibko)
Abb. 2: Restbetonrecyclinganlage Doublex (Foto Bibko)

Sie ist in der Lage, zwei Produkte in einem System getrennt aufzubereiten, ohne ein Vermischen der Komponenten zu verursachen.

Die Anlage besteht im wesentlichen aus einem Trogauswascher mit zwei Kammern, zwei Austragseinrichtungen und zwei Aufgabetrichtern. Die Größen der Kammern können indivuell für jedes Werk festgelegt werden.

Dies ist besonders wichtig, wenn ein Werkstoff, z. B. Anhydrit, nur einen kleinen Teil der Gesamtproduktion ausmacht. Die Auswaschanlage umfaßt einen im unteren Bereich halbkreisförmig ausgebildeten Trog mit an beiden Querwänden befestigten Lagern. Von der hier installierten Welle, die mit spiralförmigen Schnecken- oder Stachelsegmenten versehen ist, wird das Aufgabematerial durch das Wasserbad des Maschinentroges geschoben, dabei gereinigt und der vorgewählten Austragseinrichtung zugeführt. Anschließend kann es einem Sieb zugeführt werden, auf dem es in die gewünschten Kornklassen aufgeteilt wird. Das Waschwasser der einzelnen Produkte wird in getrennten Behältern aufbewahrt und kann als Anmachwasser für das jeweilige Produkt eingesetzt werden. Die Anlagen werden für Auswaschmengen bis zu 11 ml/h Mörtel oder Anhydrit bzw. 16 ml/h Beton konzipiert.


Restbetonrecyclinganlage

GECO-Flotmat

Der Rest- oder Rückbeton wird der Auswaschanlage (Abb. 3) zugeführt.

Abb. 3: Restbetonrecyclinganlage Flotmat (Foto Geco)
Abb. 3: Restbetonrecyclinganlage Flotmat (Foto Geco)

Diese trennt mittels einer Spirale und den daran montierten Trennschaufeln den Kies und Sand vom Zement und von den Feinstanteilen der Zuschläge (0,2 mm). Der Mischkies wird über Becher aus dem Trog herausgeschöpft und steht zur Wiederverwertung zur Verfügung.

Über Ventile erfolgt die Zufuhr von Frischwasser zur Produktion und zum Waschplatz. Durch Zugabe von Brauchwasser und / oder Frischwasser während des Waschvorganges erfolgt das Abschwemmen bzw. die Flotation der Feinstteile. Das abgeschwellte Wasser-Zement-Gemisch (Brauchwasser) wird in einem Rührwerksbecken oder Tank gesammelt. Das Waschwasser für Fahrmischer, Pumpen, Kübel und andere Geräte gelangt gleichfalls über die Waschanlage in die Sammelbehälter. Hier verhindern Rührwerke, welche in festgelegten Intervallen betrieben werden, das Sedimentieren der eingeleiteten Feststoffe. Das so gelagerte Brauchwasser kann wieder genutzt werden für:

Innenreinigung der Fahrmischer,

Abspülen der Feinstanteile,

Anmachwasser

für die Betonproduktion.

Es besteht somit keine Notwendigkeit mehr, Abwasser in öffentliche Kanäle einfließen zu lassen. Zusätzlich kann noch ein Regenwasser-Rückhaltebecken installiert werden. In diesem wird das im Produktionsbereich oder am Waschplatz anfallende Regenwasser gesammelt. Eine Pumpe oder ein Schöpfrad befördern das Wasser über den Auswascher in das Rührwerksbecken, so daß auch dieses Wasser der Betonproduktion zugeführt werden kann. Erst bei Leermeldung im Rückhaltebecken erfolgt der Einsatz von Frischwasser.


KBF, das Entsorgungssystem von "Klärfix" für Restbeton aus Betonpumpen

Während für Fahrmischer die Übergabe des Restbetons an die üblichen Restbetonrecyclinganlagen problemlos möglich ist, muß für Betonpumpen eine separate Entsorgungsmöglichkeit geschaffen werden. Die bisherigen Systeme zur Entsorgung dieses Restbetons über eine hydraulische Kippvorrichtung, seitlich angeordnete Rutsche oder unterirdisch verlegte Förderschnecke wurde nun durch die Klärfix-Förderschnecke ergänzt (Abb. 4).

Abb. 4: Restbetonrecyclinganlage KBF Foto Klärfix)
Abb. 4: Restbetonrecyclinganlage KBF Foto Klärfix)

Der große Aufgabetrichter ermöglicht eine problemlose und saubere Reinigung der Betonpumpen. Eine spezielle Tragkonstruktion gewährleistet weiterhin den Transport von Wasser. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, die Hofentwässerung über die Förderschnecke vorzunehmen. Das System wird auch in winterfester Ausführung geliefert. Für die Wiederaufbereitung von Beton, Leichtbeton und Mörtel, die aus unterschiedlichen Zuschlägen und chemischen Zusätzen hergestellt werden und daher eine separate Aufbereitung erfordern, hat Klärfix eine Doppelschnecke entwickelt. Mit dieser Ausführung ist es möglich, gleichzeitig an einem Standort unterschiedliche Restmengen von diesen Produkten zu entsorgen und aufzubereiten. Durch eine in der Schnecke angeordnete Vorrichtung können Leichtstoffe mit dem Kies-Sand-Gemisch ausgetragen werden.

Kompakte Restbetonrecyclinganlage von L&T

Diese Anlage ist konzipiert für das gleichzeitige Auswaschen von zwei Fahrmischern (Abb. 5).

Abb. 5: Restbetonrecyclinganlage Kompakt (Foto L & T)
Abb. 5: Restbetonrecyclinganlage Kompakt (Foto L & T)

Sie setzt sich im wesentlichen aus den Spülgalgen, dem Aufgabetrichter, der Sieb- und Waschtrommel, der Austragseinrichtung mit den Bandförderern und den Krälwerken für die Wasserbecken zusammen.

Die von den Baustellen kommenden Fahrmischer setzen rückwärts gegen die Anlage und lösen dabei die Automatik für die Zugabe von Waschwasser aus. Mit erhöhter Drehzahl wird dann zunächst die Mischertrommel gereinigt, anschließend durch reversieren der Drehrichtung das Frischbeton-Wasser-Gemisch über den Aufgabetrichter der Wasch- und Siebtrommel zugeführt. Hier werden die Zuschläge des Betons in ihre Komponenten zerlegt, von anhaftendem Zement befreit und von den Austragseinrichtungen zu Halden aufgeschüttet, so daß sie für das Zubereiten von Beton erneut verwendet werden können. Das Waschwasser mit dem darin enthaltenen Zement gelangt in die Rührwerksbehälter. Das Krälwerk sorgt dafür, daß die Zementpartikel in Schwebe gehalten werden und nicht am Boden sedimentieren. Weil das Waschwasser auch als Anmachwasser für Frischbeton verwendet wird, erfolgt keine Anreicherung des Zementanteils.

Die Restbetonrecyclinganlage ist bei Anlieferung komplett montiert und installiert, fertig zum Anschluß an die Rührwerksbehälter. Die 6 m3 Wasser fassende Wasch- und Reinigungstrommel verfügt über einen hydrostatischen Antrieb mit Planetengetriebe, mit dem auch unter extremen Bedingungen eine ausreichende Antriebsleistung zur Verfügung steht und die Drehzahl zwischen 3 bis 6 min-1 stufenlos geregelt werden kann. Die Auswaschleistung erreicht bis zu 30 ml/h.

Die Restbetonrecyclinganlagen LRS und LRT von Liebherr

In der Recyclinganlage LRS werden die Feststoffe des Restbetons in einer Auswasch-Schnecke sauber ausgewaschen. Durch die runde Form des Aufgabetrichters können Fahrmischer und Betonpumpen variabel positioniert werden. Die Schnecke ist unten mit Paddeln bestückt, die das aufgegebene Material zuerst grob zerteilen. Sie ist in ihrem Trog asymmetrisch gelagert, um eine optimale Entwässerung der ausgewaschenen Zuschläge zu erreichen. Durch ein Materialbett, welches sich am Schneckentrog bildet, wird die Trogwand wirkungsvoll gegen Verschleiß geschützt.

Der Antrieb der Schneckenwelle erfolgt über einen Getriebemotor. Besonders verschleißarme Speziallager gewährleisten einen störungsfreien Betrieb. Dieses Gerät ist einfach gegen kalte Witterung isolierbar. Dazu dienen eine Außenisolierung an der Schnecke und elektrische Heizstäbe im Auswaschbereich. Die kompakte Bauform benötigt wenig Platz am Einsatzort.



Abb. 6: Restbetonrecyclinganlage LRT (Foto Liebherr)
Abb. 6: Restbetonrecyclinganlage LRT (Foto Liebherr)

Beton-Recyclinganlagen vom Typ LRT (Abb. 6) sind schnell montierbare Geräte. Der große Waschtrog ist geschlossen und besteht aus zwei Halbschalen, damit der Trog zu Wartungs- und Service-Arbeiten leicht geöffnet werden kann. Im Inneren des Trogs arbeitet eine zweigängige, konisch verlaufende Waschspirale. Der Spiralenantrieb erfolgt über ein robustes Getriebe, das auch bei Fahrmischern Verwendung findet. Direkt angeflanscht ist der elektrische Antriebsmotor.

Diese Antriebskonzeption ist für überlastungssicheren Dauerlauf ausgelegt. Alle Lagerstellen liegen außerhalb des Naßbereichs und haben dadurch eine hohe Lebensdauer Der Aufgabetrichter kann frontseitig oder seitlich neben dem Waschtrog vorgesehen werden. Eine Schutzeinrichtung verhindert das Überfüllen. Die LRT besitzt auch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt noch gute Auswascheigenschaften.

Beide Recyclinganlagen zeichnen sich durch eine schnelle Restbetonaufnahme aus. Da bis zu drei Fahrmischer gleichzeitig aufgeben können, werden unnötige Wartezeiten vermieden. Die Einhaltung des Trennschnitts von 0,2 mm Feststoffgröße im Restwasser wird auch bei voller Auslastung erreicht. Zur Spülung der Fahrmischer und Betonpumpen kommt ausschließlich Restwasser zum Einsatz. Die Behälter für dieses Restwasser können als Hochbehälter oder Container oberirdisch oder als Tiefbehälter in die Recyclinganlage integriert werden.

Die Restbetonrecyclinganlagen zeichnen sich durch geringen Verschleiß und geringen Wartungsaufwand aus. Die gewonnenen Restzuschläge sind zementleimfrei.

SPS-Steuerungen lassen alle Prozesse vollautomatisch ablaufen und können in der Projektierungsphase oder auch nach Inbetriebnahme für Kundenwünsche angepaßt werden.

Restbeton Auswaschanlage "Starec"

Betonwerke verlangen von den Maschinenherstellern, daß die Restbetonrecyclinganlagen ein schnelles Entleeren und Auswaschen von Mischern und Betontransporteinrichtungen ermöglichen, um ein Erhärten des Betons in diesen Einrichtungen ausschließen zu können.

Die Aufgabenstellung an den Anlagenbau sind nicht nur die Rückgewinnung der eingesetzten Materialien, sondern kompakte, ausbaufähige Baukastensysteme, die den kundenspezifischen Anforderungen gerecht werden. Stanelle legt daher besonderen Wert auf ganzheitliche Lösungen, mit denen nicht nur das Auswaschwasser, sondern auch das mit Zement- oder Pigmentstäuben belastete Regenwasser auf bereitet werden kann.

STAREC ist ein ausbaufähiges Baukastensystem für das Restbetonrecycling, das für kundenspezifische Wünsche ausgelegt ist. Es kann auch an vorhandene Auswaschmaschinen angepaßt werden oder diese ergänzen. Die Leistungsfähigkeit der Anlage liegt bei 15 ml/h und ist komplett in den Produktionskreislauf integriert. Die Trennung des recycelten Materials erfolgt in zwei Schritten. Eine weitere Trennung von Kies und Sand ist durch eine nachgeschaltete Siebmaschine möglich.

Das Versuchsstadium mit namhaften Betonherstellern zur Wiederaufbereitung von Leichtbeton und Mörtel steht unmittelbar vor dem Abschluß. Aufbereitet wird Frischbeton vom Mischer, von der Spülstation, von den Fahrmischern und den Betonpumpen. Für die Entsorgung der Betonpumpen ist eine Hubwanne im Einsatz. Die Taktzeit für einen Reinigungsdurchlauf liegt bei 20 Minuten. Durch die Förderspirale in der Recyclingtrommel werden die Zuschläge kontinuierlich ausgetragen, während der Zementleim zurückbleibt. Der Trennschnitt liegt hier bei 0,2 mm. Das Wasser mit dem Zement und den Feinanteilen gelangt in ein Klärbecken mit Rührwerk, welches als Tief- oder Hochbecken ausgeführt werden kann. Das Rührwerk verhindert die Sedimentation der Feststoffpartikel. Eine Schmutzwasserpumpe fördert das Wasser über eine flexible Leitung zur Wasserwaage in der Betonbereitung.

RA 6, die neue Auswaschanlage von Stetter

Die neue RA 6 ist die sinnvolle Ergänzung zum bisher gebauten Waschtrommelprogramm RA 12 und RA 20, die in vielen Fällen als überfahrbare Anlagen gebaut worden sind (Abb.).

Abb.: Überfahrbare Restbetonrecyclinganlage (Foto Stetter)
Abb.: Überfahrbare Restbetonrecyclinganlage (Foto Stetter)

Die RA 6 ist für kleine Transportbeton- und Fertigteilwerke mit entsprechendem Fuhrpark (bis zu 6 Fahrmischer) und der daraus resultierenden Restbetonmenge vorgesehen. Die Anlage zeichnet sich durch Einfachheit und Robustheit besonders aus. Mechanische und elektrische Einrichtungen wurden auf ein Minimum reduziert, was sich im Preis widerspiegelt. Die Auswaschleistung beträgt bei Normalbeton etwa 6 ml/h.

Die im halbrunden Aufgabetrichter aufgegebene Reststoffmenge wird durch die Trichterspülung in die rotierende Waschtrommel abgefördert. Der schräg liegende Trommelkörper gliedert sich in einen zylindrischen Aufnahme- und Hauptwaschbereich, einen konischen Transportbereich aus dem Wasserbad mit Grobentwässerung und einer zylindrischen Restentwässerungszone mit Abwurf. Im Hauptwaschbereich wird die Kornmasse mittels durchgehenden Spiralen zwanglos gefördert. Eingeschweißte Waschwerkzeuge durchpflügen das aufgegebene Material und bewirken eine Aufschließung des Zements im Inneren der Materialschicht. Der aufgegebene Zement und die Feinstsande bis zu einer Korngröße von 0,2 mm werden aufgrund des zugeführten Spülwassers aus dem Trommelinneren durch die Überlaufströmung hinausgefördert. Im konischen Trommelbereich wird das Auswaschgut mit einem speziellen Transportspiralen-Segmentsystem aus dem Wasser herausgefördert. Die weitere Entwässerung und den Abtranport des gewaschenen Mischkieses bis zum Abwurf übernehmen in dem kleinen zylindrischen Abschnitt ebenfalls hierfür entwickelte Spiralsegmente.

Als Trommelantrieb (3kW) wird der bewährte Reibradantrieb verwendet. Die Überfüllwarneinrichtung wird durch Messen des Aufnahmestroms am Antrieb bewerkstelligt und mittels Blitzleuchte angezeigt. Das Spülwasser für Fahrmischer-Innenreinigung und für die Waschtrommel wird aus dem Rührwerksbecken gepumpt. Nach Beendigung des Auswaschbetriebes erfolgt die zeitverzögerte Abschaltung der Waschtrommel automatisch beim Abfahren des Fahrmischers durch den am Wassergalgen montierten Pendelschalter.


Steuerung und Optimierung der Wasseraufbereitung von Betonwaschwasser

Stand der Technik ist die Herstellung von unbewehrtem Beton, Stahlbeton und Spannbeton unter Wiederverwendung von Restbeton, Restwasser und Restmörtel. Das Betonwaschwasserrecycling erfordert aber die Ermittlung der Feststoffkonzentration zur Rezepturkorrektur nach der Richtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DafStb).

Bei der Produktion von Beton, z. B. zur Herstellung von Betonfertigbauteilen, fällt beim Reinigen der Fahrmischer oder Betonpumpen, als Rückstand beim Waschen oder Strahlen von Betonoberflächen oder als Frischbeton, der nicht verwendet wird sowohl Restbeton als auch Restwasser (Betonwaschwasser) an. Zur Herstellung von Beton wird sehr viel Frischwasser benötigt. Da die Frisch- und Abwassergebühren in den letzten Jahren drastisch gestiegen und auch zukünftig unkalkulierbar sind, macht sich die Industrie diesbezüglich immer mehr Gedanken. Durch eine Aufbereitung des Waschwassers und Rückführung in den Produktionsprozeß kann dieser erhebliche Kostenfaktor minimiert werden.

Schwörer Bautechnik in Veringenstadt hat diese Überlegungen umgesetzt.

Abb. 7:  Aufbereitung von Betonwaschwasser (Zeichnung Endress + Hauser)
Abb. 7: Aufbereitung von Betonwaschwasser (Zeichnung Endress + Hauser)

Abbildung 7 zeigt das vereinfachte Verfahrensschema der Betonwaschwasseraufbereitung bei der Spannbetondeckenherstellung.

In einem Becken wird das ankommende Betonwaschwasser gesammelt. Damit sich die Feststoffe an der Stelle nicht absetzen und aushärten, wird das Waschwasser ständig gerührt. Zur Bestimmung des Feststoffgehaltes wird der optoelektronische Sensor CUS 41 und das Auswertegerät CUM 252 von der Firma Endress + Hauser (E+H) verwendet. Kontinuierlich wird hier der Feststoffanteil in g/l gemessen. Das Waschwasser wird, sofern eine bestimmte Dichte nicht überschritten wird, dem Betonherstellprozeß wieder zugeführt, d. h. erhebliche Mengen an Frischwasser können somit eingespart werden. Eine Wasserdosiersteuerung mit Wasserdosier-Computer BT 5000 der Firma Bikotronic ist verantwortlich für die Dosierung von einem Gemisch aus Sauber- und Recyclingwasser. Mit dem neuen Bikotronic Wasserdosier-Computer BT 5000 ist eine Berechnung und Dosierung von feststoffbeladenem Waschwasser, egal welcher Dichte, möglich.

Je nach Betonrezeptur darf in dieser Anwendung die Dichte einen Bereich von 1,02 bis 1,05 nicht überschreiten, da bereits an dieser Stelle die Qualität des Betons maßgeblich beeinflußt wird. In der Entschlammungsanlage, in die permanent Wasser aus dem Betonwaschwasserbecken gepumpt wird, werden die Feststoffe vom Wasser getrennt. Der nur in Ausnahmefällen, bei zu hoher Dichte und damit zu hohem Sauberwasseranteil anfallende entwässerte Schlamm wird entsorgt. Das Sauberwasser wird dann in ein weiteres Becken gepumpt und dient wiederum zur Reinigung der Anlagenteile und des Zubehörs, wie Mischer, Kübel, und Transportbehälter.





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