Projekte und Literatur
Schwerpunkt unserer Forschung ist die CO2 reduzierte Kreislaufwirtschaft mineralischer Baustoffe. Die im Rahmen der Helmholtz-Programmforschung gefundenen Ansätze sollen sich in der Praxis bewähren und müssen dazu wissenschaftlich, technisch und wirtschaftlich weiterentwickelt werden. Zu diesem Zweck führen wir mit Partnern aus Universitäten und Industrie gemeinsame Forschungsvorhaben durch, die von verschiedenen Förderungsgebern unterstützt werden.
Helmholtz-Programmforschung
Forschungsprogramm MATERIALIEN UND TECHNOLOGIEN FÜR DIE ENERGIEWENDE (MTET)
Im Rahmen des Topic 5 "Ressourcen- und Energieeffizienz", bearbeiten wir kritische
Technologielücken im Materialkreislauf zementgebundener Baustoffe.
Forschungsprogramm ENERGIESYSTEMDESIGN (ESD)
Innerhalb des Themas 2.1 "Digitalisierung und Systemtechnik für Flexibilitätslösungen" konzentrieren wir uns auf die Integration dezentraler Technologien zur Zementherstellung in ein dekarbonisiertes Energiesystem.
Projektpartner
HZDR, FZJ, DLR
Kontakt
Peter Stemmermann, KIT, 0721 608 24391, peter.stemmermann∂kit.edu
Repost: Porenbeton
Recyclingcluster Porenbeton: Optimierung von Rückbau und Sortierung von Altporenbeton und Erarbeitung neuer Optionen für die Kreislaufführung von Porenbeton
Laufzeit 01.06.2019 – 31.12.2022
Beschreibung
Mit Ende der mittleren Lebensdauer von Gebäude sind in den nächsten Jahren zunehmende Menge von Porenbetonabbruchmaterial aus dem Rückbau zu erwarten. Im Projekt Repost soll die Wiederverwertung solcher Materialien in der Porenbetonherstellung untersucht und verbessert werden, um Reststoffdeponierungen zur vermeiden und primäre Ressourcen zu schonen.
Projektpartner
Xella Technologie- und Forschungsgesellschaft mbH
KIT Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion (IIP)
Förderung durch
BMBF Bundesministerium für Bildung und Forschung
Förderkennzeichen: BMBF 033R249D
Teil der Fördermaßnahme ReziProK
Kontakt
Uwe Schweike, KIT, 0721 608 26001, uwe.schweike∂kit.edu
Peter Stemmermann, KIT, 0721 608 24391, peter.stemmermann∂kit.edu
R-Zement-Pilotanlage
R-Zement: CO2-arme Herstellung des Klinkerminerals Dicalciumsilikat aus Recycling–Baustoffen
Laufzeit 01.04.2021 – 30.06.2025
Beschreibung
Ziel des Projektes R-Zement ist es, eine Technologie zur dezentralen Herstellung von Zementklinker in einer Pilotanlage im Drehrohr zu optimieren (10t/h, dies entspricht einem Downscaling relativ zu einer geschätzten realen Anlage von 1/1000). Das dazu neu entwickelte Verfahren erzeugt bei ca. 1000°C Dicalciumsilikatklinker (sogenannten Belitklinker). In der Pilotanlage wird eine elektrische Beheizung realisiert.
Das Projekt wird durch einen Beirat, mit Mitgliedern aus Ministerien in BW, Industrieverbänden und Industrie, begleitet.
Förderung durch
Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg
Projektseite der Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg LUBW
Förderkennzeichen: L7521115
Literatur
Hunsinger, H.; Beuchle, G.; Stemmermann, P.; Schweike, U.; Warzycha, K.; Garbev, K.: Verfahren zur Herstellung von Dicalciumsilikat. DE 10 2012 108 022 B3
Kontakt
Meriem Sassi, KIT, 0721 608 23648, meriem.sassi∂kit.edu
Ulrich Precht, KIT, 0721 608 24034, ulrich.precht∂kit.edu
Günter Beuchle, KIT, 0721 608 25573, guenter.beuchle∂kit.edu
Innopool Energiewende und Kreislaufwirtschaft (EuK)
Innovationspoolprojekt 1: Energiewende und Kreislaufwirtschaft: Dekarbonisierung und Flexibilisierung energieintensiver Recycling-Prozesse
Laufzeit 01.01.2021 – 31.12.2023
Beschreibung
Am Beispiel des thermochemischen Altbetonrecyclings werden modellhaft die Auswirkungen auf Energie- und Stoffkreisläufe untersucht. Was ist notwendig, um eine netzdienliche und ökonomische Produktion bei zunehmender Versorgung mit erneuerbaren Energien zu ermöglichen? Welchen Einfluss haben dezentrale aber energieintensive Produktionsverfahren?
Projektpartner
DLR Institut für vernetzte Energiesysteme (VE)
DLR Institut für CO2-arme Industrieprozesse (DI)
FZJ Techno-ökonomische Systemanalyse (IEK-3)
FZJ Energiesystemtechnik (IEK-10)
FZJ Systemforschung und Technologische Entwicklung (IEK-STE)
HZDR Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF)
KIT Institut für Automation und angewandte Informatik (IAI)
Förderung durch
Helmholtz Programmorientierte Förderung
Kontakt
Gourisankar Sandaka, KIT, 0721 608 22952, gourisankar.sandaka∂kit.edu
Peter Stemmermann, KIT, 0721 608 24391, peter.stemmermann∂kit.edu
Günter Beuchle, KIT, 0721 608 25573, guenter.beuchle∂kit.edu
Holiscon: Ganzheitlicher Beton
Machbarkeitsstudie für ganzheitliches Betonrecycling in Baden-Württemberg
Laufzeit 01.01.2022 – 31.12.2022
Beschreibung
In Rahmen einer Studie soll der Stand des Betonrecyclings, insbesondere in Baden-Württemberg, soweit entsprechende Daten zugänglich sind, erfasst werden. Unter Berücksichtigung aktueller Entwicklung, wie der Anpassung von Betonrezepturen und zugrundeliegender Normen sowie sich abzeichnenden, neuen Technologien, sollen Handlungsempfehlungen gegeben werden.
Projektpartner
KIT Institut für Massivbau (IMB)
KIT Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion (IIP)
Förderung durch
Thinktank Industrielle Ressourcen-Strategien Baden-Württemberg
Literatur
Symposium "Bauen mit Beton im Kreislauf - Recycling, Re-Use und Ressourcenschonung"
Kontakt
Günter Beuchle, KIT, 0721 608 25573, guenter.beuchle∂kit.edu
Ultraeffizienz-Demonstrator
Ultraeffizienz-Demonstrator der dezentralen Prozessindustrie
Laufzeit 01.05.2021 – 31.12.2022
Beschreibung
Im Rahmen einer Konzeptstudie werden Maßnahmen zur Schließung von Stoffkreisläufen betrachtet. Als Beispiel wird der Rückbau und die stoffliche Wiederverwertung von Wärmedämmverbundsystemen aus Gebäuden untersucht. Dort fallen zunächst gemischte organische und anorganische Fraktionen an, die in zwei Wertschöpfungsketten zu jeweils neuen Produkten, nämlich chemischen Zwischenprodukten bzw. mineralischen Baustoffen umgesetzt werden. Die Bedingungen für eine möglichst vollständige Kreislaufführungen werden erarbeitet und bewertet.
Projektpartner
KIT Institut für Katalyse Forschung und -technologie (IKFT)
Förderung durch
Thinktank Industrielle Ressourcen-Strategien Baden-Württemberg
Kontakt
Pallavi Reddy Yarka Reddy, KIT, 0721 608 24657, pallavi.reddy∂kit.edu
Günter Beuchle, KIT, 0721 608 25573, guenter.beuchle∂kit.edu
Urban: CO2-reduzierter Beton
CO2-reduzierter Beton durch Upcycling von Reststoffen aus der Betonaufbereitung
Laufzeit 01.11.2022 – 31.10.2025
Beschreibung
Ziel des Vorhabens ist die Herstellung von hochwertigen, möglichst nachhaltigen Betonen aus teilweise durch Recycling-(RC)-Produkte substituierten Normalzementen und rezyklierten karbonatisierten Gesteinskörnungen. Als Substitute werden alternativ oder gemeinsam
- durch ein neues Verfahren bei niedrigen Temperaturen hergestellte Belit-basierte Portlandzementklinker und
- mechanisch aufbereitete Betonbrechsande eingesetzt.
Sowohl die Anpassung der Niedertemperatursynthese von Beliten als auch der Betonrezepturen, Mischungsverhältnisse, Sulfatträger und der Einsatz von Additiven sollen in Produktionsversuche für Betonfertigteile münden.
Projektpartner
Holcim Deutschland Zementwerk Höver
EHL-Standort Kruft | EHL AG | Pflastersteine, Betonstufen, Palisaden
Leibniz Universität Hannover, Institut für Baustoffe (IFB)
KIT Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion (IIP)
Förderung durch
BMWK Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Kontakt
Uwe Schweike, KIT, 0721 608 26001, uwe.schweike∂kit.edu
Peter Stemmermann, KIT, 0721 608 24391, peter.stemmermann∂kit.edu
Finest: Recycling von Feinmaterialien
Zirkuläre Handhabung und Nutzung von partikulären Feinmaterialien aus anthropogenen Prozessen
Laufzeit 01.07.2022 – 30.06.2027
Beschreibung
Teilprojekte
Finest Mikroplastik – Finest mineralische Zusätze – Finest disperse Metalle – Finest Research School
Feinstäube aus industriellen Prozessen sollen in die Wertschöpfungskette eingegliedert bzw. zurückgeführt werden. Es können verschiedene Arten von Reststoffen auftreten. Prominente Beispiele sind Mineralstäube aus der Aufbereitung, Mikroplastik oder Altfasern aus Verbundwerkstoffen.
Projektpartner
HZDR Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
UFZ Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung
TU Bergakademie Freiberg | Die Ressourcenuniversität
Förderung durch
Helmholtz Sustainability Challenge
Kontakt
Peter Stemmermann, KIT, 0721 608 24391, peter.stemmermann∂kit.edu
CO2-Valorize: Karbonatisierung von zementären Materialien
Laufzeit 01.09.2022 – 31.08.2025
Beschreibung
Die Verwendung von Kohlendioxid zur Karbonatisierung von Zementmineralen in Altbaustoffen oder mineralischen Abfällen soll experimentell untersucht werden. Neben der Betrachtung von möglichen Ausgangsstoffen und Reaktionen werden Reaktoren erprobt, angepasst und modelliert um zum Ende des Projektes ein Prozessmodell als Digitalen Zwilling zu erhalten und eine potentielle Elektrifizierung beurteilen zu können.
Projektpartner
FLSmidth | Driving sustainable productivity
NTNU Norwegian University of Science and Technology
HZDR Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
DTU Technical University of Denmark
Förderung durch
EU Horizon 2021
Kontakt
Peter Stemmermann, KIT, 0721 608 24391, peter.stemmermann∂kit.edu