Bauaggregat - Construction aggregate

Nicht zu verwechseln mit Aggregat (Komposit) oder Aggregat (Geologie) .
Ein Kalksteinbruch .
10 mm abgestuftes zerkleinertes Basaltgestein oder Zuschlagstoff zur Verwendung in Beton, in Australien "Blue Metal" genannt.
20 mm abgestufter Zuschlag.
Eine Kies- und Sandgewinnungsanlage in der Gespanschaft Međimurje , Kroatien .

Zu oder einfach Aggregat ist eine breite Palette von grob- bis mittelkörniger Partikelmaterial in verwendete Konstruktion , einschließlich Sand , Kies , Schotter , Schlacke , recycelten Beton und geosynthetischen Aggregate. Zuschlagstoffe sind die am meisten abgebauten Materialien der Welt. Zuschlagstoffe sind ein Bestandteil von Verbundwerkstoffen wie Beton und Asphalt ; das Aggregat dient als Verstärkung, um dem gesamten Verbundmaterial Festigkeit zu verleihen. Aufgrund des im Vergleich zu den meisten Böden relativ hohen Wertes der hydraulischen Leitfähigkeit werden Zuschlagstoffe häufig in Entwässerungsanwendungen wie Fundament- und französischen Abflüssen , septischen Abflussfeldern, Stützmauerabflüssen und Straßenrandabflüssen verwendet. Zuschlagstoffe werden auch als Grundmaterial unter Fundamenten, Straßen und Eisenbahnen verwendet . Mit anderen Worten, Gesteinskörnungen werden als stabiles Fundament oder Straßen-/Schienenuntergrund mit vorhersehbaren, einheitlichen Eigenschaften verwendet (z. B. um unterschiedliche Setzungen unter der Straße oder dem Gebäude zu verhindern) oder als kostengünstiger Füllstoff, der mit teurerem Zement oder Asphalt bindet Beton zu bilden.

Bevorzugt für den Straßenbau werden in EN 13043 als d/D angegeben (wobei der Bereich das kleinste und größte quadratische Maschengitter anzeigt, das die Partikel passieren können). Die gleiche Klassifikation wird für größere Panzersteingrößen in EN 13383, EN 12620 für Betonzuschlag, EN 13242 für Tragschichten im Straßenbau und EN 13450 für Eisenbahnschotter verwendet.

Die American Society for Testing and Materials veröffentlicht eine umfassende Liste von Spezifikationen einschließlich ASTM D 692 und ASTM D 1073 für verschiedene Baustoffprodukte, die aufgrund ihrer individuellen Gestaltung für bestimmte Bauzwecke geeignet sind. Diese Produkte umfassen spezielle Arten von groben und feinen Gesteinskörnungen, die für solche Anwendungen als Zusatzstoffe für Asphalt- und Betonmischungen sowie für andere Bauanwendungen entwickelt wurden. Die staatlichen Transportabteilungen verfeinern die Spezifikationen für Zuschlagstoffe weiter, um die Verwendung von Zuschlagstoffen auf die Bedürfnisse und das verfügbare Angebot an ihren jeweiligen Standorten zuzuschneiden.

Die Quellen für diese Grundmaterialien können in drei Hauptbereiche eingeteilt werden: Abbau von Mineralaggregatvorkommen, einschließlich Sand, Kies und Stein; Verwendung von Abfallschlacke aus der Eisen- und Stahlherstellung; und Recycling von Beton, der selbst hauptsächlich aus mineralischen Zuschlagstoffen hergestellt wird. Darüber hinaus gibt es einige (kleinere) Materialien, die als spezielle Leichtzuschlagstoffe verwendet werden: Ton , Bims , Perlit und Vermiculit .

Geschichte

Seit Jahrtausenden verwenden Menschen Sand und Stein für Fundamente. Eine bedeutende Verfeinerung der Produktion und Verwendung von Zuschlagstoffen erfolgte während des Römischen Reiches , das Zuschlagstoffe zum Bau seines ausgedehnten Straßen- und Aquäduktnetzes verwendete. Die Erfindung des Betons, der für die Bogenarchitektur unabdingbar war, führte zu einer sofortigen und dauerhaften Nachfrage nach Bauzuschlagstoffen.

Vitruv schreibt in De architectura :

Ökonomie bezeichnet den richtigen Umgang mit Material und Standort sowie einen sparsamen Ausgleich von Kosten und gesundem Menschenverstand beim Bau von Bauwerken. Dies ist zu beachten, wenn der Architekt zunächst nicht Dinge verlangt, die nicht ohne großen Aufwand gefunden oder hergestellt werden können. Zum Beispiel: Es gibt nicht überall viel Grubensand, Schutt, Tanne, klare Tanne und Marmor... Wo es keinen Grubensand gibt, müssen wir die Arten verwenden, die von Flüssen oder vom Meer angespült werden. ... und andere Probleme, die wir auf ähnliche Weise lösen müssen.

Moderne Produktion

Das Aufkommen moderner Sprengmethoden ermöglichte die Entwicklung von Steinbrüchen , die heute überall auf der Welt eingesetzt werden, wo kompetente Grundgesteinsvorkommen von Gesteinsqualität vorhanden sind. An vielen Orten, gute Kalkstein , Granit , Marmor oder anderes Qualitätsstein Fundament Ablagerungen besteht nicht. In diesen Gebieten werden Natursand und Kies zur Verwendung als Zuschlagstoff abgebaut . Wo weder Steine ​​noch Sand und Kies zur Verfügung stehen, wird die Baunachfrage in der Regel durch den Versand als Ganzes per Bahn, Lastkahn oder LKW gedeckt . Zusätzlich kann der Bedarf an Zuschlagstoffen teilweise durch den Einsatz von Schlacke und Recyclingbeton gedeckt werden . Die verfügbaren Tonnagen und die geringere Qualität dieser Materialien verhindern jedoch, dass sie in großem Umfang einen gangbaren Ersatz für abgebaute Zuschlagstoffe darstellen.

Über 1 Million Tonnen werden jährlich aus diesem Steinbruch in der Nähe von San Francisco abgebaut .

Aufgrund der hohen Transportkosten im Verhältnis zum geringen Wert des Produkts gibt es in der Nähe praktisch aller Ballungszentren große Steinbrüche sowie Sand- und Kiesbetriebe. Ein Lkw-Transport von mehr als 40 Kilometern ist in der Regel unwirtschaftlich. Dies sind Kapital -intensive Operationen unter Nutzung große Erdbewegungsmaschinen, Förderbänder und Maschinen speziell für die Zerkleinerung und verschiedene Größen von Aggregate zu trennen, unterschiedliche Produktvorräte zu schaffen.

Laut USGS betrug die US-Schotterproduktion im Jahr 2006 1,72 Milliarden Tonnen im Wert von 13,8 Milliarden US-Dollar (verglichen mit 1,69 Milliarden Tonnen im Wert von 12,1 Milliarden US-Dollar im Jahr 2005), davon 1,080 Millionen Tonnen Kalkstein im Wert von 8,19 Milliarden US-Dollar aus 1.896 Steinbrüchen, Granit 268 Millionen Tonnen im Wert von 2,59 Milliarden US-Dollar aus 378 Steinbrüchen, Traprock betrug 148 Millionen Tonnen im Wert von 1,04 Milliarden US-Dollar aus 355 Steinbrüchen und der Rest auf andere Arten von Steinen aus 729 Steinbrüchen. Auch Kalkstein und Granit werden in großen Mengen als Maßsteine ​​produziert . Der überwiegende Teil des Schotters wird mit schweren Lkw vom Steinbruch/Werk zur ersten Verkaufs- oder Verwendungsstelle transportiert. Laut USGS betrug die US-Sand- und Kiesproduktion im Jahr 2006 1,32 Milliarden Tonnen im Wert von 8,54 Milliarden US-Dollar (verglichen mit 1,27 Milliarden Tonnen im Wert von 7,46 Milliarden US-Dollar im Jahr 2005), von denen 264 Millionen Tonnen im Wert von 1,92 Milliarden US-Dollar als Betonzuschlagstoffe verwendet wurden. Der überwiegende Teil davon wurde wieder per Lkw statt per Elektrozug bewegt .

Derzeit beträgt die Gesamtnachfrage in den USA nach Endmarktsektoren 30–35 % für Nichtwohngebäude (Büros, Hotels, Geschäfte, Produktionsstätten, Regierungs- und Verwaltungsgebäude und andere), 25 % für Autobahnen und 25 % für Wohngebäude .

Recyclingmaterialien für Zuschlagstoffe

Das größte Volumen Recyclatanteil als Konstruktions Aggregat verwendet wird , ist Hochofen und Stahlofenschlacke . Hochofenschlacke wird entweder luftgekühlt (langsame Abkühlung im Freien) oder granuliert (gebildet durch Abschrecken von geschmolzener Schlacke in Wasser, um sandgroße glasartige Partikel zu bilden). Wenn die granulierte Hochofenschlacke während der Hydratation auf freien Kalk zugreift, entwickelt sie starke hydraulische zementartige Eigenschaften und kann Portlandzement in Beton teilweise ersetzen . Auch Stahlofenschlacke wird luftgekühlt. Im Jahr 2006 wurden laut USGS 7,3 Mio In den USA verkaufte oder verwendete Hochofenschlacke betrug 8,7 Millionen Tonnen im Wert von 40 Millionen US-Dollar. Der Absatz von luftgekühlter Hüttensande im Jahr 2006 war für den Einsatz in Straßenuntergründen und -decken (41 %), Asphaltbeton (13 %), Transportbeton (16 %) und der Rest für sonstige Verwendungen bestimmt. Der Absatz von Hüttensand im Jahr 2006 war für die Verwendung in zementartigen Materialien (94 %) und der Rest für andere Verwendungen bestimmt. Der Absatz von Stahlofenschlacke im Jahr 2006 wurde für Straßenunterbauten und -decken (51 %), Asphaltbeton (12 %), für Füllmaterial (18 %) und den Rest für sonstige Verwendungen bestimmt.

Glaszuschlag, eine Mischung aus auf eine kleine Größe zerkleinerten Farben, wird für viele Bau- und Versorgungsprojekte anstelle von Erbsenkies oder Schotter ersetzt und spart Gemeinden wie der Stadt Tumwater, Washington Public Works oft Tausende von Dollar (je nach Projektgröße). Glasaggregat ist nicht scharf zu handhaben. In vielen Fällen hat das staatliche Verkehrsministerium Spezifikationen für Verwendung, Größe und Prozentsatz der Verwendungsmenge. Häufige Anwendungen sind Rohrbettungen – die um Abwasser-, Regenwasser- oder Trinkwasserrohre gelegt werden, um das Gewicht von der Oberfläche zu übertragen und das Rohr zu schützen. Eine weitere gebräuchliche Verwendung wäre als Füllmaterial, um das Niveau eines Betonbodens auch mit einem Fundament auszugleichen. Der Einsatz von Glaszuschlag hilft an vielen Stellen, an denen Glas nicht zu neuem Glas eingeschmolzen werden kann, den Kreislauf des Glasrecyclings zu schließen .

Zuschlagstoffe selbst können als Zuschlagstoffe recycelt werden. Im Gegensatz zu Ablagerungen von Sand und Kies oder Steinen, die zum Zerkleinern zu Zuschlagstoffen geeignet sind und die überall sein können und möglicherweise eine Entfernung von Abraum und / oder eine Sprengung erfordern, konzentrieren sich "Ablagerungen" von wiederverwertbaren Zuschlagstoffen in der Regel in der Nähe von städtischen Gebieten, und die Produktion aus ihnen kann nicht erhöht werden oder gesenkt, um die Nachfrage nach Zuschlagstoffen zu decken. Die Versorgung mit recycelten Zuschlagstoffen hängt vom physischen Verfall der Bauwerke und deren Abriss ab. Die Recyclinganlage kann fest oder mobil sein; Die mobile Anlage mit geringerer Kapazität eignet sich am besten für das Recycling von Asphaltzuschlagstoffen. Das zu recycelnde Material ist in der Regel in Qualität und Eigenschaften stark schwankend.

Viele Zuschlagstoffe verschiedener Art werden für andere industrielle Zwecke mit wirtschaftlichen und ökologischen Vorteilen für die lokale und die Umgebung recycelt. Bauunternehmer sparen Entsorgungskosten und es werden weniger Zuschlagstoffe vergraben oder aufgeschüttet und aufgegeben. In Bay City, Michigan , gibt es beispielsweise ein Recyclingprogramm für ungenutzte Produkte wie Mischbeton, Blöcke, Ziegel, Kies, Erbsenstein und andere gebrauchte Materialien. Das Material wird zerkleinert, um unter anderem einen Unterbau für Straßen und Zufahrten zu schaffen.

Laut USGS wurden im Jahr 2006 2,9 Millionen Tonnen Portlandzementbeton (einschließlich Zuschlag) im Wert von 21,9 Millionen US-Dollar recycelt und 1,6 Millionen Tonnen Asphaltbeton (einschließlich Zuschlagstoffe) im Wert von 11,8 Millionen US-Dollar wurden recycelt, beides durch Schotterarbeiten. Viel mehr von beiden Materialien werden von Bau- und Abbruchfirmen recycelt, die nicht in der USGS-Umfrage enthalten sind. Bei Sand und Kies zeigte die USGS-Umfrage für 2006, dass 4,7 Millionen Tonnen Zementbeton im Wert von 32,0 Millionen US-Dollar recycelt wurden und 6,17 Millionen Tonnen Asphaltbeton im Wert von 45,1 Millionen US-Dollar recycelt wurden. Auch hier werden mehr von beiden Materialien von Bau- und Abbruchunternehmen recycelt, die nicht in dieser USGS-Umfrage enthalten sind. Der Verband Baustoffrecycling gibt an, dass jährlich 325 Millionen Tonnen verwertbares Bau- und Abbruchmaterial produziert werden.

Viele geosynthetische Zuschlagstoffe werden auch aus recycelten Materialien hergestellt. Auf Polymerbasis können recycelbare Kunststoffe bei der Herstellung dieser neuen Aggregate wiederverwendet werden. Beispielsweise werden die EZflow-Produktlinien der Ring Industrial Group aus geosynthetischen Zuschlagstoffen hergestellt, die zu mehr als 99,9 % aus recyceltem Polystyrol bestehen. Dieses Polystyrol, das ansonsten für eine Deponie bestimmt gewesen wäre, wird stattdessen gesammelt, geschmolzen, gemischt, umformuliert und expandiert, um Aggregate mit geringer Dichte zu erzeugen, die unter Druckbelastungen hohe Festigkeitseigenschaften beibehalten. Solche geosynthetischen Aggregate ersetzen herkömmlichen Kies, während sie gleichzeitig die Porosität erhöhen, die hydraulische Leitfähigkeit erhöhen und die feinen Staub-"Feinteilchen" beseitigen, die Kies-Aggregaten innewohnen, die ansonsten dazu dienen, den Betrieb vieler Entwässerungsanwendungen zu verstopfen und zu stören.

Produktion von recycelten Zuschlagstoffen in Großbritannien

Recycelte Zuschlagstoffe werden im Vereinigten Königreich als Zuschlagstoffe definiert, die aus der Verarbeitung von anorganischem Material resultieren, das zuvor im Bauwesen verwendet wurde . Um sicherzustellen, dass der Zuschlagstoff inert ist , wird er aus Materialien hergestellt, die nach europäischen Abfallschlüsseln geprüft und gekennzeichnet sind .

Im Jahr 2008 wurden im Vereinigten Königreich 210 Millionen Tonnen Zuschlagstoffe produziert, davon 67 Millionen Tonnen recyceltes Produkt, so die Quarry Products Association. Das Abfall- und Ressourcenaktionsprogramm hat ein Qualitätsprotokoll für die regulierte Produktion von recycelten Zuschlagstoffen erstellt. Der recycelte Zuschlagstoff wird mit einer Dokumentation geliefert, aus der hervorgeht, dass er mit einem qualitätsgesicherten System für den Herstellungsprozess hergestellt wurde, um einen Zuschlagstoff zu gewährleisten, der den einschlägigen europäischen Normen entspricht.

Siehe auch

Verweise

Zitate

Quellen