Recycling: Kreative Lösungen für die Wiederverwertung von Ziegeln, Glas und WDVS

Baustoffe werden auf deutschen Baustellen zusehends knapp. Schuld daran ist eine Mischung aus fehlenden Rohstoffen, Kapazitäten und einem Abverkauf ins Ausland. Dabei ist Baustoff in Form von Abfall und Bestandsgebäuden vorhanden. Pro Jahr fallen in Deutschland rund 400 Millionen Tonnen Abfall an. Mehr als die Hälfte davon ist Bauschutt. Da die Bauausführung trotz Baustoffknappheit weiterhin auf hohem Niveau läuft, entsteht gleich ein doppeltes Problem: Auf der einen Seite steht wegen des Baustoffmangels so manche Baustelle still und auf der anderen Seite kommen Deponien an ihre Kapazitätsgrenzen. Die Entsorgung verschärft sich in Zukunft noch, da etwa die Hälfte der bundesweit knapp über 1000 Deponien 2025 das Ende ihrer Betriebsdauer erreicht haben wird. Kein Weg führt also am Recycling, Urban Mining und an Cradle-to-Cradle-Ansätzen mehr vorbei.

Forschung für Recycling und Urban Mining

Vielerorts macht sich die Wissenschaft hierüber Gedanken. Am „NEST“ (Next Evolution in Sustainable Building Technologies, http://nest-umar.net), einem Forschungsgebäude der zur ETH Zürich (Eidgenössische Technische Hochschule) gehörenden Empa (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt), geht es um angewandte Forschung im Bauwesen. Damit schlägt die Einrichtung eine Brücke zwischen Forschungslabor und Markt und trägt mit dazu bei, dass neue nachhaltige Lösungen im Bauwesen schneller Fuß fassen können.

Ein wichtiger Forschungszweig ist das Urban Mining und Recycling. Am „NEST“ geht man davon aus, dass alle zur Herstellung eines Gebäudes benötigten Ressourcen vollständig wiederverwendbar, wiederverwertbar oder kompostierbar sein müssen. Zwei der insgesamt fünf Forschungsschwerpunkte beschäftigen sich im Urban Mining und Recycling mit der Materialressource Abfall und der Materialressource Gebäude. Es geht also einerseits darum, aus Abfall beziehungsweise Bauschutt neue Baustoffe zu machen und andererseits darum, die damit neu errichteten Gebäude so zu bauen, dass sie sich später gut recyceln lassen.

Mörtellose Innenwand aus Recycling-Ziegeln

Der weit überwiegende Teil des Bauschutts ist mineralisch. Laut dem Monitoring-Bericht „Mineralische Bauabfälle“ (www.kreislaufwirtschaft-bau.de) werden schon heute 80 bis 90 Prozent davon recycelt. „Mineralische Bauabfälle werden heute nahezu vollständig wiederverwertet und im Stoffkreislauf gehalten. Dadurch werden Deponien entlastet und Primärrohstoffe geschont“, erläutert der Hauptgeschäftsführer des Bundesverbandes Baustoffe – Steine und Erden, Michael Basten. Das klingt erst mal toll. Doch bei genauerem Hinsehen muss man feststellen, dass mineralischer Bauschutt fast komplett für eine minderwertige Nutzung eingesetzt wird, als die, für die er ursprünglich produziert wurde. Man spricht hier von einem Downcycling. Das ist schon nicht mehr ganz so toll. Besser wäre es, man fände Wege, um den Bauschutt so zu recyceln, das mit den daraus hergestellten Produkten eine gleichwertige, oder sogar höherwertige Nutzung erreicht werden kann (Upcycling).

Überstehendes Material wird vom Formrahmen  mit einem Draht abgestrichen
Foto: Ninke Krook / StoneCycling

Diesen Weg geht zum Beispiel der niederländische Ziegler StoneCycling (www.stonecycling.com) in Amsterdam mit seinen „Waste Based Bricks“. Und weil angewandte Forschung immer dann am besten funktioniert, wenn es zu einer Zusammenarbeit von Forschungsinstitut und Industrie kommt, haben sich die Holländer und das „NEST“ zusammengetan. Bei StoneCycling werden aus Ziegelschutt neue von Hand geformte Ziegelsteine gemacht. Der Ziegelschutt wird gemahlen, eingesumpft und zu handlichen Teilen gepresst. Diese werden von Hand in unten offene Formrahmen gedrückt. Mit einem Draht wird überstehendes Material davon abgezogen beziehungsweise abgestrichen, wodurch ein klassischer Handstrichziegel entsteht. Danach wandern die so genannten Grünlinge in den Brennofen. Für das „NEST“ ging es zudem darum, Ziegelsteine herzustellen, aus denen sich eine stabile Mauer ohne Mörtel montieren lässt. Die 21  m x 10 cm x 5 cm großen HD-Ziegel (high density = hohe Dichte, also eine Brutto-Trockendichte von mehr als 1000 kg/m³) sind für ungeschützte Wände, Stützen und Trennwände geeignet.

Die quadratische Wand im „NEST“ lässt sich jeder Zeit wieder auseinanderbauen, da die Ziegelsteine nicht über Mörtel miteinander verbunden sind
Foto: Zooey Braun
Foto: Zooey Braun

Das Besondere an ihnen: Sie sind auf der Ziegellage mit einem Nut-Feder-System und drei Langlöchern ausgestattet, die es erlauben, die Steine auf Stangen zu fädeln. Daher hat diese Art des Mauerbaus auch nichts mehr mit dem eigentlichen Mauern zu tun. Eine solche Wand lässt sich problemlos wieder auseinandernehmen und neu zusammensetzen.

Glaskeramikscheiben aus Scherben

Das Recycling von Glas hat eine lange Tradition. Beim Schmelzen des Quarzsandes wurde für die Glasherstellung schon immer Altglas mit in den Schmelzofen geworfen, um die Temperatur im Ofen nicht ganz so hoch fahren zu müssen. Auch das Sammeln von Glasflaschen für das Recycling ist längst zum Allgemeingut geworden. Das Aufschmelzen von Glas benötigt allerdings viel Energie.

Bei der Magna Glaskeramik in Teutschental werden Glasscherben nicht geschmolzen, sondern zu einer Glaskeramikscheibe gesintert
Foto: Magna Glaskeramik

Einen anderen Weg, um Glas zu recyceln, geht die Magna Glaskeramik aus Teutschental (www.magna-glaskeramik.de). Sie verwendet Glasscherben, um daraus Glaskeramik zu sintern. Beim Sintern wird das Glas nicht geschmolzen, sondern verringert seine Oberflächenenergie, die aufgrund der Scherben reichlich vorhanden ist. Die im Sinterofen zugeführte Energie nutzt das Glas also nicht für eine Phasenumwandlung von fest nach flüssig, sondern dazu, seine Oberflächenenergie abzubauen. Dadurch „kleben“ die zuvor kontrolliert gebrochenen Scherben ohne Zusatz von Bindemitteln oder Einsatz von Druck nur mit Hilfe von Temperatur und Zeit an ihren Grenzflächen zusammen. Anschließend werden die so gesinterten Platten in Kühlhauben definiert heruntergekühlt. In der Endverarbeitung werden die Rohplatten kalibriert, auf  Wunsch poliert und auf Endmaß geschnitten. So wird jede Glaskeramikplatte zu einem Unikat. Die dabei entstehenden transluzenten Eigenschaften, die bei Hinterleuchtung besonders gut zur Geltung kommen, machen das Produkt vor allem für den Innenausbau interessant. Aber auch für vorgehängte hinterlüftete Fassaden können die Glaskeramikplatten verwendet werden. Die 20 mm dicken Platten gibt es in matt und poliert in Größen von 280 x 125 cm bis 350 x 150 cm.

Prominentes Beispiel für die Anwendung der Glaskeramikscheiben sind die Sockel für die im Porschemuseum in Zuffenhausen gezeigten Autos
Foto: Rosskopf Partner
Foto: Rosskopf Partner

Prominente Anwendungen sind zum Beispiel die Sockel für das Porschemuseum in Stuttgart-Zuffenhausen, die Infobox der St. Sebalduskirche in Nürnberg und die Innenwände der Brauerei Warszawskie in Warschau.

Recyclingfähiges WDVS

Viele Baustoffe und Systeme gehen im fertigen Gebäude innige Verbindungen ein, die sich später schlecht oder gar nicht wieder voneinander trennen lassen. Auch deshalb besteht das vorherrschende Verfahren hier – wenn Weber.Therm-Circle überhaupt – in der Weiternutzung von Materialien im Downcycling.

Die Putzstreifen werden ähnlich wie eine Tapete mit dem Greifer eines Baggers vom Dämmstoff abgezogen
Fotos: Saint-Gobain Weber

Grundvoraussetzung für eine Weiternutzung der Baustoffe ist aber, dass sich das Gebäude bis in die einzelnen Bauteile und Komponenten hinein sortenrein trennen lässt. Gerade das WDVS, das aufgrund der innigen Verbindung der einzelnen Systemkomponenten als nicht recyclingfähig galt, kann nun zu einem Vorzeigesystem in Sachen Recycling werden, denn „Weber.Therm-Circle“ lässt sich sortenrein rückbauen. Alle Komponenten – Dämmstoff, Dübel, Gewebe und mineralischer Putzmörtel – können getrennt einer Wiederverwertung zugeführt werden (www.de.weber). Der wesentliche Unterschied zu einem herkömmlichen WDVS, das sich nicht sortenrein recyceln lässt, besteht im so genannten Separationsgewebe. Dieses wird in den Putz des WDVS eingelegt. Der Grundputz wird mit dem Separationsgewebe in einer Schichtdicke von 10 bis 15 mm auf die Dämmplatte aufgebracht. Dabei wird das Gewebe – anders als bei der Armierung – nicht im oberen, sondern im unteren Drittel und somit nah an der Dämmstoffplatte platziert. So lässt sich der Putz später am Stück ähnlich einer Tapete vom Dämmstoff wieder abziehen. Hierzu wird die Putzschicht rasterförmig mit einer Mauernutfräse aufgeschnitten. Dann wird das Separationsgewebe zum Beispiel vom Abbruchgreifer des Baggers gefasst und gestrippt, das heißt bahnenweise mitsamt dem Putz sauber abgezogen. Diese Art des Rückbaus funktioniert natürlich nur, wenn der Dämmstoff zuvor mit Dübeln befestigt wurde, was im System „Weber-Therm-Circle“ so vorgegeben ist. Denn dann können nach dem Entfernen der Putzschicht die Stahlschrauben aus der Wand geschraubt und die Dübelköpfe mit einer Fräse vom Dübel getrennt werden. Die Mineralwollplatten werden dann im Ganzen von der Wand genommen. So lassen sich die demontierten Baustoffe separat sammeln und sortenreine weiternutzen.

Fazit

Dies waren nur drei kreative Beispiele, die Baustoffe auf ein Recycling im Sinne des Urban Mining vorbereiten. Es bedarf sicher noch vieler weiterer guter und mutiger Ideen, um Häuser in Zukunft so zu bauen, dass sie als künftigen Rohstofflieferanten zur Verfügung stehen. Angesichts der aktuellen Baustoffknappheit auf deutschen Baustellen ist Recycling Pflicht, Urban Mining die Kür.

Ausblick

In der kommenden Ausgabe der bauhandwerk 9.2021 wird es an dieser Stelle in der Titelstory Baustoffe unter dem Aspekt knapper werdender Rohstoffe um Baustoffe aus Pilzen gehen. Loses Ausgangsmaterial wie Sägespäne oder Abfälle aus der Landwirtschaft wird vom Wurzelwerk (Myzelium) des Pilzes zu einem druckfesten Baustoff verwoben, dessen bauphysikalische Eigenschaften wie Dichte und Festigkeit sich bei diesem Prozess steuern lassen. Zudem kann man diesen natürlichen Baustoff in allen möglichen Formen wachsen lassen.

Autor

Dipl.-Ing. Thomas Wieckhorst ist Chefredakteur der Zeitschriften bauhandwerk und dach+holzbau.