BE1029729B1

BE1029729B1 - Vorrichtung und Verfahren zur Aufbereitung von Altbeton

Info

Publication number: BE1029729B1
Application number: BE20215691A
Authority: BE
Inventors: Guido Kache; Oliver Maier; Nicolas Pato; Sergej Ratzlaff
Original assignee: Thyssenkrupp Ind Solutions Ag; Thyssenkrupp Ag
Priority date: 2021-09-03
Filing date: 2021-09-03
Publication date: 2023-04-03
Also published as: BE1029729A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Altbeton, wobei das Altbeton Zementstein und einen Zuschlagstoff, insbesondere Sand und/ oder Kies, umfasst, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Mahlen des Altbetons in einer Mahleinrichtung (14), Klassieren des gemahlenen Altbetons in einer Klassierungseinrichtung (18) in zumindest zwei Produkte (26, 28, 30) unterschiedlicher Kornfraktionen dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlen mit einem Mahldruck von weniger als 50 MPa erfolgt. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung (10) zur Aufbereitung von Altbeton, aufweisend eine Mahleinrichtung (14) zum Mahlen des Altbetons, eine Klassierungseinrichtung (18) zum Klassieren des gemahlenen Altbetons in zumindest zwei Produkte (26, 28, 30) unterschiedlicher Kornfraktionen, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahleinrichtung (14) derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass das Mahlen des Altbetons mit einem Mahldruck von weniger als 50 MPa erfolgt.

Description

. BE2021/5691

Vorrichtung und Verfahren zur Aufbereitung von Altbeton

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Aufbereitung von Altbeton.

Bei der Herstellung von Beton wird üblicherweise Bausand oder Kies als Zuschlagstoff verwendet. Der weltweite Bedarf an Bausand ist bereits sehr groß und steigt stetig an.

Schätzungen gehen davon aus, dass zwischen 30 und 50 Milliarden Tonnen Sand und

Kies weltweit pro Jahr verbraucht werden. Eine Alternative zu Bausand stellt recycelter

Beton dar, der zerkleinert wieder dem Betonherstellungsprozess zugeführt wird. Derzeit beruht die Recyclingstrategie von Altbeton darauf, eine minderwertige Gesteinskörnung herzustellen, die beispielsweise zur Verfüllung im Straßenbau eingesetzt wird. Aus der

EP 3 613 713 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Zuschlagstoffes für Beton aus

Altbeton bekannt. Der Altbeton wird dabei gebrochen und anschließend in unterschiedliche Korngrößen klassiert.

Solche rezyklierte Zuschlagstoff bzw. Gesteinskörnungen, besitzen im Vergleich zu natürlicher Gesteinskörnung eine höhere Porosität, dementsprechend auch eine höhere

Wasseraufnahme und eine geringere Rohdichte. Die Rohdichte ist dabei stark vom

Feuchtezustand abhängig, woraus sich für die Betonherstellung eine veränderte

Problematik im Vergleich zur natürlichen Gesteinskörnung ergibt. Der tatsächliche wirksame Wassergehalt, der die entscheidende Stellgröße für eine weitere

Qualitätsoptimierung der Betone ist, konnte bislang nicht zielsicher eingestellt werden und stellt eine große Unbekannte dar. Daher werden rezyklierte Gesteinskörnungen teilweise als minderwertig gegenüber natürlichen Gesteinskörnungen bewertet.

Minderwertige Zuschlagstoffe haben einen erhöhten Wasseranspruch in der

Betonanwendung zur Folge, wobei das Aushärteverhalten des so hergestellten Betons schlechter als mit natürlichen Gesteinskörnungen ist. Die Korngrößenverteilung,

Porosität und die Kornform des Betonzugschlagstoffes haben einen erheblichen Einfluss auf die Verarbeitungseigenschaften und Festigkeit des Betons.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein

Verfahren zur Aufbereitung von Altbeton anzugeben, wobei die Qualität der aus dem aufbereiten Altbeton zurückgewonnenen Gesteinskörnungen verbessert wird.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäB durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Ein Verfahren zur Aufbereitung von Altbeton, wobei das Altbeton Zementstein und einen

Zuschlagstoff, insbesondere Sand und/ oder Kies, umfasst nach einem ersten Aspekt:

Mahlen des Altbetons in einer Mahleinrichtung, Klassieren des gemahlenen Altbetons in einer Klassierungseinrichtung in zumindest zwei Produkte unterschiedlicher

Kornfraktionen, wobei das Mahlen mit einem Mahldruck von weniger als 50 MPa erfolgt.

Optional wird das Altbeton vor dem Mahlen in einer Zerkleinerungseinrichtung vorzerkleinert. Bei der Zerkleinerungseinrichtung handelt es sich beispielsweise um einen

Brecher oder eine Mühle. Die Korngröße des optional vorzerkleinerten Altbetons, das in die Mahleinrichtung aufgegeben wird, beträgt beispielsweise 50 mm bis 100 mm.

Unter Altbeton ist bereits erhärteter, fester Beton zu verstehen, der beispielsweise aus dem Abriss von Bauwerken erhalten wird. Altbeton weist insbesondere einen

Zementsteinanteil, mit Wasser abgebundener Zement und einen Anteil an vorzugsweise

Natursand oder Kies auf, der bei der Herstellung des Betons als Zuschlagstoff verwendet wurde.

Bei der Mahleinrichtung handelt es sich beispielsweise um eine Walzenmühle. Eine

Walzenmühle umfasst vorzugsweise eine erste Mahlwalze und eine zweite Mahlwalze, die gegenüberliegend angeordnet und gegenläufig antreibbar sind, wobei zwischen den

Mahlwalzen ein Mahlspalt ausgebildet ist. Bei der Walzenmühle handelt es sich vorzugsweise um eine Hochdruckwalzenpresse, wobei das Mahlgut größtenteils oder vollständig durch Druck zerkleinert wird. Es ist ebenfalls denkbar, dass darüber hinaus aus dem Druck eine Scherspannung im Mahlspalt erzeugt werden kann. Eine

Zerkleinerung des Materials durch Prall- und Schlagbeanspruchung erfolgt nicht oder nur in einem vernachlässigbaren Maße. Der Mahldruck ist vorzugsweise in der

Mahleinrichtung einstellbar. Unter dem Mahldruck ist der in dem Mahlspalt auf das zu zerkleinernde Mahlgut wirkende Druck zu verstehen. Beispielsweise wird dieser mittels einer hydraulischen Anpresseinrichtung an einer der Mahlwalzen erzeugt und eingestellt.

Ein Mahldruck von weniger als 50 MPa sorgt dafür eine Zerkleinerung des Altbeton, bei 5 welcher lediglich der Zementstein der die Körner des Zuschlagstoffes verbindet, nicht aber die Körner des Zuschlagstoffes zerkleinert werden. Eine Scherspannung erzeugt

Reibung an der Kornoberfläche und einen gezielten Abrieb des Zementsteins von der

Gesteinskörnung. Somit bleibt der Sand und der Kies des Altbetons erhalten und die

Kornform wird optimaler Weise nicht zerstört.

Gemäß einer ersten Ausführungsform erfolgt das Mahlen mit einem Mahldruck, der geringer als die Bruchgrenze des Zuschlagstoffes des Altbetons ist. Somit ist der auf das

Altbeton wirkende Druck geringer als die Bruchgrenze des Zuschlagstoffes, wie Sand und Kies. Dadurch wird sichergestellt, dass mittels der Mahleinrichtung lediglich der

Zementstein zerkleinert wird, der vorzugsweise eine geringere Bruchgrenze als der

Zuschlagstoff aufweist. Unter der Bruchgrenze des Zuschlagstoffes ist insbesondere die mittlere Bruchfestigkeit des Zuschlagstoffes, wie Sand und/ oder Kies, zu verstehen, bei welchen der Zuschlagstoff, insbesondere durch Druck, zerkleinert wird. Unter der

Druckfestigkeit des Altbetons ist vorzugsweise die mittlere Druckfestigkeit des Altbetons zu verstehen, bei welcher der Altbeton, insbesondere durch Druck, zerkleinert wird.

Beispielsweise ist die Mahleinrichtung mit einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung verbunden, die derart ausgebildet ist, dass sie den Mahldruck der Mahleinrichtung auf einen Wert von weniger als 50 MPa steuert/ regelt. Beispielsweise wird das Altbeton vor der Aufgabe in die Mahleinrichtung hinsichtlich der Eigenschaften des Zuschlagstoffes aus Sand und/ oder Kies, analysiert. Vorzugsweise wird die Bruchgrenze des

Zuschlagstoffes des Altbetons und/ oder die Druckfestigkeit des Altbetons ermittelt und an die Steuerungs-/Regelungseinrichtung übermittelt. Die Steuerungs-

Regelungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die den Mahldruck der

Mahleinrichtung in Abhängigkeit der Bruchfestigkeit des Zuschlagstoffes und/ oder der

Druckfestigkeit des Altbetons, steuert/ regelt.

Vorzugsweise wird der Mahldruck der Mahleinrichtung derart eingestellt, dass er geringer ist als die Bruchfestigkeit des Zuschlagstoffes und insbesondere höher als die

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Druckfestigkeit des Altbeton. Dadurch wird erreicht, dass der Zementstein des Altbeton, der die Kôrner des Zuschlagstoffes miteinander verbindet, gebrochen und der

Zuschlagstoff gleichzeitig nicht beschädigt wird. Vorzugsweise wird der Zuschlagstoff von dem Zementstein getrennt.

Der Mahldruck wird vorzugsweise derart eingestellt, dass er etwa 2 bis 10 MPa, insbesondere 5 MPa unterhalb der Bruchgrenze des Zuschlagstoffes ist.

Unter einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung ist eine Einrichtung zu verstehen, die zur

Steuerung und/ oder zur Regelung ausgebildet ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Mahleinrichtung eine Walzenmühle mit zwei Mahlwalzen, die zwischen einander einen Mahlspalt ausbilden und wobei das

Mahlen des Altbetons bei relativ zueinander unterschiedlichen

Rotationsgeschwindigkeiten der Mahlwalzen erfolgt. Dadurch wird ein Schergradient hervorgerufen, um Reibung an der Oberfläche des Zuschlagstoffs zu erzielen und so einen gezielten Abrieb des Zementsteins von den Kôrnern des Zuschlagstoffs zu bewirken.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die KorngröBenverteilung des gemahlenen

Altbeton ermittelt und der Mahldruck der Mahleinrichtung in Abhängigkeit der ermittelten

KorngrôBenverteilung gesteuert/ geregelt. Die KorngröBenverteilung des Altbetons wird beispielsweise mittels einer Sichtprüfung, beispielsweise in situ oder online, ermittelt, wobei beispielsweise die Mengen an Altbeton auf unterschiedlichen SiebgrôBen überprüft wird.

Zwischen der Mahleinrichtung und der Klassierungseinrichtung ist vorzugsweise eine

Messeinrichtung zur Ermittlung der KorngröBenverteilung des gemahlenen Altbeton angeordnet. Die Messeinrichtung ist vorzugsweise mit der Steuerungs- /Regelungseinrichtung verbunden, wobei der Mahldruck in Abhängigkeit der ermittelten

KorngrôBenverteilung gesteuert/ geregelt wird.

Beispielsweise wird die ermittelte KorngrôBenverteilung mit einem vorabbestimmten

Grenzwert oder Grenzbereich verglichen und bei einer Abweichung von dem Grenzwert

) BE2021/5691 oder Grenzbereich wird der Mahldruck erhöht oder verringert. Vorzugsweise wird der

Mahldruck erhöht, wenn die ermittelte Korngrößenverteilung den vorabbestimmten

Grenzwert oder Grenzbereich überschreitet. Vorzugsweise wird der Mahldruck verringert, wenn die ermittelte Korngrößenverteilung den vorabbestimmten Grenzwert oder

Grenzbereich unterschreitet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Korngrößenverteilung mittels einer optischen Messeinrichtung ermittelt. Bei einer optischen Messeinrichtung handelt es sich beispielsweise um eine Kamera, die derart angeordnet ist, dass sie die Korngrößen des gemahlenen Altbetons erfassen und beispielsweise an eine Bildauswertung übermitteln kann. Beispielsweise ist die Messeinrichtung oberhalb eines Siebes angeordnet und erfasst die auf dem Sieb liegenden Korngrößen. Die von der Kamera, insbesondere der

Bildauswertung, ermittelte Korngröße wird an die Steuerungs-/Regelungseinrichtung übermittelt.

Der gemahlene Altbeton wird in der Klassierungseinrichtung in zumindest zwei Produkte unterschiedlicher Kornfraktionen klassiert, wobei das erste Produkt eine Kornfraktion mit einer Körnung von 2 mm bis 31,5 mm, insbesondere 2 mm bis 16 mm, vorzugsweise 4mm bis 16mm, und das zweite Produkt eine Kornfraktion mit einer Körnung von 0,15 mm bis 2 mm, insbesondere 0,15mm bis 4mm, aufweist. Die Produkte werden vorzugsweise in einem anschließenden Prozess zur Herstellung von Beton als Zuschlagstoff verwendet. Hierfür können die Produkte einer weiteren Klassierungseinrichtung zugeführt werden, um beispielsweise Kornfraktionen die Anforderungen gemäß DIN EN 12620 erfüllen, zu erzeugen.

Beispielsweise wird der gemahlene Altbeton in der Klassierungseinrichtung des Weiteren in ein drittes Produkt eine Kornfraktion mit einer Korngröße von kleiner als 0,15 mm klassiert. Das dritte Produkt, in dem insbesondere der Zementstein angereichert ist, wird vorzugsweise anschließend in einem Prozess zur Herstellung von Zement verwendet, insbesondere zu Zementklinker gebrannt, wobei der Zementstein reaktiviert wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Klassieren des gemahlenen

Altbetons das Sieben des gemahlenen Altbetons in einer Siebeinrichtung und/ oder das

Sichten zumindest eines Teils des gemahlenen oder gesiebten Altbetons in einer

Sichteinrichtung.

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Die Klassierungseinrichtung umfasst vorzugsweis eine Siebeinrichtung und/ oder eine

Sichteinrichtung. Vorzugsweise ist die Sichteinrichtung der Siebeinrichtung nachgeschaltet. Dies ermöglicht eine Klassierung des gemahlenen Altbetons in mehreren

Schritten, sodass zuverlässig unterschiedliche Kornfraktionen erzeugt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Siebeinrichtung zumindest zwei Siebe auf, wobei der gemahlene Altbeton in zumindest drei unterschiedliche Kornfraktionen klassiert wird. Die Siebeinrichtung umfasst vorzugsweise zumindest zwei, vorzugsweise drei, vier oder mehr Siebe. Insbesondere sind die Siebe in Reihe hintereinander angeordnet und weisen unterschiedliche DurchlassgröBen auf. Die Siebe einer

Siebeinrichtung sind dazu vorzugsweise übereinander angeordnet, sodass das Material schwerkraftbedingt durch die Siebe strömt. Vorzugsweise wird das gemahlene Altbeton in der Siebeinrichtung in eine erste Kornfraktion mit einer KorngröBe von 2 mm bis 16mm, insbesondere 4 mm bis 16 mm,, in eine zweite Kornfraktion mit einer KorngrôBe größer als 16 mm und in eine dritte Kornfraktion mit einer KorngrôBe von kleiner als 2 mm, insbesondere kleiner als 4mm, gesiebt. Die zweite Kornfraktion wird vorzugsweise der Mahleinrichtung zugeführt und erneut gemahlen. Insbesondere wird die Menge an

Material der zweiten Kornfraktion mittels einer Messeinrichtung ermittelt und an die

Steuerungs-/ Regelungseinrichtung übermittelt.

Vorzugsweise wird der Mahldruck der Mahleinrichtung in Abhängigkeit der ermittelten

Menge der zweiten Kornfraktion gesteuert/ geregelt. Beispielsweise wird die ermittelte

Menge mit einem vorab bestimmten Grenzwert oder Grenzbereich verglichen und bei einer Abweichung der Menge von dem Grenzwert oder Grenzbereich wird der Mahldruck erhöht oder verringert. Insbesondere wird der Mahldruck erhöht, wenn die ermittelte

Menge den Grenzwert oder Grenzbereich übersteigt. Insbesondere wird der Mahldruck verringert, wenn die ermittelte Menge den Grenzwert oder Grenzbereich unterschreitet.

Vorzugsweise wird das in der Siebeinrichtung gesiebte Material der dritten Kornfraktion mit einer KorngröBe von kleiner als 2mm, insbesondere kleiner als 4mm, der

Sichteinrichtung zugeführt.

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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der gesiebte Altbeton in der

Sichteinrichtung in eine erste Kornfraktion mit einer Körnung von 0,15 mm bis 2 mm, insbesondere 0,15 mm bis 4 mm, und in eine zweite Kornfraktion mit einer Körnung kleiner als 0,15 mm klassiert. Die Sichteinrichtung umfasst beispielsweise einen dynamischen und/oder einen statischen Sichter. Ein dynamischer Sichter weist beispielsweise einen rotierbaren Stabkorb auf, wobei die eine bestimmte Korngröße übersteigenden Körner an dem äußeren Umfang des rotierenden Stabkorb abgewiesen werden und den dynamischen Sichter durch einen Grobgutauslass verlassen, wobei die in den Stabkorb eintretenden Körner durch einen Feingutauslass den dynamischen

Sichter verlassen

In einem statischen Sichter erfolgt vorzugsweise eine grobe Materialsichtung über Prall- und Leitvorrichtungen. Parameter, die das Trennverhalten des statischen Sichters beeinflussen, umfassen beispielsweise die Ausgestaltung der Strömungselemente, insbesondere der Anstellwinkel der Leitschaufeln der Strömungselemente und die

Strömungsgeschwindigkeit, sowie die Anzahl der Strömungselemente in dem statischen

Sichter.

Der gesiebte Altbeton wird gemäß einer weiteren Ausführungsform in der

Sichteinrichtung in eine erste Kornfraktion mit einer Körnung von 0,15 mm bis 2 mm, insbesondere 0,15 mm bis 4 mm und in eine zweite Kornfraktion mit einer Körnung kleiner als 0,15 mm klassiert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das klassierte, insbesondere gesiebte und/ oder gesichtete Altbeton einer Kornfraktion mit einer Korngröße von 0,15 mm bis 16mm, insbesondere 0,15 mm, bis 4 mm oder 2 mm bis 16 mm oder 4 mm bis 16 mm einer

Setzmaschine zugeführt und in Abhängigkeit der Dichte der Körner des Altbetons getrennt. Vorzugsweise wird der Setzmaschine Altbeton einer Kornfraktion mit einer

Korngröße von 2 mm bis 4mm, 4 mm bis 8 mm oder 8 mm bis 16 mm zugeführt.

Die Setzmaschine ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie das Material, insbesondere das gemahlene Altbeton, in Abhängigkeit der Feststoffdichte der Körner trennt. Vorzugsweise werden Körner ab einem bestimmten vorabbestimmten

Dichtegrenzwert von den Körnern, die eine Dichte unterhalb des Dichtegrenzwertes aufweisen, getrennt. Der Dichtegrenzwert ist vorzugsweise in der Setzmaschine einstellbar. Beispielsweise beträgt der Dichtegrenzwert etwa 2000 kg/m° bis 2800 kg/m°, insbesondere etwa 2500 kg/m°. 5 Die Vorrichtung zur Aufbereitung von Altbeton weist vorzugsweise eine erste

Setzmaschine auf, die der Siebeinrichtung nachgeschaltet ist. Insbesondere ist die erste

Setzmaschine derart mit der Siebeinrichtung verbunden, dass ihr der gesiebte Altbeton der Kornfraktion mit einer KorngrôBe von 2mm bis 16mm, insbesondere 4 mm bis 16 mm zugeführt wird. Das Altbeton mit einer Dichte oberhalb des vorabbestimmten

Dichtegrenzwertes wird vorzugsweise dem ersten Produkt zugeführt, wobei vorzugsweise das Altbeton mit einer Dichte unterhalb des vorabbestimmten

Dichtegrenzwertes der Mahleinrichtung zur erneuten Zerkleinerung zugeführt wird.

Die Vorrichtung zur Aufbereitung von Altbeton weist des Weiteren beispielsweise eine zweite Setzmaschine auf, die der Sichteinrichtung nachgeschaltet ist. Insbesondere ist die zweite Setzmaschine derart mit der Sichteinrichtung verbunden, dass ihr das gesichtete Altbeton der ersten Kornfraktion mit einer Körnung von 0,15 mm bis 2 mm, insbesondere 0,15 mm bis 4 mm, zugeführt wird. Der Altbeton mit einer Dichte oberhalb eines vorabbestimmten Dichtegrenzwertes wird vorzugsweise dem zweiten Produkt zugeführt, wobei das Altbeton mit einer Dichte unterhalb des vorabbestimmten

Dichtegrenzwertes der Mahleinrichtung zur erneuten Zerkleinerung zugeführt wird. Die

Abluft der Setzmaschinen wird vorzugsweise einer Entstaubungseinrichtung zugeführt und entstaubt.

Eine Trennung der Körner des Altbetons nach der Feststoffdichte ermöglicht eine

Erhöhung der Qualität des Produkts. Der Zementstein weist eine geringere Dichte als der

Zuschlagstoff, wie Sand und Kies, auf, sodass Körner, die einen groBen Anteil an

Zementstein enthalten zu der Mahleinrichtung zur erneuten Zerkleinerung zurückgeführt werden und die Körner mit einem hohen Anteil and Sand und Kies das Produkt ausbilden.

Insbesondere werden das erste Produkt und das zweite Produkt in einem

Betonherstellungsprozess als Zuschlagstoff verwendet.

Die Abluft der Siebeinrichtung, der Mahleinrichtung, der Setzmaschine und/ oder der

Sichteinrichtung werden gemäß einer weiteren Ausführungsform einer

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Entstaubungseinrichtung zugeführt. Der in der Entstaubungseinrichtung von der Luft abgetrennte Staubt wird vorzugsweise dem Produkt mit einer Korngröße von kleiner als 0,15 mm zugeführt. Bei diesem Produkt handelt es sich vorzugsweise hauptsächlich um gemahlenen Zementstein. Vorzugsweise wird das Produkt einem

Zementherstellungsprozess zugeführt.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Altbeton aufweisend optional eine Zerkleinerungseinrichtung zur Vorzerkleinerung des Altbetons, eine Mahleinrichtung zum Mahlen des Altbetons, eine Klassierungseinrichtung zum Klassieren des gemahlenen Altbetons in zumindest zwei Produkte unterschiedlicher Kornfraktionen, wobei die Mahleinrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass das Mahlen des

Altbetons mit einem Mahldruck von weniger als 50 MPa erfolgt.

Die vorangehend beschriebenen Ausführungen und Vorteile des Verfahrens zur

Aufbereitung von Altbeton trifft in vorrichtungsgemäBer Entsprechung ebenfalls auf die

Vorrichtung zur Aufbereitung von Altbeton zu.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Messeinrichtung zur Ermittlung der KorngröBenverteilung des gemahlenen Altbetons und eine Steuerung/

Regelungseinrichtung auf, die mit der Mahleinrichtung und der Messeinrichtung verbunden und derart ausgebildet ist, dass sie den Mahldruck der Mahleinrichtung in

Abhängigkeit der ermittelten KorngröBenverteilung steuert/ regelt.

Die Klassierungseinrichtung umfasst gemäß einer weiteren Ausführungsform eine

Siebeinrichtung zum Sieben des gemahlenen Altbetons in zumindest zwei Kornfraktionen und eine Sichteinrichtung zum Sichten zumindest eines Teils des in der Siebeinrichtung gesiebten Altbetons.

Die Siebeinrichtung weist gemäB einer weiteren Ausführungsform zumindest zwei Siebe auf und ist derart ausgebildet, dass sie das gemahlene Altbeton in zumindest drei unterschiedliche Kornfraktionen klassiert. Die Siebeinrichtung ist gemäß einer weiteren

Ausführungsform mit dem Sichter derart verbunden, dass das Altbeton einer Körnung,

die kleiner als 2 mm, insbesondere kleiner als 4mm, ist, der Sichteinrichtung zugeführt wird. Vorzugsweise wird der Sichteinrichtung ausschließlich Altbeton einer Körnung, die kleiner als 2 mm, insbesondere kleiner als 4 mm, ist, von der Siebeinrichtung zugeleitet.

Die Siebeinrichtung ist insbesondere mit der Sichteinrichtung derart verbunden, dass das

Altbeton einer Körnung, die kleiner als 2 mm, vorzugsweise kleiner als 4mm, ist, der

Sichteinrichtung zugeführt wird. Die Sichteinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie das gesiebte Altbeton in eine erste Kornfraktion mit einer Körnung von 0,15 mm bis 2 mm, in insbesondere 0,15 mm bis 4 mm, und in eine zweite Kornfraktion mit einer

Körnung kleiner als 0,15 mm klassiert.

Die Vorrichtung weist gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest eine

Setzmaschine auf, die derart mit der Siebeinrichtung und/ oder der Sichteinrichtung verbunden ist, sodass das Altbeton einer Körnung von 0,15 mm bis 2 mm bis 4mm oder von 2 mm bis 16 mm der Setzmaschine zugeführt wird.

Die Vorrichtung zur Aufbereitung von Altbeton weist gemäß einer weiteren

Ausführungsform eine Entstaubungseinrichtung auf, die mit der Sichteinrichtung, der

Mahleinrichtung, der Setzmaschine und/ oder der Siebeinrichtung verbunden ist, sodass die Abluft der Siebeinrichtung, der Mahleinrichtung, der Setzmaschine und/ oder der

Sichteinrichtung der Entstaubungseinrichtung zugeführt wird.

Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Flussdiagram eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Aufbereitung von Altbeton gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 2 zeigt ein Flussdiagram eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Aufbereitung von Altbeton gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 10 zur Aufbereitung von

Altbeton. Fig. 1 kann auch als Flussdiagramm eines Verfahrens zur Aufbereitung von

Altbeton gelesen werden. Bei dem Altbeton handelt es sich beispielsweise um

Abbruchbeton aus Bauwerken, wobei der Altbeton vorzugsweise einen Zuschlagstoff, wie beispielsweise Sand und/oder Kies, und Zementstein umfasst. Unter Zementstein ist mit

Wasser ausgehärteter Zement zu verstehen, der vorzugsweise die Körner des

Zuschlagstoffes miteinander verbindet. Unter der Aufbereitung von Altbeton ist eine

Bearbeitung des Altbetons zu verstehen, sodass dieser zumindest teilweise als

Zuschlagstoff zur Herstellung von Beton verwendet werden kann.

Die Vorrichtung 10 zur Aufbereitung von Altbeton gemäß dem Ausführungsbeispiel der

Fig. 1 weist optional eine Zerkleinerungseinrichtung 12 zur Vorzerkleinerung des

Altbetons auf, beispielsweise ein Brecher oder eine Mühle. Die

Zerkleinerungseinrichtung 12 ist vorzugsweise derart ausgebildet und eingerichtet, dass sie den Altbeton auf eine KorngrôBe von etwa 50 mm bis 100 mm zerkleinert. Es ist ebenfalls möglich, dass den Altbeton bereits bei Abriss eines Bauwerkes auf die voran genannte KorngrôBe zerkleinert wurde, sodass die Zerkleinerungseinrichtung 12 lediglich optional in der Vorrichtung 10 umfasst ist.

An die Zerkleinerungseinrichtung 12 schließt sich in Materialflussrichtung des Altbetons eine Mahleinrichtung 14 an, in welcher der optional vorzerkleinerte Altbeton gemahlen wird. Bei der Mahleinrichtung 14 handelt es sich vorzugweise um eine Walzenmühle. Die

Mahleinrichtung umfasst vorzugsweise zwei parallele Mahlwalzen, die gegenläufig rotierbar sind und zwischen sich einen Mahlspalt ausbilden. Der Altbeton wird vorzugsweise in dem Mahlspalt mittels des Mahldrucks zerkleinert. Der Mahldruck, den die Mahlwalzen in dem Mahlspalt auf den Altbeton ausüben, ist vorzugsweise in der

Mahleinrichtung 14 einstellbar. Der Altbeton wird in der Mahleinrichtung 14 vorzugsweise mit einem Mahldruck von weniger als 50 MPa gemahlen. Vorzugsweise ist die

Mahleinrichtung mit einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung 16 verbunden, die derart ausgebildet ist, dass sie den Mahldruck der Mahleinrichtung auf einen Wert von weniger als 50 MPa steuert/ regelt. Beispielsweise wird der Altbeton vor der Aufgabe in die

Mahleinrichtung hinsichtlich der Eigenschaften des Zuschlagstoffes aus Sand und/ oder

Kies, analysiert. Vorzugsweise wird die Bruchgrenze des Zuschlagstoffes des Altbetons und/ oder die Druckfestigkeit des Altbetons ermittelt und an die Steuerungs-

/Regelungseinrichtung übermittelt. Die Steuerungs-Regelungseinrichtung 16 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die den Mahldruck der Mahleinrichtung 14 in

Abhängigkeit der Bruchfestigkeit des Zuschlagstoffes und/ oder der Druckfestigkeit des

Altbetons, steuert/ regelt.

Unter der Bruchgrenze des Zuschlagstoffes ist insbesondere die mittlere Bruchfestigkeit des Zuschlagstoffes, wie Sand und/ oder Kies, zu verstehen, bei welchen der

Zuschlagstoff, insbesondere durch Druck, zerkleinert wird. Unter der Druckfestigkeit des

Altbetons ist vorzugsweise die mittlere Druckfestigkeit des Altbetons zu verstehen, bei welcher der Altbeton, insbesondere durch Druck, zerkleinert wird.

Vorzugsweise wird der Mahldruck der Mahleinrichtung 14 derart eingestellt, dass er geringer ist als die Bruchfestigkeit des Zuschlagstoffes und insbesondere höher als die

Druckfestigkeit des Altbeton. Dadurch wird erreicht, dass der Zementstein des Altbeton, der die Körner des Zuschlagstoffes miteinander verbindet, gebrochen und der

An die Mahleinrichtung 14 schließt sich vorzugsweise in Materialflussrichtung des gemahlenen Altbetons eine Klassierungseinrichtung 18 an, in welcher der gemahlene

Altbeton in zumindest zwei Produkte unterschiedlicher Korngrößenverteilung klassiert wird. Vorzugsweise wird der gemahlene Altbeton in drei Produkte unterschiedlicher

Korngröße klassiert. Vorzugsweise wird der gemahlene Altbeton in ein erstes Produkt mit einer Korngröße von beispielsweise 2 mm bis 16 mm, insbesondere 4mm bis 16mm und ein zweites Produkt einer Korngröße von beispielsweise 0,15 mm bis 2 mm, insbesondere 0,15mm bis 4mm, klassiert. Insbesondere wird der Altbeton zusätzlich in ein drittes Produkt einer Korngröße von kleiner als 0,15 mm klassiert.

Zwischen der Mahleinrichtung 14 und der Klassierungseinrichtung 18 ist vorzugsweise eine Messeinrichtung 20 zur Ermittlung der Korngrößenverteilung des gemahlenen

Altbeton angeordnet. Die Messeinrichtung 20 ist vorzugsweise mit der Steuerungs-

/Regelungseinrichtung 16 verbunden, wobei der Mahldruck in Abhängigkeit der ermittelten KorngrôBenverteilung gesteuert/ geregelt wird.

Grenzwert oder Grenzbereich verglichen und bei einer Abweichung von dem Grenzwert oder Grenzbereich wird der Mahldruck erhôht oder verringert. Vorzugsweise wird der

Mahldruck erhöht, wenn die ermittelte KorngrôBenverteilung den vorabbestimmten

Grenzbereich unterschreitet.

Die Klassierungseinrichtung 18 umfasst vorzugsweis eine Siebeinrichtung 22 und/ oder eine Sichteinrichtung 24. Beispielhaft ist in dem Ausführungsbeispiel der Fig.1 die

Sichteinrichtung 24 der Siebeinrichtung 22 nachgeschaltet. Die Siebeinrichtung 22 umfasst vorzugsweise zumindest zwei, vorzugsweise drei, vier oder mehr Siebe.

Insbesondere sind die Siebe in Reihe hintereinander angeordnet und weisen unterschiedliche Durchlassgrößen auf. Vorzugsweise wird der gemahlene Altbeton in der

Siebeinrichtung 22 in eine erste Kornfraktion mit einer Korngröße von beispielsweise 2 mm bis 16 mm, insbesondere oder 4mm bis 16mm, in eine zweite Kornfraktion mit einer

Korngröße größer als 16 mm und in eine dritte Kornfraktion mit einer Korngröße von beispielsweise kleiner als 2 mm, insbesondere kleiner als 4mm gesiebt. Die zweite

Kornfraktion wird vorzugsweise der Mahleinrichtung 14 zugeführt und erneut gemahlen.

Insbesondere wird die Menge an Material der zweiten Kornfraktion mittels einer

Messeinrichtung ermittelt und an die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung übermittelt.

Vorzugsweise wird das in der Siebeinrichtung 22 gesiebte Material der dritten

Kornfraktion mit einer Korngröße von beispielsweise kleiner als 2 mm, insbesondere kleiner als 4mm der Sichteinrichtung 24 zugeführt. Bei der Sichteinrichtung 24 handelt es sich beispielsweise um einen dynamischen Sichter mit einem rotierbaren Stabkorb. Ein dynamischer Sichter umfasst beispielsweise zusätzlich einen Ventilator zur Erzeugung der Sichtluft und einen Filter oder Zyklon zum Abscheiden des Feinguts aus dem

Luftvolumenstrom. In der Sichteinrichtung 24 wird das gesiebte Altbeton vorzugsweise in eine erste Kornfraktion mit einer Körnung von beispielsweise 0,15 mm bis 2 mm, insbesondere oder 0,15mm bis 4mm und in eine zweite Kornfraktion mit einer Körnung kleiner als 0,15 mm klassiert.

Insbesondere bildet das in der Siebeinrichtung 22 gesiebte Material der Kornfraktion mit einer KorngrôBe von 2 mm bis 16 mm, insbesondere 4mm bis 16mm das erste Produkt 26 aus. Vorzugsweise bildet das in der Sichteinrichtung 24 klassierte Material der

Kornfraktion mit einer Körnung von beispielsweise 0,15 mm bis 2 mm, insbesondere0,15mm bis 4mm das zweite Produkt 28 aus. Das in der Sichteinrichtung 24 klassierte Material der Kornfraktion mit einer Körnung von kleiner als 0,15 mm bildet vorzugsweise das dritte Produkt 30 aus.

Die Abluft zur Entstaubung der Sichteinrichtung 24, der Siebeinrichtung 22 und/ oder der

Mahleinrichtung 14 wird vorzugsweise einer Entstaubungseinrichtung 32 zugeführt, wobei der in der Entstaubungseinrichtung 32 abgeschiedene Staub vorzugsweise dem dritten Produkt 30 zugeführt wird.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 10 zur Aufbereitung von

Altbeton, die größtenteils der Vorrichtung der Fig. 1 entspricht und wobei gleiche

Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Fig. 2 kann ebenfalls als

Flussdiagramm eines Verfahrens zur Aufbereitung von Altbeton gelesen werden. Die

Vorrichtung 10 der Fig. 2 weist ebenfalls eine Messeinrichtung 20 und eine Steuerungs- /Regelungseinrichtung 16 gemäß Fig. 1 auf, die der Übersichtlichkeit halber in Fig. 2 nicht dargestellt sind.

Im Unterschied zur Fig. 1 weist die Fig. 2 zusätzlich zwei Setzmaschinen 34, 36 auf, die beispielhaft jeweils der Siebeinrichtung 22 und der Sichteinrichtung 24 nachgeschaltet sind. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Vorrichtung 10 lediglich eine Setzmaschine 34, 36 aufweist, die der Siebeinrichtung 22 und/ oder der Sichteinrichtung 24 nachgeschaltet ist. Die Setzmaschine 34, 36 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie das Material, insbesondere den gemahlenen Altbeton, nach ihrer Feststoffdichte sortiert.

Vorzugsweise werden Körner ab einem bestimmten vorabbestimmten Dichtegrenzwert von den Körnern, die eine Dichte unterhalb des Dichtegrenzwertes aufweisen, getrennt.

Der Dichtegrenzwert ist vorzugsweise einstellbar. Beispielsweise beträgt der

Dichtegrenzwert etwa 2000 kg/m? bis 2800 kg/m®, insbesondere etwa 2500 kg/m®.

Die Vorrichtung 10 weist vorzugsweise eine erste Setzmaschine 34 auf, die der

Siebeinrichtung 22 nachgeschaltet ist. Insbesondere ist die erste Setzmaschine 34 derart mit der Siebeinrichtung 22 verbunden, dass ihr das gesiebte Altbeton der ersten

Kornfraktion mit einer Korngröße von beispielsweise 2 mm bis 16 mm, insbesondere4mm bis 16mm zugeführt wird. Das Altbeton mit einer Dichte oberhalb des vorabbestimmten

Dichtegrenzwertes wird vorzugsweise dem ersten Produkt 26 zugeführt, wobei das

Altbeton mit einer Dichte unterhalb des vorabbestimmten Dichtegrenzwertes der

Mahleinrichtung 14 zur erneuten Zerkleinerung zugeführt wird.

Die Vorrichtung 10 weist des Weiteren beispielsweise eine zweite Setzmaschine 36 auf, die der Sichteinrichtung 24 nachgeschaltet ist. Insbesondere ist die zweite Setzmaschine 36 derart mit der Sichteinrichtung 24 verbunden, dass ihr das gesichtete Altbeton der ersten Kornfraktion mit einer Körnung von beispielsweise 0,15 mm bis 2 mm insbesondere 0,15mm bis 4mm zugeführt wird. Der Altbeton mit einer Dichte oberhalb eines vorabbestimmten Dichtegrenzwertes wird vorzugsweise dem zweiten Produkt 28 zugeführt, wobei der Altbeton mit einer Dichte unterhalb des vorabbestimmten

Dichtegrenzwertes der Mahleinrichtung 14 zur erneuten Zerkleinerung zugeführt wird.

Die Abluft der Setzmaschinen 34, 36 wird vorzugsweise der Entstaubungseinrichtung 32 zugeführt und entstaubt.

Eine Klassierung des Altbetons nach der Feststoffdichte ermöglicht die Herstellung eines qualitativ hochwertigeren Produkts 26, 28. Der Zementstein weist eine geringere Dichte als der Zuschlagstoff, wie Sand und Kies auf, sodass Körner, die einen großen Anteil an

Zementstein enthalten zu der Mahleinrichtung 14 zur erneuten Zerkleinerung zurückgeführt werden und die Körner mit einem hohen Anteil and Sand und Kies das

Produkt 26, 28 ausbilden. Insbesondere werden das erste Produkt 26 und das zweite

Produkt 28 in einem Betonherstellungsprozess als Zuschlagstoff verwendet.

Bezugszeichenliste 10 Vorrichtung zur Aufbereitung von Altbeton 12 Zerkleinerungseinrichtung 14 Mahleinrichtung 16 Steuerungs-/Regelungseinrichtung 18 Klassierungseinrichtung 20 Messeinrichtung 22 Siebeinrichtung 24 Sichteinrichtung 26 erstes Produkt 28 zweites Produkt 30 drittes Produkt 32 Entstaubungseinrichtung 34 Setzmaschine 36 Setzmaschine

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Aufbereitung von Altbeton, wobei der Altbeton Zementstein und einen Zuschlagstoff, insbesondere Sand und/ oder Kies, umfasst, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Mahlen des Altbetons in einer Mahleinrichtung (14), Klassieren des gemahlenen Altbetons in einer Klassierungseinrichtung (18) in zumindest zwei Produkte (26, 28, 30) unterschiedlicher Kornfraktionen dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlen mit einem Mahldruck von weniger als 50 MPa erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Mahlen mit einem Mahldruck erfolgt, der geringer ist als die Bruchgrenze des Zuschlagstoffes des Altbetons.

3. Verfahren nach Anspruch1 oder 2, wobei die Mahleinrichtung (14) eine Walzenmühle mit zwei Mahlwalzen umfasst, die zwischen einander einen Mahlspalt ausbilden und wobei das Mahlen des Altbetons bei relativ zueinander unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten der Mahlwalzen erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Korngrößenverteilung des gemahlenen Altbeton ermittelt und der Mahldruck der Mahleinrichtung (14) in Abhängigkeit der ermittelten Korngrößenverteilung gesteuert/ geregelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Korngrößenverteilung mittels einer optischen Messeinrichtung (20) ermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der gemahlene Altbeton in der Klassierungseinrichtung (18) in zumindest zwei Produkte (26, 28) unterschiedlicher Kornfraktionen klassiert wird, wobei erste Produkt (26) eine Kornfraktion mit einer Körnung von 2 mm bis 16 mm, insbesondere 4 mm bis 16 mm, und das zweite Produkt (28) eine Kornfraktion mit einer Körnung von 0,15 mm bis 2 mm, insbesondere 0,15 mm bis 4 mm aufweist.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Klassieren des gemahlenen Altbetons das Sieben des gemahlenen Altbetons in einer Siebeinrichtung (22) und/ oder das Sichten zumindest eines Teils des gemahlenen oder gesiebten Altbetons in einer Sichteinrichtung (24) umfasst.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Siebeinrichtung (22) zumindest zwei Siebe aufweist und das gemahlene Altbeton in zumindest drei unterschiedliche Kornfraktionen klassiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der klassierte Altbeton einer Kornfraktion mit einer Korngröße von 0,15 mm bis 16 mm, insbesondere 0,15 mm, bis 4 mm oder 2 mm bis 16 mm oder 4 mm bis 16 mm einer Setzmaschine (34, 36) zugeführt wird und eine Klassierung des Altbetons in Abhängigkeit der Dichte des Altbetons erfolgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das gesiebte Altbeton in der Sichteinrichtung (24) in eine erste Kornfraktion mit einer Körnung von 0,15 mm bis 2 mm, insbesondere 0,15 mm bis 4 mm und in eine zweite Kornfraktion mit einer Körnung kleiner als 0,15 mm klassiert wird.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Abluft zur Entstaubung der Siebeinrichtung (22), der Mahleinrichtung (14), der Setzmaschine (34, 36) und/ oder der Sichteinrichtung (24) einer Entstaubungseinrichtung (32) zugeführt wird.

12. Vorrichtung (10) zur Aufbereitung von Altbeton, aufweisend eine Mahleinrichtung (14) zum Mahlen des Altbetons, eine Klassierungseinrichtung (18) zum Klassieren des gemahlenen Altbetons in zumindest zwei Produkte (26, 28, 30) unterschiedlicher Kornfraktionen, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahleinrichtung (14) derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass das Mahlen des Altbetons mit einem Mahldruck von weniger als 50 MPa erfolgt.

13. Vorrichtung (10) nach Anspruch 12, wobei die Vorrichtung (10) eine Messeinrichtung (20) zur Ermittlung der Korngrößenverteilung des gemahlenen Altbetons und eine Steuerung/ Regelungseinrichtung (16) umfasst, die mit der Mahleinrichtung (14) und der Messeinrichtung (20) verbunden und derart ausgebildet ist, dass sie den Mahldruck der Mahleinrichtung (14) in Abhängigkeit der ermittelten Korngrößenverteilung steuert/ regelt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Klassierungseinrichtung (18) eine Siebeinrichtung (22) zum Sieben des gemahlenen Altbetons in zumindest zwei Kornfraktionen und/ oder eine Sichteinrichtung (24) zum Sichten des Altbetons in zumindest zwei Kornfraktionen umfasst.

15. Vorrichtung (10) nach Anspruch 14, wobei die Siebeinrichtung (22) zumindest zwei Siebe aufweist und derart ausgebildet ist, dass sie das gemahlene Altbeton in zumindest drei unterschiedliche Kornfraktionen klassiert.

16. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Vorrichtung (10) zumindest eine Setzmaschine (34, 36) aufweist, die derart mit der Siebeinrichtung (22) und/ oder der Sichteinrichtung (24) verbunden ist, sodass das Altbeton einer Körnung von 0,15mm bis 2mm, insbesondere 0,15 mm bis 4 mm, oder einer Körnung von 2 mm bis 16mm, insbesondere 4 mm bis 16 mm der Setzmaschine (34, 36) zugeführt wird.

17. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die Vorrichtung (10) eine Entstaubungseinrichtung (32) aufweist, die mit der Klassierungseinrichtung (18), der Mahleinrichtung (14) und/ oder der Setzmaschine (34, 36) verbunden ist, sodass die Abluft Klassierungseinrichtung (18), der Mahleinrichtung (14) und/ oder der Setzmaschine (34, 36), der Entstaubungseinrichtung (32) zugeführt wird.