Systematische Anwendung der IR-Spektroskopie zur Stärkung der Kreislaufwirtschaft i. d. Bauindustrie

Infrarotspektroskopie als innovativer Ansatz zur Identifikation primärer und sekundärer Rohstoffe mittels Fingerprints als zukunftsweisendes Verfahren zur nachhaltigen Steuerung von Stoffströmen, u.a. aus dem Urban Mining, zur Zement- und Betonherstellung

Im Zuge der Dekarbonisierung und Ressourcenschonung in der Zement-/Betonindustrie werden zunehmend röntgenamorphe Stoffe (u.a. Recyclingmehle, calcinierte Tone) zur Absenkung des Klinkeranteils in Zementen verwendet. Neue Zemente werden daher eine veränderte und komplexere Zusammensetzung aufweisen. Normative Regelungen zur baupraktischen Anwendung dieser Produkte fordern die qualitative und quantitative Bestimmung der Zusammensetzung, insb. der Verwendung neuer röntgenamorpher Bestandteile in höheren Mengen führt zu hohen Anforderungen an die Bestimmungsmethoden bzgl. Richtigkeit/Reproduzierbarkeit. Aktuelle Methoden der Laborüberwachung können zuverlässige Analysen teilweise gar nicht bzw. nur eingeschränkt gewährleisten. Wegen der normativen Regelungen besteht somit das Risiko, dass potentiell geeignete Bestandteile aus analytischen Gründen nicht den Weg in die Baupraxis finden (Ausschluss). Den Einsatz dieser Zemente soll die Infrarotspektroskopie (IR) gewährleisten. Im Gegensatz zu etablierten Methoden ist das zugrundeliegende Messprinzip unabhängig von der Kristallinität der Bestandteile. Aufbauend auf einer schnellen und präparationsarmen Messung sowie Identifikation silikatischer Bestandteile mittels Chemometrie (Fingerprints) erfolgt die Bestimmung und Überwachung der Zement-Zusammensetzung qualitativ und quantitativ. Die Identifikation amorpher Bestandteile wird auf alkali-reaktive Gesteinskörnungen erweitert. Durch gezielte Identifikation potentiell schädigender Gesteinskörner und Separation aus dem Stoffstrom der Lagerstätte/Urban-Mining können diese silikatischen Stoffe bspw. als Rohstoff in der Zementherstellung eingebracht werden. Das erarbeitete Analysekonzept bildet das Fundament, IR als Werkzeug zur gezielteren Charakterisierung von Stoffströmen bekannter/ unbekannter Stoffe entsprechend der Materialeigenschaften zu etablieren. Dies stärkt die Nachhaltigkeit und dient der Verbesserung der Kreislaufwirtschaft im Bereich Bauen/ Wohnen.