SABINE

Stahlwerksschlacke als Bindemittel für geotechnische Baustoffe

Im Rahmen des Projekts SABINE wird untersucht, wie Stahlwerksschlacken behandelt, aufbereitet und aktiviert werden können, um sie als alkalisch aktiviertes Bindemittel in Baustoffen verwendbar zu machen. Bei alkalisch aktivierten Bindemitteln initiiert die Zugabe eines hochalkalischen Aktivators zu einem Präkursor in Form von Schlacke, Asche oder auch Gesteinsmehl eine Festigkeitsentwicklung. Bisherige Forschungsarbeiten haben gezeigt, dass vor allem kristalline Stahlwerksschlacken wie Elektroofenschlacke nicht so einfach zu aktivieren sind wie glasiger bzw. amorpher Hüttensand. Insbesondere konnten bislang keine vergleichbaren Festigkeiten erzielt werden.

Im Rahmen von SABINE wurde bisher vor allem die alkalische Aktivierbarkeit von Elektroofenschlacke in einem typischen Mörtelsystem untersucht. Verwendet wurden sowohl prozesstypische Schlacken mit einem hohen kristallinen Anteil als auch amorphe, durch Wassergranulation aufbereitete Schlacken. Letztgenannte sind bislang jedoch nicht industriell verfügbar.

Erwartungsgemäß entwickelten Mörtel mit amorpher Elektroofenschlacke eine deutlich höhere Festigkeit als beim Einsatz kristalliner Schlacke. Bezüglich Frühfestigkeiten fällt auf, dass typischerweise bereits nach 7 Tagen bis zu ca. 90 % (amorphe Schlacke) bzw. bis zu ca. 65 % (kristalline Schlacke) bezogen auf die Referenzfestigkeit nach 28 Tagen erreicht werden. Es zeichnet sich damit ab, dass Elektroofenschlacke durchaus ein interessantes mögliches Anwendungsfeld für die im Rahmen des Projekts SABINE fokussierten geotechnischen Baustoffe darstellt.

Nach dem Nachweis der grundsätzlichen Machbarkeit wird es nun darum gehen, die Kombination von alkalischem Aktivator und gemahlener Schlacke zu optimieren. Anschließend gilt es, das Material in Bezug auf die Umwelthygiene bei Kontakt mit Grundwasser zu untersuchen. Zuletzt sollen Einbauversuche für den Anwendungsfall „Ringspaltmasse beim maschinellen Tunnelvortrieb“ an einem großskaligen Demonstrator erfolgen.