Untersuchungen zur mechanischen Aufbereitung von Kurzfaserbeton: Ein Vergleich verschiedener Faserarten

Mechanical recycling of short fiber-reinforced concrete: A comparison of different fiber types

• Yulia Fetishcheva
• Prof. Dr.-Ing. Dietmar Mähner
• Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Kathrin Greiff

In dieser Studie wurde untersucht, wie mechanische Zerkleinerung mit konventionellen Anlagen zur Trennung des Faser-Beton-Verbundes beiträgt, während betontechnologisch relevante Korngrößen beibehalten werden. Es wurden eine faserfreie sowie vier faserhaltige Betonmischungen mit maximalen Dosierungen an PP-Makrofasern, PA-Makrofasern, PP-Mikrofasern und PVA-Mikrofasern hergestellt. Die Zerkleinerung erfolgte mit einer Prallmühle und einer Hammermühle bei konstanten Einstellungen. Nach der mechanischen Aufbereitung wurden die Proben in drei Fraktionen aufgeteilt: aufgeschlossene Fasern, Betonbruch ohne Faseranhaftungen und Betonbruch mit Faseranhaftungen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zerkleinerung zu einer höheren Freisetzung der Makrofasern im Vergleich zu den Mikrofasern führt. Bei der Aufbereitung von Mikrofaserbeton mit PP-Mikrofasern konnte keine Faserfreisetzung festgestellt werden, da diese vollständig im Verbund mit der Matrix verbleiben. Keine Zerkleinerungsmethode führte zu einem vollständigen Faseraufschluss. Die Siebklassierung ermöglichte eine Vorsortierung der aufgeschlossenen Makrofasern, was die spätere Separation erleichtert. Zudem wurde bei den aufgeschlossenen Fasern keine Verkürzung der Faserlängen beobachtet. Die Ergebnisse tragen zur Erhöhung der Wiederverwendbarkeit von Betonbruch aus Faserbeton bei und unterstützen den Aufbau eines geschlossenen Materialkreislaufs im Bauwesen.

This study investigated how mechanical comminution using conventional technique contributes to the separation of the fiber-concrete bond while maintaining relevant particle sizes. A fiber-free mix and four fiber-reinforced concrete mixtures with maximum dosages of PP-macrofibers, PA-macrofibers, PP-microfibers, and PVA-microfibers were prepared. The comminution was performed using a hammer mill and an impact mill with constant settings. After processing, the crushed material was sieved and divided into three material fractions: separated fibers, mineral fraction, and composite fraction or crushed concrete with fiber attachments. The results indicate that mechanical processing leads to a higher release of macrofibers compared to microfibers. No fiber release was observed in the processing of microfiber concrete with PP-microfibers, as these fibers remained fully bound within the matrix. No comminution method achieved complete fiber separation. The sieve classification allowed for the preliminary sorting of released macrofibers, which facilitates later separation. Additionally, no reduction in fiber lengths was observed in the released fibers. These findings contribute to the increased recyclability of fiber-reinforced concrete waste and support the development of a closed material loop in the construction industry.