Alleine in der Schweiz fallen einige 100'000 Tonnen Ausbruchasphalt an, welche nicht verwendet werden. Und obwohl die Quote der Wiederverwendung in der Schweiz hoch ist, bleibt eine zentrale, wichtige Frage:
Wie gut und dauerhaft sind Strassen mit neu eingebautem Recyclingmaterial?
Rund um das Recyclingmaterial hat sich eine ansehnliche Industrie angesiedelt, welche Verjüngungsmittel jeder erdenklichen Kombination und Herkunft anbietet! Doch viele dieser Zusätze basieren auf Erkenntnissen rund um Bitumen, welche nicht mehr Stand der Technik sind: Denn heute weiss die Forschung deutlich mehr über das Verhalten und die Zusammenhänge einer Alterung des Bindemittels.
Die InfraTrace GmbH hat auf der Basis ihrer Kompetenz in Biochemie, Biologie und der Kohlenstoffchemie einen völlig neuen Ansatz gewählt, der Recyclingmaterial zu einem besseren und dauerhafteren Gebrauchswert verhilft. Die Labor- und Feldtests sind im Gange und stimmen sehr zuversichtlich.
Oben dazu passenden LinkedIn-Posts der letzten Monate:
33 offene Fragen zum richtigen Umgang mit Recycling-Asphalt:
1. Das zu recyclierende Material ist durch die Gebrauchsdauer bereits abgeschrieben. Sein Restwert bewegt sich in einem niedrigen, 1- bis 2-stelligen Prozentsatz.
2. Das zu recyclierende Material hat einen Grossteil seiner Klebekraft verloren. Wohlwollend können wir unbehandelt noch von 20-25% ausgehen.
3. Da es oft erneut durch den Heissmischprozess geführt wird, verliert es hier weitere Klebeanteile. Auch bei Transport und Einbau ergeben sich weitere Stressmomente.
4. Was weiss man über die Quellen, aus welchen das alte Material stammt?
5. Wieweit können Labortests die Qualität auf die gesamte Einbaumenge hochrechnen? Dies gilt auch beim Einsatz von bisher bekannten Verjüngungsmitteln.
6. Jedes Bitumen bringt einen eigenen "SARA-Fingerabdruck" mit. Dieser hängt von vielen Faktoren ab, geben ihm aber im Erstgebrauch seine Klebeeigenschaften, Visco-Elastizität und Dauerhaftigkeit.
7. Wenn dieser originale Fingerabdruck nicht bekannt ist, können alle aktuellen Verjüngungsvarianten nur einen Teil korrigieren (oft sogar nur temporär und Temperatur-abhängig).
8. Wird ein Verjüngungsmittel eingesetzt: Welche Diffusionsrate und damit, welche Wirksamkeit kann es auf das Recyclat gesamthaft ausüben?
9. Wie verhält sich das alte Mineral mit neuem Bindemittel? Dies gilt auch für mineralische Füller. Die Steinoberflächen sind die zentrale Schnittstelle zur Haftung. Alte Steine weisen ein anderes chemisches Profil auf, als neue. Auch neue Schnittflächen beim Brechen erzeugen neue Interaktionen.
10. Wie reagiert das alte, verjüngte Bindemittel mit neuem Bitumen?
11. Bereits ein Schadenspotential von 10% in einem Asphalt mit unbehandeltem (oder behandelt mit einer bekannten Verjüngung) Recyclat kann das ganze Projekt gefährden (Garantiezeit).
12. Der Schwefelgehalt (Sulfoxid-Index), der Aussagen über die Alterung macht, kennt den originalen Schwefelgehalt nicht. Jedes Bitumen aus unterschiedlichen Erdölquellen hat seinen eigenen Schwefelfingerabdruck. Was kann dann bei altem Recyclat und seinem Schwefelgehalt wirklich gemessen, verglichen und beurteilt werden?
13. Das Gleiche gilt für die SARA-Bestandteile des Bindemittels Bitumen (Saturates, Aromatics, Resines, Asphaltenes). Das eine Bitumen kann mit 5% harten Asphaltenen neu sein, ein anderes bringt zu Beginn 15% davon mit. Erst im Kontext mit den anderen Teilen, wird das komplexe Netzwerk und Zusammenspiel inkl. Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Schwefel und Metallen verständlich.
14. In welchem Verhältnis wird das Recyclat aus unterschiedlichen Quellen mit neuem Material gemischt?
15. Das alte Bindemittel ist durch den Gebrauch in Kontakt mit Umweltgasen gewesen: Säuren aus Schwefel, Stickoxiden und CO2 schädigen die Struktur des Bitumens. Diese Anlagerungen verbleiben im alten Bindemittel.
16. Altes Bindemittel ist Wasser-liebend. D.h. im gesamten Aufbereitungsprozess erfolgt die weitere Sättigung damit.
17. Altes Bindemittel kann Verunreinigungen enthalten, welche die Neuverwendung stören können: Gummizusatz und Reifenabrieb, Polymere, Fasern, tonige Reste, Glassplitter, Bremsstaub etc.
18. Die vorhandenen Asphalteneverhärtungen lassen sich zwar «zerschneiden», aber sie verbleiben mehrheitlich inert. Durch die weitere Gebrauchsdauer nimmt diese Fraktion und damit die Verhärtung weiter zu.
19. Ob Tallöl, Bitumenextrakte (Maltene), Dattelkerne, Pflanzenöle etc. – all diese Hilfsstoffe sind sehr behutsam und situativ einzusetzen. Entweder schützen sie gegen Spurrinnen im Sommer (Härte) oder Brüchigkeit bei Tieftemperaturen im Winter (Weichheit). Beides ist oft nicht gleichzeitig zu haben!
20. Die Empfehlung, einzelne Schichten auszubauen, wird beim Brechen nicht gelebt: Alles liegt i. d. R. auf einem Haufen zusammen.
21. Das RC-Material stammt aus zig unbekannten Zusammensetzungen und wird situativ zusammengemischt.
22. Jede Bindemittelprüfung ist aus einer solchen Mischung zufällig und kann nicht auf eine gesamte Prozesskette übernommen werden.
23. Verhärtungen und Schwachstellen verteilen sich willkürlich über eine Charge und können zu frühzeitigen Bruchstellen führen.
24. Welche Zusätze sind für eine solch willkürliche Mischung aus Altmaterial passend?
25. Die Oxidations-Kaskade schafft grosse Qualitätsunterschiede im Bindemittel hinsichtlich Haftverhalten und Rückstellungsvermögen.
26. Viele Schadstoffe durch die Liegedauer verbleiben im RC-Gemisch! Schwermetalle aus Bremsstaub aus Deckschichten vermischen sich mit anderem Material. Diese Metalle wirken als Oxidations-Katalysatoren.
27. Koks-artige, feste und unlösliche Kohlenstoffkonglomerate verbleiben im RC-Gemisch und tragen zur weiteren Verhärtung bei.
28. Die Additive können nur theoretisch eine Wiederherstellung der SARA-Fraktions-Balance erreichen. Hier besteht die Gefahr einer Übervernetzung und Phasentrennung.
29. Additive können eine temporäre Viskositätsminderung erzeugen. Dies wird im Labor gemessen. Doch die Oxidations- Kaskade läuft weiter.
30. Welche Art der Vernetzung findet bei der Zugabe von Additiven wirklich statt – und wie nachhaltig funktionieren das Haftvermögen und die elastische Rückstellung?
31. Während der Gebrauchsdauer können sich Kalkteile in einer Deckschicht durch Schwefelsäure zu Gips wandeln. Diese Gipsanteile dehnen sich erheblich aus.
32. Die Klebrigkeit des alten Bindemittels bei Erwärmung und Druck stammt massgeblich vom Alterungswachstum der Harze. Diese Eigenschaft darf nicht mit der Visko-Elastizität und dem damit einhergehenden Rückstellungsvermögen verwechselt werden.
33. Es fehlen Praxis-nahe Belastungsprüfungen der Bindung Bitumen-Stein unter Verkehr, seinen Schwingungen, Vibrationen, Druck und thermischen Faktoren.
Die Branchenempfehlung, alte Strassenbeläge schichtweise zu entfernen, ist zwar technisch sinnvoll, in der Praxis jedoch praktisch nicht umsetzbar. Oben eine typische Halde mit Ausbruchasphalt nach dem "Kraut & Rüben-Prinzip"!
Das Bindemittel im Asphaltstrassenbau, das Bitumen, ist eine der anspruchsvollsten und komplexesten Mischungen von zig-tausenden von Stoffen. Nur ein gutes Verständns über die sogenannte Oxidations-Kaskade, also die Alterung und Verhärtung, kann hier Abhilfe schaffen.