Effiziente Verwertungstechnologien für puzzolanische Ressourcen in mikrostrukturbasierten Betonbauteilen mit Materialpass, Teilvorhaben: Entwicklung alkaliresistenter Marker für den digitalen Materialpass

Description: Ziel des Projektes ist es, durch ein mikrostrukturbasiertes Design einen 'Sutracrete' mit individuellen Materialpass herzustellen. Der Sutracrete soll durch die Wiederverwertung von Mauerwerksbruch in Form von Ziegelmehl und Ziegelgesteinskörnung hergestellt werden. Die Entwicklung soll auf rezyklierten Ziegelvarietäten basieren, die durch eine hyperspektrale Sortierung sehr viel effizienter und stoffspezifisch verwertet werden könnten. Durch das neuartige Sortierverfahren wird erstmalig die Trennung zwischen niedriggebrannten, reaktiven Ziegelmehl und hochgebrannter, nicht reaktiver Ziegelgesteinskörnung möglich. Durch das mikrostrukturbasierte Design werden die Eigenschaften gezielt nutzt, um einen nachhaltigen und nachverfolgbaren Beton herzustellen. In der Energieforschung sind der Ressourceneinsatz des Massenbaustoffs Beton und der damit verbundene Primärenergieeinsatz untrennbar. Der kritische und weltweit stark nachgefragte Rohstoff Sand sowie die zukünftig nicht ausreichenden Betonzusatzstoffe Steinkohlenflugasche und Hüttensandmehl werden durch Ziegelmaterialien substituiert. Für die Herstellung des Sutracrete ergeben sich ein geringerer Gesamtenergieverbrauch im Vergleich zu Primärbaustoffen und damit eine Minderung der Treibhausgasemissionen. Der Einsatz von Markern ermöglicht erstmals die physikalische Korrelation zwischen Baumaterialien und einem in einer Datenbank hinterlegten digitalen Zwilling bzw. 'Material Passport'. Der Innovationsgrad ist durch die Sektorenkopplung und die Digitalisierung im Bereich der Ressourceneffizienz hoch. Im Fokus steht die Integration der multimodalen Bildgebung in Verfahren der Wertstoffverwertung zur Weiterentwicklung der Kreislaufwirtschaft. Die Digitalisierung wird durch den Einsatz innovativer Verfahren der hyperspektralen Bildverarbeitung und der künstlichen Intelligenz in Sortierverfahren vorangetrieben.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Recycling ? Baustoff ? Sand ? Tracer ? Bildverarbeitung ? Digitalisierung ? Flugasche ? Primärenergieverbrauch ? Sortierung ? Treibhausgasminderung ? Energieverbrauch ? Künstliche Intelligenz ? Rohstoff ? Kreislaufwirtschaft ? Digitaler Zwilling ? Datenbank ? Ressourcennutzung ? Ressourceneffizienz ?

Region: Baden-Württemberg

Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Polysecure GmbH (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2022-06-01 - 2025-05-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Development of alkali-resistant markers for the digital material passport
  Description: The aim of the project is to produce a 'Sutracrete' with individual material fit through a microstructure based design. The Sutracrete is to be produced by recycling broken masonry in the form of brick dust and brick aggregate. The development is to be based on recycled brick varieties, which could be utilised much more efficiently and in a material-specific manner through hyperspectral sorting. The novel sorting process will, for the first time, enable the separation of low-fired, reactive brick powder from high-fired, non-reactive brick aggregate. The microstructure-based design specifically exploits the properties to produce a sustainable and traceable concrete. In energy research, the resource use of concrete as a mass building material and the associated primary energy use are inseparable. The critical raw material sand, which is in high demand worldwide, and the concrete additives coal fly ash and granulated blast furnace slag, which will not be sufficient in the future, are substituted by brick materials. The production of Sutracrete results in a lower total energy consumption compared to primary building materials and thus in a reduction of greenhouse gas emissions. The use of markers enables for the first time the physical correlation between building materials and a digital twin or 'material passport' stored in a database. The degree of innovation is high due to sector coupling and digitalisation in the field of resource efficiency. The focus is on the integration of multimodal imaging in processes for recycling materials to further develop the circular economy. Digitisation is being driven forward by the use of innovative hyperspectral imaging processes and artificial intelligence in sorting processes. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1125703

Status

Aktiv

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