Stiftung Institut für Werkstofftechnik

Amtliche Materialprüfungsanstalt (MPA) Bremen

MPA Bremen

Neue Verwertungswege für Stahlwerksschlacken: Entwicklung von hydrothermal gehärteten Bauprodukten

gefördert durch das Land Bremen aus dem Ökologiefonds / Förderprogramm Angewandte Umweltforschung (2006-2008)
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Hakan Aycil

   New recycling options for steel slags – development of hydrothermally hardened construction products

Steel slags accrue as a by-product at the steel production. Germany produces about 6 million tons of steel slags every year. Because of the missing utilization possibilities 1 million tons of steel slags have to be deposited. In this research project hydrothermally hardened construction products from steel slags should be developed to exalt the utilization-rate of this by-product.

   Stahlwerksschlacke (SWS) entsteht als Gesteinsschmelze bei ca. 1650 °C während der Verarbeitung von Roheisen, Eisenschwamm oder Schrott zum Stahl. Sie bildet sich aus den oxidierten Begleitelementen des Roheisens und anderer metallischer Einsatzstoffe sowie dem zur Schlackenbildung zugesetzten Kalk oder Dolomit. Je nach Stahlerzeugungsverfahren unterscheidet man zwischen LD-Schlacken (Linz-Donawitz), SM-Schlacken (Siemens-Martin) und Elektroofenschlacken. Gegenstand der Untersuchungen dieses Projekts sind die LD-Schlacken (LDS).

Derzeit werden SWS als Düngemittel in der Landwirtschaft, als Kalk- und Eisenträger in der Stahlproduktion, als Trag- und Deckschicht von landwirtschaftlichen Wegen oder beim Bau von Buhnen und Leitwerken, bei Kolkverfüllungen und Sohlaufhöhungen sowie als Erosionsschutz im Wasserbau verwendet. Trotz der aufgezählten Verwertungsmöglichkeiten müssen in Deutschland jährlich ca. 1 Mio. Tonnen SWS deponiert werden. Während grobe Stückschlacken weitestgehend einer untergeordneten Verwertung zugeführt werden können, müssen die feinkörnigen Schlacken meist deponiert werden.

Unter diesen Gesichtspunkten entstand die Idee, aus der feinen Körnung der Stahlwerksschlacke hydrothermal gehärtete Bauprodukte mit hoher Festigkeit und hoher Dichte zu entwickeln. In Vorversuchen traten an den gehärteten Probekörpern Treiberscheinungen auf, die aber durch eine geeignete Vorbehandlungsmethode verhindert werden konnten.

Im Rahmen dieses Projektes sollen die schädigende Treibreaktion bei der Härtung unbehandelter Schlacken geklärt, eine effiziente Vorbehandlungsmethode entwickelt, die Härtungsbedingungen optimiert und die Eigenschaften des Endprodukts ermittelt werden. Zur Absicherung der ökologischen Unbedenklichkeit des Endprodukts sollen Untersuchungen bezüglich möglicher Schadstoffgehalte durchgeführt werden.