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BETONWAREN/BETONWERKSTEIN72 BWI %u2013 BetonWerk International %u2013 4 | 2025 www.cpi-worldwide.comDie Blaine-spezifische Oberfl%u00e4che nach der Mahlung betrug 4.000 cm%u00b2/g, wodurch die erreichte Partikelgr%u00f6%u00dfenverteilung auf eine potenzielle Reaktivit%u00e4t hindeutet. Vor diesem Hintergrund erscheint eine chemisch-reaktive Verwendung des Materials grunds%u00e4tzlich m%u00f6glich.Die Rohdichte des Materials betr%u00e4gt 2,67 g/cm%u00b3, was im Bereich typischer silikatischer Mineralgemische liegt.Die mineralogische Zusammensetzung des untersuchten Haldenmaterials weist einen hohen Anteil an Quarz (38,8 Ma%) auf (siehe Abbildung 1, rechts). Als chemisch inert gilt Quarz unter normalen Bedingungen als nicht reaktiv und tr%u00e4gt daher nicht zur puzzolanischen oder hydraulischen Reaktion im Zementstein bei.Ein weiterer wesentlicher Bestandteil ist Muskovit (19,0 Ma%),ein Vertreter der Glimmerminerale. Muskovit zeigt unter %u00fcblichen Bedingungen eine niedrige Reaktivit%u00e4t und besitzt eine ausgepr%u00e4gte Schichtstruktur sowie spezifische Oberfl%u00e4che, die bei starker Zerkleinerung potenziell ein puzzolanisches Reaktionsverhalten beg%u00fcnstigen kann. Die tats%u00e4chliche Aktivierbarkeit h%u00e4ngt ma%u00dfgeblich von der Feinheit und dem Aktivierungsgrad ab.Biotit, Plagioklas, K-Feldspar und Chlorit, die zusammen einen signifikanten Anteil des Materials ausmachen, geh%u00f6ren zu den prim%u00e4r silikatischen Mineralen. Diese weisen in ihrer nat%u00fcrlichen Form eine geringe bis m%u00e4%u00dfige Reaktivit%u00e4t auf, die im Wesentlichen durch thermische oder mechanische Aktivierung verbessert werden kann, verbleibt jedoch im Vergleich zu hochreaktiven sekund%u00e4ren Phasen beschr%u00e4nkt.Kaolinit ist mit einem Anteil von 1,7 Ma% in Spuren vorhanden. Als hochreaktives Tonmineralphyllosilikat ist Kaolinit grunds%u00e4tzlich f%u00fcr seine ausgepr%u00e4gte puzzolanische Aktivit%u00e4t bekannt. In der vorliegenden Konzentration ist sein Beitrag zur Gesamtreaktivit%u00e4t des Haldenmaterials vernachl%u00e4ssigbar.Die initialen Aufnahmen des Rasterelektronenmikroskops (REM) (siehe Abbildung 2) wurden unter Verwendung des groben Materials durchgef%u00fchrt, wodurch deutlich wurde, dass eine Feinmahlung des Materials erforderlich war, um es f%u00fcr eine potenzielle Verwendung als Bindemittel mit puzzolanischen Eigenschaften zu optimieren. Dar%u00fcber hinaus wurde darauf spekuliert, dass durch die Anwendung der mechanochemischen Aktivierung die puzzolanische Reaktionsbereitschaft des Materials gesteigert werden k%u00f6nnte. Die REM-Analyse offenbarte die kristalline Struktur des Reststoffs, was zun%u00e4chst als negativ f%u00fcr dessen Reaktionsfreudigkeit zu bewerten ist. Zur Bewertung des Emissionsverhaltens potenziell umweltrelevanter Schadstoffe des Haldenmaterials wurde ein Perkolationsversuch gem%u00e4%u00df DIN 19528:2023 durchgef%u00fchrt (siehe Tabelle 1). Die eluierbaren Konzentrationen wurden mit den Bewertungsma%u00dfst%u00e4ben f%u00fcr Bodenmaterial der Klasse BM-F3 verglichen.Die Ergebnisse zeigen, dass die meisten untersuchten Parameter unterhalb der geltenden Grenzwerte liegen. Besonders hervorzuheben ist der Arsengehalt von 741 %u00b5g/l, der den zul%u00e4ssigen Grenzwert von 100 %u00b5g/l gem%u00e4%u00df BM-F3 um einVielfaches %u00fcberschreitet. Diese %u00dcberschreitung weist auf ein umwelttoxikologisches Risiko bei der Verwertung des Rohmaterials hin.Daraus ergibt sich die Notwendigkeit einer gezielten Abtrennung oder Inertisierung des Arsens, etwa durch mineralogische Trennung, chemische Stabilisierung oder selektive Aufbereitung, bevor eine Nutzung des Haldenmaterials in Betracht gezogen werden kann.Untersuchung der puzzolanischen Reaktivit%u00e4t des Haldenmaterials zur Bewertung seines Potenzials als ZementersatzstoffZur Bewertung der potenziellen puzzolanischen Reaktivit%u00e4t wurde das Haldenmaterial zun%u00e4chst einer mechanischen Feinmahlung unterzogen, wodurch eine spezifische Oberfl%u00e4che von 4.000 cm%u00b2/g (Blaine) erreicht wurde. Im Anschluss erfolgte eine Untersuchung gem%u00e4%u00df Frattini-Test in Anlehnung an DIN EN 196-5:2011, bei der die F%u00e4higkeit des Materials zur Abb. 2: REM-Aufnahmen des Haldenmaterials