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KMU-innovativ Ultraschallgestützte Betonproduktion – Innovative Mischtechnologie zur ressourcenschonenden Produktion von Beton (UltraBePro)

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Schlagwort: Produktionsanlagen

Fördermaßnahme: KMU-innovativ: Produktionsforschung (ab 2016)

Laufzeit: 01.03.2021 - 28.02.2023
Erster Werksversuch mit Sonocrete bei MATTIG&LINDNER Erster Werksversuch mit Sonocrete bei MATTIG&LINDNER

Forschungsziel: Im KMU-innovativ Projekt UltraBePro wird eine Ultraschallbetonmischanlage im Industriemaßstab entwickelt. Die technologische Grundlage dieses innovativen Betonproduktionsverfahrens bildet die physikalische Aktivierung der Erhärtungsreaktion des Zementes durch Ultraschall. Der bereits im Labormaßstab umgesetzte sogenannte Sonocrete-Mischprozess soll nun durch Skalierung auf die Bedürfnisse einer industriellen Produktion angepasst werden, um damit den Grundstein für ein Mischkonzept zu legen, welches die Betonproduktion zukünftig deutlich nachhaltiger und flexibler macht.

Ansprechperson Projektkoordination

Ricardo Remus
+49 355 54788249
ricardo@sonocrete.com

Ansprechperson bei PTKA

Dr. Katharina Arnold
+49 721 608-25152
katharina.arnold@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

Problemstellung
Beton besteht im Wesentlichen aus Zement, Wasser und Gesteinskörnung, wie Sand, Kies und Splitt, sowie Zusatzstoffen. Der Zement, das Bindemittel des Betons, fungiert als Kleber für die Gesteinskörnung. So entsteht ein tragfähiges Gerüst aus Gestein und Bindemittel, welches sehr hohe Lasten aufnehmen kann, und in der Regel sehr beständig gegenüber Umwelteinflüssen ist. Die Produktion von Zement ist jedoch, nach Angaben der World Cement Association, für bis zu 8 Prozent der weltweiten anthropogenen CO2-Emmisionen verantwortlich. Die Forschungsidee besteht nun darin, durch die Entwicklung einer innovativen Ultraschallmischtechnik sowie veränderten Materialzusammensetzung einen reduzierten Einsatz von etabliertem, aber CO2-reichem Portlandzement bei der Produktion von Betonfertigteilen zu ermöglichen.

Zielsetzung
Im KMU-innovativ Projekt UltraBePro wird eine Ultraschallbetonmischanlage im Industriemaßstab entwickelt. Die technologische Grundlage dieses innovativen Betonproduktionsverfahrens bildet die physikalische Aktivierung der Erhärtungsreaktion des Zementes durch Ultraschall. Der bereits im Labormaßstab umgesetzte sogenannte Sonocrete-Mischprozess soll nun durch Skalierung auf die Bedürfnisse einer industriellen Produktion angepasst werden, um damit den Grundstein für ein Mischkonzept zu legen, welches die Betonproduktion zukünftig deutlich nachhaltiger und flexibler macht.

Vorgehensweise
Zur Erreichung des Projektziels werden betontechnologische Fragestellungen, wie die Interaktion von Ultraschall mit verschiedenen Zementen und Zusatzmitteln untersucht. Weiterhin werden konstruktive Lösungen erarbeitet für die Entwicklung einer angepassten Ultraschall- und Mischtechnologie. Zum Abschluss des Verbundprojekts soll ein funktionstüchtiger Prototyp für ein neuartiges Produktionsverfahren zur ultraschallgestützten Betonherstellung zur Verfügung stehen und ein erster Testlauf in industrieller Umgebung absolviert werden.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Dieses Verfahren ermöglicht eine energie- und ressourcenschonende Produktion von Betonen im Fertigteilwerk. Die wissenschaftlichen Ergebnisse zur Interaktion von Ultraschall und Zement sowie der Einfluss auf chemische Zusatzmittel wird, wie bereits in der Vergangenheit, auf internationalen Fachtagungen präsentiert (z. B. Betontage Ulm) und in Fachzeitschriften veröffentlicht. Relevante Anlagenkonzeptionen, z. B. zur Herstellung von klimaschonenden Fertigteilbetonen, werden zum Patent angemeldet. So können bis zu 50 Prozent der CO2-Emissionen des Fertigteilbetons eingespart und damit ein wichtiger Beitrag zur Erfüllung der Klimaziele der Bundesregierung geleistet werden.

Projektpartner
  • Sonocrete GmbH
  • MATTIG & LINDNER GmbH
Publikationen
Titel: UltraBePro_KMU-innovativ - Innovationen für die Produktion von morgen
Akronym: UltraBePro
Autor: BMBF / Projektträger Karlsruhe
Herausgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung
Veröffentlicht im Jahr: 2022
Die Broschüre informiert über das Forschungsförderprogramm „KMU-innovativ Produktionsforschung“ und laufende Forschungsvorhaben der 9. und 10. Auswahlrunde von produzierenden KMU.

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