Research projects

Im Zuge der weiteren Planung der CO₂-Infrastruktur für Transport, Speicherung und Nutzung im Rahmen von CCUS wird zunehmend deutlich, dass hohe Anforderungen an die Reinheit des abgeschiedenen CO₂ gestellt werden. Nur dann ist eine Weiterverwendung oder dauerhafte Speicherung möglich. Derzeit werden CC-Technologien entsprechend mit einem erheblichen apparatetechnischen Aufwand und Stromeinsatz für Gasreinigungsanlagen für die Abtrennung unerwünschter Begleitstoffe geplant. An dieser Stelle setzt dieses Projekt an. Es soll ein innovatives Konzept untersucht werden, mit dem dieser Aufwand deutlich gesenkt werden könnte.

Zur Bewertung von Spurenelementemissionen bei der Zementklinkerherstellung sind präzise Stoffbilanzen und aktuelle Transferfaktoren unerlässlich. Veraltete Daten erschweren den Einsatz moderner, CO₂-neutraler Roh- und Brennstoffe. Das Projekt zielt auf eine Aktualisierung der Transferfaktoren zur Unterstützung von Industrie, Umwelt und Klimaschutz ab.

Die Oxyfuel-Technologie soll mittels einer dynamischer Prozesssimulation qualitativ untersucht werden. Hierdurch wird eine Grundlage für die Regelung und Optimierung von Oxyfuel-Anlagen entwickelt, wodurch diese, für die CO₂-Reduktion höchst relevanten Technologie, schneller implementiert werden kann.

Im AiF- Projekt EVCAZ soll die energetische und stoffliche Verwertung von carbonfaserhaltigen Abfällen im industriellen Maßstab im Zementwerk demonstriert werden. Zentrale Aufgaben sind die Evaluation des Umsatzerfolgs der CF-Fasern, die Erfassung entstehender Emissionen sowie die Betrachtung von Einflüssen auf den Prozess und die Klinkerqualität. Die gewonnenen Erkenntnisse werden zur Einschätzung von Gesundheits- und Umweltrisiken sowie zur Beantwortung genehmigungsrelevanter Fragestellungen als Entscheidungshilfe für Zementwerkbetreiber zusammengefasst.

Ziel des Projekts ist die Untersuchung von Machine Learning-Verfahren zur Charakterisierung von alternativen Brennstoffen in der Zementherstellung. Hierzu wird eine öffentlich zugängliche Datenbank mit Brennstoffcharakteristika und Bildern erstellt. Mit diesen Informationen werden Algorithmen angelernt, auf ihre Robustheit getestet und Vorschläge für die Klassifizierung der Brennstoffqualität sowie deren Visualisierung im Leitstand gemacht.

Im Forschungsprojekt werden Infrarot-Kameras eingesetzt, um die Oberflächentemperatur des Klinkerbettes im Klinkerkühler zu erfassen. Zusammen mit berechneten Enthalpieströmen erlaubt dies dem Leitstandpersonal eine umfassende Zustandserkennung des Kühlers. In Betriebsversuchen wird dies genutzt, um mittels Steuerung des Antriebssystems und Anpassung der Kühlluftverteilung eine Optimierung der Wärmeübertragung im Klinkerkühler zu erreichen.

In diesem Forschungsprojekt zum Urban Mining sollen alle mineralischen Stoffströme des anthropogenen Lagers untersucht werden, wie z.B. gemischter Bauschutt und Bodenaushub. Moderne sensor- und KI-gestützte Sortier- und Qualitätsüberwachungsverfahren sollen hochwertige Recyclingprodukte ermöglichen. Zudem sollen mittels mechanischer und thermischer Aufbereitungsverfahren zirkuläre Produkte entstehen, die als mineralische Ausgangsrohstoffe für nachhaltige Wertschöpfungsprozesse geeignet sind.

Die Verwendung klinkereffizienter Zemente mit mehreren Hauptbestandteilen ist ein wichtiger Baustein auf dem Weg zur klimaneutralen Betonbauweise. Die technischen Einsatzmöglichkeiten dieser Zemente zur Herstellung von Fahrbahndecken werden im FE-Vorhaben „Nachhaltige Betonfahrbahndecken“ untersucht. Dabei werden auch rezyklierte Ausgangsstoffe für die Zementherstellung zur Schonung primärer Ressourcen und zur Förderung der Kreislaufwirtschaft zum Einsatz kommen.

Gemäß der CO₂-Roadmap sollen bis 2050 mindestens 50 % des Betons für Pflastersteine mit CEM II/C- oder vergleichbaren Zementen hergestellt werden. Der Nachweis, inwieweit dies in der Praxis der Herstellung zweischichtiger Betonpflastersteine umgesetzt werden kann, steht derzeit noch aus. Im Forschungsvorhaben werden Maßnahmen für Betonwarenhersteller entwickelt, welche die Herstellung klinkereffizienter Pflastersteine mit ausreichend hohem Frost-Tausalz-Widerstand sicherstellen.

Das Forschunsprojekt dient dazu, für Betone mit den neuen klinkereffizienten Zementarten sowie mit rezyklierten Gesteinskörnungen erstmalig systematische wissenschaftliche Erkenntnisse zum Abplatzverhalten im Brandfall und zu thermo-mechanischen und thermo-physikalischen Eigenschaften zu gewinnen.

Im Projekt Redol wird die Schließung von Materialkreisläufen am Beispiel der Stadt Zaragossa thematisiert. Dabei geht es um die festen Siedlungsabfälle, die eine ergiebige Quelle für die Herstellung von Kreislaufprodukten darstellen. Es sollen fünf Wertschöpfungsketten für feste Siedlungsabfälle in der Region Aragon ausgearbeitet werden, um durch eine industriell-urbane Symbiose kreislauffähige Produkte herstellen zu können.

Das vorliegende Projekt ist verknüpft mit „Dauerhaftigkeit von Betonen mit klinkereffizienten CEM II/C- und CEM VI-Zementen“. Es dient dazu, ergänzende Versuche zum Frostwiderstand durchzuführen.

Das Forschungsvorhaben verfolgte zwei Ziele. Zum ersten sollte untersucht werden, ob bestimmte zementchemische Eigenschaften einen Klinker robuster gegenüber einer Vorhydratation machen. Zum zweiten sollte untersucht werden, mit welchen Maßnahmen möglichen negativen Auswirkungen entgegengewirkt werden kann, insbesondere durch Anpassung der Sulfatträgerzusammensetzung.

In dem Forschungsvorhaben sollte die Eignung ausgesuchter anorganischer Stoffe als Nebenbestandteil nachgewiesen werden.

In diesem Forschungsprojekt wurden produktionsspezifische Optimierungspotentiale in der Aufbereitung und Abstimmung der Zementhauptbestandteile erarbeitet sowie die Leistungsfähigkeit der resultierenden Puzzolanzemente hinsichtlich der Dauerhaftigkeit in Beton überprüft.

Ziel des AiF-Forschungsprojektes war es, Ursachen für die teilweise auftretenden größeren Streuungen der Analyseergebnisse bei Vergleichsversuchen zum Langzeitstandtest zu identifizieren. Ein weiteres Ziel war es, durch systematische Untersuchungen den möglichen Einfluss der Nachbehandlung der Prüfkörper auf das Auslaugverhalten von Spurenelementen aus Betonen zu erfassen.

Ziel des Forschungsvorhabens war es, die Leistungsfähigkeit von Hochofenzementen durch die systematische Anpassung der Klinkerphasenzusammensetzung bzw. den Zusatz von Mineralisatoren bei der Klinkerherstellung zu erhöhen und damit die Frühfestigkeiten von Hochofenzementen zu verbessern.

Es wurde untersucht, wie sich die Eigenschaften flugaschehaltiger Zemente auf die Freisetzung von Aluminium in die Porenlösung auswirken, das wahrscheinlich einen Einfluss auf die Löslichkeit von Silikaten und damit auf den Verlauf einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion(AKR) hat. Ebenso wurde untersucht, welcher der in diesem und im Vorgängervorhaben untersuchten Wirkungsmechanismen (Absenkung der Alkaliionenkonzentration, Absenkung der Verfügbarkeit von Portlandit, Freisetzung von Aluminium in die Porenlösung, Veränderung des Zementsteingefüges) wie stark zur Vorbeugung einer schädigenden AKR beiträgt.

In CaLby2030, the deployment of Calcium Looping technology (CaL) using Circulating Fluidised Bed reactors (CFB) in the cement industry will be investigated, aiming at efficient CO₂-Capture without compromising clinker production or product quality. A technology scale-up will be also evaluated in a German cement plant by exploring different retrofit possibilities. Besides the cement sector, the deployment of CFB-CaL technology in other relevant sectors will also be investigated.

In diesem IGF-Projekt sollten technisch-wissenschaftliche Grundlagen einer Minderung der Quecksilberfrachten im Abgasweg von Zementdrehrohrofenanlagen durch eine sorbensunterstützte Staubausschleusung sowie Möglichkeiten der Optimierung untersucht werden.

Das Transfer- und Vernetzungsprojekt ReInvent hat das Ziel, die BMBF-Fördermaßnahme KlimPro-Industrie fachlich und organisatorisch zu unterstützen.

Das Ziel des IGF-Vorhabens 21619 bestand darin, einen Schulungssimulator zu entwickeln, mit dem Lernende innerhalb einer Virtuellen Realität (VR) typische verfahrenstechnische Aufgaben insbesondere im Zusammenhang mit Kugelmühlen selbstständig lösen können.

lm Verbundprojekt „BetonQuali - Informations- und Qualifizierungsplattform“ des VDZ und seiner Projektpartner sollte bis 2019 eine Qualifizierungsmöglichkeit für an- und ungelernte Mitarbeitende in der Betonindustrie entwickelt und erprobt werden.

Eine zentrale Aufgabe des Projektes bestand darin, eine Qualifizierungsmöglichkeit für die gesamte Branche aufzubauen, die moderne Informations- und Kommunikationstechnologien (IuK) zur effizienteren Wissenserfassung und -vermittlung nutzt und für zahlreiche Nutzergruppen attraktiv ist.