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Hochofenschlacke für Baumsubstrate als nachhaltige Alternative zu vulkanischen Gesteinskörnungen

Laufzeit: 01.05.2018 - 31.10.2021
Vorhaben-Nr. 19980 N

Forschungsvereinigung:

FEhS - Institut für Baustoff-Forschung e.V.
Bliersheimer Straße 62	Tel.: +49 2065 9945-0
D-47229 Duisburg	E-Mail: fehs(at)fehs(.)de
	www.fehs.de

Forschungseinrichtungen:

• FEhS- Institut für Baustoff-Forschung e.V.
• Bimolab gGmbH

Vorhabenbeschreibung:

Die Lebensbedingungen für Stadt- und Straßenbäume sind häufig nicht optimal, weshalb sie oft deutlich vor ihrer potenziellen Altersspanne ersetzt werden müssen. Von besonderer Bedeutung sind hierbei die Bedingungen, die für Wasserversorgung, Wurzelwachstum und damit Nährstoffversorgung verantwortlich sind. Spezielle Vegetationssubstrate werden derzeit oft mit Lava- oder Bimsgestein aufgrund ihrer hohen Porigkeit und ihres Wasseraufnahmevermögens zusammengesetzt, die in Deutschland als limitierte Rohstoffressource aber nur in der Eifel abgebaut werden können. Zu den Gesteinsbaustoffen mit ähnlichen Eigenschaften gehört der Sekundärrohstoff Hochofenschlacke, weshalb in diesem Forschungsvorhaben überprüft werden soll, ob dieser für den Einsatz in Vegetationssubstraten ebenfalls geeignet ist.Dazu sollen nach Probenahme und Charakterisierung der Ausgangsstoffe zunächst im Labor Substratgemische hergestellt und hinsichtlich ihrer bodenchemischen und -physikalischen Eigenschaften überprüft werden. Mit den aussichtsreichsten Gemischen werden dann Untersuchungen auf einer Freilandversuchsfläche durchgeführt, auf der 5-jährige Bäume gepflanzt und über 2 Vegetationsperioden beobachtet werden. Abschließend werden die Ergebnisse ausgewertet und dokumentiert, um ggf. erforderliche Ergänzungen oder Hinweise in das Regelwerk aufnehmen zu können.Positive Ergebnisse voraussetzend, würden in erster Linie die mit der Herstellung, Verarbeitung und Vermarktung industrieller Nebenprodukte befassten Unternehmen, die überwiegend mittelständisch sind, von dem Forschungsvorhaben profitieren, da sich ihr Absatzspektrum um ein attraktives Einsatzgebiet erweitern könnte. Außerdem die ebenfalls i. d. R. den kmU zuzurechnenden Hersteller und Vermarkter von Vegetationsbaustoffen. Bei entsprechenden Forschungsergebnissen könnte zudem der Abbau natürlicher Gesteinsressource in der Eifel und der aufwendige bundesweite Transport zumindest reduziert werden.

Ergebniszusammenfassung:

In diesem Forschungsvorhaben konnte nachgewiesen werden, dass die vegetationstechnische Verwendung von Gesteinskörnungen aus Hochofenschlacke als Bestandteil von Baumsubstraten grundsätzlich möglich ist. Es konnte der wissenschaftliche Nachweis erbracht werden, dass die qualitätsrelevanten Kennwerte der Vegetationssubstrate auch bei Verwendung großer Anteile künstlich hergestellter Gesteinskörnungen aus HOS sicher eingehalten werden können.

Dabei haben die durchgeführten Untersuchungen mit den zwei sehr unterschiedlichen HOS in Freilandversuchen mit Weiden gezeigt, dass aus industriellen Nebenprodukten wie HOS, Baumsubstrate hergestellt werden können, die sich erfolgreich für die Pflanzung und Sanierung von Straßenbäumen eignen, wenn der zulässige Salzgehalt eingehalten wird. Die zwei intensiv geprüften HOS unterschieden sich im Wesentlichen in ihrem Salzgehalt. Die Wuchseigenschaften der untersuchten Weiden in den Baumsubstraten mit der salzarmen HOS 2 waren annähernd so gut oder teilweise sogar besser als die Varianten mit den Referenzsubstraten basierend auf Lava. Für salzarme HOS, wie die HOS 2, konnte somit ein neuer möglicher Einsatzbereich erschlossen werden.

Das Potenzial der HOS 1 mit höherem Salzgehalt konnte noch nicht zufriedenstellend bewertet werden. Obwohl die untersuchten Weiden in den Freilandversuchen gut angewachsen waren, lagen die Bewertungen zum Wuchsverhalten deutlich hinter den Varianten mit Lava oder HOS 2. Für HOS mit höherem Salzgehalt, wie der HOS 1, wird daher eine Vorbehandlung bzw. Optimierung im Rahmen der Aufbereitung von Gesteinskörnungen empfohlen. Dies kann durch eine gezielte Alterung durch Beregnung von Haufwerken oder durch eine Verringerung der Feinkornkomponente erfolgen.

Werden die Anforderungen des FLL-Regelwerks bezüglich des Salzgehaltes eingehalten, werden zufriedenstellende Wuchseigenschaften erzielt. Dies konnte in Containerversuchen gezeigt werden und sollte in ergänzenden Freilandversuchen bestätigt werden.

Weitere Informationen und den Schlussbericht zum Projekt erhalten Sie bei der AiF-Forschungsvereinigung: FEhS - Institut für Baustoff-Forschung e.V.