Forschung
16.02.2022

Forschungsprojekt von FEhS-Institut und Bimolab

Schlacke statt Naturgestein in Baumsubstraten

Stadtbäume sorgen für bessere Luft und ein gesundes Klima. Die Bedingungen, unter denen sie wachsen und überleben müssen, sind jedoch extrem anspruchsvoll. Daher kommen bei Neupflanzungen spezielle Vegetationssubstrate zum Einsatz, die oftmals aus natürlichen Gesteinskörnungen wie „Lava“ und Bims aus der Eifel bestehen.

Dieses Naturgestein könnte in Zukunft durch bundesweit verfügbare Hochofenstückschlacke ersetzt werden, ein Nebenprodukt der Stahlherstellung.

Das ist das Ergebnis eines dreijährigen Forschungsprojekts von FEhS – Institut für Baustoff-Forschung e.V. und der Bimolab gGmbH. Damit würden durch den Einsatz von Sekundärrohstoffen weitere natürliche Ressourcen geschont und Umweltbelastungen durch lange Transporte vermieden.    

Für das Forschungsvorhaben „Hochofenschlacke für Baumsubstrate als nachhaltige Alternative zu vulkanischen Gesteinskörnungen“ im Auftrag der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) wurden drei Substratmischungen miteinander verglichen: ein herkömmliches Substrat aus „Lava“ und Bims sowie zwei mit unterschiedlichen Hochofenstückschlacken. Nach der Bewertung der drei Substrate im Labor anhand der Vorgaben der Empfehlungen der Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau (FLL) für Baumsubstrate erfolgte von April 2019 bis September 2021 der Freilandversuch.

Über den gesamten Zeitraum führte die externe Sachverständige Dr. Katharina Weltecke eine Bonitur durch. Abschließend wurden die Versuchsbäume samt Pflanzkorb und Substrat ausgehoben und die Durchwurzelung sowie die Wurzelarchitektur untersucht.

Bei den Auswertungen zeigte sich, dass eine Baumsubstratmischung mit Schlacke dem Referenzmaterial mit Lava ebenbürtig war und beim Wachstumsverhalten sogar bessere Ergebnisse aufwies. Auch die Verwendung der anderen Schlackenmischung mit höheren pH-Werten und Salzgehalten ist möglich, sollte aber zuvor durch Lagern im Freien mit einer zusätzlichen Beregnung verbessert werden. Weitere Untersuchungen sollen folgen.   

Anna Sokol, Abteilungsleiterin Umwelt des FEhS-Instituts: „Hochofenstückschlacke kann als ‚Lava des Hochofens‘ bezeichnet werden. Sie ähnelt aufgrund ihrer hohen Porosität der als ‚Lava‘ bezeichneten natürlichen Gesteinskörnung aus der Eifel, die häufig als Substratkomponente verwendet wird. Die Eignung der Hochofenstückschlacke für den Einsatzbereich als Baumsubtrat konnte in diesem Forschungsvorhaben erfolgreich demonstriert werden.“

IhrKollege Martin Leson ergänzt: „Die Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens zeigen eindrucksvoll, wie vielseitig Eisenhüttenschlacken verwendet werden können. Wir untersuchen derzeit den Einsatz in weiteren Bauweisen, wie zum Beispiel Flächenbegrünungen.“   

Für Thomas Reiche, Geschäftsführer des FEhS-Instituts, unterstreichen die Forschungsergebnisse die Bedeutung von industriellen Nebenprodukten: „Eisenhüttenschlacken tragen schon seit über sieben Jahrzehnten zu einer effizienten Kreislaufwirtschaft bei. Hochofenstückschlacke hat als praxiserprobter Verkehrsbaustoff bereits hunderte Millionen Tonnen Naturgestein ersetzt. Ihre zusätzliche Verwendung in Baumsubstraten wäre ein weiterer wichtiger Beitrag zum nachhaltigen Wirtschaften im Sinne des neuen Kreislaufwirtschaftsgesetzes und zum Ressourceneffizienzprogramm der Bundesregierung.“   

Hochofenschlacke entsteht bei der Herstellung von Roheisen im Hochofen. Sie wird entweder mit Wasser zu Hüttensand granuliert, der vorwiegend im Zement Verwendung findet. Oder die Schlacke kühlt langsam zu kristalliner Hochofenstückschlacke ab, die zu Gesteinskörnungen verarbeitet wird.   

(Quelle: FEhS – Institut für Baustoff-Forschung e. V.)

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