ecopals Virtual Lab
KI-gestützte Materialentwicklung
​Der Klimawandel gehört zu den größten Herausforderungen unserer Zeit und erfordert entschlossenes Handeln auf globaler Ebene. Eine zentrale Rolle im Kampf gegen die Erderwärmung spielen dabei die Entwicklung und der Einsatz innovativer Materialien. Sie leisten einen entscheidenden Beitrag zur Reduzierung von CO2-Emissionen, zur effizienteren Ressourcennutzung sowie zur Anpassung an sich verändernde Umweltbedingungen.
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Durch neue materialtechnologische Lösungen können nachhaltige Alternativen geschaffen werden, die nicht nur ökologische Auswirkungen verringern, sondern auch die Resilienz unserer Infrastrukturen gegenüber den Folgen des Klimawandels stärken. Fortschrittliche Materialien sind somit ein Kernbaustein für eine klimafreundlichere Zukunft.
70 %
aller Produktinnovationen hängen direkt oder indirekt von neuen Materialien ab
​Die Einführung neuer Materialien und Rezepturen in der Baustoffindustrie ist ein aufwendiger und kostenintensiver Prozess, der sich häufig über viele Jahre, teils sogar Jahrzehnte, erstreckt. Ein wesentlicher Grund dafür ist, dass die Materialentwicklung in ihrer heutigen Praxis noch immer stark auf physische Tests angewiesen ist. Um Materialeigenschaften zuverlässig zu überprüfen und zu validieren, müssen hunderte, oftmals tausende Experimente unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt werden. Dieser klassische Ansatz ist nicht nur ressourcenintensiv, sondern auch nur begrenzt skalierbar. Doch ist die Materialforschung ein entscheidender Treiber technologischen Fortschritts: Laut einem Bericht des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) beruhen rund 70 Prozent aller Produktinnovationen auf neuen Werkstoffen oder verbesserten Materialeigenschaften.
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Zwar existieren bereits digitale Werkzeuge, die theoretisch vielversprechende Möglichkeiten bieten, doch in der Praxis stoßen diese oft an Grenzen: Entweder sind sie unzureichend auf gängige industrielle Prüfverfahren und Automatisierungen abgestimmt, oder sie basieren auf extrem rechenintensiven Softwarepaketen, deren Einsatz für viele Anwendungen wirtschaftlich nicht tragbar ist.
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Es besteht dringender Bedarf an effizienteren Methoden, um die Entwicklung nachhaltiger Materialien zu beschleunigen und gleichzeitig deren Qualität und Sicherheit zu gewährleisten - hier setzt das ecopals Virtual Lab an.
Anwendung von EcoFlakes
Wie viele Straßenkilometer könnt ihr mit einer Tonne EcoFlakes bauen?
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Eine Tonne EcoFlakes reicht aus, um eine zweispurige Straße zu erneuern, die fast so lang ist wie eine Windkraftanlage hoch – 71 Meter! Für einen Kilometer Straße benötigen Sie 14 Tonnen. EcoFlakes machen die Erneuerung von Straßen effizient und nachhaltig.
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Wie verwende ich EcoFlakes?
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Die Verwendung von EcoFlakes ist unkompliziert. Sie werden entweder direkt am Mischwerk zugegeben (Doseur) oder mit Bitumen vormodifiziert. Gerne unterstützen wir bei der Erstellung der Asphaltrezepturen. Mit EcoFlakes modifizierter Asphalt verhält sich beim Einbau genauso wie herkömmlicher Asphalt.
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Können EcoFlakes auf deutschen Straßen eingesetzt werden?
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Ja! EcoFlakes erfüllen alle Anforderungen der geltenden technischen Regelwerke. Sprechen Sie uns an.
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Können EcoFlakes in temperaturabgesenktem Asphalt verwendet werden?
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Ja, unsere EcoFlakes-Produkte sind auch für den Einsatz in temperaturabgesenktem Asphalt geeignet.
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Können EcoFlakes mit Recycling-Asphalt verwendet werden?
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Ja, EcoFlakes können auch in Kombination mit Recycling-Asphalt verwendet werden. Hier gibt es sogar den Vorteil, dass mit den EcoFlakes auch das RC-Bindemittel im Mischprozess modifiziert werden kann, indem die Zugabemenge der EcoFlakes angepasst wird.
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Kann mit EcoFlakes modifizierter Asphalt recycelt werden?
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Ja, mit EcoFlakes modifizierter Asphalt kann mit herkömmlichen Fräsen ausgebaut werden und wiederverwendet werden. Im Rahmen der bisherigen Projekte ergaben sämtliche Untersuchungen gemäß RuVA eine Verwertungsklasse A für den mit EcoFlakes modifizierten Asphalt. Außerdem verlangsamen EcoFlakes die Alterung des Bindemittels, da die Polymerketten die leichteren Phasen des Bitumens “einschließen”. So wird das Bindemittel weniger spröde und der Ausbauasphalt “jünger”.
Produktion von EcoFlakes
Sind EcoFlakes aus Abfall?
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Nein, EcoFlakes sind eine genau definierte Zusammensetzung aus Kunststoffen. Diese Kunststoffe werden in vielen Anwendungen genutzt, können häufig aber nicht recycelt werden, da das Sortierverfahren zu aufwendig und das Endprodukt nicht ökonomisch ist. Weil EcoFlakes nicht nur aus einem Polymer (Kunststoff), sondern aus einer Kombination aus verschiedenen Polymeren bestehen, wird eine Sortierung wieder ökonomisch. Den EcoFlakes werden nach der Sortierung noch Kompatibilizer zugegeben. Das sind chemische Brücken, die die dauerhafte Verbindung von Bitumen und Polymeren stärken und eine langfristig gute Performance ermöglichen.
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Wie oft führt ihr Qualitätskontrollen durch?
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Im Rahmen unserer Produktion werden alle von uns genutzten Kunststoffe vor der Produktion auf Störstoffe, Emissionsstabilität und Zusammensetzung geprüft, sodass wir Fehlproduktionen ausschließen können. Um Schwankungen in der Qualität auszuschließen, werden die EcoFlakes stichprobenartig, mindestens alle 100 Tonnen erneut kontrolliert.
Ökologie und Nachhaltigkeit
Wie machen EcoFlakes den Asphalt nachhaltiger?
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Ecoflakes verlängern die Lebensdauer von Asphalt, indem Spurrinnen- und Rissbildung verhindert werden. Je weniger eine Straße saniert werden muss, desto weniger Staus und zusätzliche Emissionen entstehen. Darüber hinaus können EcoFlakes Teile des Rohölprodukts Bitumen sowie neu produzierte Kunststoffe ersetzen. Denn Kunststoffe im Asphalt, um dessen Leistung zu verbessern, sind an sich keine neue Idee – nur werden diese bisher eigens dafür hergestellt. Außerdem spart Ecoflakes-Asphalt in der Produktion bis zu 20% CO2-Emissionen durch die Verwendung von anderweitig nicht-recycelten Kunststoffen, die bis dato verbrannt werden.
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Wenn ich Kunststoffe wie EcoFlakes in Straßen verbaue, produziere ich mehr Mikroplastik?
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Grundsätzlich ist der Abrieb von dem im Asphalt enthaltenen Bitumen nach dem Abrieb des Gummis von Reifen die zweitgrößte Quelle von Mikroplastikpartikeln. Laut der bisher umfassendsten Studie zu diesem Thema können wir den Abrieb mit unserer Art von Modifikation aufgrund der besseren Asphaltleistung tendenziell eher verringern, indem wir z.B. höhere Resistenz gegen Spurrinnen erzeugen. Wir lösen daher dieses Problem nicht, verschlechtern es aber auch nicht.
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Wie wirken sich die EcoFlakes auf die Emissionen am Mischwerk und beim Einbau aus?
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Bis zu einer Temperatur von 250°C gibt es keine Emissionen aus den EcoFlakes.
Weiterhin reduzieren EcoFlakes im Vergleich zu herkömmlichem Straßenbaubitumen und PmB die Bitumenemissionen, sowohl beim Einbau als auch im Mischprozess. Durch die Bindung der Polymere an die leichten Phasen des Bitumens werden die Oxidationsreaktionen verlangsamt und weniger Emissionen frei.