Die Betonproduktion gehört laut WWF Deutschland zu den umweltschädlichsten Industrieprozessen weltweit. Recycling und Forschung sind daher von großer Bedeutung. Technikjournal erklärt den Recyclingprozess von Beton und stellt ein Forschungsprojekt zu umweltfreundlichem Zement vor. // Lucille Klarenaar und Juhani Cox
Beton ist einer der wichtigsten Baustoffe des 21. Jahrhunderts. Rund vier bis acht Prozent aller anfallenden CO2-Emissionen der Welt gehen auf das Konto der Betonindustrie. Zu den Lösungsansätzen, um die CO2-Emissionen zu verringern, gehört das Betonrecycling. Im folgenden Video wird der Prozess erläutert.
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Quelle: Juhani Cox
Beton kann grüner werden
Forscherinnen und Forscher haben das Problem erkannt und forschen zu grünen Alternativen. Zu ihnen zählt Jörg Harnisch, Professor für die Fachgebiete Baustofflehre, Bauchemie, Instandhaltung und zerstörungsfreie Prüfung an der Fachhochschule Münster. Er hat ein Projekt ins Leben gerufen, das die Entwicklung eines neuen Betons zum Ziel hat. Dieser Beton soll klimafreundlich und im Idealfall CO2-neutral sein. Neben Betonrecycling sollen der Zement, die Flugasche und der Hüttensand in der Betonproduktion wegfallen und ein neues alternatives Bindemittel entwickelt werden.
Klimaschädlicher Zement wird ersetzt
Das Team rund um Harnisch verwendet anstelle von Zement die Materialien Metakaolin und Betonrezyclat. Die Herstellung von Metakaolin kostet deutlich weniger Energie als die Zementherstellung. Der CO2-Ausstoß wird reduziert, da Metakaolin ein Ton ist und nicht wie Kalkstein bei der Produktion „entsäuert“. Durch die Verwendung von Metakaolin werden rund 60 Prozent des CO2-Austosses eingespart. Das Wasser wird beim dem Prozess durch eine hoch alkalische Aktivatorlösung ersetzt. Durch die Verbindung dieser Stoffe entsteht ein neues Bindemittel, das die Gesteinskörner zusammenkleben lässt und den Zement ersetzt.
Zementersatz ist noch nicht praxisreif
Laut Harnisch ist die Forschung ist noch nicht so weit, um in der Betonindustrie verwendet zu werden. Es fehlen noch wichtige Untersuchungen zur Dauerhaftigkeit und Beständigkeit von Stahl im neuen Beton. Dennoch habe die Forschung schon für Aufmerksamkeit und Interesse gesorgt.
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Unterschiede von Frischbeton- und Festbetonrecycling
Frischbeton kann im Gegensatz zu Festbeton komplett recycelt werden. Frischbetonrecycling beschreibt den Prozess der internen Kreislaufführung im jeweiligen Betonwerk und wird mittlerweile von fast allen deutschen Betonherstellern durchgeführt. Die Werke separieren gezielt Betonrückmengen oder nicht verbauten Beton, die der Produktion im Nachhinein neu hinzugefügt werden. Rückmengen sind Materialen, die beim Reinigen von Pumpen und Mischern im Werk anfallen. Beim Prozess von Frischbetonrecycling werden Frischwasser und Gesteinskörnungen durch das recycelte Material und Restwasser, das in Rückmengen oder nicht verbautem Beton enthalten ist, ersetzt.
Saubere Trennung der Materialien ist wichtig
Sebastian Rauscher von der Heinrich Feeß GmbH & Co. KG ist Experte auf den Gebieten Recycling und Kreislaufwirtschaft in der Bauindustrie. Er ist überzeugt, dass zukünftig alle Baumaterialien separat und sortenrein aufbereitet werden müssen. Nur so könne gleichwertig recycelt und höchste Qualität erreicht werden. "Das kann allerdings nur funktionieren, wenn wir unsere Neubauten bereits so konzipieren, dass eine saubere Separation der einzelnen Materialien möglich ist", sagt er. Die Entwicklung geht seiner Einschätzung nach in die Richtung, dass irgendwann nur noch Beton zu Beton und Ziegel zu Ziegel recycelt werden kann.
Für Fachleute ist noch viel zu tun
Patrick Eberhard von der Eberhard Recycling AG ist Experte im Thema Recycling von Baustoffen. Zu der Frage, ob die Etablierung von nachhaltigen Bauweisen und Baustoffen möglich ist, sagte er: “Aus unserer Sicht muss ein Messsystem der Umwelteigenschaften noch klarer implementiert werden. Zudem muss klar werden, wieviel die Ressourcenschonung und die Vermeidung von CO2 kosten darf. Denn umweltoptimiert ist automatisch nicht preisoptimiert. “
Winfried Schneider, Architekt und Geschäftsführer des Instituts für Baubiologie und Nachhaltigkeit findet, dass die staatlichen Subventionen für die Stahl- und Zementherstellung hinterfragt werden müssen. Der Primärenergieverbrauch sollte sich im Endpreis der Baustoffe wiederfinden. Dass allein würde nachwachsende Roh- und Baustoffe wie Holz, Hanf oder auch Lehm preislich attraktiver machen. Daneben sollten alternative nachhaltige Bauweisen und Rohstoffe von Prüfinstituten bezüglich Statik, Bandschutz und Schallschutz bewertet und zugelassen werden, so dass die Umsetzung für Bauherren und Architekten interessanter wird.
Teaserbild: Erde wird von Zement übergossen // Quelle: Juhani Cox
Die Autoren:innen
Lucille Klarenaar
Juhani Cox
