Schweizer Forscher entwickeln Lösung zur Verbesserung der Beton-Klimabilanz

• Zementbaustoffe wie Beton nehmen nach ihrer Herstellung, die viel Kohlendioxid emittiert, das Klimagas wieder auf.
• Empa-Forscher haben an einer Lösung mitgewirkt, die die Klimabilanz von Beton verbessern soll.
• Das Recycling-Granulat aus rückgebauten Betonkonstruktionen nimmt CO2 auf und erhöht die Festigkeit des Betons.

Dübendorf, St. Gallen und Thun, 12.10.2023 - Zementbaustoffe wie Beton nehmen nach ihrer Herstellung, die viel Kohlendioxid emittiert, das Klimagas wieder auf – ein Prozess, der Jahrzehnte dauert und kaum kontrollierbar ist. Lässt er sich für den Klimaschutz beschleunigen? Empa-Forscher haben in einem aufwändigen Projekt mit zahlreichen Partnern an einer Lösung mitgewirkt, die schon im Betonwerk stattfindet. Erste Resultate sind ermutigend.

Selbst die grössten Sünder können sich bessern: Diese Hoffnung hegt die Fachwelt auch beim «Klimasünder Beton». 6 bis 8 Prozent der menschengemachten CO2-Emissionen weltweit gehen auf das Konto von Zement, dem unerlässlichen Bindemittel für den harten und vielseitigen Baustoff – doch zugleich ist er in der Lage, das Klimagas, das bei der Zementproduktion ausgestossen wurde, nach der Herstellung wieder chemisch zu binden; zumindest teilweise: zwischen 11 und 30 Prozent, je nach Rezeptur und Bedingungen.«Karbonatisierung» nennt sich dieser Prozess, bei dem aus Calciumhydroxid im Beton mit CO2 Kalkstein entsteht – eine gemächliche Reaktion, die Jahre andauert und deren Tempo von zahlreichen Faktoren abhängt. Seit langem denken Fachleute darüber nach, sie zu nutzen, um die Klimabilanz von Beton zu verbessern – und nun erproben Experten der Empa im Projekt «DemoUpCARMA» mit Partnern unter Federführung der ETH Zürich (siehe Infobox), ob und wie sich der Prozess in einem realen Betonwerk nutzen und vor allem beschleunigen lässt.

Konkret: in einer eigens installierten Anlage der Firma Kästli Bau AG in Rubigen im Kanton Bern – und mit Recyclingmaterial aus rückgebauten Betonkonstruktionen. Das Kohlendioxid, mit dem dieses Material «gefüttert» wird, stammt aus der nahen Kläranlage und wird in verflüssigtem Zustand angeliefert. Im Werk wird es dann in einem speziellen Silo gespeichert, um von dort das Recycling-Granulat mit einem Verfahren der Berner Firma neustark AG kontinuierlich zu «fluten» –  also reinem CO2-Gas auszusetzen und die Aufnahme präzise zu messen. Das Expertenteam erforschte die Prozesse, die im Detail bei der CO2-Aufnahme des Recycling-Granulates ablaufen. Zudem wurde untersucht, wie sich so genanntes «Recyclingwasser» aus Wasser, Zement und Sand, das etwa bei der Reinigung von Betonfahrzeugen und Mischanlagen anfällt, nutzen lässt, um Kohlendioxid zu binden.

Wie gut und effizient das Recycling-Granulat unter welchen Bedingungen CO2 aufnimmt, haben Andreas Leemann und Frank Winnefeld von der Empa-Abteilung «Concrete & Asphalt» mit zahlreichen Tests erkundet – mit überraschenden Resultaten. Proben des behandelten Materials zeigten unter dem Mikroskop deutliche Veränderungen: Kleinere Partikel hatten an der Oberfläche Flecken aus dunklen und hellen Anteilen, an denen sich der ursprüngliche Zementstein verändert hatte.Analysen mit dem Rasterelektronen-Mikroskop zeigten, dass die hellen Anteile

(Quelle:Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Bearbeitet mit ChatGPT)

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