Nachhaltige Baumaterialien

Die Zementindustrie trägt als energie- und emissionsintensive Branche eine besondere Verantwortung beim Klimaschutz. Bis 2050 wollen die Produzenten klimaneutralen Zement und Beton herstellen. Überall auf der Welt arbeiten Wissenschaftler bereits seit einigen Jahren an innovativen Technologien, um CO₂-Emissionen einzusparen und natürliche Ressourcen zu schonen.

Zementfreier Beton dank Alkohol

Gebaut wird immer – Die Bevölkerung steigt und Wohnraum wird dringend benötigt. Die Zementproduktion soll für rund 7 % des weltweit emittierten CO₂ verantwortlich sein. Laut dem Verein Deutscher Zementwerke (vdz) werden bei der Herstellung von einer Tonne Zement in Deutschland ca. 600 kg CO₂ in die Atmosphäre ausgestoßen. Dabei entfällt ein Drittel auf den Einsatz von Brennstoffen für die Öfen. Bei Temperaturen um 1450 °C wird Kalkstein zu Zementklinker umgewandelt. Die restlichen Zwei Drittel der CO₂-Emissionen gehen auf rohstoffbedingte Prozessemissionen zurück. Um das Ziel von klimaneutralem Zement und Beton zu erreichen, bedarf es innovativer Technologien, die die herkömmliche Art des Bauens mit Beton grundlegend und nachhaltig verändern werden.

Wissenschaftler vom Institute of Industrial Science der University of Tokyo haben jüngst eine neue Methode zur Bindung von Sandpartikeln präsentiert, die ohne die Zugabe von Zement auskommt. Professor Yuya Sakai und sein Team erklären, dass sie Trialkoxysilane aus Sand durch eine Reaktion mit Alkohol und einem Katalysator herstellen können, indem sie das Wasser, das ein Nebenprodukt der Reaktion ist, entfernen.

Hinter dieser scheinbar simplen chemischen Reaktion steht jahrelange Forschung. Denn um ein Produkt mit ausreichender Festigkeit zur erhalten, braucht es optimale Reaktionsbedingungen. Die richtigen Mengenverhältnisse von Sand, Alkohol, Katalysator und Dehydrierungsmittel sowie Heiztemperatur und Reaktionszeit mussten systematisch ermittelt werden.

Nach Aussagen der Wissenschaftler konnten auch unter Einsatz von Quarzsand, Glasperlen und sogar Wüstensand mechanisch stabile Baustoffverbindungen realisiert werden. Vor allem die Verwendung von Wüstensand ist dabei bemerkenswert. Denn dieser konnte bislang nicht für Baumaterialien genutzt werden, da er aufgrund seiner runden Körnung kaum zu fixieren ist.

Den vollständigen Artikel findet man in der Sonderausgabe der deutschen bauzeitung „Anders Bauen“.

Bildquelle: Oxara