Mechanochemisch aktivierter Schieferbruch als Betonzusatzstoff

Auch 2025 hat die Dres. Edith und Klaus Dyckerhoff-Stiftung wieder Projektmittel ausgeschrieben, um das Bauen mit Beton nachaltiger zu gestalten. Aus der Vielzahl der Bewerbungen sind zwei Projekte als besonders  förderungswürdig klassifiziert worden. Eines davon wird von Dr. Matthias Maier vom Fraunhofer-Institut für Bauphysik in Valley verantwortet. Es untersucht mechanochemisch aktivierten Schieferbruch als reaktiven CO2-armen und ressourceneffizienten Betonzusatzstoff.

Der Einsatz klinkerarmer Zemente und CO2-armer Betonzusatzstoffe spielt eine entscheidende Rolle in der Nachhaltigkeitsstrategie der Baustoffindustrie. In den letzten Jahren sind daher verstärkt alternative Rohstoffe in den Fokus der Forschung und Entwicklung gerückt,  wobei thermisch aktivierte (calcinierte) Tone zu den aussichtsreichsten Kandidaten in diesem Kontext zählen.

Als vielversprechende Alternative zum thermischen Aktivierungsprozess, hat sich in neueren Forschungsarbeiten die mechnochemische Aktivierung herauskristallisiert. Mithilfe dieses Verfahrens können Tone oder andere
schichtsilikathaltige Rohstoffe mittels mechanischem Energieeintrag ebenfalls in einen puzzolanisch reaktiven Zustand überführt werden.

Die entscheidende Herausforderung im Zusammenhang mit der mechanochemischen Aktivierung stellt aktuell die Skalierung in einen großtechnischen Maßstab dar. Es zeigt sich hierbei, dass eine vollständige Aktivierung der Rohstoffe unter technischen und wirtschaftlichen Aspekten kaum möglich ist. Im Rahmen des Vorhabens soll deshalb der Einfluss mechanochemisch aktivierter Tonschiefer auf die Reaktivität sowie die Frischund
Festbetoneigenschaften von klinkerarmen Betonen untersucht werden, wobei der Aktivierungsgrad der Materialien gezielt variiert werden soll.

Die Ergebnisse sollen das Potenzial mechanochemisch aktivierter Schiefer als zukunftsfähige Betonzusatzstoffe beziehungswiese Zementhauptbestandteile aufzeigen.

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