Pflanzenkohle als neuartiges Bindemittel

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 Prof. Dr. Charlotte Thiel an der OTH Regensburg geleitet. Es konzentriert sich auf Pflanzenkohle als alternatives Bindemittel.

Um den CO₂-Fußabdruck beim Bauen mit Beton zu reduzieren, ist die partielle Substitution von Klinker durch Supplementary Cementitious Materials (SCMs) ein viel erforschter und praxiserprobter Weg. Klassische SCMs wie Flugasche und Hüttensand senken nachweislich das CO₂-Potenzial, sind jedoch aufgrund des Kohle- und Stahlumbaus in Europa zunehmend knapp verfügbar

Im Fokus dieses Projekts steht daher neben den bereits am Markt erhältlichen zukunftsfähigen Bindemitteln die Pflanzenkohle. Pflanzenkohle (engl. biochars, BC) ist ein aus kohlenstoffhaltigen organischen Materialien gewonnenes Produkt, das durch Pyrolyse der Biomasse entsteht und Kohlenstoff in chemisch stabilen Phasen bindet. Die Eigenschaften der Rohstoffe (z.B. Hemizellulose, Zellulose und Lignozellulosefasern), aus denen BC hergestellt wird, und die Pyrolysebedingungen bestimmen letztlich die physikochemischen Eigenschaften.

Ein wesentliches Merkmal der Pflanzenkohle ist die Fähigkeit, Wasser temporär zu speichern und im Verlauf der Zementhydration sukzessive wieder abzugeben. Dieser Effekt der inneren Nachbehandlung begünstigt eine vollständigere Hydratation, insbesondere in tiefen Bereichen der Matrix, und trägt zur Reduktion autogenen Schwindens bei, was ein bedeutender Vorteil für moderne, wasserarme Hochleistungsbetone ist.

Ziel des Projekts ist es, mittels datengetriebener Methoden, Zusammenhänge zwischen Frisch- und Festbetonparametern, Dauerhaftigkeitskennwerten und ökologischen Wirkungen zu identifizieren, die beim Ensatz von Pflanzenkohle relevant sind.

Das Projekt soll und wird Forschenden eine Datengrundlage bereit stellen, um Betonzusammensetzungen gezielt nach vorgegebenen Kriterien zu optimieren und die volle Bandbreite zukunftsfähiger Betonausgangsstoffe effizient zu nutzen

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Informationen zum Projekt