Prof. Dr. Frank Dehn vom KIT-Karlsruhe erhält von der Dres. Edith und Klaus Dyckerhoff-Stiftung Forschungsgelder, um neue Betonzusatzstoffe zu entwickeln, die aus recyceltem Beton gewonnen werden können.
Bei der Herstellung von Zement für den Betonbau werden erhebliche Mengen CO2 freigesetzt. Die bisherigen Maßnahmen zum Austausch des Zements durch alternative Bindemittel oder Betonzusatzstoffe stoßen jedoch an ihre Grenzen. Gleichzeitig fallen beim Rückbau von Betonbauwerken in großem Umfang feinkörnige Betonabbruchmassen, sog. Betonbrechsande, an, für die es bislang keine großmaßstäbliche Verwendungsmöglichkeit gibt. Prof. Dr. Frank Dehn vom KIT-Karlsruhe entwickelt daher neuartige Betonzusatzstoffe aus thermisch-mechanisch aufbereitetem Betonbrechsand.
Beton ist ein unverzichtbarer Baustoff, ohne den es nicht gelingen würde, systemrelevante Bauwerke – wie beispielsweise Infrastrukturbauwerke (Brücken, Tunnel, Wasserstraßen, Kanalisationen) – in tragfähiger und dauerhafter Art und Weise zu errichten. Bei der Herstellung von Zement werden jedoch prozessbedingt erhebliche Mengen Kohlenstoffdioxid freigesetzt. Die Produktion von Portlandzementklinker, aus dem Zement überwiegend besteht, ist mit 24,5 Mio. t (2018) für ca. 2 % der deutschen CO2-Emissionen (global: 8 %) verantwortlich. Bisherige Ansätze zur Verbesserung des Treibhauspotentials von Beton fokussieren sich im Wesentlichen auf die Reduktion des Zementgehalts im Beton sowie auf den anteiligen Austausch des Klinkers und Zements durch inerte bzw. reaktive Betonzusatzstoffe.
Eine weitere ökologische Herausforderung des Betonbaus ist der Umgang mit Abbruchmassen, die beim Abriss bzw. Rückbau von Betonbauwerken anfallen. Derzeit entstehen so jährlich über 20 Mio. t Betonabbruch, die im Sinne der Kreislaufwirtschaft einer erneuten Verwendung zugeführt werden sollen. Hierbei wird angestrebt, aufbereiteten Betonabbruch als Gesteinskörnungen im Beton wieder zu verwenden. Bei der Aufbereitung entstehen jedoch bis zu 40 % Betonbrechsand mit Korndurchmessern unter 4 mm. In diesen hat sich Zementstein angereichert, ein Einsatz als rezyklierte Gesteinskörnung ist daher problematisch. Aufgrund der ähnlichen chemisch-mineralogischen Zusammensetzung von Betonbrechsand und etablierten Betonzusatzstoffen ist es naheliegend, diesen als Betonzusatzstoff zu verwenden.
Das primäre Ziel dieses Forschungsprojekts ist es, einen neuartigen reaktiven Betonzusatzstoff zu entwickeln, der aus rezykliertem Betonabbruch als Sekundärrohstoff gewonnen werden soll. Der Betonabbruch wird dabei thermisch-mechanisch aktiviert und soll eine Ergänzung und Alternative zu üblichen Betonzusatzstoffen (wie bspw. Flugasche, Hüttensand oder Silikastaub) sein.
Insbesondere soll das Potential dieses neuartigen Betonzusatzstoffs eingeschätzt werden, indem dieser analog zu Portlandkompositzementen mit Zementklinker vermischt und hinsichtlich seiner Wechselwirkungen im gesamten Bindemittelsystem analysiert wird. Dabei werden neben den üblichen Untersuchungen zu den mechanischen Eigenschaften des (Neu)Betons auch seine Dauerhaftigkeit, sein Langzeitverformungsverhalten und seine Umweltverträglichkeit bewertet.
