Bauschutt, Mineralwolle, Asche, Hüttenschotter und Schlacke sollen künftig für die Produktion von umweltverträglicherem und resistenterem Beton genutzt werden. Aus Sicht von Cyrill Grengg an der TU Graz wäre das ein ökonomisch und ökologisch sinnvoller Weg. Der Forscher am Institut für Angewandte Geowissenschaften will dieses Ziel in dem neuen "Christian Doppler Labor für reststoffbasierte Geopolymer Baustoffe in der CO2-neutralen Kreislaufwirtschaft" in Graz vorantreiben.
Rund zehn Prozent der weltweit erzeugten Treibhausgasemissionen gehen auf die Herstellung von Baumaterialien zurück. Gleichzeitig tragen in Österreich mineralische Abfälle mit einem Gesamtaufkommen von 54 Mio. Tonnen jährlich zu rund drei Vierteln des gesamten Abfallvolumens bei. Mehr als die Hälfte davon wird derzeit deponiert, was zu einem enormen Verlust an wertvollen Ressourcen, einschließlich des für die Entsorgung benötigten Flächenverbrauchs, führt.
Die Forscher in Graz konzentrieren sich daher auf die Entwicklung eines Geopolymers, das auf anorganischen industrielle Abfall- und Sekundärstoffe, wie Schlacken, Aschen, Mineralwolle und tonreiche Abbruchmaterialien fußt. Diese sollen als Bindemittel, Aktivator-Lösungen und Aggregate weiterverarbeitet und mit kohlenstoffreichen Abfallstoffen, wie etwa Altölen, Biomasse-Reststoffen und organischen Fasern kombiniert werden. "Die im CD Labor verwendeten Rest- und Abfallprodukte werden heute großteils deponiert, nur ein kleiner Teil wird recycelt. Wir wollen diese Stoffe weg von den Deponien holen und in eine CO2-neutrale Kreislaufwirtschaft einbinden", so Grengg. Das Endprodukt wäre eine Alternative zu zementbasiertem Beton: Mit vergleichbare Materialeigenschaften, aber zusätzlich noch mit einer besseren Widerstandsfähigkeit gegen viele Arten der Korrosion.
Für sein Vorhaben hat Grengg neben neun Mitarbeitern acht Unternehmenspartner an der Seite: voestalpine Stahl Donawitz GmbH, Stahl- und Walzwerk Marienhütte GmbH, brantner green solutions GmbH, Initiative Ziegel, Forschungsverein Stein- und keramischen Industrie, CharLine GmbH, Kirchdorfer Fertigteilholding GmbH, MM-Kanal- Rohr- Sanierung GmbH und die Gemeinschaft steirischer Abwasserentsorger.
"Chemisch gesehen ist das Geopolymer etwas völlig anderes als Portlandzement, die physikalischen Eigenschaften sind aber sehr ähnlich oder zum Teil sogar besser", sagt der Grazer Forscher. Er sieht vor allem in der deutlich höheren Resistenz gegen Korrosion großes Potenzial in den Geopolymeren.
Portlandzement ist zurzeit im modernen Baugewerbe das mit Abstand meistverwendete Bindemittel. Bei Bauwerken, die einer aggressiven Umgebung durch Tausalze, Meerwasser oder aggressives Abwasser aus Abwassersystemen und Kläranlagen ausgesetzt sind - wie etwa Brücken, Parkhäuser, Tunnel und Kanälen und andere Stahlbetonbauten - kann es allerdings zu Korrosionsschäden an der Bewehrung kommen. Das gefährdet ihre Zuverlässigkeit und führt zu hohen Ausgaben für deren Instandhaltung. Weltweit werden durch Korrosion verursachte Kosten immerhin auf 2,5 Billionen US-Dollar (rund 2,34 Billionen Euro) geschätzt, große Anteile davon beziehen sich auf den Baustoff Beton, wurde vonseiten der TU Graz festgehalten.
In Christian Doppler Labors wird anwendungsorientierte Grundlagenforschung betrieben, Wissenschafterinnen und Wissenschafter kooperieren dazu mit innovativen Unternehmen. Die Labors werden von der öffentlichen Hand und den beteiligten Unternehmen gemeinsam finanziert. Wichtigster öffentlicher Fördergeber ist das Bundesministerium für Arbeit und Wirtschaft (BMAW). (apa)