Endlich weniger CO2 28.09.2022, 07:00 Uhr

Neuer Öko-Zement könnte Baubranche revolutionieren

Abfallstoffe aus dem Bergbau entstehen ohnehin. Nun setzt ein Forscherteam sie zur Zementherstellung ein. Das Ziel: ein Öko-Zement, der weniger CO2-Emissionen verursacht und auch den Produktionsprozess günstiger gestalten könnte. Erste Ergebnisse sind vielversprechend.

Bagger und Lkw beim Abbau von Gestein

Beim Abbau von Gestein fallen Abfallprodukte an. Diese eignen sich als alternative Materialien in der Zementproduktion.

Foto: Universität Trier Karlis Kukemilks

Die Bauindustrie gehört zu den Branchen, die am meisten CO2 ausstoßen. Allein die Zementproduktion macht schon rund 8% des jährlichen CO2-Ausstoßes aus. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Trier, Luxemburg, Lothringen und Lüttich erforschen deshalb gemeinsam alternative Herstellungsprozesse sowie den Einsatz natürlicher Materialien. Ihr Ziel: ein Öko-Zement, der zum Beispiel aus sogenannten bergbaulichen Abraum- und Abfallstoffen besteht. Diese sollen herkömmliche Rohstoffe ersetzen, was sich am Ende auch positiv auf die CO2-Emissionen auswirken könnte. Das Forschungsprojekt findet vor allem in der Großregion Dreiländereck Deutschland, Luxemburg, Frankreich und Belgien statt. Der Grund: Hier fällt eine Menge bergbaulicher und industrieller Abraum- und Abfallstoffe an.

Recyclingbeton, Carbonbeton, Baubetrieb und Geothermie

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Abfallverwertungsgesellschaft des Landkreises Ludwigsburg mbH-Firmenlogo
Bauingenieur / Umweltingenieur als Projektmanager (m/w/d) Abfallverwertungsgesellschaft des Landkreises Ludwigsburg mbH
Ludwigsburg Zum Job 
RHEINMETALL AG-Firmenlogo
Verstärkung für unsere technischen Projekte im Bereich Engineering und IT (m/w/d) RHEINMETALL AG
deutschlandweit Zum Job 
Stadtwerke München GmbH-Firmenlogo
Claim Manager*in (m/w/d) Stadtwerke München GmbH
München Zum Job 
Stadtwerke Tübingen GmbH-Firmenlogo
Meister der Elektrotechnik (m/w/d) als Bauaufsicht und Netzführung Stadtwerke Tübingen GmbH
Tübingen Zum Job 
Stadtwerke Tübingen GmbH-Firmenlogo
Elektromonteure (m/w/d) Stadtwerke Tübingen GmbH
Tübingen Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Projektingenieur Planung (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Oldenburg Zum Job 
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.-Firmenlogo
Ingenieur/in Luft- und Raumfahrttechnik, Raumfahrtsystemtechnik, Space Systems Engineering o. ä. (w/m/d) Space Systems Engineering Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.
Faßberg Zum Job 
Stadtwerke Tübingen GmbH-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) Netzleitwarte Stadtwerke Tübingen GmbH
Tübingen Zum Job 
Schüller Möbelwerk KG-Firmenlogo
Umweltingenieur (m/w/d) Schüller Möbelwerk KG
Herrieden Zum Job 
Forschungszentrum Jülich GmbH-Firmenlogo
Sicherheitsingenieur (w/m/d) Forschungszentrum Jülich GmbH
Jülich Zum Job 
Schluchseewerk AG-Firmenlogo
Maschinenbauingenieur (m/w/d) Schwerpunkt Korrosionsschutz Schluchseewerk AG
Laufenburg Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur (w/m/d) Konstruktiver Ingenieurbau Die Autobahn GmbH des Bundes
Osnabrück Zum Job 
Synthos Schkopau GmbH-Firmenlogo
Investment Projekt Spezialist (m/w/d) Synthos Schkopau GmbH
Schkopau Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur (w/m/d) Straßenbau Die Autobahn GmbH des Bundes
Dillenburg Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) Verkehr Die Autobahn GmbH des Bundes
Osnabrück Zum Job 
Veltum GmbH-Firmenlogo
Planungsingenieur:in für Gebäudetechnik SHK Veltum GmbH
Waldeck Zum Job 
Regierungspräsidium Freiburg-Firmenlogo
Master / Diplom (Univ.) Bauingenieurwesen mit Fachrichtung Wasserbau oder vergleichbar Regierungspräsidium Freiburg
Freiburg im Breisgau Zum Job 
Rittal GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Entwickler / Konstrukteur (m/w/d) für Werkzeugmaschinen Rittal GmbH & Co. KG
Landkreis Wesermarsch-Firmenlogo
Stadt- und Regionalplaner*in Landkreis Wesermarsch
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur (w/m/d) C-ITS Entwicklung Die Autobahn GmbH des Bundes
Frankfurt am Main Zum Job 

Die Forschenden wollen vor allem Kieswäscheschlämme, die beim Kies- und Sandabbau entstehen, aber auch Stäube aus der Quarzitgewinnung und Rückstände aus dem Kalk- und Dolomitabbau einsetzen. Geologinnen und Geologen der Universität Trier prüfen die verschiedenen Stoffe, ob sie sich über eine alternative Herstellung von Zement eignen. Bei den Stoffen kommt es vor allem auf die besonderen mineralogischen, chemischen und physikalischen Eigenschaften an. Ferner müssten sie in ausreichender Menge vorhanden sein, da eine industrielle Anwendung geplant ist.

Öko-Zement: zwei verschiedene Forschungsansätze

Die ersten elf Materialien, die sich eignen könnten, haben die Forschenden bereits festgemacht. Sie zeigen gewisse Gemeinsamkeiten, zum Beispiel sind sie feinkörnig und besitzen einen hohen Anteil spezifischer Tonminerale. Sie sorgen am Ende dafür, dass der Zement fest genug wird. Die Universitäten Lüttich und Lothringen erarbeiten gemeinsam neue Zusammensetzungen des Zements sowie Betonrezepturen aus den geeigneten Materialien. Insbesondere Forschende der Universität Lüttich beschäftigen sich mit der Erstellung von Ökobilanzen. Dafür analysieren sie, welche Auswirkungen die neuen Zemente sowie ihre Produktionsprozesse aufweisen. Die Universitäten arbeiten dafür im Rahmen des EU-Programms „Interreg (Großregion)“ an dem Projekt CO2REDRES „Behandlung von Sekundärrohstoffen zur Reduzierung von CO2-Emissionen in der Bauindustrie“ zusammen.

An unterschiedlichen Herstellungsprozessen arbeiten Forschende der Universitäten Luxemburg und Trier. Das Luxemburger Team beschäftigt sich damit, konventionell genutzten Portlandzement in Teilen durch alternative Materialien zu ersetzen. Erste Ergebnisse gibt es bereits: 20% des Portlandzements haben sie durch gebrannten Ton ersetzt. Dieser entsteht zum Beispiel beim Kiesabbau in der Eifel. Die Mischung wies am Ende sogar eine höhere Festigkeit auf, gleichzeitig reduziere sich der Einsatz von Energie und damit auch die CO2-Emissionen. Das Team der Universität Trier versucht einen ganz neuen Ansatz und verzichtet komplett auf den Einsatz von Portlandzement. Stattdessen untersuchen sie neue Bindemittel, konkret sogenannte Geopolymerzemente aus CO2-freien Alternativmaterialien. Diese Art von Zement setzt sich hauptsächlich aus gebrannten Tonmineralen zusammen. Sie lassen sich aktivieren, indem eine Lauge hinzugefügt wird.

Öko-Zement weist viele Vorteile auf

Das Verfahren der Trierer Forschungsgruppe stellte sich im Laufe der Tests durchaus komplexer dar als die Herangehensweise der Luxemburger Forschenden. Doch das Ergebnis überzeugt die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler: Der Öko-Zement aus Kieswaschschlämmen weist eine ordentliche Druckfestigkeit auf. Sie sei vergleichbar mit der Last von drei Autos auf eine Fläche von 16 Quadratzentimetern. Vergleicht man dies mit herkömmlichem Portlandzement, ist das zwar eher ein durchschnittlicher Wert, dafür aber entstehen während des Brennverfahrens keine CO2-Emissionen. Ein weiterer Vorteil: Die alternativen Materialien können mit deutlich geringerer Temperatur bearbeitet werden. Das hat einen positiven Effekt auf die Energiebilanz des Öko-Zements. Insgesamt zeigte sich der Öko-Zement besonders hitze- und brandbeständig, außerdem äußerst widerständig gegen Säure und Sulfat.

Im Rahmen des Interreg-Projekts CO2REDRES arbeiten 18 Partner aus dem Dreiländereck Deutschland, Luxemburg, Frankreich und Belgien zusammen. Dafür haben sie ein Budget von rund 1,2 Millionen Euro zur Verfügung. Ziel der Forschung: ein neuartiges und nachhaltiges Bindemittel für Betonmischungen erarbeiten. Es muss aus Industrieabfällen und Nebenprodukten aus dieser Region bestehen.

Mehr zum Thema Baustoffe:

Ein Beitrag von:

  • Nina Draese

    Nina Draese hat unter anderem für die dpa gearbeitet, die Presseabteilung von BMW, für die Autozeitung und den MAV-Verlag. Sie ist selbstständige Journalistin und gehört zum Team von Content Qualitäten. Ihre Themen: Automobil, Energie, Klima, KI, Technik, Umwelt.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.