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Beton und seine Doppelrolle in der CO2-Bilanz
Beton, ein zentrales Element im Bauwesen, ist bekannt für seine hohe CO2-Emission während der Herstellung. Allerdings hat Beton auch die Fähigkeit, CO2 im Laufe der Zeit wieder aufzunehmen – einen Prozess, der als Karbonatisierung bekannt ist. Diese langwierige und schwer kontrollierbare Reaktion stellt eine Herausforderung dar. Forscher der Empa haben nun in einem Projekt, das eine schnellere CO2-Aufnahme direkt im Betonwerk anstrebt, ermutigende Ergebnisse erzielt.
Beton kann im Laufe der Jahre einen Teil des bei der Zementproduktion freigesetzten CO2 chemisch binden. Der Prozess, bekannt als Karbonatisierung, bei dem aus Calciumhydroxid im Beton Kalkstein entsteht, ist jedoch langsam und von vielen Faktoren abhängig. Experten der Empa und der ETH Zürich erforschen nun im Rahmen des Projekts «DemoUpCARMA», ob und wie dieser Prozess in einem Betonwerk beschleunigt werden kann.
Einsatz von Recycling-Granulat
Die Forschung konzentriert sich auf die Verwendung von Recycling-Granulat aus abgebauten Betonkonstruktionen. Dieses Granulat wird mit CO2, das aus einer Kläranlage gewonnen und verflüssigt geliefert wird, in einem speziellen Verfahren behandelt. Die Behandlung führt zu einer chemischen Reaktion, bei der das Granulat CO2 aufnimmt und die Druckfestigkeit des recycelten Betons erhöht.
Ergebnisse der Empa-Forschung
Die Forschung ergab, dass Recycling-Granulat unter bestimmten Bedingungen effizient CO2 aufnimmt. Analysen zeigten signifikante Veränderungen in der Zusammensetzung des Materials, einschliesslich der Bildung von Calciumcarbonat und Calcium-Silicat-Hydrat, einem wichtigen Bestandteil für die Festigkeit von Beton. Zudem wurde festgestellt, dass Feuchtigkeit eine wichtige Rolle bei der CO2-Aufnahme spielt.
Potenziale der CO2-Behandlung und zukünftige Anwendungen
Die CO2-Behandlung des Recycling-Granulats und des sogenannten Recyclingwassers weist ein beachtliches Potenzial zur Reduzierung der CO2-Emissionen auf. Die vorläufigen Ergebnisse deuten darauf hin, dass die CO2-Einsparung bei diesen neuartigen Baustoffen bis zu 15 Prozent betragen könnte. Die Behandlung zeigte auch bei der Festigkeit des recycelten Betons positive Auswirkungen.
Lebenszyklusanalysen und langfristige Perspektiven
Lebenszyklusanalysen von Experten des Paul Scherrer Instituts und der Empa zeigen, dass karbonatisiertes Material den Treibhausgas-Effekt um rund 13 Prozent im Vergleich zu herkömmlichem Beton reduzieren kann. Diese Ergebnisse unterstreichen das Potenzial der Technologie über die gesamte Lebensdauer von Betonprodukten hinweg.
Dieses Pilotprojekt mit seinen vielversprechenden Ergebnissen markiert einen wichtigen Schritt in Richtung einer nachhaltigeren Zukunft der Bauindustrie. Die Herausforderung besteht nun darin, diese Technologien in die Praxis umzusetzen und ihre langfristigen Auswirkungen auf verschiedene Betontypen zu untersuchen.