Bei der Analyse der Negativ-Faktoren für den Klimawandel gerät der immense CO2-Fußabdruck, den herkömmlicher Zement bei seiner hochenergetischen Herstellung hinterlässt, immer mehr in die Kritik. Zugleich rütteln Archäologen in Ägypten an einem Dogma, dessen Ergebnis die Zukunft des Bauens stark beeinflussen könnte. Nach ihrer chemischen Expertise mussten für den Pyramidenbau nicht unbedingt und immer tonnenschwere Quader über Dutzende Kilometer herantransportiert werden. Im Gegenteil: Etliche Blöcke wurden vor Ort gegossen und mit alkalisch aktivierten Bindesystemen für die Ewigkeit haltbar gemacht. Der Fachmann spricht (auch mit Blick auf Großbauten wie Brücken, Kais und den Pantheon im alten Rom) von Geopolymerbeton.
Herstellung von Zement belastet das Klima deutlich
Der Bedarf an Beton steigt Jahr für Jahr steil an; allein in Deutschland wurden 2018 über 52 Millionen Kubikmeter Transportbeton (2007: 41 Millionen) zuzüglich aktuell über vier Millionen Kubikmeter Porenbeton bzw. Betonsteine benötigt. Bei der globalen Produktion von gut vier Milliarden Jahrestonnen Zement, die als besonders emissionsintensiv gilt, werden zugleich auch Millionen Tonnen Treibhausgase ausgestoßen. Je Kubikmeter Zement schlägt mit 850 kg CO2negativ zu Buche. Die Zementindustrie ist nach den USA und China der drittgrößte CO2-Emmitent; bis zu 8 Prozent der globalen Treibhausemissionen gehen auf ihr Konto.
Alternativen hoch im Kurs
Für BNB ist das der Anlass, unter dem Schlagwort Geopolymerbeton (kurz: G-Beton) zusammen mit Partnern von der TU Berlin nach Alternativen für die klimaschädliche Umwandlung von Calciumkarbonat zu suchen. Statt Kaolinit-Ton als Bindemittel wie beim Pyramidenbau oder Vulkanasche später bei den Römern werden dafür neuerdings Wasserglas und Aluminiumsilikat als alternative Bindemittel präferiert. Jüngste Fortschritte in Wissenschaft und Forschung versprechen Weiterentwicklungen, die den Baustoff nicht nur widerstandsfähiger, sondern auch wesentlich umweltfreundlicher machen.
In Kooperation mit Prof. Dr. Dietmar Stephan, Fachgebietsleiter für Baustoffe und Bauchemie an der TU Berlin, ist BNB im Rahmen eines ZIM-Projekts einer der Forschungspartner zur Markteinführung von Geopolymerbeton: Das neue Herstellungsverfahren verspricht auf Grundlage alternativer Bindemittel bahnbrechende Fortschritte.
Industrielle Nebenprodukte statt gebranntem Kalk
Substituierte Bindemittel können verschiedene Ursprünge haben. Einerseits können diese künstlich sein. Man spricht dann von Polymerbeton, dessen Matrix zum Beispiel aus Polyester- und Epoxidharzen sowie Polyurethanen besteht. Beim sogenannten Geopolymerbeton kommen die Zuschlagsstoffe aus der Natur bzw. sind industrielle Nebenprodukte, die damit gleichzeitig auch recycelt bzw. nutzbar gemacht werden können. Hierzu gehört u.a. Flugasche aus Kraftwerken, Hüttensand und Schlackensandmehl aus der Stahlindustrie wie auch Silikatstaub oder Metakaolin aus der Glas- und Porzellanindustrie.
Geopolymerbeton als Beitrag zum Klimaschutz
G-Beton ist vor allem durch sein immenses CO2-Einsparungspotential von bis zu 70 Prozent (nach vorläufigen Berechnungen von Bauspezialisten sogar noch mehr) eine interessante Alternative zu klassischem Zementbeton – allerdings wegen der vergleichsweise höheren Kosten für die Zuschlagsstoffe noch nicht im Volumenmarkt. Dieser zunächst negative Faktor fällt allerdings bei Sonderfertigteilen von BNB kaum ins Gewicht. Der Grund: Der Geopolymerbeton-Materialanteil spielt mit zehn Prozent am Gesamtpreis kaum eine Rolle.
Bei Geopolymerbeton sind die Eigenschaften von Beton insgesamt steuerbarer als je zuvor. Erste Fertigteile von BNB wurden bereits als Versuchsbauteile für verschiedene Anwendungsfälle im Garten und Landschaftsbau produziert. Weiterer Vorteil des neuartigen Materials, das auch auf der bautec 2020 in Berlin zu sehen sein wird: Durch den weitestgehenden Verzicht auf Kalk im Zement bzw. Beton wird die Bildung späterer Kalkblüten vermieden; damit werden die Betonteile weniger wetteranfällig in Bezug auf sauren Regen.
