Beton mit Sprudelwasser: Neue Technik reduziert CO2 um 45%

Ein Ingenieurteam hat kürzlich einen neuen Ansatz zur Betonproduktion mithilfe einer kohlensäurehaltigen Lösung entwickelt, die sehr dem Sprudelwasser ähnelt. Damit können die CO2-Emissionen der Zement- und Betonindustrie verstärkt ausgeglichen werden. Der Prozess soll so einfach aufgebaut sein, dass er sich problemlos in die Baubranche implementieren lässt. Zugleich ist der mit Sprudelwasser hergestellte Beton laut Angaben des Forschungsteams ebenso langlebig und belastbar wie herkömmlicher Beton.

Mit Sprudelwasser karbonisierter Beton kann ungefähr bis zu 45 Prozent des Kohlendioxids speichern, der bei herkömmlicher Betonherstellung freigesetzt wird. Das könnte den Anteil der Betonproduktion an den weltweiten Treibhausgasemissionen in Höhe von acht Prozent deutlich reduzieren. Die Forscher sehen sich mit ihrer neu entwickelten, Sprudelwasser nutzenden Methode aber noch nicht am Ziel. Zu dem Forschungsteam gehört neben Wissenschaftlern der Northwestern University das global agierende Baustoffunternehmen CEMEX, das einen Schwerpunkt auf nachhaltiges Bauen setzt.

Ältere Methoden der CO2-Bindung im Beton haben schwerwiegende Nachteile

Bestehende Beton-Konstruktionen nehmen auch ohne künstliche Prozesse CO2 auf, aber nur in geringem Maße. Deshalb gab es schon früh Versuche, bereits bei der Betonproduktion zusätzliches CO2 zu binden und so die Umweltbilanz der Prozesse zu verbessern. Diese frühen Forschungen reichen zurück bis in die 70er Jahre.

Grundsätzlich unterteilt man die Verfahren der Beton-Karbonisierung in die Karbonisierung von Fest- und von Frischbeton. Bei der Karbonisierung von Festbeton wird CO2-Gas mit einem hohen Druck in Festbeton injiziert. Dagegen fügt man das CO2-Gas bei einem herkömmlichen Frischbeton-Verfahren der klassischen Mischung aus Zement, Wasser und Zuschlagstoffen zu.

Beide Verfahren haben jedoch gravierende Nachteile. Die durch die beiden Methoden im Beton gebundene Menge an CO2 ist relativ gering und bei den Verfahren wird relativ viel Energie verbraucht. Darüber hinaus ist der entstehende Beton vergleichsweise schwach und lässt sich nicht für alle Zwecke einsetzen.

Der Einsatz von Sprudelwasser löst viele Probleme

Der von den Forschern unter Leitung der Northwestern University genutzte Ansatz gehört zur Gruppe der Methoden mit einer Frischbeton-Karbonisierung. Doch es wird kein CO2-Gas der gesamten Mischung beigefügt, aus der der Beton entsteht. Das CO2 wird zunächst mit einer geringen Menge Zementpulver ins Wasser injiziert. Mit dem Sprudelwasser entsteht eine Mischung mit einer geringeren Viskosität als bei der klassischen Frischbeton-Karbonisierung. Das bedeutet: Die Konzentration an Kalziumkarbonat-Mineralien ist im Vergleich deutlich höher. Zwar werden weitere Forschungen nötig sein, um die Leistung des karbonisierten Betons weiter zu optimieren. Aber da das mit Sprudelwasser karbonisierte Baumaterial in der Stärke weitgehend unverändert bleibt, könnte es in Zukunft auch überall eingesetzt werden, wo Beton benötigt wird: etwa bei der Herstellung von Balken, Platten, Säulen und Fundamenten.

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