Graphenbeton könnte für die Bauwirtschaft zu einer interessanten Alternative werden. Durch die Zugabe von Graphen soll Beton fester und langlebiger werden, während gleichzeitig weniger Zement benötigt wird. Erste Praxistests zeigen Einsparungen beim Zement von bis zu acht Prozent und beim CO2-Ausstoß von bis zu 14 Prozent. Angesichts strengerer EU-Klimavorgaben könnte die Technologie für Bauunternehmen und Baustoffhersteller künftig deutlich an Bedeutung gewinnen.
Die europäischen Klimavorgaben erhöhen den Druck auf die Bauwirtschaft, den CO2-Ausstoß von Gebäuden und Baustoffen zu reduzieren. Besonders Beton rückt dabei in den Fokus. Hintergrund sind unter anderem neue Vorgaben der Europäischen Union zur Bewertung der Klimawirkung von Gebäuden. Ab dem Jahr 2028 muss das Lebenszyklus-Treibhauspotenzial bei Neubauten mit mehr als 1.000 Quadratmetern Nutzfläche berechnet und im Energieausweis angegeben werden. Ab dem Jahr 2030 soll dies für sämtliche Neubauten gelten. Damit werden künftig auch die Emissionen stärker sichtbar, die bei Herstellung und Transport der Baustoffe sowie später bei Abriss, Recycling und Entsorgung entstehen. Gerade Beton und Stahl spielen bei diesen sogenannten grauen Emissionen eine wichtige Rolle. Für Bauunternehmen und Baustoffhersteller könnte daraus langfristig eine neue Materialoption entstehen.
Weniger Zement durch Graphen im Beton
Ein Ansatz zur Senkung der CO2-Emissionen besteht darin, Beton geringe Mengen Graphen beizumischen. Graphen ist ein extrem dünnes und zugleich sehr festes Material aus Kohlenstoff. Bereits geringe Mengen des Materials sollen die Eigenschaften von Beton verbessern und damit einen geringeren Zementeinsatz ermöglichen. Im Einzelnen sollen dadurch Festigkeit und Dauerhaftigkeit steigen. Gelingt es gleichzeitig, den erforderlichen Zementanteil zu reduzieren, könnte auch der CO2-Fußabdruck des Baustoffs sinken. Hinzu kommt eine möglicherweise bessere Widerstandsfähigkeit gegenüber Wasser und Chloriden. Eine längere Lebensdauer von Betonbauteilen könnte wiederum den Aufwand für Instandhaltung und Erneuerung reduzieren.
Das australische Unternehmen First Graphene arbeitet bereits an der kommerziellen Nutzung dieser Technologie. Nach Unternehmensangaben erzielten Versuche mit PureGRAPH-Additiven bei Beton- und Zementproben Festigkeitssteigerungen von rund 25 bis 30 Prozent. Entscheidend für die Bauwirtschaft ist allerdings weniger der Laborversuch als die Frage, ob sich solche Ergebnisse zuverlässig in der industriellen Produktion erreichen lassen.
10.000 Dachsteine mit Graphen produziert
Erste Projekte in Großbritannien zeigen, dass graphenverstärkter Beton nicht nur im Labor funktioniert. Nach Angaben von First Graphene wurden gemeinsam mit der Breedon Group mehr als 20.000 Tonnen Zement mit PureGRAPH bei Bauprojekten eingesetzt. Bei einem weiteren Produktionstest mit dem Betonfertigteilhersteller FP McCann entstanden mehr als 10.000 graphenverstärkte Betondachsteine. Dabei konnte die benötigte Zementmenge nach Unternehmensangaben um bis zu acht Prozent reduziert werden, ohne die geforderte Leistung der Dachsteine zu beeinträchtigen. Gleichzeitig sollen die CO2-Emissionen von der Rohstoffgewinnung bis zum Verlassen des Werks um bis zu 14 Prozent gesunken sein.
Graphenbeton muss Praxistauglichkeit beweisen
Für einen breiten Einsatz von Graphen im Beton reichen solche Ergebnisse jedoch noch nicht aus. Neben technischen Anforderungen und Zulassungen spielen Kosten, Lieferfähigkeit und die Integration der Zusatzstoffe in bestehende Produktionsprozesse eine entscheidende Rolle. Auch innerhalb der Europäischen Union steht der kommerzielle Durchbruch bislang aus. Doch der regulatorische Druck könnte das Interesse dennoch erhöhen. Die überarbeitete Bauprodukteverordnung verlangt Angaben zu Umwelteigenschaften und Treibhauspotenzial von Bauprodukten. Damit gewinnen vergleichbare CO2-Daten bei der Materialauswahl an Bedeutung. Graphen wird den CO2-Ausstoß der Zementindustrie nicht allein lösen können. Doch wenn sich mit kleinen Zusatzmengen dauerhaft weniger Zement einsetzen lässt, könnte graphenverstärkter Beton für die Bauwirtschaft zu einer interessanten Ergänzung auf dem Weg zu emissionsärmeren Baustoffen werden.
