Neuer Zement könnte den CO2-Abdruck der Bauindustrie dramatisch senken

Vorgefertigte Bauelemente auf Basis von CO2-armen Zementbindemitteln der Belit-Ye'elimit-Ferrit-Kategorie versprechen eine geringe graue Energie, effiziente Isolierung sowie einen kleineren CO2-Fußabdruck.

© Tecnalia

Mit einem jährlichen Verbrauch von 10 Milliarden Kubikmetern ist Zement das weltweit am meisten verwendete nicht natürlich vorkommende Material. Des Weiteren entfallen etwa 5 % der weltweiten anthropogenen Emissionen von Treibhausgasen auf die Zementherstellung. Mit dem ECO-BINDER-Projekt soll dieser CO2-Fußabdruck nun verkleinert und die Zement- und Bauindustrie revolutioniert werden.

ECO-BINDER wurde im Januar 2015 ins Leben gerufen und wird vier Jahre lang laufen. Im Rahmen des Projekts soll eine neue Generation an zementbasierten Baustoffen und vorgefertigten Komponenten für Gebäudehüllen entwickelt werden, die gegenüber gängigem Portlandzement folgende Vorteile aufweisen: Sie senken die graue Energie um mehr als 30 %, verbessern die Isolierungseigenschaften um 20 % und senken die Kosten um 15 %.

„Wir Projekteilnehmer zeigen auf, dass herkömmlicher Portlandzement oder Produkte auf Basis von Portlandzement ohne Qualitätseinbußen oder Mehrkosten durch neue Produkte ersetzt werden können, die auf den CO2-armen Bindemitteln der Belit-Ye'elimit-Ferrit-Kategorie (BYF) basieren“, so Frederico Meneghello, Projektkoordinator und Technology Intelligence Area Manager bei D’Appolonia S.p.A.

Warum die BYF-Technologie einzigartig ist

Die BYF-Technologie vereint die hohe Frühfestigkeit des Calciumsulfoaluminats mit der Robustheit von Belit. Vorläufige Berechnungen zum Lebenszyklus des Materials zeigen, dass die CO2-Emissionen von BYF geringer sind als die des Portlandzements, da die verwendeten Rohstoffe weniger Calcium enthalten (es wird weniger Kalkstein verwendet), der Klinker bei einer niedrigeren Temperatur von etwa 1250–1300 °C hergestellt wird und der Mahlprozess weniger Energie verbraucht. Aufgrund dieser Faktoren weist das Material eine deutlich geringere graue Energie auf als Portlandzement.

Hinzu kommt, dass die neuen Gebäudehüllenkomponenten sogar mehrere Funktionen erfüllen werden. Sie versprechen eine höhere Schallisolierung und -absorption, Feuerfestigkeit, Schimmelbeständigkeit sowie eine höhere Formbeständigkeit zur Vermeidung von Luft- und Wasserleckagen und eine bessere Raumluftqualität. Darüber hinaus werden sie über vielseitige Oberflächeneigenschaften verfügen: Sie bieten thermische Reflexion und sind schmutzabweisend, antibakteriell und selbstreinigend – je nachdem, welche Technologie zur Fertigstellung verwendet wurde.

Um eine profunde Basis für den Vergleich mit Portlandzement zu schaffen, haben die am ECO-BINDER-Projekt beteiligten Forscher zunächst die Bestimmungen und Normen der Baubranche studiert.

„So möchten sie prüfen, ob sie die für Portlandzement bestehenden Normen übernehmen können, oder ob die Erarbeitung neuer Normen erforderlich ist“, so Frederico Meneghello. „Am wichtigsten ist es, eine Basis zu schaffen, auf der ein profunder Vergleich möglich ist, und sicherzustellen, dass die Standardisierung der Einführung neuer Produkte nicht im Wege steht.“

Praxistests

Um zu zeigen, dass die neue Technologie hält, was sie verspricht, werden im Rahmen des ECO-BINDER-Projekts kleine Demohäuser in Spanien, dem Vereinigten Königreich und Rumänien gebaut. Alle Häuser sind gleich strukturiert und werden der Sonne gleichermaßen ausgesetzt. Da sie sich jedoch in verschiedenen Ländern befinden, haben die ECO-BINDER-Teilnehmer die Möglichkeit, die Auswirkungen der klimatischen Verhältnisse zu testen. So werden Temperatur, Luftfeuchtigkeit und weitere Variablen mindestens ein Jahr lang beobachtet, um die saisonalen Einflüsse zu untersuchen und die Beständigkeit des Materials zu prüfen. Gleichzeitig werden ähnliche, aus Portlandzement gebaute Gebäude an den gleichen Standorten beobachtet, sodass ein Vergleich der beiden Technologien möglich ist.

Da der Druck, den CO2-Fußabdruck zu verkleinern, immer stärker wird, werden bestehende Strukturen letztlich saniert werden müssen. Hier könnte die Nachrüstung mit den von den ECO-BINDER-Teilnehmern entwickelten vorgefertigten Komponenten umweltfreundlicher und kosteneffizienter sein als das Auftragen neuen Zements. Der neue, im Rahmen des ECO-BINDER-Projekts entwickelte Zement könnte jedoch auch in anderen Branchen verwendet werden, nicht nur für Fertigelemente.

„Wir sind der Meinung, dass die ECO-BINDER-Technologie letztlich auch für die Herstellung frischen Zements verwendet werden und so den Portlandzement ersetzen könnte“, so Frederico Meneghello.

Länder

Italien