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Development of insulating concrete systems based on novel low CO2 binders for a new family of eco-innovative, durable and standardized energy efficient envelope components

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Umweltfreundlicher Beton gewährleistet nachhaltige Gebäude

Die Betonproduktion trägt gegenwärtig erheblich zu CO2-Emissionen und dem Klimawandel bei. Dank neuer umweltfreundlicher Materialien haben EU-finanzierte Wissenschaftler eine Möglichkeit gefunden, den CO2-Fußabdruck des Bauwesens zu reduzieren.

Klimawandel und Umwelt
Industrielle Technologien

Der jährliche Betonverbrauch beträgt etwa 10 Milliarden Tonnen. Beton ist somit das am meisten verwendete menschengemachte Material der Welt. Nur der Wasserverbrauch ist höher. Die Herstellung dieses Betons führt zu 5 % der weltweiten Treibhausgasemissionen. Das ehrgeizige EU-finanzierte Projekt ECO-Binder machte sich daran, eine umweltfreundliche Lösung zu entwickeln, um den CO2-Fußabdruck der Betonproduktion erheblich zu verringern. Die Ziele des Teams waren jedoch viel weitreichender. Die Forscher nutzten die Gelegenheit auch, um mehr Sicherheit, Komfort und Stabilität in ein einziges Produktpaket mit einem konkurrenzfähigen Kostenpunkt zu integrieren. Nicht mehr auf herkömmlichen Zement angewiesen Beton wird hergestellt, indem ein Bindemittel, üblicherweise Zement, mit Wasser gemischt wird. Herkömmlicher gewöhnlicher Portlandzement ist das beliebteste Bindemittel, aber dessen Herstellung zieht erhebliche Umweltkosten nach sich. Auf Belit-Ye’elimit-Ferrit (BYF) basierende Zementbindemittel sind eine umweltfreundliche Materialfamilie, die zur Verwendung in grünem Beton zunehmend Aufmerksamkeit auf sich zieht. Die Leistung dieser neuen Klasse Zemente ist mit der von Portlandzement vergleichbar. Allerdings führen der geringere Kalziumgehalt, die niedrigere Brenntemperatur und der geringere Bedarf an Mahlenergie zu etwa 30 % weniger CO2-Emissionen bei der Betonherstellung. Innerhalb der ersten zwei Jahre des auf vier Jahre angelegten Projekts hat das Team die Verwendbarkeit der vorfabrizierten Elemente gezeigt, indem neuartige BYF-Bindemittel und fortgeschrittene Herstellungsmethoden funktionaler Endbearbeitungsmaterialien kombiniert wurden. Die Forscher installierten diese Elemente an fünf Teststandorten in Italien, Rumänien, Spanien und dem Vereinigten Königreich. Nachweisbarer Erfolg Es wurden vier verschiedene Betonmaterialien unter Verwendung von drei BYF-Zementen und Portlandzement hergestellt und in kleinmaßstäbigen Modellinstallationen in Rumänien, Spanien, und dem Vereinigten Königreich sowie an einer Testanlage in Spanien eingesetzt. Die Wissenschaftler verglichen die Auswirkungen verschiedener tatsächlicher geografischer und experimentell regulierter Bedingungen auf die Betonarten. Laut Projektkoordinatorin Arianna Amati war die Krönung ihrer Bemühungen die Herstellung des BYF-Betons im realen Maßstab. Genauer gesagt wurden einteilige Tafeln mit einer Höhe von elf Metern in einem realen Szenario an der Demonstrationsanlage im italienischen Mantova installiert und erprobt. Sie erklärt: „165 m² der Fassade der Anlage wurden aus Betonfertigteilen gebaut, die aus BYF-Beton hergestellt wurden, um zu zeigen, dass auf Portlandzement basierende Produkte im echten Maßstab vollständig ersetzt werden können.“ Erprobungen dieser Modellinstallationen im kleinen und echten Maßstab belegten, dass die Ziele des Projektes erfolgreich erreicht wurden. Vorgefertigte Tafeln mit den neuen BYF-Produkten wiesen 24 % weniger graue Energie und einen um 24 % reduzierten CO2-Fußabdruck auf. Darüber hinaus wurden die Isolationseigenschaften um 10 % verbessert. Die verminderte Trockenschwindung von BYF-Beton (verbesserte Formbeständigkeit) ohne die Zugabe von Zusatzstoffen führte zu weniger Luftaustritt. All diese Vorteile sind zu um 15 % geringeren Kosten als herkömmliche Portlandzementprodukte verfügbar. Ein ECO-Binder-Schulungsvideo ist über die Projektwebsite verfügbar, um das Bauwesen bei der Verwendung neuer BYF-Betonsorten auf effektive Weise zu unterstützen. Prognosen zufolge wird die Technologie in fünf Jahren marktreif sein. ECO-Binder hat die neuen Materialien aktiv beworben, indem sie auf 48 Veranstaltungen in der vierjährigen Laufzeit des Projektes ausgestellt wurden. Die Forscher veranstalteten ebenfalls vier Workshops und veröffentlichten drei Artikel in Magazinen und sechs Artikel in Fachzeitschriften. In der Zwischenzeit ist zu erwarten, dass die Dynamik rund um die neuen Materialien dank Präsentationen, Prospekten und Rollup-Postern, die auf der Projektwebsite heruntergeladen werden können, weiter zunehmen wird.

Schlüsselbegriffe

ECO-Binder, Beton, BYF, Portlandzement , Zement, Bindemittel, CO2-Fußabdruck, umweltfreundlich, CO2

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