Interview | Prof.dr.ir. Klaas van Breugel - Die Zukunft des Betons

Zusammen mit der Stahlindustrie verursacht die Betonherstellung etwa 20 Prozent der weltweiten CO₂-Emissionen. Eine Zahl, die nur schwer zu reduzieren ist. Während die weltweite Nachfrage nach Beton weiter steigt, führt die lokale Verknappung von Rohstoffen in der ganzen Welt zu immer mehr Transportbewegungen. Eine Situation, die auf dem Weg zu noch nachhaltigeren Produkten und Prozessen nach entsprechenden Lösungen ruft. Prof.dr.ir. Klaas van Breugel, emeritierter Professor für Betonmodellierung und Materialverhalten an der TU Delft, wirft ein Schlaglicht auf das Thema.

Van Breugel, ehemaliger Leiter der Abteilung Materialien und Umwelt der TU Delft, verfügt über umfassende Kenntnisse und Erfahrungen im Bereich der Roh- und Hilfsstoffe für Beton. Er identifiziert zwei Entwicklungen innerhalb des Sektors, die Maßnahmen erfordern. "Umweltbelastung und Knappheit sind derzeit die wichtigsten Stichworte, die die Entwicklung und Forschung zu alternativen Roh- und Zusatzstoffen für Beton leiten. Abgesehen von der Tatsache, dass die Betonherstellung selbst bereits mit relativ hohen CO₂ Es droht ein Mangel an geeignetem Sand an Orten, an denen viel gebaut wird, wie China, Indien und dem Nahen Osten. Dieser muss dann von anderswo herbeigeschafft werden. Bei solchen Schüttgütern ist das nicht wünschenswert. Denn es führt zu sehr hohen Transportkosten und zu einem weiteren Anstieg der CO₂-Emissionen. In den Niederlanden sind wir, was die Rohstoffe angeht, ziemlich auf der richtigen Seite. Wir haben in unserem Gebiet immer noch genügend brauchbaren Sand und Kies. Außerdem werden bei der Betonherstellung häufig Hüttensand und Flugasche als Zementersatz verwendet. Was aber, wenn andere Stahlproduktionsverfahren entwickelt werden oder Kohlekraftwerke nicht mehr gewünscht sind? Dann stehen Sie ohne diese Rohstoffe da. Es ist daher wichtig, nach geeigneten Alternativen zu suchen."

Der Bauzyklus. Äußerer Kreis: traditionelle Bauweise. Innerer Kreis: zerlegbare Konstruktion. (Quelle: Eigenes Material K. van Breugel, 2017, 2018)

Abschleppen stoppen
Diese Suche nach nachhaltig gefärbten Lösungen findet sowohl in der Praxis als auch in verschiedenen Forschungsinstituten statt, so Van Breugel. In der Schweiz läuft zum Beispiel derzeit eine Studie, die die Verwendbarkeit von Ton als Zementersatz untersucht. Diese Forschung wird mit lokalen Unternehmen in Indien durchgeführt, einem Land, in dem ein großer Bedarf an Baumaterialien besteht und Ton als lokaler Rohstoff vorhanden ist. "Grundsätzlich geht es darum, die Schlepperei von Baumaterialien so weit wie möglich zu reduzieren", sagt Van Breugel. "Ganz einfach, weil der Transport von Baustoffen sehr umweltschädlich ist. Gegenwärtig sind 40 Prozent der Bewegungen auf der Straße baubedingt. Das muss reduziert werden. Und das ist möglich, unter anderem durch die Verwendung von lokal verfügbaren Rohstoffen.

Eine weitere Alternative, die derzeit als Betonersatz erforscht wird, sind so genannte Geopolymere. "Dieses Material, das aus Hochofenschlacke oder Flugasche zusammen mit einem Aktivator besteht, ergibt ein Endprodukt, das im Großen und Ganzen mit Beton vergleichbar ist", erklärt Van Breugel. "Außerdem hat es eine Mikrostruktur, die der von Zementstein ähnelt. Das macht es zu einer interessanten Komponente für die Herstellung alternativer Baumaterialien."

Ein Gewinn für die Umwelt und Ihren Geldbeutel
Nicht zuletzt, so Van Breugel, können die kreisförmige Bauweise und die Verlängerung der Lebensdauer eines Bauwerks einen wichtigen Beitrag zu den Bemühungen um Nachhaltigkeit leisten. "Je länger die Lebensdauer ist, desto weniger wird die Umwelt belastet. In diesem Zusammenhang werden derzeit überall auf der Welt Studien durchgeführt, auch an der TU Delft. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Entwicklung selbstreparierender Materialien, die zu einer längeren Lebensdauer von Gebäuden und einer Senkung der Instandhaltungskosten führen. Ein Gewinn sowohl für die Umwelt als auch für den Geldbeutel.   

Text | Chris Elbers   Bild | TU Delft
Gekennzeichnetes Bild: Prof. Klaas van Breugel.