Zusammenführung von Altbeton und Wunschbeton

Für einen nachhaltigeren Beton

Die Hälfte unserer Baumaterialien besteht aus Beton, vor allem weil es sich um ein weithin einsetzbares Material mit einer erwiesenermaßen langen Lebensdauer handelt. Die Herstellung von Beton erfordert jedoch große Mengen an Rohstoffen und trägt mit fast 3% zu den CO2-Emissionen der Niederlande bei. Gleichzeitig stehen die Niederlande vor der Aufgabe, genau diese CO2-Emissionen zu reduzieren und mit der Materialknappheit fertig zu werden. Grund für TNO, weitere Schritte in Richtung eines nachhaltigeren Betons zu unternehmen. 

Bei der Suche nach Lösungen konzentriert sich das TNO auf die Wiederverwendung von Beton. Siska Valcke, Senior Scientific Integrator bei TNO, erläutert diese Entscheidung. "Derzeit werden jedes Jahr etwa 22 Millionen Tonnen Beton und Mauerwerk freigesetzt, von denen nur noch 1,5 Millionen Tonnen Beton zu neuem Beton verarbeitet werden. Und das, obwohl wir jedes Jahr 33 Millionen Tonnen produzieren. Diese Zahlen machen sofort klar, dass mit wiederverwendetem Beton viel gewonnen werden kann."

Recycling und Wiederverwendung

Beim Betonrecycling wird der Beton zerkleinert und gemahlen, um Granulat und feines Pulver herzustellen. Auch die Wiederverwendung ganzer Elemente ist möglich. Bei optimaler Nutzung von Altbeton lassen sich erhebliche Einsparungen bei den Ausgangsstoffen und sogar bei einem Teil des Zements erzielen. Letzteres trägt auch zur Verringerung der CO2-Emissionen bei. "Technisch ist das möglich", sagt Valcke. "Die Herausforderung liegt in der Skalierung und der Verknüpfung von lokalem Angebot und lokalem Wunsch. Hinzu kommt die wachsende Zahl von Anforderungen an Konstruktionen, die nicht nur sicher, sondern auch umweltfreundlich und erschwinglich sein müssen, und die Wiederverwendung erweist sich als nicht so einfach, wie es scheint."

Ressourcenbasierte Technik mit MIMO

Um die Daten und Details von (vorhandenen) Materialien mit Modellen zu den Designfragen und den verschiedenen Anforderungen der gewünschten Anwendung zu verknüpfen, entwickelt TNO die materialgesteuerte multikriterielle Designoptimierung, kurz "MIMO". "Man könnte diese Software mit Google Maps vergleichen", verdeutlicht Valcke. "In diesem Navigationsprogramm geben Sie an, was Sie haben und wie Sie von A nach B kommen wollen. Sie haben ein Auto. Sie haben ein Auto und wollen nur B-Straßen benutzen. Dann zeigt Google Maps an, welche Möglichkeiten in diese Wunschliste fallen. So funktioniert es auch bei MIMO. Der Benutzer gibt seine Ziele und die verfügbaren Materialien an; MIMO zeigt an, welche Konstruktionslösungen das bestmögliche Gleichgewicht zwischen Zielen wie strukturelle Sicherheit, Umwelt, Kreislaufwirtschaft und Kosten ergeben. Auf diese Weise hilft MIMO, optimale Entscheidungen für mehrere Parteien zu treffen: Bauherren, Bauunternehmen, Bauunternehmer, Abbruchunternehmen und Recyclingunternehmen."

Transparenz und Zusammenarbeit

TNO hat das Konzept des Tools mit ausgearbeiteten Beispielen vorgestellt. Gleichzeitig steckt MIMO noch in den Kinderschuhen; die Modelle müssen weiter entwickelt und validiert und nach einem Konsens in die Software implementiert werden. In der Zwischenzeit wird die praktische Anwendbarkeit für verschiedene Zielgruppen erforscht. Zu diesem Zweck werden Partnerschaften mit Unternehmen aufgebaut. Neben der Wiederverwendung werden weitere Initiativen in diesem Sektor entwickelt, wie die Entwicklung von Betonsorten mit weniger Zement, die Anwendung von ultrahochfestem Beton für schlankere Strukturen oder demontierbare Konstruktionen.

Valcke: "Mit MIMO können die Beteiligten verschiedene Strategien für Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft abwägen und optimal kombinieren. Der Ansatz bringt Transparenz und Einblicke, um die Zusammenarbeit in der gesamten Kette zu fördern, von Unternehmen und Regierungen bis hin zu Wissenseinrichtungen. Auf diese Weise kann MIMO einen Teil des Übergangs zu nachhaltigerem Beton in der gesamten Kette ermöglichen."