Ein zentraler Hebel der Expertinnen und Experten: Sie ersetzen verschiedene Bestandteile des Betons durch Pyrokohle. Zu deren Produktion erhitzen sie Pflanzenreste oder andere organische Stoffe wie Methan in sauerstoffarmer Atmosphäre. Bis zu 40 Prozent des in den Pflanzen enthaltenen Kohlenstoffes wird dabei als Feststoff in Form von Pyrokohle gespeichert. Durch ihre Integration wird rechnerisch mehr Kohlendioxid im Beton gebunden, als bei der Herstellung ausgestoßen wird.
Die Forschenden modifizieren die Pyrokohle nicht nur so, sodass sie bedarfsgenau eingearbeitet werden kann. Darüber hinaus entwickelten sie ein Verfahren, um den Zusatzstoff zu granulieren. Mit den hergestellten Gesteinskörnungen kleiner zwei Millimeter ersetzen sie den Sand im Beton. Damit wird dieser nicht nur klimafreundlicher, sondern auch bedeutend leichter, was zusätzlich Transportkosten einspart.
"Wenn wir einen Teil Pyrokohle einsetzen, können ca. drei Teile CO₂ des Gesamtprodukts reduzieren. Damit sind wir sehr nah am klimaneutralen Beton und stehen der herkömmlichen Variante qualitativ in nichts nach", erläutert Dr. Volker Thome, Abteilungsleiter Mineralische Werkstoffe und Baustoffrecycling am Fraunhofer IBP. Um die CO₂-Bilanz des Betons weiter zu verbessern und natürliche Ressourcen zu schonen, verwenden die Fachleute zudem sogenannten biogenen Kalk, für dessen Herstellung ebenfalls Kohlendioxid der Atmosphäre entzogen und im Kalk als Feststoff gebunden wird.
Das Forschungsteam entwickelt zudem Betonrezepturen auf Basis von Ton. Dieser soll Hüttensande und Flugaschen ersetzen, die als Betonzusätze knapp werden. Die Wissenschaftler nutzen dafür Ton aus Bodenaushub, der in Deutschland jährlich 125 Millionen Tonnen beträgt.
In einem weiteren Projekt untersuchen die Forscher gemeinsam mit dem Max-Planck-Institut für Festkörperforschung die Rezeptur antiker römischer Betone. Diese bestehen aus lokalen Rohstoffen wie Vulkanaschen. Das Team will die historischen Formulierungen mit modernen Materialien wie Müllverbrennungs- und Industrieaschen nachbilden.
Für chemisch belastete Bereiche entwickelt das Institut korrosionsbeständige Geopolymere aus kommunalen Restmassen. Diese Materialien kommen in Australien bereits bei Landebahnen zum Einsatz.
Das Fraunhofer IBP stellt seine Entwicklungen vom 13. bis 17. Januar 2025 auf der Baumesse BAU in München vor.
