Forschungsprojekt im FEhS-Institut zu neuen Gesteinskörnungen im Beton

Beton ist das am häufigsten verwendete Baumaterial. Die drastisch zunehmende Bautätigkeit weltweit hat zur Folge, dass auch immer mehr Sand, Kies und Schotter als wichtige Bestandteile im Beton verwendet werden. Die Folge: Die Verfügbarkeit  dieser natürlichen Rohstoffe geht stark zurück, wie auch eine Studie des UN-Umweltprogramms UNEP von Mai 2019 anmahnt.  Sekundärbaustoffe als nachhaltige Alternativen tragen zwar seit langem zur Sicherstellung der benötigten Mengen an Baurohstoffen bei.  Beispiele sind neben dem Hüttensand im Zement auch die Gesteinskörnungen aus Hochofenschlacken, einem Nebenprodukt aus der Stahlindustrie. Wie aber auch in Zukunft ein Teil des enorm steigenden Materialbedarfs durch weitere Sekundärrohstoffe gedeckt werden kann, untersucht das FEhS – Institut für Baustoff-Forschung im Vorhaben "Eignung metallurgischer Schlacken für die Verwendung als Gesteinskörnung in Beton" der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF).

Inhalte des bis Juni 2023 angelegten AiF-Projekts zu Stahlwerks- und Kupferschlacken sind die für die Betonherstellung relevanten Gesteinskörnungseigenschaften, die Bewertung des Frisch- und Festbetonverhaltens sowie der Raumbeständigkeit der Schlacken und der Nachweis, dass keine umweltrelevante Freisetzung von Schadstoffen aus Betonen erfolgt. Ziel wird es dann auch sein, in Abstimmung mit dem Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) die Beschränkungen der untersuchten Schlackentypen in der DIBt-Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB), Ausgabe 2020/1, Anhang 10 „Anforderungen an bauliche Anlagen bezüglich der Auswirkungen auf Boden und Gewässer (ABuG)“, anzupassen, um deren Einsatz als Gesteinskörnung im Beton zu ermöglichen. 

Thomas Reiche, Geschäftsführer des FEhS-Instituts: „Primärrohstoffe sind nur begrenzt verfügbar. Wer ökonomisch und ökologisch wirtschaften will, muss alternative Ressourcen verwenden. Die güteprüften schlackenbasierten Baustoffe tragen schon heute zum nachhaltigen Bauen bei. Unsere Forschungen wollen sicherstellen, dass industrielle Nebenprodukte aus der Stahl- und Metallindustrie auch in Zukunft ihren Beitrag zu Ressourcenschonung und wirksamer Kreislaufwirtschaft leisten. Die Untersuchung der Eignung metallurgischer Schlacken im Beton gehört ebenso dazu wie die Forschung zu Eisenhüttenschlacken bei der zukünftigen Umstellung auf eine wasserstoffbasierte Stahlherstellung.“

Dass dringender Handlungsbedarf bei der Nutzung von Primärrohstoffen besteht, bestätigt auch eine Zahl der Europäischen Kommission: Der weltweite Verbrauch natürlicher Materialien ist im 20. Jahrhundert um das Vierunddreißigfache gestiegen. Zum Vergleich: Bei fossilen Energien betrug die Steigerung nur das Vierzehnfache.

Schlacken kommen als Baustoffe in der Zement- und Betonindustrie, im Verkehrswegebau sowie als Düngemittel zur Anwendung. Allein durch den Einsatz von Eisenhüttenschlacke konnte in Deutschland in über 70 Jahren der Abbau von über einer Milliarde Tonnen Naturgestein vermieden werden. Das entspricht dem Volumen der Zugspitze. Durch die Substitution von Portlandzementklinker durch Hüttensand im Zement kann pro Jahr die Emission von über 5 Millionen Tonnen CO2 vermieden werden. Insgesamt sind es seit 1950 bereits mehr als 210 Millionen Tonnen des klimaschädlichen Gases.

 (Quelle: FEhS – Institut für Baustoff-Forschung e. V. )