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Mit Öko-Zement gegen den Klimawandel?

9.6.2020

Zement ist das meistgenutzte Produkt weltweit, hat aber gleichzeitig einer der emmissionsintensivsten Herstellungsprozesse. Deshalb wird an der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt nach einer ökologischeren Alternative geforscht.

Im Hochbau, im Tiefbau und im Strassenbau – überall kommt Beton vor. Hauptbestandteil des Baustoffs? Zement. Er ist mit etwa vier Milliarden Tonnen jährlich das meistgenutzte Produkt der Welt. Kalkstein und Ton werden auf etwa 1450 Grad Celsius erhitzt, so dass die beiden natürlichen Rohstoffe verschmelzen und sich sogenannter Zementklinker bildet. Nebst den energiebedingten Emmissionen bei solchen Temperaturen, wird beim Brennen auch das in Kalkstein gebundene Kohlendioxid freigesetzt. 700 Kilogramm pro Tonne. Damit fallen sieben Prozent des weltweiten Kohlendioxidausstosses auf die Zementindustrie.

Zement mit weniger Kalkstein

Das Umweltprogramm der UNO (UNEP) fordert deshalb, schnellstmöglich neue zementbasierte Materialien zu entwickeln, die umweltfreundlicher als der heute übliche Portland-Zement sind. Forscher der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) haben sich laut Medienmitteilung der Aufgabe angenommen. Dabei verfolgen sie unterschiedliche Methoden. Sogenannter CSA-Zement (Calcium-Sulfo-Aluminatzement) stösst bei der Herstellung «nur» 500 Kilogramm Kohlendioxid pro Tonne aus. Er wird bei niedrigerer Temperatur gebrannt und benötigt eine geringere Menge Kalkstein in der Rohstoffmischung. Das macht den grössten Unterschied aus. Dafür benötigt er beim Anmischen mehr Wasser als Portland-Zement. Eine Ressource, die durch verschwenderischen Umgang immer mehr zur Mangelware wird. Frank Winnefeld von der Abteilung «Concrete & Asphalt» der Empa sieht darin kein Problem: «Die von Beton benötigte Wassermenge ist viel geringer als was beispielsweise für die Landwirtschaft benötigt wird.»

Im Betonlabor werden die Zutaten für saubereren Zement gemischt. Bild: Empa

Eine weitere Idee ist, die Schlacke, die bei der Rückgewinnung von Edelmetall aus Elektroschrott entsteht, zu nutzen. In Pulverform könne diese dem Zement beigemischt werden – vorausgesetzt, der Gehalt an Schwermetallen liegt innerhalb der gesetzlichen Normen. Oder man lässt den Brennvorgang ganz weg. In der Medienmitteilung ist zu lesen: Im sogenannten alkali-aktivierten Zement werden die Bestandteile wie Schlacke, Asche oder calcinierter Ton durch starke alkalische Lösungen wie etwa Natriumsilikate zur erwünschten chemischen Reaktion animiert.

Klingt für einen Laien nur bedingt ökologisch. «Alles hat Vor- und Nachteile. Natürlich müssen alternative Materialien dieselben Vorgaben hinsichtlich Schadstofffreisetzung erfüllen wie herkömmliche. Für die Bauwirtschaft sind vor allem Normenkonformität und wirtschaftliche Faktoren entscheidend», sagt Winnefeld auf Nachfrage. Fokus ist demzufolge klar die Reduktion der CO2-Emmissionen. Andere Aspekte wie die Wassernutzung oder die ganzheitliche Betrachtung der Elektroschrottindustrie spielen bei der Forschung eine untergeordnete Rolle.

Natürliche Alternativen?

Aber warum denn überhaupt Zement, wenn er so schlecht fürs Klima ist? Gäbe es keine natürlichen alternativen Baustoffe wie Holz oder Lehm? «Jährlich werden weltweit über vier Milliarden Tonnen Zement produziert, was etwa 30 Milliarden Tonnen Beton ergibt. Solche riesigen Mengen können nicht durch Holz ersetzt werden. Lehm ist durchaus genügend vorhanden und in manchen Ländern auch eine Alternative, aber moderne Infrastrukturbauten haben deutlich höhere Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften, die mit Lehm nicht erzielt werden können», so Winnefeld. Deshalb wird weiter an Alternativen zu Portland-Zement geforscht. Wann diese marktreif sind, ist noch nicht klar. Einige Produkte befinden sich aber bereits in der Normung.

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Carolin Teufelberger

Editor

carolin.teufelberger@digitecgalaxus.ch

Meinen Horizont erweitern: So einfach lässt sich mein Leben zusammenfassen. Ich liebe es, neue Menschen, Gedanken und Lebenswelten kennenzulernen,. Journalistische Abenteuer lauern überall; ob beim Reisen, Lesen, Kochen, Filme schauen oder Heimwerken.

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