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Beton - graues oder grünes Gold?

Wenn ihr Bauingenieure/innen fragt, ob Beton cool ist, wird vermutlich die Antwort mit weit aufgerissenen erstaunten Augen kommen: "Wie kann Beton nicht cool sein?!". Beim Bauen ist das graue Gold nach wie vor DER Werkstoff um herausragende Bauwerke zu schaffen. Ich werfen mal einen Blick auf ihn und ich versuche euch das vereinfacht zusammenzufassen. Achtung heute wird es technisch!

Achtung: Dieser Artikel ist keine wissenschaftliche Abhandlung!


Zusammensetzung

Beton besteht aus drei Komponenten: Wasser, Zement, Gesteinskörnung. Der pulvrige Zement (meistens bestehend aus Kalkstein und Ton sowie zusätzlichen Zuschlagsstoffen) wird mit Wasser vermengt. Die zwei Komponenten reagieren chemisch miteinander (Hydratation) und vereinfacht erklärt erhärten sie über einen langen Zeitraum. Dieser "Kleber" umschließt die Steinchen, die in unterschiedlichen Größen in die Masse gemischt werden. Doch meistens spricht man vom sogenannten Stahlbeton, denn zusätzlich wird Baustahl zur Aufnahme der Zugkräfte benötigt. Beton alleine eignet sich hauptsächlich für die Aufnahme von Druckkräften. Wen das genauer interessiert, der kann sich bei der Sendung mit der Maus anschaulich ein Bild davon machen.

Für Stahl wird Eisenerz in Hochöfen erhitzt und die daraus entstehende Hochofenschlacke kann wiederum als Straßenbaustoff oder Zementzuschlag verwendet werden. Bei Baustahl handelt es sich um eine Eisenlegierung mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,6-0,9 %. Für ein Stahlbetonbauwerk braucht ihr also sehr vereinfacht runtergebrochen hauptsächlich: Wasser, Kalkstein, Ton, Kies, Sand, Eisen, Kohlenstoff. Und da seht ihr schon den ersten Nachteil, den Beton gegenüber Holz hat: Es handelt sich nicht um nachwachsende Rohstoffe und genau oben stehende Ressourcen werden zunehmend knapp.(1) Nicht nur das: Vielfach wurde in den letzten Jahren dargestellt, dass Stahlbeton durch die Herstellung der einzelnen Materialien wie z. B. Zement eine nahezu verheerende CO2-Bilanz hat.(5)

Dauerhaftigkeit

Der größte Feind für Stahl ist Wasser, Luft und ein saures Milleu, denn dadurch kann er anfangen zu korrodieren (er rostet) und verliert damit an Querschnitt und natürlich auch seine sinnvollen Eigenschaften. Hier gibt es einen starken Pluspunkt für die Beton-Stahl-Liebesbeziehung: Bei der sogenannten Carbonatisierung reagiert der Zement mit dem Kohlenstoffdioxid der Luft zu Calciumcarbonat. Dieses hat einen sehr hohen pH-Wert, was perfekt für Stahl ist. Das Calciumcarbonat legt sich wie eine Art Schutzschicht um die Bewehrung (= Stahl im Beton eingebaut, zur Aufnahme der Zugkräfte) und schützt diese vor Rost. Leider gibt es sehr viele Umwelteinflüsse, zum Beispiel Bauten ohne ausreichende Betondeckung (= "Betondicke" bis der erste Stahl kommt), weswegen der Stahl trotzdem manchmal rostet und der Beton abplatzt. Das seht ihr manchmal an älteren Bauten, wenn die Bewehrung teilweise sogar schon offen liegt. Es gibt unzählige wissenschaftliche Abhandlung über die Dauerhaftigkeit von Betonbauwerken. Runtergebrochen kann man sagen: Stahlbeton wird nicht einfach einmal gebaut und steht dann hundert Jahre. Je nachdem wo er steht, wie er behandelt wird, was passiert etc. können auch Stahlbetonbauwerke eine geringe Dauerhaftigkeit haben. Was nicht nur alleine auf den Werkstoff zurück zu führen ist, sondern auch auf zum Beispiel Umnutzungsmaßnahmen. Eine tragende Betonwand kann ja nicht einfach verschoben werden.


Recycling

Wie ihr euch vorstellen könnt, ist die Trennung von Stahl und Beton aufwendig. Dennoch gibt es mittlerweile durchaus Techniken, bei denen der Beton gebrochen, gesiebt und zum Beispiel für Tragschichten beim Straßenbau verwendet werden kann. Aber einmal Hydratisiert (also Zement hat mit Wasser reagiert) ist das ungefähr wie bei einem gekochten Ei: Ihr könnt das Ei nicht klein raspeln um dann nochmal ein gekochtes Ei daraus zu machen. Theoretisch ist es möglich zumindest die Gesteinskörnung durch alten Betonschutt teilweise zu ersetzen. Man spricht von einem sogenannten Recycling-Beton. Allerdings erhöhen sich zum Beispiel aufgrund der Porosität auch Wasser- und Zementbedarf des Betons.(2) Dennoch würden sich die Transportwege vor allem bei innerstädtischen Baustellen reduzieren: Ein Steinbruch ist hier weiter entfernt als ein abgebrochenes Gebäude. Von der Hochschule Konstanz habe ich eine Forschung zum Thema rezyklierte Gesteinskörnung gefunden, mit folgenden sehr heruntergebrochenem Fazit: "Insgesamt gibt es aus ökologischer Sicht keinen Grund, nicht auf R-Beton zu setzen. Einen Einfluss bei sonst gleichem Ergebnis kann neben dem Ressourcenverbrauch [...] die kürzere Transportentfernung der RC-Gesteinskörung zum Betonwerk im Vergleich zu derjenigen der Primärgesteinskörnung haben."(3)

Doch wie viel RE-Beton verwenden wir bisher in der Praxis? Das ernüchternde Ergebnis: Eigentlich so gut wie keinen. Meist findet man nur etwas zu Pilotprojekten, die allerdings auch aus dem Jahr 2010 sind und auch ich habe auf den Baustellen die Erfahrung gemacht, dass RE-Beton nicht einmal ein Thema ist. Aber an wem liegt es? Das ist ein klassischer Fall der Bauwirtschaft: Der schwarze Peter wird immer von einer Partei zur nächsten geschoben. Bauherren die das nicht geplant haben. Planer, die es nicht vorgeschlagen haben usw.(4)


Fazit

Ist Beton ein nachwachsender Rohstoff? Natürlich nicht.

Kann Beton recycelt werden? Er kann klein gebrochen und dann als "Stein" verwendet werden.

Kann Beton aus recycelten Bestandteilen bestehen? Ja kann er, ist aber eine starke Ausnahme, statt die Regel und noch nicht wirklich in der Praxis verankert.


Ist Stahlbeton ein nachhaltiger Rohstoff? Meiner Meinung nach nicht. Die gängige Praxis ist im Moment immer noch die, dass im Beton noch mehr theoretisches Potenzial für seine Recyclingfähigkeit besteht, als tatsächlich verwendet wird. Betonbauwerke können an sich sehr langlebig sein, sollten aber eine so "flexible" Grundstruktur aufweisen, dass ggf. eine Nutzungsänderung möglich ist. Hierauf wird tatsächlich oft schon geachtet heutzutage.


Das Thema "nachhaltiges Bauen" ist in etwas so riesig, wie wenn ihr nach der richtigen Ernährung fragen würdet. Daher habe ich einmal nur damit angefangen, euch einen einzigen Werkstoff zu erklären. Falls ihr Interesse an weiteren Themenschwerpunkten habt oder Anmerkungen zu obigen Beitrag, lasst es mich sehr gerne wissen!


(1) Weber / Schäfer / Bruy / Schellin (2012, 10. Auflage): "Baustoffkunde mit europäischer Norm"

(2) https://www.baunetzwissen.de/beton/fachwissen/betonarten/recyclingbeton-930267

(3) https://www.ifeu.de/wp-content/uploads/2017-10-17-Abschlussbericht-RC-Beton.pdf

(4) https://www.deutschlandfunk.de/tolle-idee-was-wurde-daraus-recycelter-beton.676.de.html?dram:article_id=449957

(5) https://www.chemietechnik.de/klimabilanz-der-zementindustrie/

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© 2014 by FAIRLIEBEN

 

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