Auf einen Blick

  • Neues Low-Energy-Verfahren ermöglicht Recycling von Betonbrechgut durch CO₂-Härtung bei niedrigem Druck
  • Druckfestigkeiten bis 42 N/mm² bei optimierter Partikelgröße (≤150 μm) und Prozessführung
  • > 90% der theoretischen CO₂-Aufnahme erreichbar – doppelter Nutzen: Abfallverwertung und CO₂-Speicherung
  • Verfahren arbeitet bei niedriger Kompaktierung (0,6 MPa) und moderaten Temperaturen (30–60 °C)
  • Relevante Grundlage für zirkuläre Wirtschaft im Betonbau und CO₂-Reduktionsstrategien

Die vorgestellte Studie entwickelt ein ressourcen- und energieeffizientes Verfahren zur Wiederverwertung von Betonbrechgut – einem bislang wenig genutzten Nebenprodukt der Betonaufbereitung. Durch gezielte Karbonatisierung wird nicht nur ein wertvoller Baustoff gewonnen, sondern gleichzeitig CO₂ dauerhaft gebunden. Für das Maurerhandwerk eröffnet sich damit ein neues Feld nachhaltiger Materialkreisläufe.

Verfahrensprinzip und Materialaufbereitung

Die Forscher verwenden Zementleimpulver, das auf Partikelgrößen ≤300 μm bzw. ≤150 μm gemahlen und bei niedrigem Druck von lediglich 0,6 MPa kompaktiert wird. Anschließend erfolgt die Karbonatisierung unter kontrollierten Bedingungen: Temperaturen zwischen 30 und 60 °C sowie CO₂-Drücke von 1 bis 3 MPa. Feinere Partikel (≤150 μm) zeigen deutlich bessere Ergebnisse, da die größere spezifische Oberfläche die CO₂-Diffusion begünstigt und die Reaktion mit den hydraulischen Phasen beschleunigt. Die Prozessdauer von 6 Stunden bei 60 °C und 3 MPa erwies sich als optimal.

Die Kombination aus niedriger Kompaktierung und kontrollierter CO₂-Härtung ermöglicht ein energieeffizientes Recycling ohne thermische Vorbehandlung – ein wesentlicher Vorteil gegenüber herkömmlichen Verfahren.
TRL 5: Technologie validiert in relevanter Umgebung (Labor)

Mechanische Leistungsfähigkeit und CO₂-Bindung

Die mechanischen Eigenschaften der karbonatisierten Proben überzeugen: Bei Partikelgrößen ≤150 μm, 60 °C und 3 MPa CO₂-Druck erreichen die Probekörper eine Druckfestigkeit von bis zu 42 N/mm² – ein Wert, der für viele nichttragende Anwendungen im Bauwesen ausreicht. Die CO₂-Aufnahme beträgt mehr als 90% des theoretischen Maximums, was auf eine nahezu vollständige Umsetzung der reaktiven Phasen hinweist. Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen bestätigen die Ausfällung von Calciumcarbonat an den Partikeloberflächen, die interpartikuläre Hohlräume füllt und die Partikelbindung verstärkt.

Der Synergieeffekt zwischen mechanischer Verfestigung und CO₂-Speicherung macht das Verfahren besonders attraktiv für Anwendungen, die beide Aspekte – Festigkeit und Nachhaltigkeit – erfordern.
TRL 5: Technologie validiert in relevanter Umgebung (Labor)

Transferpotenzial für Maurer

Für das Maurerhandwerk ergeben sich vielversprechende Anwendungsfelder: Die erzeugten Probekörper eignen sich potenziell für nichttragende Wandelemente, Füllmaterialien in Hohlwandkonstruktionen oder als Basis für putzbare Oberflächen. Vor allem im Kontext der Rückbauarbeiten und der zunehmenden Nachfrage nach kreislauforientierten Baumaterialien könnte das Verfahren eine neue Wertschöpfungskette eröffnen. Maurerbetriebe könnten sich durch Partnerschaften mit Recyclinganlagen oder durch dezentrale Mobile-Aufbereitungsanlagen positionieren.

Die Technologie erfordert jedoch noch weitere Entwicklungsschritte: Die Skalierung von Laborproben auf praxisnahe Bauteilgrößen muss validiert werden, ebenso wie das Langzeitverhalten unter Umweltbedingungen. Für die Etablierung in der Praxis braucht es angepasste Normen und Zulassungsverfahren – Aufgaben, bei denen handwerkliche Erfahrung in der Materialanwendung und Verarbeitungspraxis gefragt sind. Ingenieurbüros und Baustoffhersteller suchen dabei den Dialog mit Praktikern, um Verarbeitungseigenschaften wie Wasseranspruch, Eignung für Schalungssysteme und Oberflächenbehandelbarkeit zu optimieren.

Fazit

Die vorgestellte Methode kombiniert Ressourceneffizienz mit aktivem Klimaschutz und stellt damit einen relevanten Baustein für die Transformation des Bauwesens dar. Für Maurer eröffnet sich ein zukunftsorientiertes Betätigungsfeld im Bereich nachsorgender Materialwirtschaft. Die Praxisrelevanz ist gegeben, erfordert jedoch noch begleitende Forschung zur Skalierbarkeit und Normierung. Handwerksbetriebe können sich frühzeitig einbringen und so die Entwicklung von Prototypen und Pilotprojekten mitgestalten.

Quellen