Bergbau und Beton

Geopolymerbeton aus mineralischen Reststoffen

Die Verwertung von Rest- und Abfallstoffen wird bei der Entwicklung neuer Baustoffe immer wichtiger. Geopolymere haben dabei das Potenzial, bei bestimmten Bauaufgaben Zement als Bindemittel zu ersetzen. An diesem großen Ziel arbeitet unter anderem gerade das norwegische Start-up Saferock, das aus der Universität Stavanger hervorgegangen ist und mit dem Architekturbüro Snøhetta kooperiert.

Das Unternehmen, das aus der Universität Stavanger hervorgegangen ist, setzt bei der Herstellung auf mineralische Rückstände aus dem Bergbau; im Moment vor allem auf die Reststoffe aus der Gewinnung von Ilmenit beziehungsweise Titandioxid aus dem Gestein Norit.
Im norwegischen Sokndal befindet sich eine derartige Mine.
 Die bei der Rohstoffgewinnung anfallenden Nebenprodukte werden in ein riesiges natürliches Absetzbecken geleitet.

Geopolymere lassen sich aus einer großen Zahl von Ausgangsstoffen herstellen. Ausschlaggebend ist der Gehalt an reaktiven Alumosilicaten. Die Beimischung einer darauf abgestimmten alkalischen Silikatlösung sorgt dafür, dass ein zementfreies Bindemittel entsteht – die Grundlage des Geopolymerbetons.

Saferock setzt bei der Herstellung auf mineralische Rückstände aus dem Bergbau; im Moment vor allem auf die Reststoffe aus der Gewinnung von Ilmenit beziehungsweise Titandioxid aus dem Gestein Norit. Eine entsprechende Rohstoffmine befindet sich im norwegischen Sokndal. Die bei der Rohstoffgewinnung anfallenden Nebenprodukte werden dort in ein riesiges natürliches Becken geleitet – und nun neuen Nutzungen zugeführt.

Mit ihrem Geopolymerbeton könne im Vergleich zu konventionellem Beton 80 Prozent an Kohlenstoffdioxid eingespart werden, so Saferock. Das Herstellungsverfahren des alternativen Bindemittelsystems kommt ohne energieintensiven Brennprozess aus. Dass dennoch CO2 entsteht, liegt vor allem an der Produktion der alkalischen Lösung, die zur Aktivierung des fein gemahlenen Ausgangsmaterials benötigt wird. In der Regel wird bei Geopolymeren dafür Wasserglas verwendet. Laut Saferock besteht die von ihnen verwendete Lösung aus vier toxikologisch unbedenklichen Inhaltsstoffen, die ebenfalls aus industriellen Resten gewonnen werden.

Der Geopolymerbeton von Saferock erscheint aufgrund des Ausgangsstoffes deutlich dunkler als regulärer Beton. Zudem verfügt er über eine dichtere Struktur, also weniger Poren, was die Haltbarkeit des Baustoffs erhöhen dürfte. Mittelfristig will das Unternehmen einen C25/30-Beton entwickeln, der sich für eine Vielzahl von Anwendungen eignet. Da die Zulassungen für den Hochbau nicht einfach zu erwirken sind, konzentriert man sich zunächst auf Produkte für Estriche oder Küstenschutzmaßnahmen. Um einen Beitrag zur rechtzeitigen Reduzierung der Klimaerwärmung leisten zu können, müssten die Genehmigungsverfahren für den neu entwickelten Beton allerdings schnell Fahrt aufnehmen. 

Geopolymerbeton: Saferock, Stavanger

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Dem hohen CO2-Ausstoß bei der Produktion des Bindemittels Zement steht die lange Haltbarkeit von Betonkonstruktionen gegenüber (Bild: Zementwerk in Berlin).

Dem hohen CO2-Ausstoß bei der Produktion des Bindemittels Zement steht die lange Haltbarkeit von Betonkonstruktionen gegenüber (Bild: Zementwerk in Berlin).

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