Herstellung von Zement und Beton
Zement wird hergestellt aus Kalkstein (Calciumcarbonat) und Ton (Alumosilikate). In der Natur kommen beide Komponenten oft gemischt als Mergel vor.
Das Gemisch (Rohmehl) wird einem Drehrohrofen zugeführt. Dort erfolgt zunächst eine Trocknung. Ab etwa 830°C setzt die thermische Zersetzung des Calciumkarbonates (Calcinierung) ein. Dabei entstehen Calciumoxid (CaO) und Kohlendioxid (CO2) (Abb. 1). Die durch diesen Prozess unvermeidbar freigesetzte CO2-Menge beträgt etwa 400 kg je t produzierten Zement (zwei Drittel der Gesamtmenge von 600 kg CO2); ein Drittel geht auf den Einsatz von Brennstoffen zurück. Die weltweite Zementherstellung hat einen Anteil von etwa 7-8 Prozent an den globalen Treibhausgasemissionen und gehört neben der Stahlindustrie zu den größten Emittenten.
Bei der Betonherstellung werden Zement, Gesteinskörnung und Wasser sowie ggf. Zusatzstoffe und -mittel miteinander vermischt. Der Zementleim hat die Aufgabe eines Bindemittels und verbindet die Gesteinskörnungen zu einem festen und dauerhaften Gefüge – dem Beton. Die Betonrezeptur richtet sich nach den jeweiligen Anforderungen an den Frisch- und Festbeton im Bauwerk.
Herstellung von Recyclingbeton (RC-Beton) und weitere Projekte zum Recycling von Beton
RC-Beton wird den gleichen Anforderungen gerecht wie herkömmlicher Beton aus Primärrohstoffen. Durch die Verwendung von RC-Beton lässt sich der Verbrauch natürlicher Ressourcen um bis zu 30 Prozent verringern. Alle Bauvorhaben bis zu einer Festigkeit von bis zu C30/37 dürfen mit Recyclingbeton umgesetzt werden. In Deutschland dürfen Betonhersteller derzeit bis zu 45 Prozent der Gesteinskörnung durch wiederverwertetes Material ersetzen. Dieses muss den DIN-Normen 12620, DIN 4226-101 und DIN 4226-102 entsprechen. Voraussetzung für das Recycling von Beton und die Herstellung von RC-Beton ist eine sorgfältige Schadstoffentfrachtung vor dem Abbruch und eine sortenreine Trennung des anfallenden Bauschutts. Der Hersteller von Recyclingzuschlag muss in der Lage sein, die Gesteinskörnung nach den o.g. DIN-Normen zu produzieren und dies durch ein entsprechendes Zertifikat nachzuweisen.
Derzeit sind verschiedene Projekte zum Betonrecycling in Bearbeitung. Zu nennen sind das KIT in Karlsruhe, die Universität Cambridge sowie die Universität Duisburg-Essen mit dem Projekt „Up-Cement“. Ziel dieses vom NRW-Wirtschaftsministerium geförderten Forschungsprojektes ist es, einerseits Beton sortenrein in seine Bestandteile Zuschlag und Zement zu trennen und andererseits nicht nur den Zuschlag zu nutzen, sondern auch den abgetrennten Zementstein wieder nutzbar zu machen. Durch Aktivierung des Zementsteins werden zwei Drittel der bei der Zementherstellung freiwerdenden CO2-Emissionen und etwa 50 Prozent Energie eingespart.
Hemmnisse bei der Verwertung von Recyclingbeton
RC-Beton ist ein güteüberwachtes Produkt. Bei Einhaltung der genannten Normen spricht nichts gegen den Einsatz. Leider haben RC-Beton und Recycling-Gesteinskörnung im Vergleich zu anderen europäischen Ländern wie der Schweiz noch immer ein negatives Image als Baustoff „zweiter Klasse“. Bislang werden in Deutschland nur etwa 1 Prozent der insgesamt eingesetzten Gesteinskörnung für Beton in Form von Recycling-Material abgedeckt.
Dies liegt zum einen im Abfallrecht begründet. Beim Rückbau eines Gebäudes gelten die daraus gewonnenen Mengen entsprechend der Definitionen des Kreislaufwirtschaftsgesetzes als Abfall.
Es gibt zudem mangels entsprechender Nachfrage zu wenige Produzenten und mangels entsprechender Produzenten zu wenig Nachfrage („Henne-Ei-Prinzip“). Beispielsweise schreiben die öffentlichen Bauvorhabensträger vielfach die Verwendung von RC-Beton nicht aus, obgleich sowohl die europäische Bauproduktenverordnung in Anhang I Nr. 7 und auch das nationale Kreislaufwirtschaftsgesetz in § 45 die Verwendung von Produkten aus Recyclingprozessen fordern, wo immer dies möglich ist.
Das Fachwissen über RC-Beton ist – auch bei den Behörden – leider noch nicht weit genug verbreitet. Manche Behörden arbeiten zudem noch mit den so genannten Runderlassen, obwohl seit dem 1. August 2023 bundesweit die Ersatzbaustoffverordnung anzuwenden ist.
