NACHHALTIGKEIT

Es resultiert ein immenser, unnötiger Ressourcenverbrauch durch Schadenssanierung wegen ungeeigneter Bauweise, nur aufwendig mögliche Modernisierung und eine häufig viel zu kurze Nutzungsdauer.

• Zur Sanierung von Bauschäden werden heute erhebliche Mengen an Baustoffen verwendet. Ursache ist in vielen Fällen eine nach wie vor unzureichende Kenntnis der Schadensmechanismen oder eine fehlende oder ungeeignete Qualitätskontrolle der Baustoffe und Bauarbeiten.
• Bei der Planung von Bauwerken wird heute in der Regel nicht eine möglichst einfache Modernisierung, Umbau oder gar Rückbau berücksichtigt. Beispielsweise werden derzeit statt reversibler Verbindungen (wie Schrauben) untrennbare Klebeverbindungen bevorzugt. Der Austausch von Bauelementen ist damit enorm aufwendig und verursacht typischerweise wesentlich höhere Mengen an Bauabfällen als eigentlich notwendig.
• Die Nutzungsdauer von Bauwerken ist wesentlich zu gering. Während sie bei Infrastrukturbauwerken häufig wegen Bauschäden oder Ermüdungserscheinungen durch das hohe Verkehrsaufkommen oder anderen entsprechenden Nutzungen und Belastungen stark reduziert wird, ist sie bei Wohn- und Gewerbeimmobilien oft durch die fehlende Flexibilität zur Anpassung an sich ändernde Nutzungsansprüche viel kürzer als eigentlich möglich.

Die Baubranche wird trotz der diesbezüglich bereits weit verbreiteten Marketingausrichtung nicht dem Anspruch der Nachhaltigkeit gerecht werden können, solange nicht große Teile der Wertschöpfung auf geschlossenen Stoffkreisläufen basieren. Wir arbeiten deshalb an folgenden Themen:

• Entwicklung von bisher fehlenden Rückbau und Umnutzungskonzepten
• Für die Erschließung möglichst aller mineralischen Bau- und Abbruchabfälle, aber auch zur Nutzung von Nicht-Baustoff-Reststoffen, bedarf es neben neuartigen Sortier- und Aufberei­tungsverfahren/-technologien einer Ersatzrohstoffdatenbank. Dort gilt es nicht nur Informationen zum Anfallort und der Spezifikation aufzunehmen, vielmehr sollen erstmals auch Eignungs- und Anwendungseigenschaften dieser Reststoffe für die erneute Nutzung als Baustoffe gesammelt und aufbereitet werden, die zunächst durch das Bündnis ermittelt werden sollen. Wir bauen eine Ersatzrohstoffdatenbank auf.
• Weiterentwicklungen und neue Ansätze für die optische Sortierung von Primärrohstoffen und Bauschutt: Durch optische Sortierung können je nach Sortieraufgabe verschiedenen Materialien im Produkt angereichert werden bzw. nach verschiedenen Eigenschaften, wie z. B. auch Rohdichte, Materialart und/oder Puzzolanität sortiert werden. Wir arbeiten an solchen technologischen Neuerungen.
• Die anfallenden Rückstände bei der Rohstoffgewinnung und Baustoffherstellung sollen durch höhere Effizienz wesentlich verringert und die Reste als Ersatzbaustoffe nutzbar gemacht werden. Auch müssen bisher nicht für die Baustoffherstellung genutzte und deponierte Nicht-Baustoff-Reststoffe für die Baustoffherstellung als Rohstoff erschlossen werden. Hier arbeiten wir an effizienteren Verfahren und an der Schließung von Stoffkreisläufen.
• Es sollen Baustoffe und Bauteile mit höherem Rezyklat-Anteil durch uns entwickelt werden. Dabei wollen wir die bei der Baustoff- und Bauteilherstellung anfallenden Reststoffe, Bauabfälle und andere geeignete Industriereststoffe als Einsatzstoff erschließen.
• Zur Sanierung von Bauschäden werden heute enorme Mengen an Baustoffen verwendet. Ursache ist in vielen Fällen eine nach wie vor unzureichende Kenntnis der Scha­densmechanismen oder häufig eine fehlende oder ungeeignete Qualitätskontrolle der Baustoffe und Bauarbeiten. Auch der Wissenstransfer akademischer Ergebnisse hin zu den Bauaus­führenden ist oft nur mangelhaft. Wir klären Schadmechanismen auf, schaffen technologische Lösungen und sorgen für einen Wissenstranfer.
• Wir machen ökobilanzielle Betrachtungen („Ökologische Bewertung der Baustoffe“). Ziel ist die vollständige Lebenszyklusbetrachtung (Life Cycle Assessment) bis hin zur Betrachtung mehrerer Lebenszyklen (bei Mehrfachrezyklierung von Baustoffen) von Baustoffen, Bauprodukten und Gebäuden.

Flankierende Forschungsprojekte

ClayFacade

Entwicklung eines robusten Ianglebigen Lehm-Außenfassaden-Wandsystems

Lehm ist ressourcenschonend und ökologisch nachhaltig, weshalb er als Baustoff zunehmend interessanter wird. Im Freien ist die abrasive Verwitterung sehr ausgeprägt, was in einer geringen Langzeitstabilität resultiert. Ziel ist daher die Entwicklung eines neuartigen lehmbasierten Wandsystems mit hoher Witterungsbeständigkeit, das derzeitige Nachteile verfügbarer Lehmbauteile kompensiert. Dieses soll erstmals als lehmbasierte Außenfassade eingesetzt werden können und sich durch eine besonders hohe Lebensdauer von bis zu 10 Jahren auszeichnen. Ermöglicht wird dies durch die Entwicklung einer neuartigen Lehm- und Tonmischungsrezeptur mit möglichst geringer Rissbildung und Wasserdurchlässigkeit sowie hoher Festigkeit. Zur Herstellung eines tragfähigen Wandsystems werden ein nachhaltiges Vakuum-Messverfahren für die Lehmplatten und eine gewichtsoptimierte Trägerkonstruktion zur Aufnahme der Lehmplatten entwickelt. Darüber hinaus wird eine atmungsaktive Lasur zum Schutz der Lehm-Außenwand entwickelt und dazu optimierte Harzformulierungen und Auftragungsverfahren erforscht.

REAGEALIKA

Technologie zur Herstellung und Anwendung reaktiver Gemenge im Herstellungsprozess von Alkali-Kalk-Gläsern

Die Glasherstellung ist ein energieintensiver Schmelzprozess. Im Verbundvorhaben sollen Komponenten zur Herstellung von Schmelzbeschleunigern ausgewählt und deren Einsatzmöglichkeiten in Kombination mit Glasgemengebestandteilen erforscht werden. Der Schmelzbeschleuniger soll schwerpunktmäßig auf das Einsatzgebiet der Herstellung von Alkali-Kalk-Gläsern abgestimmt werden. Während der Glasschmelze erfolgt der Einsatz der Beschleuniger vor allem bis zum Erreichen der Rauschmelze. Der Einsatz soll sowohl als Zusatz zu Gemengen aus Glasrohstoffen möglich sein als auch über zusätzliche Dosierung zu speziellen Glasgemengen. Nach bisherigem Kenntnisstand werden Zugaben von 5 bis 15 M.-% Schmelzbeschleuniger, bezogen auf das Glasgemenge, erforderlich. Der Schmelzbeschleuniger ist als Komponentenkombination anzusehen. Er besteht aus Ausgangsstoffen, die nach dem Schmelzprozess im Glasgemenge eingebunden sind. Deshalb dürfen sie die chemische Zusammensetzung des Endproduktes Glas nicht oder nur geringfügig beeinflussen. Für die Herstellung sind speziell ausgewählte und aufbereitete Ausgangsstoffe (Calciumsilicate und -aluminate) vorgesehen. Bestandteil der Herstellung sind weiterhin Granulier-, Misch-, Homogenisierungs- und Agglomerationsprozesse sowie Vorlagerungen zur Funktionalisierung des Beschleunigers. Bereits während der Vorlagerung vor dem Einsatz in der Schmelzwanne soll eine Aktivierung von Gemengebestandteilen (Reaktionen mit Soda, Reaktionen mit Quarzsandoberflächen) erfolgen. Erwartet werden bis 15 % Energieeinsparung für den gesamten Glasschmelzprozess. Weitere Effekte sind höhere Durchsatzmengen bei gleicher Schmelzwannengeometrie, geringere Staubfreisetzungen und eine verringerte Freisetzung von CO₂ und flüchtiger Alkalien.

 

• Weiterführende Informationen unter: Materialforschungs- und -prüfanstalt an der Bauhaus-Universität Weimar