Die Herausforderung, Beton nachhaltiger zu machen, hat dank der Arbeit eines australischen Forscherteams einen großen Schritt nach vorne gemacht. An der RMIT University wurde die Gruppe von geleitet Chamila Gunasekara gelang es, eine neue emissionsarme Betonmischung zu entwickeln der zu 80 % aus Flugasche und Teichasche besteht und somit den Zementanteil im Vergleich zu aktuellen Versionen von Grünbeton halbiert.
Der Schlüssel zu diesem Erfolg? Der Einsatz von Nanoadditiven, die die Chemie verändern dieses MaterialsDadurch kann der Ascheanteil erhöht werden, ohne die technische Leistung zu beeinträchtigen.
Die Bedeutung des Recyclings von Kohleasche
Flugasche oder Flugasche ist ein Rückstand aus der Verbrennung von Kohle. Schätzungen zufolge wurden allein im Jahr 2022 in Kohlekraftwerken mehr als 1,2 Milliarden Tonnen dieses Materials erzeugt. Auch wenn viele Länder aus der Kohle zugunsten erneuerbarer Energiequellen aussteigen, bleibt die bisher anfallende Asche jahrzehntelang bestehen und muss in großem Maßstab wiederverwendet werden.
Die Bauindustrie verwendet bereits Ziegel und Beton aus Kohleasche, um den CO2-Ausstoß zu reduzieren. Die Forschung von Gunasekara und seinem Team (Ich verlinke es dir hier) kann der Branche weiter dabei helfen, ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren.
Nicht nur Flugasche, sondern auch Teichasche
RMIT-Forscher haben nicht nur Flugasche wiederverwendet. Sie arbeiteten auch mit Teichasche oder Teichasche, einer wenig genutzten Form von Flugasche, die in Absetzbecken in der Nähe von Kraftwerken vorkommt. Dieses Material erfordert nur eine minimale Bearbeitung, bevor es verwendet werden kann.
Im Vergleich zu Flugasche wird Teichasche aufgrund ihrer unterschiedlichen Eigenschaften kaum im Bauwesen eingesetzt. Es gibt Hunderte Megatonnen Abfallasche in australischen Staudämmen und weltweit noch viel mehr.
Chamila Gunasekara
Die Verwendung dieses als umweltschädlich geltenden Werkstoffs als Bauteil ist daher in jeder Hinsicht ein Sieg.
Asha Development Association Australien
Nanoadditive zur Verbesserung der Leistung von emissionsarmem Beton
„Der Einschluss ultrafeiner Nanoadditive verbessert das Material erheblich und erhöht seine Dichte und Kompaktheit“, sagt Gunasekara. „Durch die Zugabe von Nanoadditiven zur Modifizierung der Betonchemie kann mehr Flugasche hinzugefügt werden, ohne die technische Leistung zu beeinträchtigen.“
Das Team stellte große Betonbalken aus Flugasche und Teichasche in der emissionsarmen Betonmischung her und zeigte damit, dass sie den australischen Ingenieur- und Umweltvorschriften entsprechen.
Ein Vorhersagemodell zur Gewährleistung der Haltbarkeit über einen längeren Zeitraum
Eine der Herausforderungen bei der Verwendung neuer Materialien besteht darin, nachzuweisen, dass sie langlebig sind und sich mit der Zeit nicht schnell verschlechtern. Um dieses Problem anzugehen, haben RMIT-Forscher ein physikbasiertes Modell entwickelt, um die langfristige Leistung emissionsarmer Betonkonstruktionen vorherzusagen.
Das Modell wurde in Zusammenarbeit mit entwickelt Yogarajah Elakneswaran der Hokkaido-Universität in Japan ermöglicht die Vorhersage der Leistung neuer Betonmischungen im Laufe der Zeit.
Dank der Modellergebnisse können Forscher Mischungen optimieren, um ihre Leistung zu verbessern. „Wir können beispielsweise sehen, wie schnell abbindende Nanoadditive als Booster in den frühen Abbindestadien wirken und die großen Mengen an Flugasche und langsamer abbindendem Zinn ausgleichen“, erklärt Gunasekara.
Neuer emissionsarmer Beton: Auf dem Weg zur großflächigen Einführung
Das Team plant, diese digitalen Simulationen zu nutzen, um Vertrauen in seine Technologie zu stärken und Gemeinden und Kommunalverwaltungen zu ermutigen, emissionsarmen Beton einzuführen.
Die Forschung wurde im Rahmen des Projekts am ARC Industrial Transformation Research Hub durchgeführt TREMS (Transformation von wiedergewonnenen Abfallressourcen zu technischen Materialien und Lösungen für eine Kreislaufwirtschaft), stellt einen wichtigen Schritt in Richtung eines nachhaltigeren Bausektors dar.
Die Halbierung des Zementgehalts in Beton, einem der am häufigsten verwendeten Materialien der Welt, kann einen enormen Einfluss auf die Reduzierung der Treibhausgasemissionen haben. Gleichzeitig trägt die Wiederverwendung großer Mengen Abfallasche zur Lösung eines seit langem bestehenden Umweltproblems bei.
Die Herausforderung besteht nun darin, diese Technologie vom Labor auf die Baustelle zu bringen, den unvermeidlichen Widerstand gegen Veränderungen zu überwinden und ihre Machbarkeit im großen Maßstab zu demonstrieren. Doch mit solch vielversprechenden Ergebnissen könnte emissionsarmer Beton bald zum neuen Standard für die Bauindustrie in Australien und auf der ganzen Welt werden.
