Expertengespräch über Innovationskraft und Nachhaltigkeit von Beton

Dieses Interview wurde im Rahmen des Themenheftes "Beton" des Faktor-Verlages im April 2017 geführt.

Die Fragen stellten Sandra Aeberhard und Leonid Leiva. Fotos: Gian Vaitl

«Bei der Betrachtung über den ganzen Lebenszyklus kommen die Vorteile von Beton zum Tragen.»

Jörg Berli, Geschäftsführer Betonsuisse

Beton als Baustoff ist allgegenwärtig. Er steht aber wegen seiner energie- und CO2-intensiven Herstellung oft in der Kritik. Welche Faktoren sind es, die Beton dennoch zu einem nachhaltigen Baustoff machen? 

Jörg Berli: Wenn man nur die Herstellung anschaut, dann stimmt diese Aussage. Unser Blickwinkel ist jedoch ein anderer. Betrachtet man Beton über den gesamten Lebenszyklus, kommen seine Vorteile zum Tragen. Beton ist ein sehr dauerhafter Baustoff. Intelligent konstruiert, kann ein Betongebäude nach vielen Jahren in Betrieb äusserst wirtschaftlich umgenutzt werden. In der Schweiz wird Beton zudem beim Rückbau zu 100 Prozent recycelt. Gemessen an all seinen Vorteilen, ist Beton ein nachhaltiger Baustoff, wenngleich er in seiner Herstellung energieintensiv ist.

Peter Lunk: Ich möchte auf die drei Dimensionen der Nachhaltigkeit eingehen: Wirtschaftlich ist Beton aufgrund seiner hohen Werterhaltung durch die lange Lebensdauer, verbunden mit geringen Reparatur- und Unterhaltskosten. Beton schont auch die natürlichen Ressourcen wie etwa Erdöl, verursacht weder während der Nutzung noch im Brandfall toxische Emissionen und ist wie gesagt zu 100 Prozent rezyklierbar – all das macht ihn zu einem ökologischen Baustoff. Auf gesellschaftlicher Ebene bietet Beton zuverlässigen Schutz vor Naturgefahren. Denkt man an die Lärmschutzwände, von denen rund 80 Prozent zumindest im Fundament aus Beton bestehen, bringt der Baustoff auch eine hohe Lebensqualität. Die gute Wärmespeicherfähigkeit erhöht zudem den Wohnkomfort. Viele Infrastrukturbauten lassen sich nur in Beton realisieren, damit leisten wir einen Beitrag zur Mobilität. Schliesslich generiert die Betonindustrie zahlreiche qualifizierte Arbeitsplätze in der Schweiz. Ein weiterer Punkt ist die Ästhetik: Als frei formbarer Baustoff eröffnet Beton viele Gestaltungsmöglichkeiten, die hohe ästhetische Anforderungen erfüllen.

Bei der Herstellung von Zement wird heute global in den Zementwerken zu rund 90 Prozent Kohle verfeuert. Ist man hier auf dem Weg zu umweltfreundlicheren Brennstoffen?
Lunk: In der Schweiz sind wir weit weg von den 90 Prozent – wir liegen sogar bei weniger als der Hälfte. Rund 57 Prozent sind alternative Brennstoffe wie Klärschlämme, Kunststoffe, Altöle, Lösungsmittel, Altreifen, ölverunreinigtes Erdreich oder Altholz. Entsprechende Filter verhindern Emissionen in die Umwelt. Um diese Zahl weiter zu erhöhen, muss man aber die Verfügbarkeit alternativer Brennstoffe beurteilen und gegebenenfalls Investitionen tätigen, die in den Werken notwendig werden.


Auch Haushaltsabfälle könnten verbrannt werden, bislang verhindern dies aber die gesetzlichen Bestimmungen. Wird sich das in absehbarer Zukunft  ändern?
Berli: Abgesehen davon, dass wir nicht dürfen, wollen wir derzeit auch keine Haushaltsabfälle verwenden, denn wir konzentrieren uns eher auf die grossen, homogenen Volumenströme. Haushaltsabfälle sind sehr heterogen, was aufgrund der Temperaturschwankungen, die diese bei der Verbrennung in den Öfen verursachen, ein Nachteil ist. Denn um den Zementbestandteil Klinker in hochwertiger Qualität herzustellen, benötigen wir konstante Temperaturen. Aus diesem Grund ist es sinnvoller, Stoffe zu verwenden, die man sauber separieren und somit problemlos verbrennen kann.

Lunk: Für Haushaltsabfälle ist eine Kehrichtverbrennungsanlage ohnehin besser ausgelegt, allein schon, weil sie innerstädtisch liegt. Unsere Werke befinden sich ausserhalb der Städte, was Transporte für die Anlieferung generieren würde.

Bei der Produktion von Klinker, einem gebrannten Bestandteil des Bindemittels Zement, wird viel CO2 freigesetzt. Welche Bestrebungen sind im Gange, neue Rezepturen zu finden?
Lunk: Zwei Drittel des CO2 setzt der für die Klinkerherstellung verwendete Kalkstein bei seiner Verbrennung frei, ein Drittel entfällt auf die dazu verwendeten Brennstoffe. Um den CO2-Ausstoss zu reduzieren, möchten wir nebst dem bereits erwähnten Einsatz alternativer Brennstoffe den heutigen Klinkeranteil senken, indem wir Klinker durch andere Stoffe ersetzen. Dazu eignen sich beispielsweise gebrannter Schiefer aus dem grenznahen Ausland, Flugasche aus der Steinkohleverbrennung oder Hüttensand, der bei der Roheisenherstellung entsteht. Flugasche und Hüttensand haben aber längere Transportwege, da die Werke in Deutschland oder Frankreich liegen. Zudem ist deren künftige Verfügbarkeit aufgrund der Umstellung auf regenerative Energien weniger sicher.

Berli: Bis 1994 verwendete man in der Schweiz ausschliesslich Portlandzement, das bedeutet 100 Prozent reinen Klinkeranteil. Heute beträgt der Anteil von Portlandzement weniger als 10 Prozent und dessen durchschnittlicher Klinkergehalt liegt bei 70 Prozent. Mit diesen Bestrebungen hat die Zementindustrie bereits sehr viel CO2 eingespart. Ohne diesen Beitrag hätte die Schweiz die Vereinbarungen des Kyoto-Protokolls nicht annähernd erreicht.

Spielen hier die Baunormen mit?

Lunk: Die europäische Norm EN 197-1 sieht 28 verschiedene Möglichkeiten vor, um Zement herzustellen. Diese verwenden jedoch die klassischen Materialien wie Kalkstein, Flugasche und Hüttensandmehl in verschiedenen Kombinationen. In der Schweiz gibt es seit zwei Jahren das Merkblatt SIA 2049, das die Herstellung von Zementen mit neuen Stoffen, unter anderem mit aufbereitetem Mischgranulat aus dem Betonrecycling, ermöglicht. Der so hergestellte Zement ist ebenfalls ein normierter Zement, der alle Anforderungen erfüllt. Unsere Idee ist, diesen Weg weiterzugehen und Erfahrungen zu sammeln.

«Ich kann mir vorstellen, dass wir eines Tages ohne Klinker auskommen.»

Dr. Peter Lunk, Leiter Technical Expert Center bei Holcim (Schweiz) AG

Inwiefern schneidet Recyclingbeton im Vergleich zu Primärbeton besser ab?

Berli: Beim CO2 und beim Energieverbrauch hat man keinen Vorteil. Das schlagende Argument ist jedoch die Schonung der Ressourcen, da man keinen Kies abbauen muss und auch weniger Deponien braucht. Das ist wichtig, denn Standorte für den Kiesabbau zu gewinnen, ist schwierig. Zudem bekommt man heute kaum mehr Bewilligungen für Deponiestandorte. Ich bin auch der Meinung, dass man mittelfristig nicht mehr zwischen Primär- und Recyclingbeton unterscheiden sollte. Stattdessen gilt es, die Leistung zu definieren, die eine Betonrezeptur erbringen muss. Die Wahl der Materialien liegt beim Hersteller.

Gibt es Einschränkungen bei der Verwendung von Recyclingbeton?
Lunk: Ja, es gibt normative Einschränkungen. Etwa zwei Drittel des Recyclingbetons werden heute für untergeordnete Anwendungen wie Schüttungen, Verfestigungen oder Magerbeton verwendet, ein Drittel für Konstruktionsbeton. Wir unterscheiden zwischen Recyclingbeton mit Betongranulat und mit Mischgranulat. Betongranulat ist reiner Beton, der recycelt und als Kiesersatz beigegeben wird. Dieses eignet sich für die Herstellung von Konstruktionsbeton. Im Mischgranulat sind auch Backsteine und andere Materialien enthalten, weshalb er nicht dieselbe hohe Qualität aufweist wie Primärbeton und für untergeordnete Anwendungen eingesetzt wird. Technisch gesehen, spricht man von Recyclingbeton, wenn mindestens 25 Prozent des Primärkieses durch rezyklierte Gesteinskörnung ersetzt werden.

Die Gestaltungsmöglichkeiten mit Beton sind enorm vielfältig. Welche Innovationen haben in den vergangenen Jahren die visuelle Ausdruckskraft von Beton verändert?
Lunk: Zum einen ist dies Fotobeton, bei dem auf Basis von Matrizen reliefartige Oberflächen erstellt werden. Beim transluzenten Beton werden mittels einer Lichtquelle optische Effekte erzielt, was vorwiegend bei Zwischenwänden gemacht wird. Auch Sichtbeton, dem Farbpigmente beigemischt werden, kommt oft  zur Anwendung. Noch neu sind Ultrahochleistungsfaserbetone sowie Textil- und Carbonbetone, mit denen vorgehängte Fassadenelemente gefertigt oder Tragwerke verstärkt werden. Diese haben statt einer Stahlarmierung eine Carbon- oder Textilbewehrung integriert. Damit kann man viel filigraner bauen, da keine Bewehrungsüberdeckung für den Korrosionsschutz der Stahlbewehrung nötig ist. Berli: Darüber hinaus gibt es viele unterschiedliche Arten der Oberflächenbeschaffenheit. Man kann Beton zum Beispiel sandstrahlen oder stocken. Kalksteinbeton, so genannter Ammocret, weist eine eher weisslich-gelbliche Farbe sowie eine andere Haptik auf. Auch das zeigt die Vielfalt des Baustoffes. Kommt ein Architekt oder ein Bauherr mit einer konkreten Idee zu uns, finden wir immer eine Lösung.


Mit welchen Innovationen dürfen Architekten und Bauherrschaften in Zukunft rechnen?
Lunk: Das 3D-Printing ist in aller Munde, befindet sich aber noch im Forschungsstadium. Wie schnell es praxistauglich wird, ist von den Werkzeugen abhängig. Unsere Forschung ist derzeit sehr stark anwendungsorientiert. Im Fokus steht die CO2-Reduktion durch klinker- respektive zementarmen Beton. Ich kann mir vorstellen, dass wir eines Tages ohne Klinker auskommen. Dann braucht es einen Zement, den wir heute vielleicht noch gar nicht kennen.

Wie wird das Bauen mit Beton in Zukunft aussehen?
Berli: Ich bin überzeugt, dass Beton auch künftig der meistverwendete Baustoff bleibt. Schaut man Preis und Leistung an, ist Beton unschlagbar, das wird sich nicht verändern. Im Hinblick auf die Energiestrategie 2050 wird die thermische Bauteilaktivierung (Heizen und Kühlen mit Beton) bedeutungsvoll.

Lunk: Die Zukunft ist sicherlich digital – nicht nur materialtechnologisch, sondern auch planerisch, das Stichwort hier ist BIM. Alle Baustoffe werden sich diesen neuen Prozessen unterordnen müssen. Und weil sich die Prozesse ändern, gibt es auch wieder neue Lösungen für Beton. Aufgrund der Vielseitigkeit, die wir jetzt schon haben, steht uns eine betonreiche Zukunft bevor.

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