Der Stoff für den "Bio-Beton": Reisschalen, Asche von Cassava-Schalen, Karroo-Gum und Kokosfasern.
BAM / Michael Danner
Um herauszufinden, ob pflanzliche Stoffe als Rohstoffe für chemische oder mineralische Zusatzstoffe für leistungsfähigen und gleichzeitig nachhaltigen Beton infrage kommen, experimentieren Wissenschaftler der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, der BAM, zusammen mit afrikanischen Kollegen unter anderem mit Kokosfasern, Akaziensaft oder Cassavaschalen.
Ziel der Untersuchungen ist es, vor allem den Anteil von Zementklinker im Zement, ein Bindemittel im Beton, zu reduzieren. Die Herstellung von Zementklinker erfolgt bei hohen Temperaturen und die chemische Reaktion ist zudem mit hohen Kohlendioxidemissionen verbunden. Das Fließverhalten, die Festigkeit oder die Dauerhaftigkeit des Betons sollen dabei trotz der "neuen" Zusatzstoffe erhalten bleiben.
Eine verbesserte Ökobilanz
Die Pflanze Cassava beispielsweise, auch Maniok genannt, gehört in Nigeria zu den wichtigsten Grundnahrungsmitteln. Im Kapitel "Renewable and Sustainable Materials for Various Green Technology Applications" des Springer-Fachbuchs "Renewable and Sustainable Materials in Green Technology" heißt es zu ihr etwa: "Cassava ist ein interessanter Kandidat für Biokraftstoffzwecke, da es sich um eine Stärkepflanze mit dem höchsten Energiegehalt pro Hektar handelt. Es erfordert fast keinen Dünger oder Bewässerung, sie ist einfach zu kultivieren und wächst gut." Und im Kapitel "Strength and Durability Properties of Concrete with Starch Admixture" der Springer-Fachzeitschrift "International Journal of Concrete Structures and Materials" werden Versuchsergebnisse zur Druckfestigkeit von Beton mit Maniokstärkezusatz gezeigt.
Die BAM-Wissenschaftler haben bezüglich Cassava herausgefunden, dass deren Schalen, ein Reststoff der Wurzelknolle, sogar in doppelter Hinsicht ein geeigneter Rohstoff für Beton sind: Einerseits lässt sich aus ihnen die anhaftende Reststärke gewinnen und als Zusatzmittel verwenden, mit dem die Verarbeitungseigenschaften des Betons verbessert werden können. So kann der Zement wirksamer genutzt werden. Zum anderen kann die Asche der verbrannten Schalen aufgrund ihres hohen Anteils an reaktivem Siliziumdioxid als nachhaltiger Zementersatz verwendet werden. So lasse sich die Ökobilanz des "Bio-Betons" im Vergleich zu herkömmlichem Beton verbessern, heißt es vonseiten der BAM. Und schließlich lasse sich dann auch die Verbrennungsenergie bei der Ascheproduktion beispielsweise für die Ziegelherstellung nutzen.
Einsatz pflanzlicher Komponenten
"Aus unserer Grundlagenforschung und den Erfahrungen, die wir bei der Zusammenarbeit mit unseren afrikanischen Partnern sammeln, werden wir einiges auf die Gegebenheiten in hochtechnisierten Ländern übertragen können", ist sich Dr. Wolfram Schmidt vom BAM-Fachbereich Baustofftechnologie sicher. "Übertragen" deshalb, weil in Deutschland kein Cassava wächst.
Doch auch hierzulande wird nach nachhaltigen Rohstoffen für die Betonproduktion gesucht. Wenn es gelingen würde, die chemischen Zusatzstoffe im Hochleistungsbeton durch pflanzliche Komponenten zu ersetzen, wäre dies nicht nur ein Beitrag zum Umweltschutz, sondern auch eine mögliche zusätzliche Einkommensquelle für die Landwirte, ist sich Schmidt sicher.