30% CO2-Reduktion bei der Betonproduktion durch Hochleistungsultraschall

1. März 2023

Quelle: Sonocrete

Was ist das Problem, mit dem ihr euch befasst? Worin besteht die Nachhaltigkeitsherausforderung?

Die Zement- und Betonherstellung ist für 8% der globalen CO2-Emissionen verantwortlich. Dabei trägt Zement, der Kernbestandteil des Betons, den größten CO2-Rucksack. Die Emissionen entstehen hauptsächlich bei der Herstellung des Zementklinkers durch Lösung aus dem Kalkstein sowie durch Nutzung fossiler Brennstoffe zur Erzeugung der extrem hohen Brenntemperaturen. Die Beton- sowie die Zementindustrie setzen viel daran, diese Emissionen durch Prozessoptimierungen, grüne Technologien und Zementsubstitute zu senken. Doch haben diese Vorgehen Grenzen, denn die CO2-Emissionen der Zementklinkerherstellung können nicht viel weiter eingegrenzt werden. Es bleibt nur, weniger Klinker zu verwenden – durch weniger Zement in der Rezeptur oder durch weniger Klinkergehalt im Zement. Doch besonders für Betonfertigteilwerke ist die Reduktion des Zements oder Substituierung des Klinkers eine Herausforderung. So spart der Wechsel von CEM I zu CEM II zwar CO2 ein, allerdings verringert sich gleichzeitig die Frühfestigkeit des Betons, was das Entschalen um mehrere Stunden verzögern kann. Diese Verzögerung hat große Auswirkungen auf die Prozesse im Werk und schmälert die Rentabilität eines Betonwerks. Nicht ohne Grund werden hier oft hochreaktive Zemente verwendet, die eine schnelle Frühfestigkeitsentwicklung im Beton erreichen. Denn im Fertigteilbereich gilt: Je schneller entschalt werden kann, desto besser.

Quelle: Sonocrete

„Man denkt immer, die Baubranche wäre sehr langsam. Aber im Moment erleben wir eine große Transformation hinsichtlich Nachhaltigkeit und es ist toll, dass wir mit Sonocrete dabei mitwirken können.“

Dr. Nora Baum
Sonocrete

Was ist euer Lösungsansatz / die Innovation?

Diesem Problem sind die Gründer von Sonocrete, Dr. Ricardo Remus und Dr. Christiane Rößler von der Bauhaus Universität Weimar, auf den Grund gegangen. Nach langer Forschung in der ultraschallgestützten Betonherstellung entstand 2018 schließlich die Sonocrete GmbH als Ausgründung mit Sitz in Cottbus. Auf Grundlage dieser Forschung hat Sonocrete ein Betonvormischsystem entwickelt, welches mit Hilfe von Ultraschall die Zementhydratation beschleunigt und so die Reduktion des reaktiven Materials – also des Zementklinkers – erlaubt. Mit dem von Sonocrete entwickelten Hochleistungs-Ultraschallmischsystem wird Kavitation induziert, die zur besseren Dispersion und zur schnelleren Bildung von festigkeitsgebenden C-S-H-Phasen führt. Somit wird es möglich, einen wesentlichen Teil der CO2-Emissionen einzusparen, indem der Zementgehalt, der Klinkergehalt und/oder eine Wärmebehandlung reduziert werden kann. Noch ist die Hochleistungsultraschalltechnologie im Prototypenstatus – sie konnte sich dennoch schon mehrfach beweisen. So wurde sie im Projekt „Neues Werk Cottbus“ der Deutschen Bahn in Cottbus erfolgreich eingesetzt. Das ICE-Instandhaltungswerk wird das größte und modernste der DB und beim Bau soll Nachhaltigkeit im Vordergrund stehen. Bei der Herstellung der hierfür benötigten Betonfertigteile wie Stützen und Binder kam das Sonocrete-Ultraschallmischsystem zum Einsatz. So konnten 30% des Zementklinkers und damit des CO2 eingespart werden. Die Frühfestigkeiten des Betons blieben trotz der Zementreduktion gleich. In diesem Fall sparte eine Reduzierung des Zementgehalts um 30% pro Binder ca. 1,4 Tonnen CO2 ein.

Was ist der Impact?

Angewendet auf alle 77 Binder können 78,4 Tonnen eingespart werden. Das ist ungefähr so viel wie 1.286 Baumsetzlinge über einen Zeitraum von 10 Jahren binden können oder der CO2-Ausstoß eines durchschnittlichen PKW bei einer Strecke von rund 311.000 km.

  • Quelle: DB AG F. Kniestedt
  • Quelle: DB AG-Christian Horn
  • Quelle: Sonocrete
  • Quelle: Sonocrete

Weitere Infos auf der Website von Sonocrete

Beitrag von
Hoang Anh Nguyen

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