Biobeton

Grundlagen und Verfahrensprinzipien für die Herstellung CO2-neutraler und ressourceneffizienter Bauteile

Hintergrund

Nahezu unbegrenzte Formbarkeit, hohe Festigkeit, gute bauphysikalische Eigenschaften machen Beton zum meist verwendeten Baumaterial der Welt. Zur kontinuierlichen Materialversorgung der Bauindustrie werden weltweit pro Jahr 4,1 Milliarden Tonnen Zement gebrannt und etwa die siebenfache Menge Sand und Kies abgebaut. Dieser enorme Bedarf wird in den nächsten 30 Jahren durch einen Bevölkerungszuwachs von bis zu 2,7 Milliarden Menschen noch weiter ansteigen. Das Brennen von Zement verursacht bereits heute bis zu 8 % der anthropogenen CO2-Emissionen. Der übermäßige Abbau von Kies und Sand führt zur Zerstörung ganzer Ökosysteme und Sandknappheit in einigen Regionen der Welt. Zur Verbesserung der ökologischen Bilanz der Bauindustrie ohne Unterbrechung der Materialversorgung werden ressourcenschonende und emissionsarme Technologien benötigt, die die Vorteile von klassischem Beton beibehalten.

Problemstellung

Dem Forschungsvorhabens liegt das Ende des 20. Jahrhunderts entdeckte Naturphänomen der mikrobiologisch induzierten Calzitausfällung (eng. kurz MICP) zugrunde. Dieses Verfahren wird heutzutage jedoch nur im Straßenbau und in der Herstellung von Bausteinen verwendet. Der industrielle Einsatz von MICP für tragende Betonteile wurde noch nicht ganzheitlich untersucht.

Zielsetzung/Ergebnisse

Durch die Entwicklung der Technologie „Biobeton Sandstein“ sollen folgende ökonomische und ökologische Ziele erreicht werden:

  • CO2-neutrale Betonbauteilproduktion
  • Erschließung der Ressource Wüstensand für die Bauwirtschaft
  • Ressourceneffiziente Bauteilgestaltung durch computergestützte, digital vernetzte Produktion von topologisch-optimierten Leichtbau-Komponenten.

Dazu sollen Verfahrensprinzipien entwickelt werden, mit denen konzipierte Bauteile aus mikrobiologisch kalzifiziertem Sandstein hergestellt werden können. Für dieses Verfahren wird ein Prototyp für die steuerbare und regelbare Materialverarbeitung entwickelt. Abschließend wird das Projekt anhand der Herstellung und Prüfung von Probekörpern validiert.

Ihr Ansprechpartner

Dieses Bild zeigt  Frederik Wulle
M.Sc.

Frederik Wulle

Wissenschaftlicher Mitarbeiter "Mechatronische Systeme und Prozesse"

Dieses Bild zeigt  Maximilian  Nistler
M.Sc.

Maximilian Nistler

Wissenschaftlicher Mitarbeiter "Mechatronische Systeme und Prozesse"

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