Zementersatz soll CO2 binden

Beton steht wegen seines hohen CO2-Ausstoßes seit Jahren in der Kritik, besonders die Zementherstellung belastet die Klimabilanz. Rund acht Prozent des weltweiten CO2-Ausstoßes werden der Herstellung von Zementklinker zugerechnet. Als Hauptursachen gelten neben dem hohen Energieeinsatz vor allem die chemische Reaktion bei der Entsäuerung von Kalkstein im Prozess der Herstellung von Portlandzementklinker, dem am häufigsten verwendeten Bindemittel für Beton. Damit wächst der Druck, klimafreundlichere Baustoffe einzusetzen, auch mit Blick auf Ausschreibungen, Förderprogramme und ESG-Vorgaben.

EU-Projekt C-SINC am KIT mit europäischen Partnern

Das Karlsruher Institut für Technologie arbeitet gemeinsam mit europäischen Partnern an einer Technologie, die Beton nicht nur emissionsärmer machen, sondern ihn zugleich zur aktiven CO2-Senke entwickeln soll. Das EU-geförderte Projekt C-SINC setzt auf CO2-gebundene Magnesiumsilikate als teilweisen Ersatz für klassischen Zementklinker. Ziel ist eine Lösung, die nicht allein Emissionen in der Herstellung reduziert, sondern Kohlendioxid zusätzlich dauerhaft im Baustoff speichert.

CO2 wird mineralisch gebunden und langfristig fixiert

Im Zentrum stehen magnesiumhaltige Silikate, die in einem beschleunigten Prozess mit CO2 zu Magnesiumcarbonat reagieren. Das entstehende Material kann als sekundärer zementärer Zusatzstoff einen Teil des Klinkers ersetzen. Das eingesetzte Kohlendioxid soll gezielt aus Industrieabgasen abgeschieden werden; dadurch würde CO2 der Atmosphäre entzogen. Entscheidend ist, dass das Kohlendioxid chemisch in ein stabiles Mineral eingebaut wird und damit langfristig fest gebunden bleibt. Beton würde damit nicht nur weniger Emissionen verursachen, sondern zusätzlich als CO2-Senke wirken.

Praxistauglichkeit als Maßstab der Entwicklung

Der Ansatz ist auf eine zügige Überführung in die Anwendung ausgerichtet und bleibt nicht auf Laborbedingungen beschränkt. Am KIT werden mithilfe von maschinellem Lernen und strukturmechanischen Modellen geeignete Rezepturen entwickelt und in klein- wie großmaßstäblichen Versuchen geprüft. Im Mittelpunkt stehen Tragfähigkeit, Dauerhaftigkeit und Sicherheitsanforderungen. Entscheidend ist, dass neue Bindemittel die bekannten Eigenschaften von Beton nicht beeinträchtigen. Die enge Verzahnung von Simulation, experimenteller Forschung und realitätsnahen Prüfungen soll belastbare Kennwerte liefern und damit die Grundlage für eine Nutzung im Baualltag schaffen.

Einsatzfelder und Rohstofflage

CO2-speichernder Beton könnte mittelfristig in Ausschreibungen, Ingenieurbauwerke und Fertigteilproduktionen einziehen. Zusätzliche Relevanz erhält der Ansatz, weil klassische Zementersatzstoffe wie Flugasche oder Hüttensand infolge des Kohleausstiegs und der Transformation der Stahlindustrie knapper werden. Sollte sich die Technologie durchsetzen, eröffnet sie neben ökologischen Effekten auch strategische Chancen im Wettbewerb um klimaneutrale Projekte.