Beton! Besser als sein Ruf?

Abb. 1: Betonarchitektur

DUURZAAM dieses niederländische Wort steht gleichermaßen für „nachhaltig“ als auch für „dauerhaft“. Ein anschaulicher Hinweis darauf, dass ein wichtiger Aspekt der Nachhaltigkeit die Dauerhaftigkeit eines Produktes darstellt.
Beton ist ein sehr dauerhafter Baustoff, wenn er richtig eingesetzt wird. Einiges schlechter sieht seine Bilanz im Sinne der Umweltwirkungen bei der Herstellung aus. Darum wird Beton heutzutage in der Öffentlichkeit oft als wenig nachhaltig wahrgenommen.
Der Fokus zur Reduktion von Umweltwirkung durch den Einsatz möglichst nachhaltiger Baustoffe liegt aktuell vor allem auf dem vermehrten Einsatz von Holz. Hierbei wird insbesondere nach Möglichkeiten gesucht, Bauaufgaben im Geschossbau, die in den vergangenen Jahrzehnten dem Massivbau vorbehalten waren, in Holzbauweise zu verwirklichen. Kürzlich erschien dazu ein Artikel auf Spiegel.de mit der Überschrift – „Baustoffdiktat“ Wie die Betonlobby gegen Holzhäuser kämpft -.
Holz ist ein nachwachsender Rohstoff. Er bindet CO2 und hat bei konsequenter Umsetzung des konstruktiven Feuchteschutzes eine Dauerhaftigkeit, die die übliche geplante Nutzungsdauer für Hochbauten von 50 Jahren weit überschreitet.
Und doch gibt es unbestritten auch Nachteile, die gegen den Einsatz von Holzwerkstoffen sprechen können. Dies gilt z.B. für unterirdische Bauten, oder Brücken des schienengebundenen Verkehrs und motorisierten Verkehrs.
Ein Konkurrenzkampf zwischen dem nachwachsenden Rohstoff Holz und dem Baustoff Beton, wie im Spiegelartikel suggeriert wird, ist darum der falsche Weg, um nachhaltiges Bauen voranzubringen. Es gibt und wird auch in Zukunft Bereiche geben, in denen der Beton auf Grund seiner Dauerhaftigkeit anderen Baustoffen überlegen ist. Um seinen Einsatz nachhaltiger zu gestalten ist es jedoch notwendig, die Umweltwirkungen bei seiner Herstellung zu reduzieren.
In einem früheren Blog-Beitrag wurde bereits die Verknappung der Ressource Sand diskutiert (https://www.patrick-teuffel.eu/the-world-in-a-grain/). Die Gesteinskörnung macht bis zu 70% des Baustoffgemischs Beton im Hochbau aus (Breit et al 2018 p.61). Der Einsatz von rezykliertem Beton könnte hier eine wichtige Rolle spielen. Aber Betongranulat in hoher Qualität (sortenrein, ohne Verunreinigungen) ist ein rares Gut. Laut Bundesverband Baustoffe – Steine und Erden e.V. (2018) entstanden 2016 58,5 Mio. Tonnen Bauschutt (mineralische Bauabfälle der Abfallschlüsselnummern 170101, 170102, 170103 und 170107). Hiervon wurden 77,7% (45,5 Mio Tonnen) recycled. Andererseits konnten im selben Jahr nur 12,7% am Gesamtbedarf an Gesteinskörnung für den Straßenbau, Erdbau und die Alphalt- und Betonherstellung (566,5 Mio Tonnen) durch Recyclingmaterial aus allen Bereichen des mineralischen Recyclings gedeckt werden (also einschl. der Bauabfälle niedrigerer Qualität). Dies erklärt zum Teil die zurückhaltende Bereitschaft der Baustoffindustrie, auf das hochwertige Aufbereiten des Betongranulates zu setzen, da der hohe Bedarf an Material im Bereich Straßenbau und Erdbau eine einfachere wirtschaftliche Wiederverwertung zulässt. Gleichzeitig ist die Verfügbarkeit von rezykliertem Material vom regionalen Angebot an Bauschutt abhängig. Diese Verfügbarkeit geht nicht zwangsweise mit der gleichen regionalen Verteilung des Bedarfs an frischem Recyclingbeton einher. In Dechantsreiter et al (2015) ist dargelegt, dass es hier auf Grund von unterschiedlicher Bevölkerungsentwicklung zu einem Öffnen der Schere zwischen regionalem Bedarf und Verfügbarkeit kommen kann. Interessanter Weise gibt es ähnliche Befürchtungen in Bezug auf die Verfügbarkeit von Gesteinskörnung aus natürlichen Vorkommen. Wie Benzel (2019) exemplarisch für Baden-Württemberg und Hilgers und Becker (2019) globaler darstellen, ist zwar auf lange Zeit keine Verknappung der natürlichen Ressourcen zu befürchten. Die zunehmenden Interessenskonflikte zwischen Rohstoffgewinnung und Ausweisung von Schutzgebieten sollten jedoch Motivation genug sein, die Verfügbarkeit von natürlichen Ressourcen zu überdenken und noch stärker auf die Kreislaufwirtschaft zu setzen.

Abb. 2. Garagen aus Beton

Der Einsatz rezyklierter Gesteinskörnung bei der Betonherstellung reduziert zwar die Umweltwirkungen, die durch den Abbau von Gesteinskörnung entstehen. Dies allein ist jedoch noch nicht ausreichend, um Beton als Baustoff nachhaltiger zu machen. Der Baustoff, der neben der Gesteinskörnung entscheidend für die Herstellung von Beton ist, ist der Zement. Hier gibt es zwar bereits umfangreiche Forschungsergebnisse zu Lösungsansätzen wie die Entwicklung alternativer Bindemittel, den Austausch des Portlandzementes durch Ersatzstoffe (Heinze und Heisig (2018), Thienel und Beuntner (2018)) und der Reduktion des Zementanteils bei gleichzeitiger Erhöhung der Packungsdichte der Körnung. All diese Alternativen befinden sich jedoch noch im Entwicklungsstadium und es wird dauern, bis hier eine Marktreife erreicht wird. Zudem ist noch nicht zweifelsfrei erwiesen, dass alle Ansätze auch tatsächlich zu einer Reduktion der Umweltwirkungen im Vergleich zum konventionellen Portlandzementeinsatz führen (Moffatt und Haist (2019)).
Was also tun? Statt die vorhandenen verbauten Betonmengen durch Downcycling zu Granulat zu verarbeiten und mit Hilfe von neu zu produzierendem Bindemittel wieder zu Feststoff erhärten zu lassen sollte durch die Wieder- bzw. Weiterverwendung ganzer Bauteile aus Beton der Dauerhaftigkeit des Baustoffs Rechnung getragen werden. Dies erfordert jedoch ein Umdenken im Planungsprozess. Statt durch die Erschaffung von Bauteilen die Realisierung eines Entwurfes zu ermöglichen ist es erforderlich, anhand eines Elementvorrates einen realisierbaren Entwurf zu generieren. Dies ist sicher einfacher zu realisieren, wenn es um einen gleichwertigen Wiedereinsatz geht (z.B. Bauelemente aus einem Skelettbau eines Bürogebäudes für den Skelettbau eines Bürogebäudes). Forschungsprojekte hierzu entstanden bereits in den späten 90er Jahren des vorherigen Jahrhunderts, als viele der ab den 60er Jahren in der DDR entstandenen Fertigteilbauten des Wohnungsbaus von massivem Leerstand betroffen waren. Wie z.B. Mettke (2012) zeigt, stellen durch sorgfältigen Rückbau gewonnene Plattenbauteile einen Mehrwert dar, der technisch und wirtschaftlich sinnvoll genutzt werden kann.
All diese Ansätze zeigen: Beton kann nachhaltig sein, wenn er richtig eingesetzt wird. Frei nach dem jahrzehntealten Slogan der Betonindustrie: „Beton Es kommt darauf an, was man daraus macht“, sollten wir alle, die im Bauprozess eine Rolle spielen, diesem Baustoff in Form von Wiederverwertung, Recycling und Kreislaufwirtschaft eine neue Dimension geben. Die technischen Möglichkeiten sind vorhanden, wir müssen sie nur nutzen.

LITERATUR

Breit, W. et al (2018) Gesteinskörnung – von natürlicher bis rezyklierter Körnung in Nolting, U. et al (eds.) Betone der Zukunft 14. Symposium Karlsruhe: KIT Scientific Publishing, pp. 61-74

Bundesverband Baustoffe – Steine und Erden e.V. (2018) Kreislaufwirtschaft Bau Mineralische Bauabfälle Monitoring 2016 – Bericht zum Aufkommen und zum Verbleib mineralischer Bauabfälle im Jahr 2016, Berlin

Dechantsreiter U. et al (2015) Instrumente zur Wiederverwendung von Bauteilen und hochwertigen Verwertung von Baustoffen Dessau Umweltbundesamt

Benzel, L. (2019) Bewertung der regionalen Rohstoffverfügbarkeit für die Herstellung von Beton in Nolting, U. et al (eds.) Ressourceneffizienter Beton 15. Symposium Karlsruhe: KIT Scientific Publishing, pp. 13-20

Hilgers, H. und Becker, I. (2019) Geologische Aspekte und Umfeldanalyse zur überregionalen Rohstoffverfügbarkeit von Beton – Sand, Kalkstein, Gips in Nolting, U. et al (eds.) Ressourceneffizienter Beton 15. Symposium Karlsruhe: KIT Scientific Publishing, pp. 21-30

Heinze, D. und Heisig, A. (2018) Flugasche und Hüttensand – Zusatzstoffe mit Zukunft? in Nolting, U. et al (eds.) Betone der Zukunft 14. Symposium Karlsruhe: KIT Scientific Publishing, pp. 27-36

Thienel, K.-Ch. und Beuntner, N. (2018) Calcinierte Tone und ihr Potenzial für die moderne Betontechnologie in Nolting, U. et al (eds.) Betone der Zukunft 14. Symposium Karlsruhe: KIT Scientific Publishing, pp. 37-48

Moffatt, J. und Haist, M. (2019) Konzepte zur Herstellung von ressourceneffizienten Betonen am Beispiel der Granulometrie in Nolting, U. et al (eds.) Ressourceneffizienter Beton 15. Symposium Karlsruhe: KIT Scientific Publishing, pp. 33-42

Mettke, A. (2012) Ressourceneffizienz als Beitrag zum Klimaschutz – Gebrauchte Betonelemente besser nutzen 3. URBAN MINING KONGRESS 2012 Iserlohn, Verfügbar auf Mettke – Gebrauchte Betonelemente besser nutzen. (abgerufen: 09.02.2021)