Der Bau von Gebäuden hat erhebliche Umweltauswirkungen, insbesondere durch hohe CO2-Emissionen. Laut dem Naturschutzbund macht der Bausektor etwa acht Prozent der gesamten Emissionen in Deutschland aus. Um diesen Problemen entgegenzuwirken, hat die TH Köln ein innovatives Projekt gestartet, das sich auf die Entwicklung von modularen Bauteilen konzentriert, die aus recycelten mineralischen Reststoffen und Bauabfällen bestehen.
In der Bauindustrie ist der Bedarf an natürlichen Ressourcen riesig. Prof. Dr. Björn Siebert vom Institut für Baustoffe, Geotechnik, Verkehr und Wasser der TH Köln erklärt, dass trotz einer Recyclingquote von bis zu 90 Prozent die aufbereiteten Materialien oft nur für weniger hochwertige Anwendungen genutzt werden, wie beispielsweise im Straßenbau. Besonders feiner Bauschutt, der kleiner als zwei Millimeter ist, wird häufig deponiert, anstatt wiederverwendet zu werden. Mit einem neuen Ansatz möchten die Forscher*innen diesen Umstand ändern und verschiedene Rezepturen für Mörtel entwickeln, die aus recycelten Materialien hergestellt werden.
Innovative Materialrezepturen und ihre Werte
Das Projekt zielt darauf ab, Mörtel aus Materialien wie Asche aus Restmüllverbrennung und Schotter von alten Bahngleisen zu kreieren. Umweltfreundliche Bindemittel, darunter Geopolymere, sollen dabei eine zentrale Rolle spielen. Diese Bindemittel stammen aus industriellen Nebenprodukten, wie sie in Stahlwerken anfallen. Durch Tests der Mörtelmischungen wird die Festigkeit überprüft und die Entwicklung von Bauteilen angestrebt, die sowohl rückbaufähig als auch wiederverwendbar sind.
Die mechanische Aufbereitung der Materialien ist der erste Schritt in diesem Verfahren. Mithilfe von Techniken wie dem Zick-Zack-Sichter werden die Abfälle zerkleinert und sortiert, um die bestmöglichen Sorten für die weitere Verarbeitung zu finden. Prof. Dr. Axel Wellendorf, ebenfalls von der TH Köln, beschreibt den Prozess: „Wir ermitteln die Korngrößenverteilung und den Wasseranspruch, um die Verarbeitbarkeit der Materialien zu optimieren.“ Auf der Grundlage dieser anatomischen Untersuchung werden die erforderlichen Materialrezepturen angepasst, bis sie die gewünschten Eigenschaften aufweisen.
Nach der Erstellung der neuen Baustoffe erfolgt die digitale Simulation von Bauelementen wie Wänden und Decken. Der Projektpartner Polycare stellt dann diese Bauteile her, um sie in der Praxis zu testen.
Kreislauffähiges Musterhaus zur Demonstration
Am Ende des Projekts wird auf dem Campus von :metabolon ein Musterhaus errichtet. In diesem Rahmen sollen möglichst viele der im Projekt entwickelten Bauelemente eingesetzt werden. Ziel des Projekts ist es, nicht nur die Ressourceneffizienz durch Sekundärrohstoffe zu steigern, sondern auch durch intelligentes Design und ein modular aufgebautes Prinzip die Lebensdauer der Bauteile zu verlängern. Diese Bauteile sollen so gestaltet sein, dass sie mehrfach verwendet werden können. Zudem plant man, jedem Produkt einen Materialpass mit Details zur Ökobilanz hinzuzufügen.
Das F&E-Projekt „Modulares Bauen mit mineralischen Bauabfällen im ökoeffizienten Stoffkreislauf“ (ÖMoBau) wird von den beiden Professoren der TH Köln, Axel Wellendorf und Björn Siebert, geleitet. Unterstützt wird das Projekt von der Polycare Research Technology GmbH, die für die Auswahl des recycelbaren Materials zuständig ist. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz fördert dieses wichtige Vorhaben mit rund 430.000 Euro bis Februar 2027 im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) und zeigt damit den hohen Stellenwert von nachhaltigen Entwicklungen im Bauwesen.
Für weitere Informationen über die Fortschritte in diesem zukunftsweisenden Projekt kann man die offizielle Webseite der TH Köln besuchen.