Leichtbeton CO2-neutral – Praxisorientierte Ansätze
Die Dekarbonisierung der Betonbauweise ist eine zentrale Aufgabe der Bauforschung und -industrie. Ein vielversprechender Ansatz ist der Einsatz von Pflanzenkohle (engl. Biochar) als multifunktionaler Bestandteil im Beton. Im Labor konnten Leichtbetone, bei denen die mineralische Gesteinskörnung vollständig durch pflanzenkohle-basierte Zuschläge ersetzt wird, hergestellt werden. Die poröse Struktur der Pflanzenkohle führt hierbei nicht nur zu einer signifikanten Rohdichtereduktion, sondern beeinflusst die Festigkeitsentwicklung positiv. Durch ihre hohe Wasseraufnahmefähigkeit kann Pflanzenkohle die interne Wassernachlieferung während der Hydratation unterstützen, wodurch autogenes Schwinden reduziert und die Mikrostruktur verbessert wird.
Parallel dazu zeigen Untersuchungen, dass Pflanzenkohle auch als partieller Zementersatz eingesetzt werden kann. Die optimalen Austauschquoten liegen – abhängig vom eingesetzten Rohstoff, den Pyrolysebedingungen und der Nach- bzw. Vorbehandlung (z. B. Mahlen, Vorsättigen) – im Bereich von 1 bis 10 Masse-%. Entscheidend für die Praxistauglichkeit ist eine angepasste Mischstrategie, die Wasserzugabe, Fließmittelgehalt und Mischintensität aufeinander abstimmt, um gute Verarbeitbarkeit und mechanische Eigenschaften zu gewährleisten.
Da der Kohlenstoff in Pflanzenkohle aus biogener Herkunft stammt und durch die Pyrolyse langfristig stabilisiert wird, fungiert Leichtbeton mit Pflanzenkohle zudem als dauerhafte Kohlenstoffsenke. Ökobilanzielle Betrachtungen zeigen, dass unter Berücksichtigung der CO₂-Speicherung in der Biokohle bereits heute CO₂-neutrale und zukünftig auch CO₂-negative Leichtbetonrezepturen möglich sind.
Für die zukünftige Anwendung sind datengetriebene Optimierungsansätze vielversprechend, um die materialbedingten Schwankungen der Pflanzenkohle systematisch zu beherrschen. Damit eröffnen sich neue Wege für einen ressourceneffizienten und treibhausgasreduzierten Leichtbeton als Baustein des nachhaltigen Bauens.
