Klima­freundlicher Stahlbeton

Die weltweite Beton-Herstellung ist für dreimal mehr CO₂-Emissionen verantwortlich als der Flugverkehr. Ein wichtiger Grund dafür ist die hohe Alkalinität des Werkstoffes, die nach heutiger Lehrmeinung notwendig ist, um die Korrosion von Bewehrungs- oder Armierungsstahl zu verhindern. Der Bauingenieur Ueli Angst von der ETH Zürich hat klare Hinweise darauf, dass diese Ansicht veraltet ist – und will klimafreundlichere Alternativen entwickeln.

Um Beton herzustellen, mischt man das Bindemittel Zement mit Gesteinskörnungen wie Sand und Kies und fügt Wasser hinzu. In dieser Mischung ist der Zement der hauptsächliche «Klimasünder». Er entsteht aus Kalkstein und Rohstoffen wie Ton, die im Ofen gebrannt werden. Durch die hohen Temperaturen wird der Kalkstein in Calciumoxid und das Treibhausgas CO₂ aufgespalten. Das Calciumoxid ist hoch alkalisch – und bewirkt, dass sich auf der Stahloberfläche eine Schicht bildet, die verhindert, dass sich Eisen auflöst. So schützt die Alkalinität stahlbewehrten Beton vor Korrosion.

Über die Jahre hat sich deshalb in Forschung und Bauwirtschaft die Lehrmeinung entwickelt, dass hoch alkalischer Beton die Grundvoraussetzung für korrosionssichere Betonbauten sei. Ueli Angst und sein Team am Departement für Bau, Umwelt und Geomatik der ETH Zürich haben aber gezeigt, dass auch Bauwerke, die ihre Alkalinität verloren haben, korrosionsbeständig sein können – zum Beispiel, wenn sie vor Feuchtigkeit geschützt sind. Unterstützt von der Werner Siemens-Stiftung werden die Forschenden die komplexen Korrosionsprozesse in verschiedenen Betonarten und unter verschiedenen klimatischen Bedingungen umfassend erforschen.

Ihr Ziel ist es, einen regelrechten Paradigmenwechsel in der Bauindustrie herbeizuführen und neue Ideen für den Korrosionsschutz zu entwickeln. So könnte in Zukunft die Art des Betons den Witterungsverhältnissen angepasst werden, bestimmte Beschichtungen könnten Beton und Stahl vor Feuchtigkeit schützen und neuartige Inhaltsstoffe könnten den Feuchtigkeitsgehalt im Beton ausgleichen. Das alles wird mithelfen, der Ära des klimaschädlichen Bauens mit Beton ein Ende zu setzen und ökologischen Betonarten den Weg zu ebnen.