Verbundwerkstoff aus Stein, Carbonfasern und Biokohle als Alternative zu Stahlbeton

Teaserbild-Quelle: DITF

Ein Baustoff, der Kohlenstoff speichert, der Atmosphäre mehr CO2 entnimmt, als bei seiner Herstellung freigesetzt wird, und der eine Alternative zu Stahlbeton ist: Ein deutsches Forschungsteam hab einen solchen aus Naturstein, Carbonfasern und Biokohle entwickelt.

Quelle: DITF

Aufbau des Wandelements.

Mittlerweile konnte bereits erster Demonstrator als Hauswandelement realisiert werden. Dies teilen die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) mit, die hinter dem Projekt stehen und dazu mit der Firma Techno Carbon Technologies zusammenarbeiten.

Aus technischer Sicht sei er weit ausgereift. Wie die DITF weiter schreiben, wurde die CO2-Bilanz einer Hauswand aus den neuartigen Elementen berechnet und der von Stahlbeton gegenübergestellt: Das Forschungsteam kam auf eine Differenz in der CO2-Bilanz von 157 CO2-Equivalenten je Quadratmeter Hauswand.

Natursteinplatten für die Sichtwände

Die Sichtwände des Elements bestehen aus Natursteinplatten. Bei der mechanischen Bearbeitung des Materials wie dem Zusägen mittels Gesteinstrennmaschinen, fallen nennenswerte Mengen Gesteinsstaub an. Dieser ist wegen seiner grossen spezifischen Oberfläche sehr reaktionsfreudig, und durch Silikatverwitterung des Gesteinsstaubs wird eine grosse Menge CO2 aus der Atmosphäre dauerhaft gebunden.

Beim Demonstrator wurde übrigens indischer Gabbro verwendet, der gemäss DITF optisch hochwertig ist udn sich für hohe Lastaufnahmen eignet. - Der Stein kommt auch in Europa vor, in Deutschland etwa im Harz, wo er auch abgebaut wird. - Der Abbau findet aber hauptsächlich in Indien, Simbabwe, Südamerika und Lateinamerika statt.

Carbonfasern verstärken die Wandelemente

Verstärkt werden die Seitenwände der Wandelemente mit einem technischen Gewebe aus biobasierten Carbonfasern. Sie nehmen die Zugkräfte auf und sollen – wie der Verstärkungsstahl in Beton - den Baustoff stabilisieren. Besonders gut eignen sich laut den Forschern Carbonfasern auf der Grundlage von Lignin, wie sie an den DITF Denkendorf seit langem technisch optimiert werden. Dies, weil sie wegen der niedrigen Rohstoffkosten günstig sind und eine hohe Kohlenstoffausbeute haben. Ausserdem seien sie nicht, wie Verstärkungsstahl, anfällig für Oxidation und dadurch wesentlich länger haltbar, schreiben die DITF.

Obwohl die Herstellung von Carbonfasern mehr Energie frisst als die Produktion von Stahl für Stahlbeton, so braucht erstere eine vergleichsweise geringe Menge für den Einsatz im Baustoff. Dadurch sei die Energie- und CO2-Bilanz erheblich besser als für Stahlbeton, heisst es in der Medienmitteilung. Durch die Verwendung von Solarwärme und Biomasse zur Herstellung der Carbonfasern und die Verwitterung der Steinstäube werde die CO2-Bilanz des neuen Baumaterials insgesamt sogar negativ, wodurch CO2-negatives Bauen von Gebäuden möglich werde.

Biokohle als Füllmaterial

Die dritte Komponente des neuen Baumaterials ist Biokohle: Sie dient als Füllmaterial zwischen den beiden Gesteinsplatten und wirkt dabei laut den DITF als effektives Dämmmaterial. Eine dauerhafte CO2-Speicherquelle, die in der CO2-Bilanz des gesamten Wandelements eine nennenswerte Rolle spiele. (mai)