Gebäude aus Vulkanasche
Die Städte der Zukunft könnten mit lokal verfügbarer Vulkanasche gebaut werden. Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben herausgefunden, dass eine Mischung aus Beton und Asche Vorteile birgt: Je nach Mischverhältnis kann Energie eingespart oder die Materialstärke verbessert werden.
Quelle: Wikilmages, pixabay, gemeinfrei
Mount St. Helens im Skamania County im Süden des US-Bundesstaates Washington.
Beton ist das am häufigsten verwendete Baumaterial der Welt. Nur ist seine Herstellung nicht wirklich nachhaltig, vor allem, was die graue Energie betrifft. Auf die Produktion von Zement entfallen ausserdem weltweit gerechnet rund fünf Prozent der Kohlendioxid-Emissionen. Kein Wunder, wird intensiv nach Alternativen geforscht.
Am Massachusetts Institute of Technology (MIT) befassten sich Forscher mit dem Ansatz, dem Baumaterial Vulkanasche beizufügen; mit Erfolg. Wie es in einer Mitteilung heisst, konnten sie durch den Ersatz eines bestimmten Prozentsatzes von herkömmlichem Zement durch Vulkanasche die graue Energie der Betonstruktur oder die Gesamtenergie für die Betonherstellung reduzieren. In zahlreichen Experimenten probierten sie unterschiedliche Mischverhältnisse aus. Als sie die Asche auf immer kleinere Partikelgrössen zermahlten, stellten sie etwa fest, dass eine Mischung aus dem feineren Pulver und Portlandzement stärkere Betonstrukturen schuf als solche mit Zement allein. Allerdings benötigt der Mahlprozess Energie. Diese wiederum erhöht die graue Energie des Endprodukts. Ingenieure könnten also selbst auswählen, worauf sie setzen wollten: ein stärkeres Baumaterial, das bei der Herstellung mehr Energie benötigt, oder ein schwächeres, das dafür weniger Energie benötigt. Oral Buyukozturk, Professor in der Abteilung für Bau- und Umweltingenieurwesen (CEE) des MIT verdeutlicht: „Zum Beispiel benötigt man für den Bau eines Verkehrshindernisses ein weniger starkes Material als für ein Bau eines Hochhauses. Wenn man die Stärke selbst bestimmen kann, produziert man mit insgesamt viel sparsamer. Das ist enorm, wenn man bedenkt, wieviel Beton weltweit verwendet wird.“
Als konkretes Anschauungsbeispiel nutzten die MIT-Forscher ein real existierendes Stadtviertel in Kuwait, das aus 13 Wohn- und 13 Geschäftsgebäuden aus traditionellem Portlandzement besteht. Sie liessen zwecks Bilder und Messungen eine Drohne über das Viertel fliegen und konsultierten lokale Behörden zwecks zusätzlicher Informationen zu jedem Gebäudesystem. Auf der Grundlage all dieser Daten berechnete das Team die vorhandene graue Energie und versuchten dann herauszufinden, wie diese sich verändern würde, wenn die Gebäude aus einer Beton-Vulkanasche-Mischung gebaut wären. Das Ergebnis: Bei einem 50:50-Gemisch ergibt sich eine Energieersparnis von rund 16 Prozent.
In einer zweiten Arbeit wird nun der Bindungsmechanismus bei der Substitution von Portlandzement durch fein gemahlene Vulkanasche untersucht, wobei unterschiedliche Techniken zur Anwendung kommen. (mt/pd)
