CO2-Aufnahmepotential von Betonrecyclingmaterial durch Carbonatisierung und dessen Wiederverwendungsmöglichkeiten
Projektlaufzeit: 01/2023 bis 12/2026
Für die Zement- bzw. Betonindustrie stellt die Decarbonisierung die größte Herausforderung in den letzten Jahrzehnten dar. Dieses Ziel soll in unterschiedlichen Schritten bis zum Jahr 2050 erreicht werden. Ein wichtiger Meilenstein hierfür ist die Ermittlung des Potentials der Carbonatisierung (Aufnahmepotential von CO2) von aufbereitetem Recyclingmaterial.
In Österreich sind die Erfahrungen, Umsetzungsmöglichkeiten und das tatsächlich erreichbare CO2-Aufnahmepotential von aufbereitetem Betonmaterial und die möglichen Auswirkungen auf die Produkteigenschaften (bei anschließender Verwendung des carbonatisierten Materials) nicht vorhanden und sollen in diesem Forschungsprojekt erarbeitet werden. Durch die Forschungsarbeit soll es möglich sein, die Carbonatisierungstiefe bzw. das CO2-Aufnahmepotential von zwei Sorten aufbereitetem Betonbruch in je 4 Fraktionen unter natürlicher Behandlung und forcierter Einwirkung, wie die großtechnische Lagerung unter realen Bedingungen im CO2-angereicherten Abgasstrom des Zementwerkes, zu quantifizieren und so eine Bilanzierung von zementgebundenen Baustoffen in Österreich zu ermöglichen. Darüber hinaus soll der Einfluss des Einsatzes von carbonatisierten Recyclingbaustoffen auf Produkteigenschaften und Dauerhaftigkeit der Betonerzeugnisse ermittelt und dadurch mögliche Einsatzpotentiale und Grenzen aufgezeigt werden. Dadurch kann durch das gegenständliche Projekt ein erheblicher Beitrag zur CO2-Minderung durch mineralische Baustoffe geleistet werden.
In Kooperation mit den Mitgliedswerken und Smart Minerals GmbH wird unter der Leitung von Cornelia Bauer (Forschung VÖZ) getüftelt und geforscht. Im ersten Jahr liegt der Fokus auf Materialbeschaffung und natürlicher Lagerung bzw. Behandlung (siehe Bilder). Beim Brechen von altem Beton vergrößert sich die Oberfläche, dadurch kann mehr CO2 aus der Umgebungsluft aufgenommen und dauerhaft im Beton eingebunden werden.
Hierzu wurden insgesamt ca. 600 Tonnen Betonfertigteile aufbereitet. Davon wurden 16 mal 20 Tonnen Betonbruch in 4 Fraktionen in einem Steinbruch zur 4-jährigen Lagerung geliefert. Dort werden die Schüttkegel regelmäßig durch die Feuerwehr mit einem Tankwagen mit Wasser besprüht, mithilfe eines Greifers gewendet und halbjährlich Proben genommen.
In den nächsten Forschungsjahren soll intensiv untersucht werden, wie lange es dauert bis die Carbonatisierung abgeschlossen ist und welche Möglichkeiten es gibt, diese CO2-Aufnahme zu beschleunigen. Außerdem werden Messmöglichkeiten zur validen Bestimmung der CO2-Aufnahme entwickelt, sowie das Bindepotenzial von CO2 durch das aufbereitete Betonmaterial geprüft.
Das Forscherteam sucht ebenso nach Optionen, CO2-Emissionen bereits direkt am Ort der Entstehung in Recycling-Gesteinskörnung oder Bauprodukte einzubinden. Dazu werden unterschiedlichste Brechsandfraktionen von CO2-reichem Abgas (z.B. eines Zementwerks) durch- bzw. umströmt.
Eines der Ziele im Projekt „CarboRate“ ist es, gesicherte Zahlen als Wissensgrundlage für die Bau- und Kreislaufwirtschaft und einen wertvollen Beitrag zur ökologischen Nachhaltigkeit der Zementindustrie in Hinblick auf den Klimaschutz zu schaffen.