Beton mit alkalisch angeregten Bindemitteln so robust und säureunempfindlich wie Keramik zu machen, ist Ziel eines auf drei Jahre angelegten Kooperationsprojekts von Forschern der Universität Kassel. So sollen dem Beton weitere Einsatzmöglichkeiten in der Industrie eröffnet werden. Dabei soll Hüttensand, ein Abfallprodukt der Roheisenproduktion und Flugasche, ein Abfallprodukt aus Kohlekraftwerken, den Zement als Bindemittel ersetzen. Die Herstellung von Zement gilt als klimaschädlich.
Beton ist ein relativ preiswerter Baustoff. Doch er hat gegenüber anderen Materialien wie beispielsweise Kunststoff einen Nachteil: Wenn er heftigen chemischen Angriffen von Säuren, Chloriden oder Sulfaten ausgesetzt ist, fängt er an zu bröseln. Silage- und Güllebehälter aus Beton etwa müssen daher über kurz oder lang erneuert werden, weil dort Milchsäure den Baustoff nach und nach zerstört. Auch industrielle Abwässer, die einen Säuregehalt mit einem pH-Wert <5 aufweisen, halten Rohren aus Beton auf Dauer nicht stand. Der Grund dafür ist, dass handelsüblicher, mit Portlandzement angemischter Beton nach dem Abbinden viele Poren aufweist, in die später die Säure eindringen kann. Außerdem besteht dieser Zement fast zur Hälfte aus Kalk (Calciumoxid), der mit Säuren und anderen aggressiven Chemikalien reagiert und damit die feste Struktur des Betons aufweicht.
Am Institut für konstruktiven Ingenieurbau (Fachgebiet Werkstoffe des Bauwesens und Bauchemie) des Fachbereichs Bauingenieurwesen arbeiten die Forscher unter der Leitung des Akademischen Oberrats Dr. rer. nat. Dietmar Stephan seit Mitte 2009 an einer neuen Rezeptur, die den Beton widerstandsfähig gegen diese chemischen Angriffe machen soll. Der Forschungsansatz des Diplom-Chemikers: Hüttensand, ein Abfallprodukt der Roheisenproduktion, und Flugasche, ein Abfallprodukt aus Kohlekraftwerken, ersetzten den in seiner Herstellung für das Klima schädlichen Zement als Bindemittel für den Beton. Das Gemisch aus gemahlenem Hüttensand und Flugasche wird dabei mit alkalischen Stoffen wie beispielsweise wasserlöslichen Natrium- oder Kaliumsilicaten (so genanntes Wasserglas) zur Reaktion angeregt und verbindet die übrigen Inhaltsstoffe des Betons. "Wasserglas löst, bindet und verdichtet", beschreibt Dr. Stephan die Vorzüge des chemischen "Katalysators".
Quelle: Universität Kassel
