Plastikmüll als Baustoff: MIT-Forscher bauen Häuser und Brücken aus alten Flaschen

Plastik ist als Abfall so lästig, weil es kaum verschwindet. Eine Flasche ist vielleicht nur wenige Minuten in Gebrauch, das Material bleibt danach aber über Jahrzehnte erhalten. Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) wollen aus dieser Schwäche einen Vorteil machen: Sie nutzen Plastikmüll als Baustoff und fertigen daraus tragende Teile für Häuser, Dächer und Brücken. Erste Konstruktionen stehen bereits, und Tests am MIT zeigen, dass einzelne gedruckte Träger Belastungen von mehr als 1,8 Tonnen aushalten.

Hinter der Technik steht die MIT-Ausgründung Atlas Building Composites. Das Unternehmen zerkleinert Einwegkunststoff, schmilzt ihn ein und verstärkt das Material mit Glasfasern. Große 3D-Drucker formen daraus Träger für Böden, Wände und Dächer sowie Teile für Fundamente, Terrassen, Stege und Brücken.

Die Forscher wollen mit dem neuen Baustoff gleich zwei Probleme angehen: wachsende Mengen an Kunststoffabfall und den hohen Materialbedarf beim Bau neuer Wohnungen.

Baustoff aus Plastikmüll trägt mehr als 1,8 Tonnen

Wie belastbar solche Bauteile sein können, untersuchten Mitgründer A.J. Perez und sein Team am MIT. Große Verbundträger ließen sich dort in weniger als 13 Minuten drucken und hielten Belastungen von mehr als 1,8 Tonnen stand. Nach Angaben des MIT übertrafen die Bauteile damit wichtige Anforderungen aus dem Bauwesen. Durch die zugesetzten Glasfasern soll das Material außerdem fester als Holz sein.

Die Technik wird inzwischen außerhalb des Labors eingesetzt. Atlas lieferte dem US Army Corps of Engineers recycelte Verbundträger für eine rund zwölf Meter lange Brücke in einem Feuchtgebiet im US-Bundesstaat Massachusetts. Die Konstruktion wurde innerhalb eines Tages montiert. Weitere Teile des Unternehmens kommen bereits bei Scheunen, Schuppen, Terrassen und Bootsanlegern zum Einsatz. „Wir machen aus Flaschen Gebäude“, sagt Perez über das Prinzip.

Beim Recycling kommt der Plastikmüll-Baustoff ohne Wasser aus

Ein wesentlicher Unterschied zu vielen herkömmlichen Recyclingverfahren liegt in der Verarbeitung. Atlas benötigt dafür kein Wasser. Kunststoffabfälle werden zerkleinert, eingeschmolzen und anschließend mit Glasfasern verstärkt. Erst danach druckt die Anlage daraus die gewünschten Bauteile. Damit könnten solche Fabriken auch dort betrieben werden, wo Wasser knapp ist oder der Aufbau einer klassischen Recyclinganlage aufwendig wäre.

Perez setzt deshalb auf kleinere Produktionsstätten in der Nähe der späteren Baustellen. Eine Fabrikeinheit kann nach Angaben des Unternehmens derzeit die tragenden Rahmenteile für ungefähr ein kleines Haus pro Tag herstellen. Am MIT lag die Produktionsleistung zunächst bei etwa 27 bis 36 Kilogramm Bauteilen pro Stunde. Für die kommerziellen Anlagen plant Atlas rund 68 bis 91 Kilogramm pro Stunde.

Aus Wegwerfplastik sollen langlebige Bauteile entstehen

Seine lange Lebensdauer macht Kunststoff zum Müllproblem, könnte im Bauwesen aber ein Vorteil werden. Nach Angaben der Entwickler übersteht der Plastikmüll-Baustoff Feuchtigkeit, Bodenkontakt und Wasser besser als Holz. In Gebäuden, Stegen oder Brücken könnte er deshalb über viele Jahre genutzt werden, statt immer wieder neu recycelt zu werden. Das schont das Material, denn bei jedem weiteren Recycling verliert Kunststoff einen Teil seiner Qualität.

„Wenn ein Material im Bau eingesetzt wird und dort seine Aufgabe erfüllt, bleibt es sehr lange in Gebrauch“, sagt Atlas-Mitgründer Matt Pouliot. Für ihn ist das einer der sinnvolleren Wege, recycelte petrochemische Kunststoffe zu verwenden. Die Firma will ihre Anlagen deshalb nicht nur in den USA aufstellen, sondern langfristig auch in anderen Ländern einsetzen.

Atlas will Plastikmüll vor Ort für eine Milliarde Wohnungen nutzen

Perez verfolgt dabei ein großes Ziel: Atlas will genügend Material für bis zu eine Milliarde Wohnungen produzieren. Die Fabriken sollen möglichst dort stehen, wo Kunststoffabfälle anfallen und neue Gebäude gebraucht werden. „Der Kunststoff ist bereits überall“, sagt Perez. Kürzere Transportwege könnten Kosten und Emissionen senken, während vor Ort Arbeitsplätze in Recycling, Fertigung und Bau entstehen.

Ob sich das Verfahren in großem Maßstab wirtschaftlich durchsetzt, muss sich noch erweisen. Die Brücke in Massachusetts und die bereits verwendeten Bauteile zeigen jedoch, dass das Material die Laborphase verlassen hat. Aus kurzlebigen Verpackungen entstehen damit Produkte, die viele Jahre tragen sollen.

Kurz zusammengefasst:

• MIT-Forscher und die Ausgründung Atlas Building Composites verarbeiten Plastikmüll mit Glasfasern zu tragenden Bauteilen für Häuser und Brücken.
• In einer MIT-Untersuchung hielten gedruckte Verbundträger mehr als 1.800 Kilogramm aus und ließen sich in weniger als 13 Minuten herstellen.
• Das Recycling kommt ohne Wasser aus; lokale Fabriken sollen den Kunststoff möglichst nahe am späteren Einsatzort zu langlebigen Bauteilen verarbeiten.

Übrigens: Plastikmüll landet inzwischen nicht nur in Häusern und Brücken, sondern auch im Straßenbau. In China wurden dafür bereits Tausende alte Milchflaschen und später mehr als 33 Tonnen Recyclingkunststoff verwendet. Mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © MIT / Atlas