Forscher machen aus alten Ziegeln neue Steine für klimafreundliches Bauen

Wer schon einmal an einer Abrissbaustelle vorbeigegangen ist, kennt dieses Bild: Berge aus Ziegeln, Mörtel und altem Mauerwerk. Was früher Hauswand war, endet oft als Schutt. Allein in Deutschland fallen jedes Jahr rund zehn Millionen Tonnen Ziegelreste an.

Für die Bauwirtschaft ist das ein riesiges Problem – und zugleich eine große Chance. Forscher der TU Bergakademie Freiberg haben nun einen Leichtstein entwickelt, der vollständig aus Abbruchresten besteht. Grundlage ist ein sogenannter Geopolymer-Baustoff.

Die Technik stammt vom Institut für Technische Chemie und ist bereits patentiert: Anfang Mai veröffentlichte das Europäische Patentamt die Urkunde für das Patent EP4015480. Die TU beschreibt das Material als „Recyclingziegel aus 100 Prozent Abbruchresten“. Damit geht es um mehr als eine Laboridee.

Klimafreundliches Bauen nutzt Abbruchreste deutlich besser

Der Baustoff besteht aus ziegelbasierten Reststoffen. Dazu zählen Brennbruch, Ziegelbruch und Mauerwerksreste, die Putz, Mörtel oder Keramik enthalten können. Diese Mischung fällt auf Baustellen und bei Abrissen ohnehin an. Bislang gelangt nur ein sehr kleiner Teil davon wieder in einen hochwertigen Kreislauf.

Für den neuen Leichtstein mischen die Freiberger drei Bestandteile. Die Grundlage bilden Ziegelreste. Hinzu kommen eine wässrige alkalische Lösung und ein Treibmittel aus Sekundärrohstoffen. Die Aktivierung läuft bei 60 bis 100 Grad Celsius. Für Baustoffe ist das vergleichsweise niedrig. Herkömmliche Verfahren brauchen oft viel höhere Temperaturen und damit deutlich mehr Energie.

Aus Ziegelbruch entsteht ein neuer Leichtstein

Das Material gehört zu den Geopolymeren. Diese Baustoffe ähneln in ihrer Funktion Zement, entstehen aber auf anderem Weg. Professor Martin Bertau, Mitinhaber des Patents, beschreibt den Vorteil: „Geopolymere sind Baustoffe, die sich verhalten wie Zement oder sogar noch teilweise bessere Eigenschaften haben als Zement, aber eben fast CO₂-frei sind in der Herstellung. Und sie lassen sich grenzenlos recyclen.“

Der Leichtstein soll zudem dämmen. „Ich kann Polymere aber auch aufschäumen und erhalte ein Material, das ähnlich wie Styropor gute Dämmeigenschaften mitbringt und das Gebäude gleichzeitig atmen lässt“, sagt Bertau. Für den Bau kann das mehrere Aufgaben in einem Baustoff bündeln. Ein Stein könnte tragfähig sein, Wärme im Haus halten und später wieder in den Stoffkreislauf zurückkehren.

Was den neuen Geopolymer-Baustoff für die Bauwirtschaft interessant macht

Für mögliche Partner aus Bauwirtschaft, Baustoffherstellung und Recycling nennt die TU Freiberg vor allem diese Vorteile:

• Der Baustoff basiert vollständig auf Sekundärrohstoffen.
• Die Herstellung läuft energieschonend bei 60 bis 100 Grad Celsius.
• Die CO₂-Bilanz fällt laut TU Freiberg positiv aus.
• Das Verfahren erhielt bereits eine Auszeichnung und hat laut Steckbrief Vermarktungspotenzial.

„Ein weiterer Vorteil ist, dass Geopolymere nicht brennbar und säureresistent sind“, sagt Teammitglied Dr. Michael Kraft. Solche Eigenschaften können bei bestimmten Gebäuden und Industrieanwendungen wichtig werden. Hitze, Chemikalien oder aggressive Umgebungen belasten viele Baustoffe. Ein säureresistenter und nicht brennbarer Stein könnte dort Vorteile bringen.

Klimafreundliches Bauen hängt an besseren Kreisläufen

Die neue Technik trifft einen wunden Punkt der Bauwirtschaft. Der Bausektor verursacht in Deutschland laut TU Bergakademie Freiberg rund ein Drittel aller CO₂-Emissionen. Dazu tragen Materialien, Herstellung, Transporte und Abrisse bei. Wer dort weniger neue Rohstoffe braucht, senkt den Druck auf Umwelt und Klima.

Bertau sieht den Recyclingstein deshalb als Alternative zu etablierten Baustoffen. „Sie bieten vergleichbare oder bessere Eigenschaften als herkömmliche Ziegel und Beton, einschließlich hoher Temperaturbeständigkeit und Chemikalienresistenz. Ihre Herstellung aber erfolgt ohne energieintensive Prozesse, was die Umweltbelastung deutlich reduziert“, sagt der Chemiker.

Der Weg in die Praxis ist dennoch noch nicht abgeschlossen. Der nächste Schritt ist eine Pilotanlage im Containermaßstab. Damit lässt sich prüfen, wie stabil das Verfahren außerhalb des Labors läuft. Für Unternehmen wird erst dann relevant, ob der Leichtstein verlässlich, bezahlbar und in größerer Menge hergestellt werden kann.

Kurz zusammengefasst:

• In Deutschland fallen jedes Jahr rund zehn Millionen Tonnen Ziegelreststoffe an, von denen bisher nur ein kleiner Teil hochwertig recycelt wird.
• Forscher der TU Bergakademie Freiberg haben ein patentiertes Verfahren entwickelt, das aus Ziegelbruch, Abbruchresten und weiteren Sekundärrohstoffen neue Leichtsteine herstellt.
• Der Baustoff soll beim klimafreundlichen Bauen helfen, weil er bei 60 bis 100 Grad Celsius energieschonend entsteht, dämmen kann und später wieder recycelbar sein soll.

Übrigens: In Graz testen Forscher eine Ziegelwand, die nach dem Abriss nicht im Bauschutt landet. Die Wand lässt sich abbauen, an anderer Stelle wieder aufbauen und könnte so über drei Nutzungen hinweg rund 60 Prozent CO₂ sparen. Mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © TU Bergakademie Freiberg