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Eine der weltweit ersten Konstruktionen aus Aluminium-Stahlbeton wurde in Norwegen vorgestellt

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Neuer Beton benötigt weitaus weniger Energie und CO2-Emissionen zur Herstellung

Es wird vorausgesetzt, dass Stahl als Bewehrung für Beton und nicht für Aluminium verwendet wird. Der Grund ist, dass der pH-Wert von gewöhnlichem Beton so basisch ist (hoher pH-Wert), dass Aluminium korrodiert. Aber stellen Sie sich vor, es sei nicht der „Fehler“ des Aluminiums, sondern der Zement, den ein kreativer Forscher zu fragen wagte - und beschloss, einen neuen Beton zu erfinden, der nicht so alkalisch ist.

Einige Jahre später stellt sich heraus, dass der neue Beton nicht nur für die Bewehrung mit Aluminium geeignet ist, sondern auch viele und überraschend wichtige Vorteile in Bezug auf Umwelt und Qualität bietet, die die Betonindustrie revolutionieren können:

• Der neue Beton benötigt weitaus weniger Energie und CO2-Emissionen zur Herstellung

• Ermöglicht schlankere Betonstrukturen (kleinere Betonmengen)

• Der Beton wird wartungsfrei

• Es kann während der Nutzungsphase sogar CO2 aus seiner Umgebung aufnehmen und speichern

Ein Rezept für dauerhaften Beton

Was ist der Grund, warum die Verstärkung mit Aluminium anstelle von Stahl so bedeutende Vorteile bringen kann?

Abgesehen von der Tatsache, dass Stahl stark ist und somit eine intuitive Wahl für die Bewehrung darstellt, weist Stahl auch einige inhärente Schwächen auf. Stahl korrodiert bei Kontakt mit Meerwasser und CO2 aus der Luft. Tatsächlich muss die Stahlbewehrung mit immer dichterem Beton bedeckt werden, um die Stahlbewehrung selbst vor dem Kontakt mit Luft und Wasser zu schützen!

Wenn Luft und Wasser in den Stahl gelangen und dieser korrodiert, reißt der Beton. Daher halten die heute üblichen Betonkonstruktionen nur so lange, wie der Beton den Stahl vor äußeren Einflüssen schützen kann.

Bei Aluminium ist das anders. Aluminium hat eine natürliche "Oxidmembran", die das Metall vor Korrosion schützt, so dass es Luft und Meerwasser weitaus besser widerstehen und aushalten kann als Stahl. Deshalb brauchen Sie keinen so dichten Beton, um die Bewehrung zu schützen, und keine dicke Abdeckung. Den Betonkonstruktionen kann weniger Gewicht und eine größere Vielfalt an Gestaltungsmöglichkeiten, eine längere Lebensdauer und weniger Wartung gegeben werden.

Weniger CO2-Emissionen

Die Aluminiumverstärkung ermöglicht die Verwendung von Bindemitteln (denen Stahl nicht standhalten kann), die im Vergleich zu herkömmlichem Zementklinker einen weitaus geringeren CO2-Ausstoß verursachen. Ein Großteil des Zements (ca. 55%) wird durch gewöhnlichen Ton und andere Bindemittel ersetzt, die nicht wie der Zementklinker CO2 zersetzen, und bei niedrigeren Temperaturen verbrannt (hergestellt). Ja, tatsächlich bei 850 Grad statt 1.450 Grad. Dies spart natürlich enorme Mengen an Energie und Emissionen.

Der neue Beton hat zusätzliche Umweltvorteile. Auf Wunsch kann der Beton auch mit Meerwasser vermengt werden, was an Orten mit begrenztem Zugang zu Süßwasser von großem Vorteil ist.

Ein kreativer Professor - und ein Expertenteam

Es war Professor Harald Justnes von der SINTEF in Trondheim, der die unwahrscheinliche Frage stellte, ob es möglich sein würde, einen neuen und weniger einfachen Beton herzustellen, der es ermöglicht, Beton mit Aluminium anstelle von Stahl zu verstärken.

Zusammen mit ihm bekam er ein ganzes Forschungsprojekt, DARE2C, mit dem Aluminiumunternehmen Hydro als Projektleiter und mit NTNU, SINTEF, dem Zementhersteller Norcem (Heidelberg) und den Auftragnehmern Veidekke und Overhalla Betongbygg im Team - und unverzichtbare Unterstützung von der norwegische Forschungsrat.

Zwei Jahre später wurde das neue Betonrezept mit Aluminiumbewehrung verfeinert und getestet - mit so vielversprechenden Ergebnissen, dass bereits zur Hälfte des Forschungsprojekts davon ausgegangen wird, dass der neue Beton tatsächlich Realität wird.

DARE2C (read "dare-to-see") klingt nicht nur gut und impliziert Mut, sondern steht auch für "Durable Aluminium Reinforced Environmental-Friendly Concrete Construction" - und Aluminium ist entscheidend, um eine ganze Reihe von Vorteilen zu ermöglichen.

Recyceltes Aluminium

Während einiger hektischer Sommerwochen wurde die Betonbank entworfen, die Aluminiumbewehrung hergestellt und andere Komponenten mit großem Aufwand von allen Projektteilnehmern bereitgestellt. Das Ergebnis war diese wunderschöne Bank aus Aluminium-Stahlbeton, die von Overhalla Betongbygg gegossen und im August 2019 erstmals auf der AquaNOR in Trondheim ausgestellt wurde.

Obwohl die Bank aus Primäraluminium bestand, ist es ein wichtiges Ziel des Forschungsprojekts, die Verwendung von recyceltem Aluminium zu ermöglichen - und vorzugsweise Aluminium, das in verschiedenen Konsumgütern so oft wiederverwendet und mit anderen Metallen so gemischt wurde, dass es nicht mehr verwendet wird hat so viele geeignete alternative Anwendungen.

Aluminium-Motorblöcke für Autos sind eine Anwendung, bei der es unerheblich ist, dass Aluminium mit vielen anderen Metallen "verunreinigt" wurde. Da die Welt in Zukunft weniger Motorblöcke für Autos mit Verbrennungsmotor benötigt, könnte die Verwendung von recyceltem Aluminiumschrott als Armierungsmetall für Beton eine geeignete Alternative sein - und den Klimafußabdruck der neuen Betonkonstruktionen sogar noch weiter verbessern. Die Verwendung von recyceltem Aluminium ist einer der Hauptvorteile des DARE2C-Konzepts.

"Langlebiger aluminiumverstärkter umweltfreundlicher Beton" befindet sich noch in der Entwicklung - es ist jedoch sehr wahrscheinlich, dass solche Betonkonstruktionen bald auf dem Weg zu Märkten und Anwendungen in Ihrer Nähe sind.

 

erschienen am: 2019-10-09 im europaticker



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