Zentrum für leichte und umweltgerechte Bauten ZELUBA®

Forschungsprojekt

ReMatBuilt – Leistungsfähige und ressourcenschonende Bauprodukte aus Bauschutt und pflanzlichen Reststoffen

Die globale Bauindustrie verschlingt enorme Mengen an frischen Rohstoffen, insbesondere zur Herstellung von Beton. Wie lässt sich die Ressourceneffizienz verbessern? Gemeinsam mit unseren Projektpartnern in Deutschland und China entwickeln wir nachhaltige Betonbaustoffe und leistungsstarke Bauelemente auf Basis von Bau- und Abbruchabfällen sowie pflanzlichen Produktionsresten. Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf der Identifizierung von passenden Recyclingverfahren sowie der Anpassung der Bauprodukte und aller Verfahrensschritte für den deutschen und chinesischen Markt. Damit bieten wir eine zeitnah umsetzbare Lösung, um den Anteil erneuerbarer Rohstoffe im Bauwesen signifikant zu erhöhen. Gleichzeitig schaffen wir wirtschaftlich interessante Perspektiven für die Agrar- und Forstwirtschaft, Recycling- und Maschinenbaufirmen sowie die Dämmstoff- und Bauindustrie.  

Vereinfachte Darstellung eines Hauses mit einer Tür und einem Fenster als 3D-Grafik mit Bemaßung.
© Fraunhofer WKI | Libo Yan
Maßstabsgetreues Modell eines Hauses mit Wänden aus Recyclingbeton und naturfaserverstärktem Holz-Recyclingbeton-Verbundelement als Geschossdecke. Der Recyclingbeton basiert auf Reisschalenasche als Zementersatz und Zuschlägen aus Beton-/Mauerwerksabfällen statt Kies.
3D-Grafik einer Wand mit mauerwerksartiger Struktur. Die Hohlräume der einzelnen Steine zeigen eine gelbe Füllung.
© Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau
Wandsystem für ein- bis zweistöckige Wohnhäuser aus vorgefertigten Recyclingbetonblöcken mit integrierter Dämmung aus Stroh, das zum Beispiel aus beim Weizen- oder Reisanbau als Abfall anfällt.

Zur Verbesserung der Ressourceneffizienz von Bauprodukten verfolgen wir in diesem Projekt folgende Ansätze:

  • Verwendung von Altbeton und Mauerwerksabfällen (»Bauschutt«) als Grob- und Feinzuschlagstoffe zur Herstellung von Recyclingbeton
  • Verwendung von Hackschnitzeln aus Altholz als natürliche Grobzuschläge zur Herstellung von leichtem Recyclingbeton
  • Verwendung von Reisschalenasche aus dem Reismühlenprozess als Ersatz für gewöhnlichen Portlandzement sowie Verbesserung der Festigkeit, Haltbarkeit, Wärme- und Schalldämmung
  • Verwendung von pflanzlichen Naturfasertextilien als internes Verstärkungsmaterial für den entwickelten Recyclingbeton, um dessen Festigkeit und Duktilität zu verbessern
  • Kombination der Lösungen: Entwicklung eines besonders leichten und ressourceneffizienten Hochleistungsbetons mit Altholz-Hackschnitzeln, Reisschalenasche und Naturfaserverstärkung
  • Verwendung von Reis- und Weizenstrohhalmen sowie Holzsägespänen zur Herstellung nachhaltiger Dämmplatten
  • Kombination des Recyclingbetons und der Strohdämmplatten zur Herstellung eines Wandsystems aus vorgefertigten, gedämmten Blöcken
  • Kombination von Furnierschichtholz und Brettsperrholz mit dem entwickelten Recyclingbeton zur Herstellung von neuartigen Holz-Beton-Verbundsystemen als Geschossdecke

 

Gesellschaftliche Relevanz 

Durch den globalen Bauboom gibt es einen immensen, stark wachsenden Bedarf an Zement und Zuschlagsstoffen für die Betonherstellung. Zement besteht aus endlichen Mineralien. Die Zementherstellung verursacht acht Prozent der weltweiten Kohlenstoffdioxidemissionen – mehr als der gesamte Flugverkehr. Reis ist das meistverwendete Nahrungsmittel der Welt. Die Schalen werden bisher kaum genutzt. Durch einen bestimmten Verbrennungsvorgang entsteht, neben viel Energie, Reisschalenasche. Sie eignet sich als Zementersatz.

Als Betonzuschlagstoff kommt nahezu ausschließlich Kies zum Einsatz – ein endlicher Rohstoff, dessen Abbau die Umwelt schädigt und der oft über weite Strecken zum Betonwerk transportiert werden muss. Bauschutt und Altholz fallen überall in hohen Mengen an und werden bisher gar nicht oder kaum für konstruktive Zwecke wiederverwertet. 

Auch der Bedarf an Dämmstoffen ist riesig. Noch dominieren Dämmstoffe aus erdölbasiertem Kunststoff, Mineralwolle oder Glaswolle. Holzfaserdämmstoffe sind auf dem Vormarsch, aber auch Holz ist nicht unbegrenzt verfügbar. Die Verwendung von pflanzlichen Reststoffen wie Stroh und Sägespänen macht Naturdämmstoffe ressourcenschonender.

Herkömmlicher Beton und daraus hergestellte Bauteile sind schwer. Durch den Einsatz von pflanzlichen Zuschlagstoffen und Verstärkungsgeweben sowie die hybride Bauteilkonstruktion lässt sich viel Gewicht und damit Transportenergie einsparen.

 

Wirtschaftliche Vorteile

Abfall oder Rohstoff? Produktionsabfälle, die bisher relativ wenig Geld einbrachten oder sogar kostenintensiv entsorgt werden mussten, werden zu wertvollen Baustoffen und können höhere Preise erzielen. Interessanter Nebeneffekt für die Landwirtschaft: Durch die ganzheitliche Verwertung wird der Anbau von ein- und mehrjährigen Pflanzen lukrativer.

Um aus Pflanzenabfällen Naturfasern und Textilien herstellen zu können, müssen sie in spezieller Weise geerntet und vorbehandelt werden. Daraus ergibt sich ein neues Geschäftsfeld für Maschinenbauunternehmen.

Für Hausbaufirmen eröffnen sich ganz neue Möglichkeiten des nachhaltigen Bauens. Die hybriden Bauelemente, die wir in diesem Projekt entwickeln, kombinieren die Vorteile von pflanzlichen Baustoffen und Beton. Unser Ziel sind langlebige Bauelemente mit exzellenten mechanischen und hygrothermischen Eigenschaften, die sich leicht verarbeiten lassen und die Brandschutzvorgaben erfüllen. Damit erweitern wir die Möglichkeiten, unter zunehmend strengeren Nachhaltigkeitsanforderungen kosteneffizient zu bauen.

Projektpartner

  • Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (iBMB) der TU Braunschweig
  • AgroMaterialSupport
  • Entsorgungstechnik-Bavaria GmbH
  • Advanced Compounding Rudolstadt GmbH
  • Universität Hunan
  • Xuchang Jinke Resource Recycling Co., Ltd.

Förderung

Offizieller Projekttitel: Verbesserte Ressourceneffizienz nachwachsender Rohstoffe durch die Verwendung von Land- und Forstwirtschaftsabfällen sowie Bau- und Abbruchabfällen für eine nachhaltige Gebäudeumwelt

Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Förderkennzeichen: 031B0914A, 031B0914B

Projektträger: Projektträger Jülich