Um Bauelemente aus Beton leichter zu machen, wird ihm oft Polystyrolschaum beigemischt. Dieser lässt sich jedoch nur schlecht recyceln. Daher arbeiten Forscher der TU Kaiserslautern (TUK) derzeit daran, ihn durch einen Mineralschaum aus Recyclingsand zu ersetzen.
Der Kunststoff Polystyrol wird unter hohem Energieeinsatz aus Mineralöl hergestellt. Auch wegen seines geringen Gewichts wird er gerne in unterschiedlichen Bereichen verwendet, etwa beim Hausbau. So findet er sich unter anderem in sogenannten Sandwich-Hybriddecken. Dabei handelt es sich um vorgefertigte Deckenelemente.
„Hierbei werden vorgefertigte Platten aus Polystyrol in den Betonquerschnitt integriert“, erklärt der Leiter des Projektes Stefan Carstens vom Fachgebiet Massivbau und Baukonstruktion an der TU Kaiserslautern. Allerdings können diese Schäume sehr schlecht bis gar nicht recycelt werden. „Das heißt, solche Bauteile können nur unvollständig in einen Stoffkreislauf zurückgeführt werden.“
Mineralschaum aus Recyclingsand
Das Team um Professor Dr. Matthias Pahn untersucht im Rahmen des neuen Forschungsprojekts, wie sich das Polystyrol ersetzen lässt. Im Blick hat es dabei Mineralschäume, die unter anderem aus gewöhnlichem Sand bestehen. „Sie können wieder in den Kreislauf überführt werden“, so Carstens. Da Sand aber zunehmend knapp wird, gehen die Wissenschaftler einen neuen Weg: Sie setzen bei ihrem Vorhaben auf recycelten Sand. „Daraus werden wir den Mineralschaum herstellen und ihn in die Decken integrieren.“
Den Schaum und die Deckenelemente entwickeln und konstruieren die beteiligten Projektpartner. Im Labor für Konstruktiven Ingenieurbau werden die mechanischen und bauphysikalischen Eigenschaften des Materials und der Konstruktion untersucht. „Wir wollen beispielsweise wissen, wie es um die Wärmeleitfähigkeit bestellt ist“, sagt Carstens. Dies sei wichtig für Heiz- und Kühlsysteme im Gebäude. „Der Mineralschaum muss gleichwertig zum Polystyrol sein.“ Erst so wäre er für einen künftigen Einsatz interessant.
Projektpartner
An dem Projekt »MIN-LOOP« ist neben der TU Kaiserslautern das Institut für Werkstoffe im Bauwesen an der Technischen Universität Darmstadt (Prof. Eddie Koenders und Prof. Albrecht Gilka-Bötzow) beteiligt. Zudem sind aus der Wirtschaft folgende Partner dabei: Innogration GmbH aus Bernkastel-Kues, Betonwerk Büscher aus Heek, ee concept GmbH aus Darmstadt und Wilhelm Röser Söhne GmbH & Co. KG aus Neresheim-Dorfmerkingen. Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Förderlinie »ReMIN« finanziell gefördert. Es läuft bis 2024.
