Neue Baustoffe und alternative Baumethoden, Teil 7: Wie Baustahl nachhaltig werden kann

Beton wird weltweit in der Bauindustrie verwendet wird. Allerdings ist seine Herstellung überaus energieintensiv und umweltbelastend, auch durch den Einsatz des nötigen Bewehrungsstahls. Um den ökologischen Fußabdruck des Baustahls zu reduzieren, gibt es bereits einige innovative Ansätze sowohl zur umweltfreundlicheren Produktion von Bewehrungsstahl als auch zur Entwicklung und Nutzung alternativer Materialien.

Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks von Bewehrungsstahl

1. Optimierung der Stahlherstellung
Der traditionelle Prozess der Stahlherstellung, insbesondere das Hochofenverfahren, ist bekannt für seinen hohen Kohlenstoffdioxid-Ausstoß. Eine Möglichkeit, diesen zu verringern, ist der Einsatz von moderneren Elektroöfen, die durch regenerative Energiequellen gespeist werden können. Diese Technologie kann den CO₂-Ausstoß im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren um bis zu 50 % reduzieren.

2. Recycling von Stahl
Stahl ist zu 100 % recycelbar und kann ohne Qualitätsverlust wiederverwendet werden. Durch die Steigerung der Recyclingrate lässt sich der Bedarf an neu produziertem Stahl verringern, was wiederum die CO₂-Emissionen und den Energieverbrauch in der Produktion senkt.

3. Einsatz von alternativen Reduktionsmitteln
In der Stahlproduktion wird häufig Koks als Reduktionsmittel verwendet. Forschungen zeigen, dass die Verwendung von Wasserstoff als Reduktionsmittel den CO₂-Ausstoß erheblich senken kann, da bei der Reaktion lediglich Wasser entsteht.

Alternativen zu Bewehrungsstahl

1. Faserverstärkter Kunststoff (FVK)
Faserverstärkte Kunststoffe, insbesondere solche auf Basis von Glas- oder Kohlenstofffasern, sind nicht nur leicht und korrosionsbeständig, sondern auch hervorragend in der Zugfestigkeit. Ihre Anwendung kann jedoch kostenintensiver sein und erfordert eine Anpassung der Bauverfahren.

Dazu gehört auch Carbonbeton. Er kombiniert Beton mit Carbonfasern als Bewehrung. Das hat viele Vorteile. Der wichtigste ist das Gewicht: Carbonfasern sind wesentlich leichter als Stahl, was den Beton leichter macht und den Transport sowie den Bau von Betonbauwerken erleichtert. Trotz des geringeren Gewichts sind die Carbonfasern hochfest und erhöhen die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit des Betons erheblich.

Ein weiterer wichtiger Vorteil ist die hervorragende Korrosionsbeständigkeit. Im Gegensatz zu Stahl rosten Carbonfasern nicht, was vor allem in salzhaltiger oder feuchter Umgebung wie in Küstennähe oder bei Brücken und Straßen, auf denen Streusalz eingesetzt wird, von großem Vorteil ist.
Carbonbeton trägt auch zur Energieeffizienz und zum Umweltschutz bei. Zwar wird bei der Herstellung von Carbonfasern Energie verbraucht. Dafür ist die Lebensdauer von carbonfaserverstärktem Beton länger als die von Stahlbeton.

Auch nicht zu verachten: Architektonisch bietet Carbonbeton neue Gestaltungsmöglichkeiten. Die Möglichkeit, ihn in dünnen Schichten und ungewöhnlichen Formen einzusetzen, eröffnet neue Perspektiven für innovative Designs.

2. Basaltfasern
Basaltfaser ist ein Material, das durch das Schmelzen und Extrudieren von Basaltgestein hergestellt wird. Es ist ähnlich belastbar wie Stahl, jedoch deutlich leichter und umweltfreundlicher in der Produktion. Basaltfasern sind zudem korrosionsbeständig und thermisch stabil.

3. Bambus
In einigen Teilen der Welt wird Bambus aufgrund seiner hohen Zugfestigkeit und Nachhaltigkeit als Alternative zu Stahl in Beton verwendet. Bambus wächst schnell, bindet während seines Wachstums CO₂ und ist biologisch abbaubar.

Unsere Serie Neue Baustoffe – alternative Baumethoden umfasst die folgenden Teile:

1. Neues Bauen für mehr Nachhaltigkeit
2. Einführung in Methoden, Wiederverwertung und Recycling
3. Methoden des Neuen Bauens
4. Potenziale der Wiederverwertung dank Digitalisierung
5. Potenziale im Recycling durch BIM
6. Die Zukunft des Betonbaus
7. Wie Baustahl nachhaltig werden kann
8. Wie man Glas weiterverwenden kann
9. Was aus alten Fassaden und Verbundsystemen werden kann + Praxisbeispiele