Leibniz Universität

Umweltfreundlichere und kostengünstigere Betonproduktion

Im Forschungskonsortium "ReCyCONtrol" unter der Federführung der Leibniz Universität haben Forschende Methoden und Algorithmen für die selbstlernende Herstellung CO₂-reduzierter Baustoffe entwickelt.

Technisches Gerät in einer großen Halle — ReCyCONtrol optimiert die Produktion von Beton.

Ressourcenschonend und gleichzeitig wirtschaftlich Beton produzieren – wie das mit dem Einsatz selbstlernender Systeme möglich wird, haben Forschende unter Leitung des Instituts für Baustoffe der Leibniz Universität Hannover (LUH) im Forschungskonsortium „ReCyCONtrol“ drei Jahre lang untersucht. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung hat das Projekt mit rund vier Millionen Euro gefördert. Die Forschenden haben dabei einen vollkommen neuen Ansatz der Betonherstellung entwickelt: Sensoren überwachen kontinuierlich alle Schritte der Betonherstellung und ermöglichen es durch Einsatz künstlicher Intelligenz, den Beton gegenüber Schwankungen der Ausgangsstoffe auszusteuern. Das Ergebnis ist ein gleichbleibend qualitativ hochwertiger Beton.

Recycling von Abbruchmaterial zu neuem Beton

Mit diesem Ansatz wird möglich, was der Name des Konsortiums „ReCyCONtrol“ schon andeutet: mehr Recycling von Abbruchmaterial zu neuem Beton und damit eine Lücke im Baustoffkreislauf zu schließen. Aktuell kann in Deutschland lediglich etwa ein Viertel des Abbruchmaterials aus dem Bauwesen recycelt werden, weil die Zusammensetzung des Ausgangsmaterials stark schwankt. Daher ist es schwierig, aus Abbruchmaterial einen robusten und qualitativ gleichbleibenden Beton herzustellen. Um auf der sicheren Seite zu sein, wird zumeist als Sicherheitspuffer deutlich mehr Zement in solche Betonmischungen gegeben als üblich. Da bei der Zementherstellung viel CO₂ freigesetzt wird, ist das kein ökologischer und auch kein wirtschaftlicher Ansatz.

Reduzierter CO2-Fußabdruck

Bei dem in „ReCyCONtrol“ entwickelten Ansatz hingegen erfassen automatisierte Systeme das Ausgangsmaterial mit Hilfe von Kameras genau. Zum einen untersuchen diese Sensoren die Korngrößenverteilung des Abbruchmaterials, zum anderen die rheologischen Eigenschaften, also grob gesagt, die Fließeigenschaften der Mischung. So können weitere Stoffe genau dosiert hinzugegeben werden, um die Betonmischung gezielt auszusteuern. So gelingt es dann auch, besonders ökologische Betone, bei denen der CO2-Fußabdruck um bis zu 60 Prozent gegenüber dem Stand vom Jahr 2020 reduziert werden kann, in die Praxis zu bringen.

Werkversuche

Um zu testen, ob sich die neu entwickelten Techniken nicht nur im Labor, sondern auch in der Praxis bewähren, waren Werkversuche Teil des Forschungsprojekts. Außerdem wurde im Rahmen des Forschungsprojektes eine Pilotmischanlage mit digitaler Sensorik am Institut für Baustoffe aufgebaut. Neben dem Institut für Baustoffe und dem Institut für Photogrammetrie und GeoInformation der LUH und der Bundesanstalt für Wasserbau waren die Unternehmen alcemy, Bikotronic Industrieelektronik, Heidelberger Beton, Master Builders Solution und Pemat Mischtechnik an dem Konsortium beteiligt.