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Schlagwort: nachhaltige Baustoffe

  • Schweizer Bauprojekt setzt auf nachhaltige Lehmarchitektur im Ausland

    Schweizer Bauprojekt setzt auf nachhaltige Lehmarchitektur im Ausland

    Der Startschuss für den Bau der neuen Schweizer Botschaft in der Kameruner Hauptstadt Yaoundé ist erfolgt, und die Dietiker Oxara AG ist laut einer Mitteilung massgeblich daran beteiligt. Das öffentliche Gebäude wird aus gepressten Lehmsteinen gebaut. Für den lokal im Überfluss verfügbaren roten Grundstoff liefert Oxara seinen Stabilisator Oxabrick Loko.

    Der Entwurf für das Botschaftsgebäude stammt von den Basler Architekturbüros Caesar Zumthor Architekten und Nord Architekten und umfasst Kanzlei, Residenz und Verbindungsbau, die sich um einen Hof gruppieren. Die Gebäude sollen mit lokalen Ressourcen nachhaltig gebaut werden.

    Auf seiner Internetseite hat das 2019 gegründete Unternehmen Oxara eine Serie begonnen, in der es über den Fortgang der Bauarbeiten berichtet. „Im westlichen Afrika wird Lehm als Zeichen von Armut und Ländlichkeit empfunden und in den Städten dominiert Beton als Statussymbol“, wird Oxaras Projektleiter Jonathan Ensslin dort zitiert. „Es hat daher Signalwirkung, dass die neue Schweizer Botschaft mit Lehm gebaut wird.“

    Der ungiftige mineralische Aktivator von Oxara macht aus Lehm einen stabilen und wasserabweisenden Baustoff. Unternehmensangaben zufolge werden Lehmbauten damit schneller, weniger arbeitsintensiv und skalierbar. Gleichzeitig sind sie zirkulär und CO2-arm.

    Tests im Oxara-Labor hatten ergeben, dass das Material für die Verwendung mit Oxabrick Loko gut geeignet ist. Doch vor Ort liessen sich die Laborergebnisse zunächst nicht reproduzieren. Mithilfe des dort ansässigen Materialforschers Berardin Beauderic Kenne Diffo, der Oxara bereits während seines Doktorats an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich kennengelernt hatte, konnten die Mischverhältnisse angepasst werden. Derzeit wird eine Probemauer mit rund 7000 Lehmsteinen fertiggestellt. Danach soll mit den Bauarbeiten für die neue Botschaft begonnen werden.

  • Wie Forscher Beton zum Klimaretter machen

    Wie Forscher Beton zum Klimaretter machen

    Das EU-Projekt CARBCOMN, gestartet 2024 und gefördert im Rahmen von Horizon Europe mit rund sechs Millionen Euro, verfolgt einen radikalen Ansatz. Statt mehr Material einzusetzen, optimieren die Forschenden die Form. Das Prinzip nennt sich «compression dominant structures»: Betonbauteile werden so gestaltet, dass sie fast ausschliesslich auf Druck beansprucht werden, ähnlich wie die Bögen historischer Steinbrücken. Beton hält Druck gut aus, Zugkräfte aber kaum. Wer das konsequent ausnutzt, braucht weniger Material und weniger Bewehrung.

    Gedruckt, nicht gegossen
    Digitale Fertigung macht Formen möglich, die mit traditioneller Schalung undenkbar wären. Der Roboter druckt den Beton schichtweise und lässt Hohlräume dort frei, wo keine Verstärkung nötig ist, direkt gesteuert durch das digitale Modell. Das spart nicht nur Material, sondern reduziert auch die seismische Belastung proportional zum Gewichtsverlust. In erdbebengefährdeten Regionen ist das ein entscheidender Vorteil.

    Kein Zement, kein Problem
    Der Beton des CARBCOMN-Projekts enthält keinen Zement. Als Bindemittel dient Stahlschlacke, ein Nebenprodukt der Stahlindustrie. Nach dem Druck kommen die Bauteile in eine Kammer, in der CO₂ injiziert wird. Die Reaktion mit der Schlackemischung härtet den Beton und bindet das Treibhausgas dauerhaft. Das Resultat ist ein Baustoff mit negativer CO₂-Bilanz, der ausschliesslich aus Industrieabfällen besteht.

    Metall mit Gedächtnis
    Ganz ohne Bewehrung kommt dieser Beton nicht aus, jedoch mit einer Spezialität der Empa seit rund 20 Jahren, der eisenbasierte Formgedächtnislegierungen (Fe-SMA). Diese vorgedehnten Metallstäbe ziehen sich beim Erhitzen zusammen, statt auszudehnen und spannen so das Bauteil nachträglich vor. Sie werden erst nach dem Druck eingesetzt, stören den automatisierten Prozess nicht und lassen sich später vom Beton trennen. Das Empa-Spinoff re-fer bringt diese Technologie direkt ins Konsortium ein.

    Gebaut für die Demontage
    Was gebaut wird, soll auch wieder abgebaut werden können. Die einzelnen Betonmodule sind als diskrete Blöcke konzipiert, die sich lösen, transportieren und andernorts neu zusammensetzen lassen. Zaha Hadid Architects und Mario Cucinella Architects entwickeln gemeinsam mit den Ingenieurteams freigeformte Strukturen, die dieses Kreislaufprinzip architektonisch ausdrücken. Bis 2028 soll ein realer Prototyp beweisen, dass Betonbau auch so aussehen kann.

  • Heisser Beton aus Pompeji

    Heisser Beton aus Pompeji

    Römischer Beton bildet das Rückgrat vieler Bauwerke von Hafenanlagen bis zu Aquädukten, die seit über 2000 Jahren Wind, Wetter und Erdbeben trotzen. Die Arbeitsgruppe um Admir Masic am MIT untersucht seit Jahren, warum dieser Baustoff so aussergewöhnlich dauerhaft ist und stützt sich dabei auf chemische Analysen antiker Mörtel. Bereits 2023 formulierte das Team die Hypothese, dass die Römer Kalk nicht als fertig gelöschten Brei einsetzten, sondern als Branntkalk zusammen mit Vulkanasche trocken mischten und erst danach Wasser zugaben.

    Pompeji als konservierte Baustelle
    Die jüngsten Untersuchungen basieren auf einer einzigartigen Fundstelle in Pompeji. Einer durch den Vesuvausbruch von 79 n. Chr. «eingefrorenen» Baustelle mit halbfertiger Mauer, Materialhaufen und Werkzeugen. In Proben aus den vorgemischten Trockenhaufen, aus im Bau befindlichen Wänden und aus fertigen Bauteilen fanden die Forschenden nicht nur die bekannten weißen Kalkklasten, sondern auch unversehrte Fragmente von Branntkalk in der Trockenmischung. Das spricht dafür, dass die Löschreaktion, also das Reagieren des gebrannten Kalks mit Wasser, erst beim eigentlichen Mischen und Erhärten des Betons stattfand und nicht vorgängig, wie es in klassischen Beschreibungen dargestellt wird.

    Widerspruch zu Vitruv und wie er sich auflöst
    Vitruv schilderte im 1. Jahrhundert gegen Chr. in «De architectura», dass Kalk zunächst mit Wasser gelöscht und dann mit Zuschlägen vermischt worden sei. Die nun identifizierte Heissmischtechnik weicht davon ab, indem der Kalk als Branntkalk in der Trockenphase mit Vulkanasche kombiniert wird und das Wasser erst danach hinzukommt. Isotopenanalysen der Mörtel belegen die charakteristischen Karbonatisierungsverläufe, die zu diesem Prozess passen und sich von Mörteln mit vorgängig gelöschtem Kalk unterscheiden. Anstatt Vitruv komplett zu «widerlegen», deuten Fachkreise die Befunde eher so, dass seine Beschreibung nicht das gesamte Spektrum der römischen Praxis abbildet. Regionale oder zeitliche Varianten wie das Heissmischen scheinen verbreiteter gewesen zu sein, als lange angenommen.

    Selbstheilender Beton als Vorbild für morgen
    Der Heissmischprozess erzeugt beim Kontakt von Branntkalk und Wasser erhebliche Wärme, wodurch reaktive Kalkpartikel in der Betonstruktur eingeschlossen werden. Bilden sich später Mikrorisse, können sich diese Partikel erneut lösen, mit eindringendem Wasser reagieren und die Risse wieder verfüllen. Ein Mechanismus der Selbstheilung, der die Langlebigkeit römischer Bauwerke plausibel erklärt. Die neuen Erkenntnisse fliessen in die Entwicklung moderner, nachhaltiger Beton ein. Ziel ist, CO₂-intensive Bindemittelanteile zu reduzieren, die Lebensdauer von Bauwerken massiv zu verlängern und damit den Ressourcenverbrauch des Bauwesens zu senken. Ganz im Sinne eines antiken Vorbilds, das erst jetzt chemisch vollständig verstanden wird.

  • Neuer Beton senkt CO2-Ausstoss im Bauwesen

    Neuer Beton senkt CO2-Ausstoss im Bauwesen

    Omya ist neuer Partner im NEST, dem modularen Forschungs- und Innovationsgebäude von Empa und Eawag in Dübendorf. In der dort seit Anfang 2024 angesiedelten Unit Beyond.Zero wollen sie laut einer Mitteilung der Empa einen zementreduzierten Beton testen, den sie in einem gemeinsamen Forschungsprojekt entwickelt haben.

    Omya hatte seine Expertise als weltweit tätiger Spezialist für Industriematerialien beigesteuert. „Dass wir nun gemeinsam nachhaltige Baustoffe entwickeln und diese direkt im NEST unter realen Bedingungen testen können, beschleunigt den Transfer von Innovationen in eine klimaschonende Bauweise“, wird Empa-Direktorin Tanja Zimmermann zitiert.

    Dieser innovative Baustoff ersetzt bis zu 70 Prozent seines Klinkeranteils durch natürliche Mineralien. Wie die Empa ausführt, reduziert das seinen CO2-Fussabdruck deutlich. „Damit ein neuartiger Beton breite Akzeptanz findet, braucht es den Praxistest“, wird Empa-Forscher Mateusz Wyrzyklowski aus der Empa-Abteilung Beton und Asphalt zitiert. „Mit dem Einsatz in der NEST-Unit Beyond.Zero können wir unseren zementreduzierten Beton umfassend validieren: von der Verarbeitung bis zur Dauerhaftigkeit.“

    Das Ziel ist ein Baustoff, „der nicht nur die ökologischen Anforderungen erfüllt, sondern auch in Hinsicht auf Verarbeitbarkeit, mechanische Eigenschaften, Volumenbeständigkeit und Dauerhaftigkeit überzeugt“, so die Empa. Die Unit Beyond.Zero geht über das Netto-Null-Ziel am Bau hinaus. Sie verfolgt die Vision, dass Gebäude in Zukunft als Kohlenstoffsenken dienen können – also unter dem Strich eine negative CO2-Bilanz aufweisen werden. Bislang verursacht der Bausektor in der Schweiz rund 28 Prozent der CO2-Emissionen.

  • Neue Pflastersteine reduzieren CO2-Ausstoss im Bau

    Neue Pflastersteine reduzieren CO2-Ausstoss im Bau

    Das im Kanton Luzern ansässige Baustoffunternehmen CREABETON, eine Tochter der Müller-Steinag Baustoff AG, hat gemeinsam mit dem Start-up Oxara eine neue Serie zementfreier Pflastersteine entwickelt. Wie es in einer Mitteilung heisst, entwickeln die neuen Betonsteine eine um 30 Prozent geringere CO2-Emission als herkömmliche Pflastersteine.

    Das neue Produkt ist in drei Varianten erhältlich. Neben der Ausführung als Standardpflastersteine können auch wasserdurchlässige oder Rasenpflastersteine verlegt werden. Das Material nutzt anstelle herkömmlichen Zements das von Oxara, einer Ausgliederung der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH), entwickelte Oulesse-Bindemittel.

    „Mit diesen Produkten reagieren wir auf die wachsende Nachfrage nach klimafreundlichen Baulösungen“, wird Hendrix Müller, CEO der Müller-Steinag-Gruppe, in der Mitteilung zitiert. „Unsere Zusammenarbeit mit Oxara ermöglicht es uns, unseren Kunden nachhaltigere Alternativen anzubieten – heute, nicht erst in einigen Jahren.“ Martin Bodmer, Leiter Operations bei Oxara, zeigt sich überzeugt, dass die Zusammenarbeit mit CREABETON die nachhaltigen Entwicklungen seines Unternehmens skalieren kann.

  • Kreislaufwirtschaft: Nachhaltige Lösungen für die Bauwirtschaft

    Kreislaufwirtschaft: Nachhaltige Lösungen für die Bauwirtschaft

    Die Schweizer Bauwirtschaft verursacht laut einer Mitteilung der ETH gegenwärtig 70 Prozent des inländischen Materialverbrauchs, 80 Prozent des Abfalls und 24 Prozent der Treibhausgasemissionen. Um diesem Trend entgegenzuwirken, hat Innosuisse, die schweizerische Agentur für Innovationsförderung, zwei Projekte zur Kreislaufwirtschaft im Bausektor angeschoben, die von der ETH geleitet werden.

    Im Projekt Think Earth werden Baustoffe wie Holz, Lehm und rezyklierter Beton verarbeitet. Ein Beispiel für die Bauweise ist der Manal-Pavillon, der auf dem Campus Horw der Hochschule Luzern eröffnet wurde. Realisiert wurde das Projekt von Oxara, einer Ausgründung der ETH.

    Im Projekt Swircular wird ein digitales Ökosystem für zirkuläres Bauen vorgestellt. Mittels digitaler Gebäudebestandsaufnahme und Produktpässen für Baumaterialien soll eine Grundlage für zirkuläre Bauprozesse hergestellt werden. Dabei können registrierte Bauelemente bei einem eventuellem Abriss wieder neu verwendet werden.

    „Unsere Vision ist ein Netzwerk aus Interessengruppen, digitalen Werkzeugen und verlässlichen Daten, das es ermöglicht, Materialien entlang ihres Lebenszyklus nachzuverfolgen und entsprechende Informationen auszutauschen“, wird Projektmanagerin Arabelle de Saussure in der Mitteilung zitiert.

    An den Projekten ist eine Vielzahl von Einrichtungen, nebst den Genannten die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa), die Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) sowie die Berner und die Ostschweizer Fachhochschulen, beteiligt.

  • Partnerschaft zur Entwicklung nachhaltiger Lehmbau-Baustoffe

    Partnerschaft zur Entwicklung nachhaltiger Lehmbau-Baustoffe

    Die ERNE AG mit Hauptsitz in Laufenburg und die Oxara AG aus Dietikon spannen für die Entwicklung nachhaltiger Baustoffe auf Lehmbasis zusammen. Die beiden Unternehmen haben bereits eine entsprechende Absichtserklärung unterzeichnet, informiert ERNE in einer Mitteilung. Die Bauunternehmung will über die Partnerschaft mit der Ausgründung der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) die Schweizer Baulandschaft verändern und einen neuen Standard für Nachhaltigkeit setzen.

    „Die ERNE Unternehmensgeschichte ist geprägt von Innovationsfreude und kreativen Lösungen“, wird Markus Meier, Geschäftsführer der ERNE AG Bauunternehmung, in der Mitteilung zitiert. „Oxara ist deshalb der ideale Partner für uns, um mit der gemeinsamen Entwicklung von nachhaltigen Baustoffen einen Beitrag an die CO2-Reduktion in der Branche zu leisten.“ ERNE ist eigenen Angaben zufolge bereits seit längerem am Lehmbau interessiert, hat aber noch kein geeignetes Bindemittel gefunden.

    Dieses Manko soll mit Oxara behoben werden. Die Gründer des Unternehmens haben eine patentierte Technologie für Zusatz- und Bindemittel entwickelt, mit der aus Bauschutt und Aushubmaterial kreislauffähige, zementfreie und ungebrannte Baustoffe hergestellt werden können. Sie weisen im Vergleich zu herkömmlichen Ziegeln und Beton bis zu 90 Prozent weniger CO2-Emissionen auf und sind für den Bau von drei- bis sechsstöckigen Gebäuden geeignet.