Nachhaltiger Zement aus Tunnelaushub – Ein Meilenstein für die CO₂-arme Baupraxis

Beton ist das Rückgrat unserer modernen Infrastruktur – jedoch mit einer ernüchternden Klimabilanz. Die Zementherstellung trägt weltweit mit etwa 8 % zu den globalen CO₂-Emissionen bei. Doch was, wenn der Aushub aus dem Tunnelbau – bisher überwiegend als Abfall deponiert – künftig als klimafreundlicher Betonzusatzstoff eingesetzt werden könnte?

Genau dieser Frage widmete sich das abgeschlossene Forschungsprojekt TOFFEE unter der Leitung der Technischen Hochschule Köln. Das Ziel: die Entwicklung eines ressourceneffizienten und CO₂-reduzierten Zementersatzstoffes aus calcinierter Tonerde, gewonnen aus Tunnelaushubmaterial.

Tunnelbau trifft Klimaschutz: Ein innovativer Ansatz

Laut Umweltbundesamt entfallen rund 60 % der mineralischen Bauabfälle in Deutschland auf Böden und Steine – darunter auch das tonhaltige Aushubmaterial aus Tunnelprojekten. Statt diese Materialien zu deponieren, wie bisher üblich, erforschte das TOFFEE-Projekt ihr Potenzial als puzzolanischer Zusatzstoff zur Herstellung von ressourcenschonendem Beton.

Die beteiligten Wissenschaftler:innen, unter anderem Prof. Dr. Christoph Budach und Prof. Dr. Björn Siebert, untersuchten verschiedene Tonarten aus realen Tunnelprojekten in Paris, Frankfurt und London. Das Material wurde getrocknet, gemahlen und bei 800 °C calziniert – ein Prozess, bei dem organische Stoffe entfernt und der Ton chemisch aktiviert wird.

Beton mit bis zu 40 % weniger Zement – ohne Festigkeitsverlust

Die baustofftechnologischen Tests zeigten eindrucksvolle Ergebnisse:

• Bereits bei einer 10 %igen Substitution von Zement durch calcinierte Tone konnten vergleichbare Festigkeitswerte wie bei herkömmlichem Beton erzielt werden.
• Selbst bei bis zu 40 % Ersatz blieb die Druckfestigkeit auf einem praxistauglichen Niveau – mit positiven Langzeiteffekten aufgrund der langsamen, aber nachhaltigen Festigkeitsentwicklung des Materials.

Das bedeutet: Beton wird nicht nur nachhaltiger, sondern auch langfristig belastbarer.

Was bedeutet das für Planende, Bauherren und die Ingenieurpraxis in Brandenburg?

Die Ergebnisse aus TOFFEE eröffnen neue Perspektiven für den nachhaltigen Ingenieurbau:

• Ressourcenschonung: Die Nutzung von lokal verfügbarem Tunnelaushub reduziert Transportwege und entlastet Deponien.
• CO₂-Einsparung: Der Ersatz von Zementklinker durch calcinierte Tone kann signifikante Emissionsreduktionen ermöglichen.
• Kreislaufwirtschaft: Das Projekt ist ein Vorbild für eine zukunftsweisende Materialnutzung im Sinne der Circular Economy.

Für die Baupraxis in Brandenburg bedeutet dies vor allem eines: Planerisches Umdenken ist gefragt. Bei kommenden Infrastrukturvorhaben – insbesondere Tunnel- und Tiefbauprojekten – sollten potenzielle Sekundärrohstoffe frühzeitig mitgedacht und in Ausschreibungen sowie Materialkonzepte integriert werden.

Weiterführende Informationen:
Das Projekt TOFFEE wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der FONA-Strategie („Forschung für Nachhaltigkeit“) gefördert. Partner waren u. a. die TH Köln, MC-Bauchemie und die STUVA e.V.

Quelle: https://kurzlinks.de/mj03