Biochar, Nanomaterialien und recycelte Zuschlagstoffe zur Beton-Verbesserung

Die Zeitschrift Infrastructures veröffentlichte kürzlich einen Review-Artikel, der die neuesten Fortschritte im Bereich nachhaltiger Baumaterialien untersuchte.

Im Jahr 2026 konzentriert sich die Forschung nachhaltiger Baumaterialien auf die Optimierung der Kreislaufführung von Ressourcen, CO₂-Reduzierung und Leistungsverbesserungen durch fortschrittliche Materialien. Biochar, Nanomaterialien und recycelte Zuschlagstoffe (RA) verbessern Beton, indem sie Festigkeit, Haltbarkeit und CO₂-Abscheidung verbessern und gleichzeitig kohlenstoffarme, zirkuläre Praktiken unterstützen. Bei Verwendung in kohlenstoffarmen alkaliaktiven Materialien (AAMs) reduzieren diese Materialien die Treibhausgasemissionen im Vergleich zu Portlandzement (PC) um etwa 30–60 %. Trotz Herausforderungen bei Kosten, Standardisierung und Großproduktion fördern diese Innovationen die Bauindustrie hin zu nachhaltigen, klimaneutralen Lösungen. RA hilft, Deponieabfälle zu reduzieren und Ressourcen umzutauschen, wobei jedoch Probleme wie Qualitätsvariabilität und potenzielle Schadstoffe angegangen werden müssen. Biochar (0,5–2 Gew. % des Bindemittels) erlaubt dauerhafte Kohlenstoffspeicherung in Gebäuden und Infrastruktur, hat aber nicht in jedem Fall die optimalen Eigenschaften als Betonzuschlagsstoff. Nanomaterialien (0,01 bis 3 Gew. % des Bindemittels) können verbesserte mechanische Eigenschaften (um 5–20%) bieten, haben aber hohe Produktionskosten und unsichere Langzeitwirkung. In den kommenden Jahren werden sich die Bemühungen auf die Standardisierung der Produktion der Zuschlagsstoffe, die Verbesserung der Nanopartikelverteilung und die Verfeinerung der RA-Verarbeitung konzentrieren. Die Integration von KI und maschinellem Lernen könnte das Materialdesign weiter optimieren und zu umweltfreundlicheren, kohlenstoffspeichernden Materialien für großflächige, nachhaltige Infrastrukturen bis 2036 führen.

Zitat:

Kara De Maeijer, P., Ramagiri, K. K., & Stochino, F. (2026). Biochar, nanomaterials and recycled aggregates – Towards future sustainable concrete and alkali-activated materials. Infrastructures, 11(4), 138.