In‐Situ‐Carbonatisierung von Betonrezyklaten

Abstract

Bei der Zementherstellung werden erhebliche Mengen an CO ₂ freigesetzt, die zum einen durch die Verbrennung der Energieträger entstehen, um den Energiebedarf des Herstellungsprozesses zu decken. Zum anderen stammt das CO ₂ aus der Hauptrohstoffkomponente Kalkstein. Dieser wird während des thermischen Prozesses zersetzt, wobei pro Tonne Zementklinker etwa 0,7 Tonnen CO ₂ entstehen. In der Forschung ebenso wie in der Praxis gibt eine Vielzahl von Untersuchungen und Verfahrensbeschreibungen, die sich mit den Möglichkeiten beschäftigen, die CO ₂ ‐Emissionen zu reduzieren. Eine Möglichkeit besteht darin, dafür die Gesetzmäßigkeiten der chemischen Thermodynamik und der Kinetik zu nutzen. Aus thermodynamischer Sicht sind die Phasen des hydratisierten Zements in Anwesenheit von CO ₂ nicht stabil, sondern wandeln sich in amorphes Siliciumdioxid und Calcit um. Zur Kinetik dieser Umwandlung liegen vor allem Aussagen vor, die sich auf den Schutz der Bewehrung beziehen. Für zerkleinerten Beton wird ab einer bestimmten Partikelgröße die eigentliche chemische Reaktion zum geschwindigkeitsbestimmenden Schritt, wodurch es zu einer deutlichen Beschleunigung der Reaktion kommt. Die In‐Situ‐Carbonatisierung wird dadurch eine realistische Möglichkeit, CO ₂ in Betonrezyklaten zu binden.