Bern/Dübendorf – Die Bauindustrie gehört weltweit zu den größten Verursachern von CO₂-Emissionen und Ressourcenverbrauch. Ein internationales Forschungsprojekt unter Schweizer Beteiligung setzt nun auf digitale Fertigung und neue Materialkonzepte, um Beton nachhaltiger zu machen. Im Zentrum steht ein 3D-gedruckter Baustoff, der ohne klassische Stahlbewehrung auskommen und am Ende seines Lebenszyklus wiederverwertet werden soll.
Materialeffizienz als Schlüssel
Konventioneller Beton ist zwar vielseitig einsetzbar, gilt jedoch als ökologisch problematisch – insbesondere wegen des energieintensiven Zements. Das Projekt «CARBCOMN» verfolgt daher das Ziel, den Materialeinsatz deutlich zu reduzieren. Möglich werden soll dies durch computergestützte Formgebung: Tragende Strukturen werden so gestaltet, dass sie Lasten effizient ableiten – ähnlich wie bei historischen Gewölbebauten.
Zugleich setzen die Forschenden auf alternative Rohstoffe. Statt klassischer Zuschläge kommen industrielle Nebenprodukte wie Stahlschlacke zum Einsatz. Damit soll nicht nur der Bedarf an Primärrohstoffen sinken, sondern auch Abfallstoffe sinnvoll genutzt werden.
Neue technische Ansätze
Eine zentrale Rolle spielen sogenannte Formgedächtnislegierungen (Fe-SMA). Diese Metalle können nachträglich aktiviert werden und erzeugen gezielt Spannungen im Beton. Auf diese Weise könnte die klassische Stahlbewehrung teilweise ersetzt werden. Ein Vorteil: Die Elemente lassen sich unter Umständen einfacher trennen und wiederverwenden.
Ergänzend wird der Beton nach dem Druckprozess in einer CO₂-Umgebung behandelt. Dabei reagiert das Gas chemisch mit dem Material und trägt zur Aushärtung bei. Gleichzeitig wird CO₂ gebunden – ein Ansatz, der in der Forschung seit einigen Jahren verfolgt wird, dessen tatsächliches Klimapotenzial jedoch noch Gegenstand von Untersuchungen ist.
Zwischen Forschung und Anwendung
Beteiligt an dem Projekt sind unter anderem die Empa und die ETH Zürich sowie mehrere europäische Partner aus Forschung und Architektur. Auch das international tätige Büro Zaha Hadid Architects ist eingebunden. Ziel ist es, bis 2028 ein erstes Gebäudemodul zu realisieren, das die neuen Technologien kombiniert.
Finanziert wird das Vorhaben über das EU-Programm «Horizon Europe» mit rund sechs Millionen Euro. Ein Teil davon fließt in die Schweizer Forschungseinrichtungen.
Einordnung: Fortschritt mit offenen Fragen
Der Ansatz fügt sich in eine Reihe internationaler Bemühungen, das Bauen klimafreundlicher zu gestalten. 3D-Druck im Bauwesen wird seit Jahren erprobt, ebenso die Nutzung alternativer Materialien und CO₂-Bindungstechnologien. Neu ist hier vor allem die Kombination mehrerer Ansätze in einem integrierten System.
Ob sich diese Technologien im großen Maßstab durchsetzen, ist jedoch offen. Herausforderungen bestehen unter anderem in der Wirtschaftlichkeit, der Normierung sowie der langfristigen Haltbarkeit der Materialien. Auch ist unklar, in welchem Umfang sich die versprochene CO₂-Reduktion tatsächlich realisieren lässt, wenn Produktions- und Transportketten einbezogen werden.
Dennoch zeigt das Projekt, in welche Richtung sich die Branche entwickeln könnte: weg von materialintensiven Standardlösungen hin zu präzise geplanten, ressourcenschonenden Konstruktionen. Angesichts steigender Anforderungen an Klimaschutz und Kreislaufwirtschaft dürfte der Druck auf die Bauindustrie weiter wachsen, solche Ansätze aus der Forschung in die Praxis zu überführen.
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