Kalzinierter Tonbeton für emissionsärmere Bauprojekte

Boral Limited hat die Produktentwicklung eines CO₂-reduzierten Betons abgeschlossen, der australischen kalzinierten Ton als Supplementary Cementitious Material (SCM) einsetzt. Der Entwicklung gingen Laborvalidierungen und großmaßstäbliche Feldversuche voraus, die die technische Eignung entsprechender Mischungen für Anwendungen im Hoch- und Infrastrukturbau bestätigten.

Reduktion des Klinkeranteils durch Zusatzstoffe
Die Zementherstellung verursacht einen erheblichen Anteil der eingebetteten CO₂-Emissionen im Beton, insbesondere durch die Entsäuerung von Kalkstein (Kalzinierung) und den energieintensiven Klinkerbrennprozess. Ein etablierter Ansatz zur Emissionsminderung besteht in der teilweisen Substitution von Klinker durch SCMs.

Kalzinierter Ton entsteht durch thermische Aktivierung kaolinitischer Tone und reagiert puzzolanisch mit Calciumhydroxid. Dabei bilden sich zusätzliche Calciumsilikathydrate, die zur Festigkeitsentwicklung und Dauerhaftigkeit beitragen.

Die entwickelten Rezepturen umfassen binäre und ternäre Bindemittelsysteme. Laut Boral zeigten diese Mischungen im Rahmen kontrollierter Laborprüfungen sowie bei großtechnischen Probegüssen eine vergleichbare Verarbeitbarkeit und Leistungsfähigkeit wie bestehende CO₂-reduzierte Betone.

Von der Laborphase zu großmaßstäblichen Feldversuchen
Die technische Machbarkeitsstudie begann 2024 in Zusammenarbeit mit der University of Technology Sydney, Transport for NSW und Calix. Unterstützt wurde das Projekt durch das SmartCrete CRC, das von Industriepartnern und durch einen Zuschuss der australischen Bundesregierung finanziert wird. Vorarbeiten von Boral und der UTS wurden bereits zwischen 2020 und 2024 durchgeführt.

Die großmaßstäbliche Validierung erfolgte am Zementstandort Maldon in New South Wales. Bei den Probegüssen wurden Einbauverhalten, Oberflächenbearbeitung und Frühfestigkeit unter realen Betriebsbedingungen untersucht. Nach Unternehmensangaben entsprach das Erscheinungsbild und die Verarbeitung den Eigenschaften konventioneller Betone.

Zusätzliche Kundentests fanden in Kooperation mit dem Infrastrukturprojekt North East Link im Bundesstaat Victoria sowie der University of Melbourne statt. Eine Testplatte enthielt Ton, der aus dem beim Aushub anfallenden Boden derselben Baustelle recycelt wurde. Damit wurde ein potenzieller zirkulärer Ansatz innerhalb der Bauwertschöpfungskette demonstriert.

Bedeutung für Dekarbonisierung und digitale Lieferketten
Die Nutzung lokal verfügbarer kalzinierter Tone erweitert das Spektrum an SCMs zur Reduktion der grauen Emissionen in Infrastruktur- und Hochbauprojekten. Angesichts begrenzter Verfügbarkeit traditioneller Zusatzstoffe wie Flugasche oder Hüttensand kann dies zur Diversifizierung der Rohstoffbasis beitragen.

Für Auftraggeber und Bauunternehmen, die ihre Projekte zunehmend innerhalb einer digitalen Lieferkette dokumentieren und bewerten, liefern validierte Felddaten eine Grundlage für belastbare Spezifikationen. Die nachgewiesene Vergleichbarkeit in Verarbeitung und Leistungsparametern ist entscheidend für die Integration in bestehende Bauprozesse und Regelwerke.

Einordnung im internationalen Kontext
Systeme auf Basis von kalziniertem Ton werden international untersucht, insbesondere im Rahmen von LC³-Konzepten (Limestone Calcined Clay Cement). Die australische Entwicklung berücksichtigt regionale Rohstoffvorkommen und regulatorische Rahmenbedingungen. Die durchgeführten Feldversuche belegen die technische Umsetzbarkeit im industriellen Maßstab.

Boral berichtet von weiterem Interesse aus der Branche an zusätzlichen Pilotprojekten, was auf ein mögliches breiteres Anwendungspotenzial im Verkehrswegebau sowie im gewerblichen Hochbau hinweist.

Unternehmensprofil
Boral Limited betreibt mehr als 360 Standorte in Australien, darunter Steinbrüche, Zementwerke, Asphalt- und Betonwerke sowie Recyclinganlagen. Das Unternehmen beschäftigt rund 7.500 Mitarbeitende und Auftragnehmer und liefert Baustoffe für Straßen, Brücken, Tunnel und Gebäude im gesamten Land.

www.boral.com