Die Betonproduktion ist mit 5% bis 9% weltweit einer der größten industriellen Verursacher von CO₂-Emissionen. Etwa 80 % dieser Emissionen entfallen dabei auf die Herstellung von Portlandzementklinker, dem Hauptbestandteil des Zements, dem Bindemittel in Beton. Angesichts der damit verbundenen Umweltbelastungen und einer zunehmenden Ressourcenknappheit ist die Zement- und Bauindustrie gezwungen, nachhaltigere Lösungen zu schaffen.

Eine dieser Lösungen ist das Recycling von Altbeton. Insbesondere die Rückgewinnung des Zementanteils aus diesem Material gilt es voranzutreiben, um ein hochwertiges Produkt im Rahmen der Kreislaufwirtschaft zu erzielen. Genau hier setzt die Forschung des Instituts für Materialwissenschaft in verschiedenen Projekten an:

Das Projekt UpCement wurde gemeinsam mit dem Institut für Aufbereitungsmaschinen und Recyclingsystemtechnik der TU Bergakademie Freiberg bearbeitet.

Das globale Ziel war es, einen Prozess zu entwickeln, bei dem der Zementstein aus Altbeton von der Gesteinskörnung separiert wird, um anschließend durch niederenergetische thermische Behandlung einen neuwertigen reaktiven Zement bei gleichzeitig niedrigem CO₂-Ausstoß herzustellen, welcher am Ende auch in der Bauindustrie eingesetzt werden kann.

Um wissenschaftlich belegbare Daten zu erhalten und gleichzeitig bereits früh eine Praxisnähe zu generieren, wurden einerseits Modellzemente in einem vollständig kontrollierten Prozess hergestellt und analysiert. Andererseits wurde Abbruchbeton aus einem realen Bauwerk der 70er Jahre, der Brücke Turmstraße aus Aachen, untersucht. Dafür wurden insgesamt 40 Tonnen Betonbruch von der Brücke an der Universität Duisburg-Essen und der TU Freiberg untersucht.

Das Projekt ZABERZEM wird gemeinsam mit der Firma Hermann Rauen GmbH & Co. aus Mülheim an der Ruhr und der Firma Vereinigte Schotterwerke GmbH & Co. KG aus Stolberg bearbeitet.

Zielsetzung des Projekts ist es, die zementhaltigen Feinanteile von Abbruchbeton so weit zu separieren, dass durch eine thermische Behandlung dieser Feinanteile ein hochwertiges Produkt mit einer möglichst hohen Festigkeitsklasse und eine ausreichend lange Bearbeitungszeit entsteht. Hierbei hilft die Zugabe von Schlacken in der Funktion als Mahlhilfe sowie als Lieferant für zusätzliche festigkeitsgebende Phasen. Hierzu muss erforscht werden, welche Eigenschaften der Schlacken einen Einfluss auf die beiden Prozesse Mahlen und Rehydratation haben. Es soll eine möglichst effektive Kombination aus Schlacken, reaktiviertem Zement und ggf. Additiven gefunden werden.