Mittwoch, 17. April, 2024
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Der Klimaneutralität ein Stück näher dank neuartigem Zement

100 % Swiss Made, kleinerer CO2-Fussabdruck und ein natürlicher Erdfarbton – der JURA ECO3 ist der neuste Zement aus dem Hause der JURA Materials-Gruppe. Der nach SN EN 197-5 zertifizierte Zement mit einheimischem kalziniertem Ton ist ein weiterer Meilenstein auf dem Weg, die Zementproduktion bis 2050 klimaneutral zu gestalten.

Die JURA Materials-Gruppe ist die Lösungsanbieterin für Baustoffe und umfasst 14 führende Schweizer Unternehmen mit insgesamt rund 500 Mitarbeitenden. Die Haupttätigkeiten der Gruppe sind das Gewinnen von Rohstoffen, die Produktion von Zement, Gesteinskörnungen, Beton und Belag sowie die massgeschneiderte Beratung rund um die Entwicklung von nachhaltigen Baustoffen, deren Qualitätsprüfung, Verwertung und Entsorgung. 

Geogene CO2-Emissionen als Herausforderung

Zur JURA Materials-Gruppe gehört unter anderem die JURA CEMENT mit den beiden Zementwerken Jura-Cement-Fabriken AG in Wildegg/AG und Juracime S.A. in Cornaux/NE. Die Herstellung von Zement ist energieintensiv. Die Schweiz hat sich in internationalen Klimaabkommen verpflichtet, bis im Jahr 2050 Netto Null CO2 zu erreichen sowie den Ausstoss an CO2-Emissionen bis 2030 gegenüber Stand 1990 zu halbieren. Die Zementindustrie ist sich ihrer gesellschaftlichen und klimatischen Verantwortung bewusst. Sie hat seit 1990 ihre CO2-Emissionen aus damals primär fossilen Brennstoffen um mehr als zwei Drittel reduziert. Eine Herausforderung bleibt der Klinker, der wichtigste Bestandteil von Zement. Neben den CO2-Emissionen aus Brennstoffen verursacht dessen Herstellung CO2-Prozessemissionen, die bei der Kalzinierung, d.h. der Umwandlung von Kalkstein (CaCO3) zu gebranntem Kalk (CaO) entstehen. Der Kohlenstoff aus dem Kalkstein wird so in die Atmosphäre freigesetzt. Diese Emissionen werden als geogene Emissionen bezeichnet. Diese prozessbedingten Emissionen lassen sich nicht mit Effizienzsteigerungen des Brennvorgangs oder dem Einsatz von alternativen oder biogenen Brennstoffen senken. Sie sind unmittelbar mit der Herstellung von Zementklinker verbunden. Die Prozessemissionen machen rund zwei Drittel der CO2-Emissionen pro Tonne Zement aus. Andere Zumahlstoffe wie z. B. Hüttensand oder Flugasche werden teilweise als Ersatz für den Klinker eingesetzt. Allerdings sind sie reduziert verfügbar oder müssen importiert werden. 

Klinkerersatz durch einheimischen kalzinierten Ton als Teil der Lösung

Die JURA Materials-Gruppe erweitert kontinuierlich ihr Portfolio an nachhaltigen Produkten und Dienstleistungen. Das hauseigene Baustofflabor Technical Competence Center TCC mit akkreditierter Prüfstelle entwickelte einen klinker- und damit CO2-reduzierten Zement mit kalziniertem Ton. «Wir suchten Wege, den Klinkeranteil im Zement zu verringern und diesen durch andere, weniger oder gar nicht CO2-belastete Stoffe zu ersetzen. Es war klar, dass eine weitere substanzielle Klinkerreduktion nur über einen neu zu entwickelnden reaktiven Zusatzstoff, der regional und in ausreichender Menge vorhanden ist, erreicht werden kann», erklärt Emanuel Meyer, Leiter des TCC. «Der Ton für den JURA ECO3 Zement wird aus der betriebseigenen Tongrube der Juracime S.A. in Cornaux gewonnen. Die genehmigten Reserven in der Grube reichen für 20 bis 25 Jahre. Da Ton bei niedrigerer Temperatur gebrannt wird als Klinker, generiert er weniger CO2 Emissionen bei seiner Produktion. Als optimale Brenntemperatur hat sich eine Temperatur von ca. 650 bis 850° Celsius herausgestellt, also etwa halb so hoch wie bei der Klinkerproduktion». 

Deutlich reduzierter CO2-Fussabdruck

Alles in allem ist der Ausstoss an CO2-Emissionen bei der Produktion von kalziniertem Ton ca. 2/geringer als jener bei der Klinkerproduktion. Da der Klinkergehalt im Zement dank dem reaktiven, kalzinierten Ton um mehr als 10 % reduziert werden konnte, entstehen bei der Produktion von Beton mit JURA ECO3 Zement insgesamt ca. 20 % weniger CO2-Emissionen pro m3 Beton verglichen mit Hochbaubetonen mit Portlandkalksteinzement. Zurzeit wird eine Ökobilanz für den CEM II/C-M Zement erstellt, mit dem Ziel, dass dieser im KBOB-Betonrechner aufgenommen wird.

Nebst kleinem CO2-Fussabdruck überzeugt Beton aus JURA ECO3 Zement mit einem modernen, warmen Erdfarbton. Hier im Vergleich: links herkömmlicher Beton, rechts Beton mit JURA ECO3 Zement (Bild: zVg)

Anwendungsgebiet des neuen CEM II/C Zementes

Der JURA ECO3 ist der einzige in der Schweiz zugelassene CEM II/C Zement. Er wurde als CEM II/C-M (Q-LL) Zement mit der Festigkeitsklasse 42.5 N von der unabhängigen Prüfstelle TFB AG geprüft und von S-Cert im Februar 2023 nach SN EN 197-5 zertifiziert. Er ist für den Hochbau NPK A-C freigegeben und somit für sämtliche Anwendungen im Hochbaubereich (Fundamente, Aussenwände, Innenwände, Decken, Treppen, etc.), als Mager- oder Hüllbeton, als selbstverdichtender, leichtverdichtender oder wasserdichter Beton oder auch für Recycling-Betone verfügbar. Die Zertifizierung für den Tiefbau ist in Vorbereitung. 

Erfolgreiche Testversuche unter Realbedingungen

Mitte 2022 wurden in Cornaux erstmals ca. 100 Tonnen CEM II/C-M (Q-LL) durch gemeinsames Mahlen von Klinker, kalziniertem Ton und Kalkstein produziert. Zuerst wurden zwei Hochbau-Betonmischungen (Sorte B und Sorte C) mit dem neu entwickelten Zement CEM II/C-M (Q-LL) im Labor hergestellt und die Frisch- und Festbetoneigenschaften geprüft. Dabei wurde festgestellt, dass der JURA ECO3 trotz 10 % weniger Klinkergehalt im Vergleich zum bisher ökologischsten Zement JURA ECO eine höhere Druckfestigkeit aufweist. Die Betonmischungen erfüllen alle Norm-Anforderungen bezüglich Druckfestigkeit, Wasserleitfähigkeit (WLF) und Karbonatisierungswiderstand (KW).

Ebenfalls Mitte 2022 wurde der frisch hergestellte JURA ECO3 Zement im Betonwerk unter realen Bedingungen im Hochbau getestet. Im Bereich Tiefbau wurden zwei Betonbauteile realisiert: eine LKW-Entladerampe (100 m3) und eine Bodenplatte (300 m3). Ein Beton NPK G konnte so geprüft werden. Der Einbau verlief reibungslos und die Baumeister zeigten sich überzeugt: Die Entmischungsgefahr des Frischbetons zeigte sich gering, das gute Festigkeitsverhalten und die hohe Dauerhaftigkeit des Festbetons waren weitere Pluspunkte. So lauteten die ausschliesslich positiven Rückmeldung. Für Architekten, Ingenieure und Planer gelten keine Einschränkungen bei den Bemessungsgrundlagen.

Die Basis für eine neue Generation nachhaltiger Zemente

Die JURA Materials-Gruppe ist in der Schweiz und in Europa einer der ersten Baustoffproduzenten, der einen Zement mit dem Zusatzstoff kalzinierten Ton zur Marktreife gebracht hat. «Das Produkt wird den steigenden Bedarf an nachhaltigen Lösungen im Markt bedienen», zeigt sich Ralf Schumann, Commercial Director Cement der JURA Materials-Gruppe, überzeugt. «Hierbei sprechen wir unterschiedliche Zielgruppen an: Zum einen sind dies die Baumeister, welche Objekte damit bauen. Zum anderen wenden wir uns an Investoren wie Städte und Gemeinden, Pensionskassen und Versicherungen, bei denen die Klimabilanz eines Bauprojekts eine immer grössere Rolle spielt. Diese Investoren unterstützen wir mit dem JURA ECO3 dabei, die CO2-Bilanz eines Gebäudes wesentlich zu verbessern.» Damit ist der JURA ECO3 Zement eine konsequente Weiterentwicklung nachhaltiger Zemente mit verbessertem CO2-Fussabdruck. Er bildet die Basis der ständig wachsenden ökologischen Produktlinie der JURA Materials-Gruppe. 

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