Geprüft und bestätigt: Karbonatisierter Abbruchbeton ist bereit für den Strassenbau

Eine aktuelle Untersuchung der RWTH Aachen liefert den wissenschaftlichen Beweis: Das mit CO₂ angereicherte Recylingmaterial erfüllt sämtliche Anforderungen der Ersatzbaustoffverordnung (EBV) und dem Einsatz im Strassenbau stets nichts im Wege. Darüber hinaus gibt es Hinweise zu verbesserten Materialeigenschaften.

Mit über einer Milliarde Tonnen pro Jahr ist Abbruchbeton der grösste Abfallstrom der Welt. In den meisten europäischen Ländern ist die Recyclingquote dieses Materials hoch. Es landet zu einem grossen Teil im Strassenbau oder wird als Zuschlagstoff in Recyclingbeton verwendet. Darüber hinaus hat Abbruchbeton das Potential, CO₂ dauerhaft zu binden und kann durch die sogenannte Karbonatisierung oder Mineralisierung zu einer Kohlenstoffsenke werden. Doch wie verändern sich die Materialeigenschaften durch den Prozess? Und was bedeutet dies für die weitere Verwendung im Hoch- und Tiefbau?

Vergleichender Versuch bei der RWTH Aachen

Nachdem 2023 in Zusammenarbeit mit der Schweizerischen Empa (Eidgenössiche Materialprüfungs- und Forschungsanstalt) Recyclingbeton mit CO₂ beaufschlagtem Abbruchbeton genauer untersucht wurde, beurteilte 2025 die RWTH Aachen – in Zusammenarbeit mit neustark – die Eignung von karbonatisiertem Abbruchbeton für den Strassenbau gemäss der deutschen Ersatzbaustoffverordnung (EBV). 

Anfang 2025 wurden zwei Stichproben in den jeweiligen Laboren des Instituts für Baustoffkunde (ibac) und des Instituts für Strassenwesen (ISAC) auf das Eluatverhalten mittels Säulenversuch und physikalischen Parameter untersucht. Das ibac führte dazu den Säulenversuch gemäss DIN 19528 durch, während das ISAC das Material auf verschiedene Parameter wie z.B. Frostwiderstand und Proctordichte analysierte. Zuvor wurde eine der beiden Stichproben gezielt mit CO₂ angereichert; die zweite Probe vom selben Standort wurde unbehandelt gelassen.

Ermutigende erste Resultate

Der Abschlussbericht der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen zeichnet ein eindeutiges Bild: Das karbonatisierte Material erfüllt ebenso die Anforderungen der EBV wie das nicht karbonatisierte Material. Beide Proben wurden als RC-1, also Recyclingbaustoff der ersten Klasse, eingestuft. Damit zeigt sich, dass beide Materialien gleichwertig sind, die karbonatisierte Probe jedoch zusätzlich Kohlenstoff gespeichert hat.

Die genauere Analyse zeigt sogar weitere Vorteile der mit CO₂ beaufschlagten Probe: Durch die Karbonatisierung sinkt der pH-Wert des Materials und damit auch dessen Leitfähigkeit. Ferner zeigt die karbonatisierte Probe im Vergleich zu der Referenzprobe einen deutlich geringeren DOC-Wert an. Alle diese Argumente sprechen dafür, dass die Mobilität von Schadstoffen verringert werden kann.

Das Anreichern des Materials mit CO₂ führt bei einzelnen Eluaten zu geringfügigen Veränderungen, sowohl im positiven als auch im negativen Bereich. Sämtliche Grenzwerte werden dabei eingehalten.

Grosses Potential in der Praxis

Wie bereits in der Studie der Schweizerischen Empa aufgezeigt, bringen die durch das Mineralisierungsverfahren - wie es neustark ermöglicht - verbesserten Materialeigenschaften einen zusätzlichen Nutzen für die Umwelt.

Die Ergebnisse der RWTH Aachen weisen darauf hin, dass dies auch im Strassenbau möglich ist. Die Kombination eines tiefen pH-Werts, einer geringeren Leitfähigkeit und optimierten DOC-Werten kann einen positiven Einfluss auf die Umweltverträglichkeit des Produktes – in diesem Fall die rezyklierte mineralisierte Gesteinskörnung - haben. Die Löslichkeit einzelner potenziell schädlicher Stoffe kann dadurch verringert werden.

Mit dieser wissenschaftlichen Bestätigung rückt der flächendeckende Einsatz von karbonatisiertem Recyclingmaterial im Strassenbau in greifbare Nähe.

Gemäss einer Studie des Deutschen Umweltbundesamts fielen in Deutschland im Jahr 2016 knapp 60 Millionen Tonnen Bauschutt an. Nimmt man die Schweiz und Österreich hinzu, dann sind es weitere 13 Millionen Tonnen pro Jahr. Dieser Materialstrom kann pro Tonne durchschnittlich 10kg CO₂ speichern – in Summe also ein enormes Potential, um eine positive Wirkung auf unser Klima zu haben. Es ist eine Win-Win-Lösung: Kohlenstoff wird dauerhaft in Abbruchmaterial gebunden, während gleichzeitig hochwertige Baustoffe entstehen, die den Anforderungen der Praxis gerecht werden.

Schon gelesen? Studie der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt EMPA

Das Expertenteam der Empa hat untersucht, wie Recycling-Granulate bei der Aufnahme von CO₂ reagieren. Die karbonatisierten Granulate weisen eine leicht höhere Druckfestigkeit auf. Praxisversuche mit in der Schweiz gängigen Betontypen bestätigten diese Erkenntnis: Betone mit karbonatisierten Granulaten erreichten höhere Festigkeiten als Vergleichsbetone. Dies ermöglicht eine Reduktion des Zementgehalts in den Rezepturen. Die Kombination aus der dauerhaften CO₂-Speicherung und der Einsparung von Zement ermöglicht es, den CO₂-Fussabdruck von Recyclingbeton um bis zu 15 % zu senken. Mehr zur Studie finden Sie hier.