Patentierter Geopolymerstein aus Ziegelabbruchresten soll serieller nachhaltiger Baustoff werden
Für ein Verfahren zur Herstellung eines Geopolymerleichtsteins aus Ziegelabbruchresten hat die Technische Universität Bergakademie Freiberg (TUBAF) am 6. Mai ein europäisches Patent erhalten. Laut der Pressemitteilung vom 8. Mai 2026 trägt das Patent für die „Reststoffbasierte Zusammensetzung zur Herstellung eines Geopolymer-Leichtsteins sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung“ die Patentnummer EP4015480. Das Verfahren erfuhr bereits vor zwei Jahren, im März 2024, eine Würdigung mit dem Sächsischen Landespreis „Baupraxis der Zukunft“ in der Kategorie Baustoffe. Für die Entwicklung zeichnet das Institut für Technische Chemie der TUBAF verantwortlich. Laut Projektmitarbeiter Dr. rer. nat. Michael Kraft verfolge man dort das Ziel, das Verfahren zum industriellen Maßstab und den Stein als Baustoff weiterzuentwickeln, um ihn zur gewerblichen Anwendung zu führen.
Herstellungsverfahren und Bestandteile
Der Leichtstein ist ein Recyclingziegel, der zu 100 Prozent aus Abbruchresten besteht. Laut Transfersteckbrief 25-05 der TUBAF erfolgt die Herstellung durch Anrühren einer Dreikomponentenmischung: Ziegelmehl aus ziegelbasierten Reststoffen, eine wässrige alkalische Lösung und ein sekundärrohstoffbasiertes Treibmittel. Diese Mischung muss chemisch-thermisch aktiviert werden, dazu braucht es Temperaturen zwischen 60 und 100 Grad Celsius. Die Steine entstehen, indem das resultierende, aufgeschäumte und gehärtete Gepolymermaterial auf Maß gesägt wird. Das Herstellungsverfahren ähnelt, erläutert Kraft, der klassischen Porenbetonherstellung.
Derzeit ist das Verfahren im Labor- bzw. Technikumsmaßstab nutzbar. Es können im Manufakturbetrieb Mischungsansätze bis zu 300 Kilogramm und daraus Plansteine hergestellt werden.
Die für das Ziegelmehl erforderlichen ziegelbasierten Reststoffe, führt Kraft aus, müssen nicht sortenrein sein. Mineralische Verunreinigungen wie Mörtel oder Badfliesen stellen kein Problem dar. Lediglich organische Verunreinigungen wie Pflanzenreste, Holz, Bauschaum, Kunststoffe stören die Reaktion.
Recyclingstein mit sehr geringen CO2-Emissionen
Das Verfahren erlaubt die Herstellung eines vergleichsweise ökologischen Baustoffes. Es basiert materiell ausschließlich auf Sekundärrohstoffen. Das können laut Transfersteckbrief Ziegelreststoffe in Form von Brennbruch, Ziegelbruch (Sägeabfall von Baustellen) sein sowie ziegelreicher Mauerwerksbruch, welcher durch Putz, Mörtel oder Keramiken verunreinigt ist. Davon fallen allein in Deutschland jährlich insgesamt ca. 10 Mio. Tonnen an, die nur zu einem sehr geringen Bruchteil recycelt werden. Die für die Geopolymerisation benötigte Temperaturbereich von 60 bis 100 Grad ist sehr niedrig. Das Verfahren schont so energetische Ressourcen.
Aufgrund dieser beiden Faktoren falle bei der Herstellung des Geopolymer-Leichtsteins nur wenig CO2, rund 80 Prozent weniger als bei herkömmlichen Baustoffen, an erläutert Kraft. Die anfallenden Emissionen stammen aus dem Transport der Materialien sowie dem für den Betrieb des Ofens benötigten Brennstoff bzw. Strom.
Ziel und weiteres Vorgehen
Das Ziel der Erfinder ist, so erklärt Kraft, ein anwendungsfähiger Baustoff sowie die unternehmerische Nutzung des Patents. Zu diesem Zwecke möchte das Institut die Technologie weiterentwickeln, auch in Zusammenarbeit mit Unternehmen. Aktuell läuft ein Förderantrag für ein Forschungsprojekt beim Bundesland Sachsen, den das Institut gemeinsam mit einem ortsansässigen Recyclingunternehmen, das Ziegelschutt aufbereitet, sortiert und in den Fraktionen herstellt, eingereicht hat. Wird der Antrag bewilligt, ist Anfang des kommenden Jahres der Aufbau einer Pilotanlage im Container-Maßstab geplant.
Diese Pilotanlage wird die Verarbeitung von Mischungsansätzen größer 300 Kilogramm erlauben sowie eine stärkere Automatisierung des Verfahrens. Außerdem, so Kraft, ist die Zielstellung, anders als bisher, im Porosierungsschritt die Steine gleich im Zielmaß herzustellen. Eine Möglichkeit der Formgebung, auf die sich die Forscher dabei konzentrieren wollen, ist die Extrusion.
Wenn sich der Containermaßstab bewährt, werde produktionsseitig die Entwicklung einer kontinuierlichen industriellen Fertigung folgen. Zulassungsseitig wollen die Erfinder zunächst Demonstratorwände aus Leichtsteinen erbauen und die Zulassung im Einzelfall erwerben. Wenn sich dieses Projekt bewährt, soll die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung angestrebt werden.
Potenzial als Baustoff
Das Potenzial des Leichtsteins als Baustoff schätzen die Erfinder laut Kraft als hoch ein. Zum einen eigne sich der Leichtstein aufgrund seiner CO2-schonenden Herstellung für klimaschonende Bauprojekte und könnte einen Massenbaustoff der Zukunft darstellen. Zum anderen biete der Leichtstein eine attraktive Gelegenheit für Recyclingunternehmen und Ziegelhersteller, Stoffströme zu verwerten. Im Fall der Recycler ist dies Abbruchmaterial von Ziegelhäusern, mit Putz und Zementrückständen, im Fall der Ziegelhersteller der beim Planschleifen anfallende Schleifstaub. Schließlich bestehe für Ziegelhersteller die Möglichkeit, die eigene Palette um ein nachhaltiges und CO2-armes Recyclingprodukt, dass die gleichen Eigenschaften wie ein Ziegel hat, zu erweitern.
Die Erfinder stehen mit Recyclingunternehmen und Ziegelherstellern im Kontakt. Bei beiden bestehe großes Interesse, den Leichtstein im großen Maßstab herzustellen und zu vermarkten. Kraft sagt, sie blicken deshalb optimistisch in die Zukunft.
