Empa verstärkt Forschung für Beton und Asphalt

„Mit einem Bedarf von über 4,5 Mrd. t jährlich stellen die beiden Baustoffe in Summe den Löwenanteil aller weltweit verwendeten Materialien dar“, sagt Pietro Lura, der die neue Forschungsabteilung leitet.

So stehen denn auch beide Produkte vor gemeinsamen Herausforderungen, etwa eine umweltfreundliche, ressourceneffiziente Herstellung und Nutzung mit verminderten CO2-Emissionen. Um nachhaltige und kostengünstige Baustoffe zu entwickeln, arbeiten die Empa-Forschenden daher an neuen Zement- und Bitumen-basierten Materialien, bei deren Herstellung weniger schädliches Klimagas entsteht – oder sogar CO2 aus der Atmosphäre gebunden werden kann.

Damit passt die Abteilung mit ihren Tätigkeitsbereichen Zementchemie, Betontechnologie, Asphalt und Straßenbau perfekt zu den Zielen des Empa-Forschungsschwerpunkts „Sustainable Built Environment“. Synergien innerhalb der Beton- und Asphaltforschung ergeben sich zudem, da bei beiden Baustoffen der Einsatz alternativer Inhaltsstoffe und bisher ungenutzter Sekundärrohstoffe aus Industrieprozessen sowie zeitgemäße Recyclingprozesse angestrebt werden.

Zement und Bitumen, die Bindemittel, auf denen Beton und Asphalt basieren, werden bereits seit der Antike verwendet. Heute geht die Forschung völlig neue Wege, um die chemischen Eigenschaften der hochkomplexen Materialien zu analysieren, die Baustoffe zu optimieren und mit neuen Funktionen auszustatten.

Beide Baustoffgebiete setzen zudem auf neueste Methoden beispielsweise aus der Digitalisierung (Machine Learning, Big Data), der Fertigungstechnologie (Additive Manufacturing) und dem Bereich der Materialcharakterisierung (3D Imaging, AFM, numerische Simulation).

„Wir werden Prinzipien der Kreislaufwirtschaft umsetzen, indem wir neue Komposit-Materialien entwickeln und das Cross-Recycling von Asphalt und Beton in einem global stetig wachsenden Markt ermöglichen“, sagt Lura.

In der Schweiz hat die neue Empa-Abteilung mit ihrer Forschungsexpertise ein Alleinstellungsmerkmal im ETH-Bereich und hat damit eine hohe Relevanz für Entscheidungsträger wie das Bundesamt für Strassen (ASTRA). Kooperationen mit Industriepartnern und Forschungsinstitutionen auf internationalem Niveau sind zudem bereits bestens etabliert.