TU Wien forscht an Bitumen aus natürlichen Materialien

An der TU Wien startete ein Forschungsprojekt, das Bioasphalt entwickeln soll: Auf fossiles Bitumen soll vollständig verzichtet werden können, indem man beim Asphaltrecycling stattdessen biologische Bindemittel einsetzt. Am Thema Chemo-Mechanische Analyse von Bituminösen Stoffen wird an der TU Wien bereits im Rahmen eines Christian Doppler Labors erfolgreich geforscht. Nun soll ein neues Forschungsprojekt mit finanzieller Unterstützung der Volkswagen-Stiftung den nächsten Schritt ermöglichen.

In Europa werden pro Jahr 10 Mio. t Bitumen für den Bau und die Instandhaltung von Asphaltbelägen verbraucht. „Für die Herstellung einer Tonne Bitumen werden etwa 1.000 l Wasser und 15.000 kWh benötigt – das entspricht etwa dem durchschnittlichen jährlichen Energieverbrauch eines Haushalts in der EU“, sagt Koordinator Michael Wistuba (Professor an der TU Braunschweig und Alumni der TU Wien).

Bei der Herstellung einer Tonne Bitumen werden ungefähr 712 kg CO₂ emittiert, das führt EU-weit zu einem jährlichen CO₂-Ausstoß von fast 11 Mio. t – so viel wie 2,4 Mio. benzinbetriebene Fahrzeuge im Durchschnitt jährlich produzieren.

Nun soll eine nachhaltige Lösung entwickelt werden: Das Forschungsprojekt „Technology concept for bioasphalt“ soll eine neue Sorte Bioasphalt hervorbringen. „Recycling von Asphalt war schon bisher möglich – das spart Ressourcen ein, ist aber immer noch nicht klimaneutral, weil man recycliertem Asphalt immer neues Bindemittel hinzufügen muss“ erläutert Thomas Pohl (Dozent an der Ostschweizer Fachhochschule). „Das Bitumen im Asphalt altert und verliert seine Bindefähigkeit, ohne frisches Bindemittel wird aus altem Asphalt daher keine neue Straße.“

Nun sollen aber neue Bindemittel untersucht werden, die nicht aus Erdölderivaten, sondern aus biologischen Materialen bestehen. „Wir wollen mit chemischen und mechanischen Laboruntersuchungen verschiedene mögliche Materialien systematisch charakterisieren“, erklärt Hinrich Grothe (Professor und Projektleiter an der TU Wien). „Auf diese Weise wollen wir herausfinden, welche Materialmischung am besten für den Bioasphalt-Straßenbau geeignet ist.“

Für die Analyse kommen moderne spektroskopischen und mikroskopischen Techniken zur Materialcharakterisierung zum Einsatz. Dazu gehören beispielsweise die Infrarot-, Raman-, NMR- (Kernspinresonanz) und Fluoreszenz-Spektroskopie sowie verschiedene Arten der Mikroskopie (AFM - Rasterkraftmikroskopie, ESEM - Rasterelektronenmikroskopie, Laser-Scanning).

Bei den Biomaterialien konzentriert man sich auf Abfälle aus der Holzwirtschaft. Insbesondere die Rinde von Bäumen (Borke) enthält eine Vielzahl von hochwertigen chemischen Substanzen wie z.B. Harze und Öle. In der Holzwirtschaft wird diese heute meist verbrannt. Eine höherwertige Verwendung dieser Abfälle als Additive im Bitumen-Recycling wäre eine echte win-win Situation. Am Ende des Projekts soll eine neuentwickelte Bioasphalt-Sorte in einer großtechnischen Asphaltmischanlage produziert werden und im Straßenbau auf 2 Testabschnitten validiert werden. (MAI/RED)