Recyclingbeton aus Kriegsschutt
Kriege töten nicht nur Menschen, sie zerstören auch Städte und Infrastruktur. Der Wiederaufbau erfordert üblicherweise neuen klimaschädlichen Beton. Ein Forschungsprojekt an der Uni Stuttgart zeigt, wie sich umweltfreundlicher Recyclingbeton aus dem Kriegsschutt verwüsteter Gebiete herstellen lässt.
Geschätzte 40 bis 50 Millionen Kubikmeter Kriegsschutt türmen sich allein in Syrien. Für den Wiederaufbau ist der Abtransport in weit entfernte Zementwerke weder bezahlbar noch logistisch machbar. Ein deutsch-syrisches Forschungsprojekt der Universität Stuttgart um Prof. Dr.-Ing. Michael Haist, Dr. Jürgen Frick und den Doktoranden Abdullah Sharaf forscht daran, wie direkt vor Ort – ganz ohne energieintensive Drehrohröfen und unterstützt durch Smartphone-KI – tragfähiger Recyclingbeton entsteht.
Die Idee: Nehmen, was schon da ist
Der konventionelle Weg zur Zement- und Betonherstellung stößt in Krisen- und Kriegsgebieten schnell an seine Grenzen: Zerstörte Infrastruktur, akuter Energiemangel und fehlende Schwerindustrie machen das klassische Brennen von Zementklinker bei 1.450 Grad Celsius nahezu unmöglich. Gleichzeitig werden für den Wiederaufbau ganzer Stadtviertel – etwa in den stark zerstörten Vororten von Damaskus wie Daraya, Douma oder Jobar – enorme Mengen an Baustoffen benötigt.
Die Lösung liegt direkt vor der Haustür der Baustellen: das sogenannte In-situ-Recycling, also die Aufbereitung der Trümmer unmittelbar vor Ort mit robusten, dezentralen Verfahren. Im Rahmen des vom Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) geförderten Kooperationsprojekts „Debris4Hope“ (Laufzeit 2026) schlägt die Materialprüfungsanstalt (MPA) und das Institut für Werkstoffe im Bauwesen (IWB) der Universität Stuttgart eine Brücke zwischen deutscher Spitzenforschung und den realen Herausforderungen auf syrischen Baustellen.
Warum europäische Recycling-Anlagen in Krisengebieten scheitern
Zwar gibt es in Europa bereits erfolgreiche Leuchtturmprojekte zum Baustoff-Recycling – doch diese lassen sich nicht einfach auf Kriegsgebiete übertragen.
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Komplexe Nassaufbereitung: Moderne Großanlagen, wie sie etwa in Frankreich zur Aufbereitung von Aushub- und Baustoffabfällen betrieben werden, arbeiten mit Schwertwäschen, Hydrozyklonen und Filterpressen. Solche stationären Anlagen benötigen riesige Flächen, stabile Stromnetze, hohe Investitionen und enorme Wassermengen – in trockenen, zerstörten Regionen wie Syrien ist das weder finanziell noch infrastrukturell umsetzbar.
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Kontrollierter Rückbau vs. Kriegszerstörung: Auch wegweisende deutsche R-Beton-Projekte – wie die Herstellung von 100 Prozent rezyklierter Gesteinskörnung beim Rückbau der Münchner Bayernkaserne – basieren auf geplanten, selektiven Maßnahmen durch spezialisierte Abbruchunternehmen sowie auf engmaschigen Analysen in Hochschullaboren. Der Rückbau der ehemaligen Münchner Bayernkaserne zum heutigen neuen Stadtquartier Neufreimann ist eines der größten kommunalen Baustoffrecycling-Projekte Deutschlands.
Kriegsschutt hingegen entsteht unkontrolliert durch Explosionen: Stahlbeton, Tonziegel, Gipsputz, Holz und Hausrat liegen völlig durchmischt vor, während funktionierende Baustofflabore vor Ort fehlen.
Stuttgart setzt deshalb auf einen trockenen, dezentralen Low-Tech-Ansatz, bei dem die Intelligenz von teuren Großmaschinen in die Betonrezeptur und mobile Smartphone-KI verlagert wird.
Vom Trümmerfeld zur Baustoff-Manufaktur: Low-Tech-Ansätze in der Praxis
Vor Ort in Syrien – unter anderem in Projekten des Entwicklungsprogramms der Vereinten Nationen (UNDP) sowie in den Damaszener Vororten Daraya, Douma und Jobar – hat sich bereits ein mehrstufiger, robuster Prozess etabliert, an dem die Forschung anknüpft:
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Kampfmittelräumung und Vorsortierung: Nach der Sicherung der Trümmerfelder durch Spezialteams sortieren lokale Arbeitskräfte grobe Störstoffe wie Plastik, Holz und gipshaltige Putze von Hand aus. Gips ist dabei besonders kritisch, da Sulfate bei Kontakt mit Zement und Feuchtigkeit später zu Treibrissen führen und den neuen Beton sprengen würden.
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Mobiles Brechen vor Ort: Dieselbetriebene Backenbrecher werden auf Tiefladern direkt in die zerstörten Straßenzüge gebracht. Sie zerkleinern den vorgereinigten Bauschutt in Recycling-Kies (5–25 mm) und Brechsand (0–5 mm). Überbandmagneten ziehen den wertvollen Bewehrungsstahl heraus, der lokal wiederverwendet wird.
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Kaltpressen und Puzzolan-Mischungen: Statt den Schutt thermisch aufzubereiten, wird die gewonnene Gesteinskörnung vor Ort mit minimalem Bindemittelanteil zu Hohlblocksteinen, Pflastersteinen oder Fundamentbeton verarbeitet. Fein gemahlene Tonziegel aus dem Schutt wirken dabei als natürliche Puzzolane: In Kombination mit gelöschtem Kalk oder geringen Mengen Portlandzement reagieren sie zu einem wasserfesten Bindemittel – ähnlich dem antiken römischen Beton (Opus Caementicium). Die geformten Steine härten anschließend ohne Brennofen unter der Sonne aus.
Stuttgarter Spitzenforschung: 100 Prozent Recycling-Körnung ohne Ofen
Genau an dieser Schnittstelle setzt die wissenschaftliche Arbeit der Universität Stuttgart an. Unter der geschäftsführenden Leitung von Prof. Dr.-Ing. Michael Haist – einem der führenden deutschen Experten für klimaeffizienten Beton, Packungsdichte-Optimierung und Zementrecycling – und der Projektleitung von Dr. Jürgen Frick (Bereich Bauwerkserhalt) treibt der wissenschaftliche Mitarbeiter und Doktorand Abdullah Sharaf, M. Sc. im Projekt Debris4Hope den Wissenstransfer nach Syrien voran. Als Syrer kennt Sharaf die Ortsverhältnisse genau.
An der MPA Stuttgart wurde ein innovatives Betonkonzept entwickelt, bei dem die natürliche Gesteinskörnung – also natürlicher Sand und Kies, die rund 70 bis 80 Prozent des Betonvolumens ausmachen – zu 100 Prozent durch aufbereiteten Beton- und Bauschutt ersetzt wird. Das Besondere: Dieser Recyclingbeton erreicht dennoch eine gute Verarbeitbarkeit und ausreichende Druckfestigkeit für den konstruktiven Hochbau, und das ohne jegliche energieintensive Nachbehandlung im Drehrohrofen.
Guter Beton aus Abfall
Dass dieses Konzept funktioniert, beruht auf drei werkstofftechnischen Stellschrauben:
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Optimierte Packungsdichte: Ein zentrales Forschungsfeld von Prof. Haist ist die mathematische Optimierung der Korngrößenverteilung. Indem grober Recycling-Splitt, Brechsand und ultrafeine Bauschutt-Füller perfekt aufeinander abgestimmt werden, sinkt das Hohlraumvolumen zwischen den Gesteinskörnern auf ein Minimum. Je weniger Hohlräume vorhanden sind, desto weniger Bindemittelleim wird benötigt – der Bedarf an neuem, teurem Zement sinkt drastisch.
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Nutzung von Rest-Reaktivität: In fein aufgemahlenem Altbeton stecken oft noch unhydratisierte Zementklinker-Reste sowie reaktive Phasen. In Verbindung mit puzzolanischen Zusatzstoffen (wie Ziegelmehl) und geringen Mengen Kompositzement oder alkalischen Aktivatoren entsteht ein stabiles Bindemittelgefüge bei Raumtemperatur.
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Beherrschung des Wasserhaushalts: Eines der größten Probleme beim Einsatz von Recycling-Gesteinskörnung ist deren hohe Porosität. Brechsand und alter Mörtel saugen das Anmachwasser wie ein Schwamm auf, was den Frischbeton schnell unbrauchbar macht. Durch gezieltes Vornässen der rezyklierten Körnung sowie den Einsatz moderner Fließmittel (Superplasticizer) – ein Schwerpunkt in der Forschungsarbeit von Abdullah Sharaf – bleibt der Beton geschmeidig und verarbeitbar, ohne dass übermäßige Wasserzugabe die spätere Festigkeit beeinträchtigt.
Zerstörungsfreie Prüfung vor Ort: Ruinen sicher bewerten
Der Wiederaufbau in zerstörten Stadtteilen wie Damaskus-Jobar wirft jedoch noch eine weitere Frage auf: Welche Ruinen müssen abgerissen werden, und welche Tragstrukturen lassen sich noch sanieren?
Deshalb umfasst das Projekt Debris4Hope in Zusammenarbeit mit der Universität Damaskus auch die Entwicklung und Etablierung einfacher, zerstörungsfreier Prüfverfahren (ZfP): Mit mechanischen Rückprallhämmern (Schmidt-Hammer) lässt sich die Druckfestigkeit beschädigter Betonwände direkt vor Ort bestimmen. Ultraschall-Laufzeitmessungen spüren unsichtbare innere Risse und Gefügeauflockerungen durch Explosionen auf, während tragbare Bewehrungsscanner die Lage und den Korrosionszustand des Baustahls im Inneren überprüfen.
Smartphone-App mit KI-Turbo zur Materialerkennung
Da weder Zeit noch teure Labore zur Verfügung stehen, um Millionen Tonnen Trümmer vor jedem Mischvorgang chemisch zu analysieren, forschen die Stuttgarter Wissenschaftler zudem an einer KI-gestützten Smartphone-App zur Materialcharakterisierung. Zwar ersetzt die App nicht die physische Sortierarbeit auf der Baustelle – sie fungiert jedoch als digitales Steuerungs- und Qualitätskontrollsystem, das teure Fehlchargen verhindert und Arbeitszeit spart. Die Vorteile:
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Ersteinschätzung vor dem Bagger-Einsatz: Ein Vorarbeiter fotografiert einen Schutthaufen mit dem Smartphone. Trainierte Bilderkennungs-Algorithmen – Computer Vision genannt – ermitteln in Sekunden die prozentuale Zusammensetzung (etwa 85 % Beton, 10 % Ziegel, 5 % Müll). So lässt sich sofort entscheiden, ob sich das Sortieren und Brechen eines Trümmerbergs für den Hochbau lohnt oder ob stark gips- und müllhaltiger Schutt direkt für den Straßenunterbau aussortiert werden muss.
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Gezielte Nachsortierung: Entdeckt die KI im Kamerabild kritische Störstoff-Nester wie Gipsputz oder Lehm, werden diese auf dem Display farbig markiert – Sortierarbeiter wissen sofort, wo sie gezielt zugreifen müssen.
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Dynamische Rezepturanpassung nach dem Brechen: Ändert sich während des Schredderns das Verhältnis von Beton- zu Ziegelbruch, ändert sich auch das Saugverhalten des Brechsands drastisch. Nach einem Kontrollfoto des gebrochenen Materials berechnet die App über Referenzmaßstäbe automatisch die Korngrößenverteilung (Sieblinie) sowie die Materialanteile und gibt dem Polier direkte Misch-Anweisungen – etwa wie viel zusätzliches Vornäss-Wasser oder Fließmittel dem Betonmischer zugegeben werden muss, damit die Charge nicht unbrauchbar wird.
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Freigabe für den richtigen Einsatzzweck: Auf Basis der Bildanalyse teilt die Anwendung das Recycling-Material in Qualitätsklassen ein – von tragenden Decken und Stützen (Klasse A) über nichttragende Mauersteine (Klasse B) bis hin zur reinen Tragschicht (Klasse C).
