ETH Baumaterialien Lecture Notes PDF

Guten Morgen zusammen. Herzlich willkommen an der ETH. Die erste Woche hat immer einen besonderen Charakter. Herzlich willkommen zum Kurs Baumaterialien, der immer donnerstags um diese Zeit stattfindet, hoffentlich immer an diesem Ort. Wir werden gemeinsam ein Semester lang Zeit mit Baustoffen verbr...

Guten Morgen zusammen. Herzlich willkommen an der ETH. Die erste Woche hat immer einen besonderen Charakter. Herzlich willkommen zum Kurs Baumaterialien, der immer donnerstags um diese Zeit stattfindet, hoffentlich immer an diesem Ort. Wir werden gemeinsam ein Semester lang Zeit mit Baustoffen verbringen. Bevor wir jedoch mit den Inhalten beginnen, möchte ich zunächst einige grundlegende Informationen über die Struktur der Vorlesung, den Ablauf, administrative Angelegenheiten und dergleichen geben. Anschließend werden wir mit einer thematischen Einführung in die gesamte Thematik starten. Diese Vorlesung ist Teil eines Zyklus, der zwei Lehrstühle umfasst, nämlich die Lehrstühle für Tragwerke. Sie werden heute Nachmittag das Vergnügen haben, mit Philipp Block, dem Inhaber des einen Lehrstuhls, zu interagieren. Und dann gibt es noch mich. Im ersten Semester, das wir jetzt beginnen, werde ich den Kurs Bauwerkstoffe vormittags unterrichten, während am Nachmittag der Tragwerksentwurf bei Professor Block stattfindet. Der Tragwerksentwurfs-Kurs wird über beide Semester hinweggehen und im Frühling weiterlaufen, während der Kurs Baumaterialien nur ein Semester dauert und im entsprechenden Frühlingssemester durch das Fachgebiet Bau- und Umweltphysik ersetzt wird. Ich werde später noch darauf eingehen, und dann setzen wir unseren Weg fort. Im zweiten Jahr werden die Kurse Tragwerksentwurf 3 und 4 folgen, bei denen Sie mich wieder hier vorne sehen werden. Dieser Bachelor-Kurs erstreckt sich also über vier Semester. Die ersten beiden Bachelorjahre umfassen fünf Vorlesungen, und im Master-Studium geht es dann weiter mit einer Vielzahl von Wahlfächern und Themen, darunter Materialien und Tragwerksentwurf. Das ist der grobe Rahmen, in dem wir uns bewegen. Die aktuelle Vorlesung, die wir haben, Bauwerkstoffe, findet wie bereits erwähnt immer am Donnerstagvormittag statt und läuft bis zum Semesterende, mit Ausnahme einer Seminarwoche, in der keine Vorlesungen stattfinden. Wir werden die Vorlesung aufzeichnen, und normalerweise werden die Videos standardisiert von der ETH zentral bereitgestellt. In der Regel sind sie am nächsten Tag, also ab Freitag, abrufbar, falls Sie das Geschehen nochmals nachverfolgen möchten. Die LoginInformationen dazu sollten Sie per E-Mail erhalten haben, gestern oder vorgestern. Nun, lassen Sie uns über die Personen sprechen, mit denen Sie es hier zu tun haben. Ich bin Jacqueline Pauli, Bauingenieurin. Ich habe mein Studium in Lausanne absolviert und anschließend an der ETH weiter studiert. Dort habe ich meinen Doktortitel erlangt und bin seit nunmehr 10 Jahren in einem Büro tätig. Ich habe ganz gewöhnliche Gebäude wie ein Architekt errichtet. Vor fünf Jahren habe ich begonnen, hier Vorlesungen zu halten, darunter auch Bauwerkstoffe. Dieser Kurs ist nicht neu; er besteht bereits seit einiger Zeit. Bisher war ich jedoch als externe Dozentin tätig. Ab diesem Jahr unterrichte ich nun auch den Tragwerksentwurf, was eine neue Aufgabe ist, die ich neben Professor Philipp Block übernommen habe. Daher werden Sie mich nicht nur in der Vorlesung über Baumaterialien sehen, sondern auch im Tragwerksentwurf. Das betrifft mich persönlich. Ich trage nicht die alleinige Verantwortung für diese Vorlesung. Hier vorne sitzt Stefan Joos, der mich bei der Durchführung der Vorlesung unterstützen wird. Er ist Architekt und derzeit sowohl selbstständig als auch in Teilzeit an unserem Lehrstuhl beschäftigt. Wenn Sie Fragen zu administrativen oder fachlichen Angelegenheiten haben, ist er Ihre erste Ansprechperson. Er wird Ihnen auch später bei Prüfungsfragen und dergleichen zur Verfügung stehen. In Bezug auf den Inhalt gibt es kein Skript in Textform. Sie sollten jedoch die Folien als PDF erhalten haben bzw. den entsprechenden Link dazu. Ansonsten werde ich gleich nochmals darauf eingehen. Diese Informationen finden Sie auf der Moodle-Seite, da Sie wahrscheinlich bereits mit dieser Plattform vertraut sind und dort Unterlagen, zusätzliches Material und weitere Kursdetails finden können. 1 Aufgrund der breiten Nutzung dieser Plattform begegnen die meisten Menschen damit und finden dort ihre Unterlagen, Kursmaterialien und Zusatzmaterialien, egal ob es sich um verschiedene Kurse oder unsere Materialien handelt. Der Zugriff erfolgt über den regulären ETH-Login. Sobald Sie angemeldet sind, sollten Sie all Ihre Materialien in den entsprechenden Kursen finden, einschließlich der PD-Folien, die persönliche Notizen erfordern. Die Folien enthalten nicht viel Text, daher ist es sehr wichtig, dass Sie Notizen machen und mitschreiben, damit Sie den gesamten Vorlesungsinhalt vollständig zur Verfügung haben. Bitte beachten Sie, dass wir Ihnen mitteilen müssen, dass am Ende des gesamten Kurses eine Prüfung ansteht. Diese findet nicht im Januar oder Februar statt, sondern im darauffolgenden Sommer. Im ersten Jahr ist dies für alle Teilnehmer so, da die Vorlesung nur ein Semester dauert. Die Prüfung wird mit der Bauphysikprüfung kombiniert, die Sie im Frühling haben werden. Es handelt sich letztendlich um eine kombinierte Prüfung mit einer Dauer von 90 Minuten für das erste Fach und weiteren 90 Minuten für das zweite Fach. Die beiden Semester ergeben eine gemeinsame Note, die voraussichtlich im nächsten August bekannt gegeben wird. Das sind die administrativen Informationen, die Sie wissen sollten. Wenn Sie weitere Informationen benötigen, finden Sie in der Regel die wichtigsten Informationen auf der Plattform "Adis" oder Sie können sich direkt an Stefan Josef oder mich wenden. Nun möchte ich gerne auf das Thema Material eingehen, da dies eine konkrete und handfeste Thematik ist, mit der wir uns im Kurs beschäftigen werden. Material ist etwas, das tatsächlich verfügbar ist und wenn wir einen globaleren Blick auf unseren Planeten werfen, fallen uns einige Materialien oder Materialkategorien auf. Wenn wir die Erde betrachten, sehen wir viele Steine, Erdmaterialien, Wasser und Vegetation. Das sind die Materialien, die uns zuerst ins Auge springen und die wir auf der Oberfläche sehen können. Es gibt jedoch auch zwei weitere Kategorien, die etwas tiefer unter der Oberfläche liegen, aber nicht weit entfernt sind. Diese umfassen Metalle, Öl, Kohle und andere Materialien, die ein wenig versteckt, aber dennoch als Teil des großen Kreises der Materialien vorhanden sind, die wir nutzen können. In dieser Vorlesung werden wir keine gesonderte Betrachtung von Wasser als Baumaterial vornehmen. Wasser ist allgegenwärtig, aber es wird nicht als Material betrachtet, mit dem wir bauen. Stattdessen werden wir uns auf Feststoffe konzentrieren. Es gibt insgesamt vier Hauptkategorien von Materialien, die uns das gesamte Semester begleiten werden: mineralische, metallische, fossile und organische Werkstoffe. Wir werden genauer erläutern, was diese Kategorien bedeuten und welche Unterscheidungen sie aufweisen. Grundsätzlich können sie in zwei Kategorien eingeteilt werden - nicht nachwachsende und nachwachsende Rohstoffe. Die nicht nachwachsenden Rohstoffe befinden sich eher auf der linken Seite, während die nachwachsenden Rohstoffe auf der rechten Seite stehen. Nicht nachwachsende Rohstoffe beziehen sich auf Materialien, die sich in einem Zeitrahmen von mehreren Hundert Jahren oder sogar Millionen von Jahren regenerieren, wie beispielsweise Erdöl, Steine und Metalle. Die mineralischen und metallischen Materialien sind eng miteinander verbunden, da Metalle in der Regel an Gestein gebunden sind. Chemie ist auch ein Bestandteil dieses Themas, möglicherweise aus dem Schulunterricht bekannt. Ja, das hat viel mit dem Material zu tun, ist jedoch eine abstraktere Art und Weise, Material zu beschreiben. Es ist interessant zu überlegen, was die Steine und Metalle tatsächlich sind. Die Metalle sind relativ klar, während es schwieriger ist, die Steine zuzuordnen. Es stellt sich die Frage, welche Ressourcen uns chemisch zur Verfügung stehen. Wenn wir den Planeten chemisch betrachten, bestehen Steine, Metalle, Wasser und Öl aus verschiedenen Elementen. Das linke Kuchendiagramm zeigt die Häufigkeit der Elemente auf dem gesamten Planeten. Sauerstoff, Eisen, Silicium und Magnesium sind reichlich vorhanden, während der Rest in geringeren Mengen vorkommt. Eisen befindet sich hauptsächlich im Erdkern, der für uns schwer zugänglich ist. Um herauszufinden, welche Materialien wir nutzen können, betrachten wir die Erdkruste, die nur einen kleinen Teil des Planeten ausmacht. Dort finden wir Sauerstoff, Silizium, Aluminium, Eisen, Calcium, Magnesium und andere Elemente. Die Kombination von Silizium und Sauerstoff ergibt Quarz, einen häufig vorkommenden Bestandteil der Erdkruste. Neben Quarz gibt es verschiedene Gesteine und Mineralien, die mit anderen 2 Metallen verbunden sind. Beim Bau arbeiten wir hauptsächlich mit mineralischen Werkstoffen, da wir große Mengen davon benötigen. Steine sind daher eine wichtige Kategorie von Baumaterialien. Es gibt Natursteine wie Dolomit, Feldspat, Gips und Kalkstein, die in verschiedenen Größen kategorisiert werden, wobei Kies eine Größe von 2-60 mm hat. In einem Fluss findet man verschiedene Materialien, angefangen von Kies bis hin zu feinem Sand mit einer Korngröße von bis zu 2 mm. Manchmal gehen die Kategorien bis zu 4 mm, wobei der Sand dann bei 4 mm beginnt. Dieser Sand ist jedoch definitiv eine feinere Mischung als Kies. Als nächstes kommt Silt, gefolgt von Ton, bei dem wir uns bereits im mikrometergroßen Bereich befinden. Ton besteht aus minikleinen Elementen, die man vom Töpfern her kennt. Es ist eine feste Masse, in der die einzelnen Elemente kaum noch voneinander zu unterscheiden sind. Im Gegensatz zu Sand, der bröselig ist, ist Ton so fein, dass man ihn kaum wahrnimmt. Er besteht aus verschiedenen Plättchen. Nach dieser Klassifizierung haben wir eine Vielzahl von Materialien, mit denen wir arbeiten können. Die Kombination von Ton und Sand ergibt zuerst Lehm. Wenn wir ihn brennen, erhalten wir Backsteine. In den kommenden Wochen werden wir uns damit befassen. Durch die Verwendung von Kalk und Gips entsteht Mörtel. Wenn wir Kalk mit Ton mischen, erhalten wir Zement. Durch Zugabe von Mörtel oder Kies zu Zement erhalten wir Beton. Wenn wir Sand mit Kalkstein, Dolomit und Feldspalt mischen, erhalten wir Glas. All diese unterschiedlichen Materialien entstehen im Grundsatz aus Steinen und werden auf verschiedene Weise zusammengesetzt, bei verschiedenen Temperaturen gebrannt. Sie machen einen Großteil der Materialien aus, mit denen wir arbeiten. In der heutigen zweiten Stunde beschäftigen wir uns zuerst mit Natursteinen, also Steinen ohne Veränderung durch Brennen oder Mischen. Später werden wir uns mit mineralischen Werkstoffen befassen, gefolgt von metallischen Werkstoffen wie Eisen, Stahl, Aluminium, Kupfer, Blei, Zinn und Zink. In den letzten drei Wochen des Semesters befassen wir uns mit fossilen und organischen Materialien, die chemisch eng miteinander verbunden sind. Im Gegensatz zu metallischen Materialien bestehen sie hauptsächlich aus Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff. Sie sind die Grundlage für das Leben und die Vegetation, aus der schließlich Kohle und Öl entstehen. In Bezug auf fossile Werkstoffe werden wir immer wieder auf Erdgas und Kohle stoßen, insbesondere wenn es um das Brennen von Materialien geht, wie beim Brennen von Ziegelsteinen. Wir werden die Rohstoffe selbst nicht behandeln, sondern uns am Ende mit Kunststoffen befassen, die aus Rohöl hergestellt werden und auch im Bau verwendet werden. Unabhängig von den Materialkategorien werden wir uns mit spezifischen Aspekten befassen, die alle Materialien betreffen. Insbesondere werden wir uns mit Nachhaltigkeit, Ressourcen und CO2Fußabdrücken auseinandersetzen. Wir werden untersuchen, was es bedeutet, bestimmte Materialien zu verwenden, wenn wir welche wählen möchten. Wenn wir die Ressourcen der Erde betrachten, handelt es sich um ein geschlossenes System. Die natürlichen Kreisläufe bestimmen die Funktionsweise der Welt, und die Menge der regenerierten Materialien hat die Welt über Milliarden von Jahren hinweg konstant gehalten. Doch in den letzten 200 Jahren, insbesondere in den letzten 150 Jahren, hat das Wachstum der Menschheit rapide zugenommen. Im Jahr 1802 lebten etwa eine Milliarde Menschen auf dem Planeten, während es im Jahr 1900 bereits deutlich mehr waren. In den letzten etwa 100 Jahren hat sich die Weltbevölkerung mehr als vervierfacht. Der Anstieg der Bevölkerung ist auch in der Schweizer Bevölkerung zu erkennen, die sich in den letzten 120-130 Jahren vervielfacht hat. Mit zunehmender Bevölkerung steigt der Bedarf an Platz, Gebäuden und Materialien. Gleichzeitig stehen uns jedoch nur begrenzte Ressourcen zur Verfügung. Dies stellt derzeit eine der Hauptherausforderungen für die Weltbevölkerung dar. Früher war dieses Problem noch nicht akut. Im 20. Jahrhundert konnten die Menschen ihren Bedarf noch aus den zur Verfügung stehenden Ressourcen decken, und nachhaltiges Leben war weitgehend automatisch gegeben. Etwa um das Jahr 1970 begann sich dies jedoch zu ändern. Organisationen wie 3 der Club of Rome und das Global Footprint Network wurden auf die Tatsache aufmerksam, dass das System nicht mehr in der Lage war, den Bedarf der wachsenden Bevölkerung zu decken. 1970 war auch das Jahr des ersten "overshoot", in dem die Menschheit mehr Ressourcen verbrauchte, als die Welt in einem Jahr reproduzieren konnte. Seitdem hat sich dieser Trend verstärkt, mit Ausnahme von Phasen geringeren Wachstums aufgrund von Wirtschaftskrisen. Seit etwa 10 Jahren stagniert die Entwicklung mehr oder weniger. Im Jahr 2020 hatten wir aufgrund der weltweiten Corona-Lockdowns vorübergehend einen starken Rückgang des Ressourcenverbrauchs. Seitdem befinden wir uns wieder auf einem ähnlichen Niveau wie in den Jahren zuvor. Derzeit benötigen wir etwa 70% mehr Materialien, als uns pro Jahr zur Verfügung stehen. Der "overshoot day", an dem die Ressourcen für das Jahr aufgebraucht sind, liegt global gesehen im August. Die Situation variiert je nach Land. Es gibt Länder, die bereits im Februar ihren "overshoot" erreichen. Dies sind in der Regel kleine, industrialisierte Länder mit begrenzten Ressourcen auf kleinem Gebiet und einer großen Bevölkerung. Diese Länder verbrauchen fast das Fünffache von dem, was ihnen tatsächlich zur Verfügung stehen würde. Auf der anderen Seite befinden sich die äußerst fruchtbar gelegenen tropischen Länder mit reichen Bodenschätzen, reicher Natur, üppiger Vegetation und einer bedeutenden Bevölkerung. Diese Länder kommen im Allgemeinen mit geringeren Industrialisierungs- und Zivilisationsstandards aus und haben nicht den vollen Zugang zu den Möglichkeiten, die ihnen zur Verfügung stehen könnten. Die Schweiz liegt irgendwo im oberen Drittel dieses Abschnitts, innerhalb der europäischen Nationen. Wir benötigen fast das Dreifache von dem, was uns eigentlich aufgrund unseres Territoriums zur Verfügung stehen würde. Und jetzt stellt sich die Frage, was dies mit Architektur zu tun hat. Das Problem ist recht vielschichtig. In der Schweiz haben wir viele Baustellen: Beim Durchqueren unserer Städte hat man das Gefühl, an jeder Kreuzung steht ein Kran. Doch wenn man sich das internationale Bild anschaut, werden ganz andere Dinge gebaut. Ein Beispiel dafür ist das ambitionierte Projekt in Saudi-Arabien, wo eine Stadt entstehen soll, die in den nächsten 20 Jahren sukzessive für 9 Millionen Menschen gebaut wird. Dies ist keine gewöhnliche Stadt, sondern eine utopische Vision, die wie ein Linienzug durch die Wüste gezogen wird. Tatsächlich wurde mit dem Bau begonnen und man kann dort bereits die ersten Baustellen sehen. Ein weiteres Beispiel näher an der Schweiz ist Ägypten, das ein neues Kairo plant, da das alte Kairo überfüllt, verstopft und überlastet ist. Auch hier entsteht eine neue Hauptstadt für rund 8,5 Millionen Menschen, außerhalb der bereits existierenden Stadt, mitten in der Wüste. Der Bau läuft dort ebenfalls auf Hochtouren. Dabei handelt es sich nicht nur um vereinzelte Gebäude, sondern um ganze Städte, die plötzlich geplant und erbaut werden. Dies erfordert einen enormen Ressourceneinsatz, da all diese zusätzlichen Menschen versorgt werden müssen. Etwa 90% der weltweit verwendeten mineralischen Rohstoffe werden im Bauwesen verwendet, insbesondere für mineralische Baustoffe wie Steine. Dabei reden wir nicht von Metallen oder Holz. Der Rohstoffverbrauch für das Bauwesen beläuft sich auf etwa 560 Millionen Tonnen pro Jahr, was schwer vorstellbar ist. Es ist viel zu viel, aber es verdeutlicht die enorme Dimension. Gleichzeitig stammt mehr als die Hälfte des Abfalls aus der Bauindustrie. Jedes Mal, wenn ein Gebäude abgerissen wird, entsteht eine beträchtliche Menge an Abfall. Wenn man dann etwas Neues bauen möchte, entsteht erneut eine große Menge an Abfall, da Gebäude naturgemäß groß sind. Es gibt ein Sprichwort, das zwar grob ist, aber eine Vorstellung vermittelt: Jede Woche bauen wir Paris einmal neu und jeden Monat bauen wir New York City einmal neu. Das trifft in etwa zu und verdeutlicht die Ausmaße, die wir beim Bau hinsichtlich Ressourcen veranschlagen. Nun stellt sich die Frage: Woher stammen all diese Millionen Tonnen an Baumaterial? Der Großteil davon ist Beton, der immer noch der meistverwendete Baustoff der Welt ist und aus Zement, Kies und Sand besteht. Insbesondere der Sand spielt eine entscheidende Rolle, da er in großen Mengen benötigt wird. Wenn man betrachtet, welcher Rohstoff in welchem Umfang weltweit verbraucht wird, liegt die größte Menge bei Luft und Wasser. An dritter Stelle steht Sand als der am häufigsten verwendete Rohstoff der Welt – etwa 40 bis 50 Milliarden Tonnen pro Jahr, und in den letzten Jahren nimmt dieser Verbrauch weiter zu. Diese Entwicklung verläuft annähernd 4 parallel zum Bevölkerungswachstum. Und welche Konsequenzen ergeben sich daraus? Nun, Sand mag auf den ersten Blick kein Problem darstellen, da es ihn scheinbar im Überfluss gibt. Aber das ist nicht mehr wahr, denn wir gehen tatsächlich dem Sand aus. Es besteht ein paradoxes Dilemma: Wüstensand ist für die Betonherstellung nicht geeignet und somit haben wir bereits einen Mangel. Die Sanddünen, die dort aufgrund der vorherrschenden Winde existieren, eignen sich nicht dafür. Sind die Sandkörner dort zu rund? Sie sind kleine, perfekte Kügelchen. Wenn diese in den Beton gegeben werden, können sie sich nicht miteinander verbinden und das Material löst sich auf. Mit Wüstensand kann kein hochwertiger Beton hergestellt werden. Heutzutage wird der Meeressand genutzt, doch dessen Verfügbarkeit ist mittlerweile problematisch. Unterschiedliche Regionen der Erde sind betroffen. In einigen Gebieten werden ganze Strände illegal abgebaut, oft unter Beteiligung von kriminellen Organisationen. In Europa fällt dies nicht so stark auf, da Regen und Flüsse den Sand gut transportieren. Jedoch ist dies in flachen Küstenregionen deutlich spürbar. Bei genauer Betrachtung des Materialflusses in der Schweiz in Bezug auf Bauaktivitäten erkennt man, dass die Häuser und bereits gebauten Strukturen den Großteil des Materials ausmachen. Der Pfeil von links zeigt den jährlichen Zusatz an Material und der dicke blaue Pfeil repräsentiert Beton, während die dünnere Rosalinie Holz symbolisiert. Dies verdeutlicht das Ausmaß der verwendeten Materialien, die größtenteils mineralischen Ursprungs sind. Die Grafik ist etwas veraltet, doch hat sich daran in den letzten Jahren nicht viel geändert. Wir benötigen kontinuierlich mehr Baumaterialien, haben aber immer weniger verfügbare Ressourcen. In der Vorlesung werden wir untersuchen, aus welchen Rohstoffen die verschiedenen Materialien bestehen, woher diese Rohstoffe stammen und wie sie gewonnen werden. Wir werden die Menge der verfügbaren Ressourcen betrachten und darüber nachdenken, wie wir das Material am Ende wiedergewinnen können. Ebenfalls werden wir uns mit dem Lebenszyklus von Gebäuden und Rohstoffen befassen. Vor der Pause werden wir uns mit den Treibhausgasemissionen der verschiedenen Materialien beschäftigen. Der CO2-Ausstoß begann bereits im Jahr 1910 anzusteigen und hat seitdem rapide zugenommen. Etwa 90 bis 95% des CO2s wurden seit 1910 ausgestoßen, und dieser Trend setzt sich bis heute fort. Der Ausstoß nahm bis 1970 nur um etwa 25% zu. Im Jahr 1990 war der Ausstoß bereits bei 50% angelangt. In den letzten 30 Jahren erfolgte der größte Anstieg der CO2-Emissionen. Dieses Wachstum korreliert in etwa mit dem Bevölkerungswachstum. Der Bauindustrie wird oft nicht genug Aufmerksamkeit geschenkt, obwohl sie einen erheblichen Anteil an den Treibhausgasemissionen ausmacht. Etwa 40 bis 50% der Treibhausgase stammen aus dem Bauwesen. Während üblicherweise das Fliegen oder Autofahren thematisiert wird, spielt die Bauindustrie eine entscheidende Rolle. In der Vorlesung betrachten wir genau diese Themen im Zusammenhang mit den Rohstoffen. Zement allein macht etwa 7% aus, während Stahl weitere 5% ausmacht. Stahl wird nicht nur im Bauwesen verwendet, sondern auch in der Industrie und im Verkehrssektor. Der Bauindustrie verursacht ebenfalls einen beträchtlichen Teil des Verkehrs und Transports, sowohl während der Bauphase als auch im Alltagsverkehr der Bewohner. Zusätzlich spielt der Energieverbrauch der Gebäude bei Heizen, Kühlen, Lüften usw. eine wichtige Rolle. Wenn wir uns daran gewöhnt haben, dass unser Strom beispielsweise für Lüftung oder Kühlung aus Wasserkraft stammt, sollte erwähnt werden, dass es in vielen Teilen der Welt große Gebiete gibt, in denen der Strom direkt aus Kohle gewonnen wird. Dadurch entsteht natürlich auch ein erheblicher CO2-Fußabdruck durch diese Geräte. Der CO2-Fußabdruck eines Gebäudes gibt an, wie viel CO2 in welcher Branche entsteht, aber dies kann je nach Herangehensweise oder Perspektive unterschiedlich aussehen. Um diese Statistiken zusammenzufassen, müssen verschiedene Datenquellen verwendet 5 werden. Ein Beispiel hierfür ist die Energieverbrauchsnutzung von Gebäuden, bei der die violette Farbe in der Grafik den Innenraum der Gebäude darstellt. In der anderen Grafik, die den Bau betrifft, gibt es einen Teil, der sich auf die Industrie bezieht, während ein anderer Teil den Haushalten zugeordnet wird. Dies erfordert eine Zusammenführung verschiedener Daten, um klare Zahlen zu erhalten. In dieser Vorlesung werden wir die Produktionsprozesse untersuchen, weil sie einen erheblichen Einfluss auf den CO2-Fußabdruck von Materialien haben. Wir werden uns anschauen, welche Treibhausgasemissionen diese Prozesse verursachen und wie der CO2-Fußabdruck überhaupt ermittelt werden kann. Darüber hinaus werden wir mögliche Verbesserungen in der Zukunft betrachten, wie beispielsweise Anpassungen in der Produktion oder der Verwendung von Materialien. Dies hängt eng mit lebenszyklusbasierten Betrachtungen und Ökobilanzen zusammen. Das letzte übergeordnete Thema, das wir uns in Bezug auf Materialien ansehen, ist die Entsorgung. Laut einer Statistik machen Abfälle aus der Schweiz 54% des weltweiten Mülls aus. Es gibt jedoch Unterschiede zwischen den Abfallarten. Zum Beispiel besteht in der Schweiz ein Großteil des Abfalls aus Aushubmaterial, da aufgrund der vielen Keller, Tunnel, Brücken und anderen unterirdischen Strukturen solche Abfälle anfallen. Dies ist jedoch nicht überall auf der Welt so. Wenn wir die Bauabfälle betrachten und die 20% grünen Anteil aufschlüsseln, besteht ein erheblicher Teil aus Straßenabbruch. Asphalt und Straßenbau machen etwa 35% davon aus, während ein weiteres gutes Drittel aus Betonabbruch von Gebäuden besteht. Es gibt auch einen kleinen Anteil an Mauerwerk mit Dämmung und ähnlichen Materialien sowie 7% Restabfall, der Holz, Metallgas, Gips und andere Materialien umfasst. Wenn wir uns wieder die vorherige Statistik anschauen, sehen wir Links die eingehenden Pfeile in den Bau und rechts die ausgehenden Pfeile. Was abgebrochen wird und wohin es geht, wird repräsentiert. In diesem Fall stellt der dickere blaue Pfeil den Recyclingprozess dar. Das Problem dabei ist jedoch, dass das zurückkehrende und wiederverwendete Material häufig nicht auf derselben Qualitätsstufe wie zuvor verwendet wird. Beim Betonabbruch wird beispielsweise ein Großteil des Materials für den Straßenbau wiederverwendet. Dies wird als "Downcycling" bezeichnet, da das Material bei jeder Verwendung qualitativ abnimmt. Es gibt auch die Müllverbrennung (KVA) und die Deponie als Endlagerungsmöglichkeiten für Materialien, die nicht weiterverwendet werden können. In dieser Vorlesung werden wir uns mit diesen Recyclingzyklen befassen und was am Ende des Lebenszyklus mit Materialien geschieht. Einerseits haben wir den natürlichen Kreislauf und andererseits die menschlichen Einflüsse auf der rechten Seite. Der industrielle Kreislauf, der bestmöglich genutzt werden sollte, wird analysiert. Wir betrachten die Materialien und deren Konstruktionen, um die Art der Wiederverwendung zu identifizieren und die tatsächliche Linearität zu ermitteln. Recycling umfasst sowohl Downcycling-Zyklen, bei denen Materialien möglicherweise in schwächerer Qualität wiederverwendet werden können, jedoch nach mehreren Zyklen nicht mehr einsatzfähig sind, als auch echte Kreisläufe, bei denen Materialien immer wieder in derselben Qualität verwendet werden können. Wir untersuchen auch die Entsorgung und das Recycling einzelner Materialien, um Verbesserungsmöglichkeiten zu ermitteln. Wir analysieren die Gründe für die niedrigen Recyclingraten. Gebäude funktionieren selten optimal. Oft können Materialien am Ende nicht getrennt werden, was ein weiterer Aspekt unserer Untersuchung ist. Wenn Materialien nicht auseinander genommen werden können, können sie selten erneut recycelt werden. Eine weitere Herausforderung ist der übermäßige und schnelle Bau an den falschen Orten. Nach kurzen Lebenszyklen werden Gebäude oft wieder abgerissen. Nach diesen Erklärungen haben wir uns eine kurze Pause verdient. Im Anschluss werden wir uns mit Natursteinen beschäftigen und die Informationen spezifischer gestalten. Beginnend mit der Kategorisierung nach erneuerbaren und mineralischen Rohstoffen liegt der Fokus nun auf mineralischen Baustoffen. Laut Wikipedia handelt es sich dabei um anorganische, nicht metallische Baustoffe, die aus kristallinen Bestandteilen bestehen. Mineralische Baustoffe können als Steine und ähnliches betrachtet werden. Natursteine sind das erste Material dieser Kategorie, das wir nun genauer betrachten. Natürlicher Stein wird seit Tausenden von Jahren vom Menschen verwendet. Die ersten belegten Baustellen stammen aus der Steinzeit vor etwa 11.000 Jahren. Naturstein ist ein Material mit einer langen Geschichte. Bekannte Werke aus dieser Zeit 6 sind Stonehenge und andere Steinkreise. Diese monumentalen Steinblöcke wurden vor etwa 4.000 Jahren aufgestellt und haben vermutlich eine religiöse oder kulturelle Bedeutung. Die genaue Herstellungstechnik ist jedoch immer noch ein Rätsel. Es ist unglaublich, wie diese massiven Steine über Dutzende oder Hunderte von Kilometern transportiert wurden. Ähnliche Rätsel bestehen auch bei den Pyramiden, wobei hier mehr schriftliche Belege in Form von Hieroglyphen gefunden wurden. Die Transportvorgänge wurden untersucht. Es bleibt jedoch immer noch ein Rätsel der Wissenschaft, wie und in welchen Zeiträumen diese Pyramiden tatsächlich aus den großen Blöcken errichtet wurden. Heutzutage sind sie immer noch die größten Natursteinbauten der Welt. Sie stellen mehrere große Geschichten dar, die relativ neu sind im Vergleich zu Stonehenge, das etwa 2600 v. Chr. entstand, also ungefähr 1000 Jahre älter ist. Die Pyramiden sind äußerst gut erhalten, ähnlich wie Stonehenge. Es handelt sich um einen Einsatz von Steinen unterschiedlicher Qualität. Die großen Blöcke, die die Stufen darstellen, bestehen aus massivem und belastbarem Stein. Teilweise sind Reste einer Fassade aus einem anderen, helleren und weicheren Stein an bestimmten Pyramiden zu finden. Dadurch konnten die Kanten präziser ineinander gefügt und eine glattere Oberfläche erreicht werden. Im Laufe der Jahrhunderte oder Jahrtausende wurden einige Steine abgetragen und für den Bau von Bürgerhäusern verwendet. Dieses Phänomen ist in der Gegend weit verbreitet, wenn Gebäude aufgegeben werden und das Material wiederverwendet wird. Etwa 1000 Jahre später finden wir in Ägypten noch die beeindruckenden Tempel. Diese bestehen aus monumentalen Monolith-Strukturen und haben eher einen kultischen als einen Wohnzweck. Die Säulen haben einen Durchmesser von 3 bis 4 Metern und eine Höhe von 12 bis 13 Metern. Die Stützen bestehen aus verschiedenen Teilen und sind mit Metallklammern verbunden. Um die Steine in die Höhe zu befördern, wurden Flaschenzüge verwendet. Es ist eine enorme Arbeit, und die horizontalen Elemente erfordern eine massive Konstruktion, um die Steine sicher zu halten. Die Spannweiten sind relativ klein, und die Stützen sind eng beieinander. Rund 1000 Jahre später kamen die Römer ins Spiel und ihre Bauweise unterscheidet sich stark von der vorherigen. Die Römer haben die Steinbauweise von den Griechen übernommen und ein technisches Maximum aus den Steinen herausgeholt. Bogenstrukturen spielten eine große Rolle, da sie dem Stein eine herausragende Festigkeit verliehen. Dies ist vor allem bei Druckkräften vorteilhaft. Diese Bogentragwerke aus Naturstein sind an vielen Gebäuden in der Stadt zu sehen. Meine Natursteingebühr sind über den Fenstern angebracht und gehören zu den charakteristischen Merkmalen dieser Bauweise. Neben den Aquädukten sind aus der römischen Zeit auch zahlreiche Theater, Amphitheater und ähnliche Strukturen erhalten geblieben. Das berühmteste Beispiel ist das Kolosseum in Rom, eines der am besten dokumentierten römischen Bauwerke. Die Römer verwendeten oft Mischbauweisen, bei denen Naturstein nicht ausschließlich verwendet wurde. Der Naturstein diente vor allem zur Herstellung von Säulen und Bogenstrukturen, um die nötige Stabilität zu gewährleisten. Darüber hinaus wurde gebrannter Backstein verwendet und Zwischenräume mit römischem Beton gefüllt, was eine handwerkliche Herstellung darstellte. In diesem Querschnitt des Bauwerks sehen wir den festen Stein namens Travertin, der die Hauptelemente bildet, sowie den Tuchstein und den Beton, die für komplexere Geometrien und Treppen verwendet wurden. Die Römer waren bereits fortschrittlich in ihren Bauweisen, nicht mehr ausschließlich auf Naturstein angewiesen. Im Gegensatz dazu sind es hierzulande hauptsächlich Burgen und Schlösser, die noch aus vergangenen Jahrhunderten erkennbar sind. Diese verwenden eine ganz andere Technologie mit dicken Mauern, kleinen Fenstern und anderen Schutzelementen. Ebenfalls gut erhalten sind die sakralen Gebäude wie beispielsweise das schiefen Turm und der Baptistero in Pisa, die äußerst kunstvoll und filigran aus Stein errichtet wurden. Hierbei wurden preiswertere oder gebrannte Steine für das Grundgerüst und teurere Marmore für die Fassadenverkleidungen und Verzierungen eingesetzt. Der Einsatz von Naturstein verringerte sich nach dem Mittelalter, weil die Bauweise teurer war und Beton an Bedeutung gewann. Dennoch gibt es noch einige herausragende Beispiele für moderne Natursteingebäude, wie auf dem Bild oder ein Gebäude aus den 40er Jahren in Frankreich. Interessanterweise erlebte Naturstein nach dem Krieg eine kleine Renaissance, da moderne 7 Materialien wie Backstein und Stahlbeton aufgrund ihrer Knappheit und hohen Kosten weniger verfügbar waren. Naturstein wurde erneut entdeckt und in einigen Fällen, wie beim sozialen Wohnungsbau, als kostengünstige und dennoch ästhetisch ansprechende Lösung eingesetzt. Zwei weitere moderne Beispiele sind ein Pavillon in Santiago de Compostela, der aus übriggebliebenen Steinen und Reststücken aus einem Steinbruch gebaut wurde, und eine zeitgemäße Interpretation einer Steinfassade mit Stützenträgern und unterschiedlichen Bruchkanten. Hier sind keine Bögen über den Fenstern zu finden, sondern moderne architektonische Trägerstrukturen mit großzügigen Öffnungen. Meißel bearbeiten und, je nachdem, entsteht dabei ein Spiel um diese Fassade herum. Der gleiche Stein präsentiert sich ganz anders und drückt sich anders aus, abhängig von seiner Bearbeitung - ob grob, fein usw. Ein gewisses Maß an Theorie ist ebenfalls erforderlich, sei es über die Steine oder die Materialien. Sprechen wir ein wenig über Geologie, bauen wir eigentlich drei große Kategorien von Steinen auf. Wir haben die magmatischen Gesteine, hier haben wir die vulkanischen Gesteine wie die Basalte, die eigentlich als Lava, also flüssiges Gestein, aus dem Vulkan austreten und dann an der Oberfläche allmählich abkühlen und aushärten, wodurch neue Steine entstehen. Die zweite Kategorie der magmatischen Gesteine umfasst solche, die ebenfalls aus flüssiger Lava stammen, jedoch im Inneren der Erde aushärten. Dies kann geschehen, wenn Magmakammern aus verschiedenen Gründen erkalten oder wenn von den tektonischen Platten äußerer Druck oder andere Kräfte ausgeübt werden. Unter solchen Umständen kann es vorkommen, dass sich Gestein innerhalb einer Kammer bildet oder dass eine Kammer vollständig versiegt und sich das Gestein im Inneren der Erde wieder bildet. Dies nennt man plutonische Gesteine. Nun kommen wir zu den Sedimentgesteinen, einer völlig anderen Kategorie. Wenn wir über die Gebirgsbildung sprechen, sollten wir beachten, dass Verwitterung durch Regen eine Rolle spielt. Felsen werden zu Kies, Kies wird zu Sand. Und irgendwann, wenn der Sand tief genug in die Schichten gelangt, wird daraus wieder Stein. Ein Beispiel für einen solchen Stein ist der Sandstein, ein typisches Sedimentgestein. Ein weiteres Beispiel ist der Kalkstein, der aus zurückweichenden Meeren und Meeresarmen besteht. Bei Sedimentgesteinen werden sehr kleine Sedimentpartikel zusammengepresst und bilden so einen Stein. Das ist die zweite große Kategorie. Die dritte Kategorie umfasst die metamorphen Gesteine, die gewissermaßen den tektonischen Kräften der Erde ausgesetzt sind. Sie entstehen, wenn Platten an Plattengrenzen ineinandergreifen und sich aufgrund von Gebirgsfaltungen und ähnlichem bewegen. In der Mitte dieses Prozesses gibt es immer eine Gesteinsschicht, die Druck, Reibung und Verformung ausgesetzt ist. Diese Gesteinsschicht wird unter dem Einfluss der tektonischen Plattenverschiebung metamorph, was bedeutet, dass das Gestein durch Druck und Temperatur in ein anderes Gestein umgewandelt wird. Dies ist die schwierigste Form der Gesteinsbildung. Lassen Sie uns nun alle drei Kategorien im Detail betrachten und verstehen, was dies bedeutet. Wir haben die magmatischen Gesteine, die vulkanischen und plutonischen Gesteine. Beginnen wir mit den Vulkaniten, also mit denjenigen Gesteinen, die aus einem Vulkan ausbrechen und an der Oberfläche abkühlen. Das Erstarren erfolgt auf der Oberfläche relativ schnell, aufgrund des großen Temperaturunterschieds zwischen der Magmakammer und der Erdoberfläche. Wenn sie mit Luft oder teilweise mit Wasser in Kontakt kommen, härten sie sehr schnell aus. Aus diesem Grund sind sie feinkörnig mit vielen kleinen Körnchen, die sich bilden, und haben eine glasige Struktur. Sie sind sehr spezielle Gesteine, die manchmal schimmern, wie zum Beispiel der berühmte Basalt - ein feinkörniger schwarzer Stein. Ein Beispiel hierfür ist die Fassade eines Museums, die aus Basalt besteht und eine sehr markante, dunkle Erscheinung hat, was natürlich gut zu einem Museum passt, da es weniger Fenster benötigt. Die zweite Kategorie sind die plutonischen Gesteine, die im Inneren der Gesteinskammern entstehen. Dies geschieht viel langsamer und in einem anderen Tempo. Bei der Erhärtung handelt es sich um einen Prozess, bei dem das Material an der Oberfläche verhärtet. Dadurch wird es zu einem grobkörnigeren Material, bei dem die einzelnen chemischen Bestandteile ausreichend Zeit haben, sich besser im Verhärtungsprozess anzuordnen. Aus diesem Grund entstehen verschiedene Körnungen mit unterschiedlichen Farben. Ein bekanntes Beispiel für solch ein Gestein ist 8 der Granit, der in verschiedenen Farbvarianten vorkommt. In der Schweiz werden Granitfelsen und Steinbrüche genutzt, obwohl Granit nicht der häufigste Stein ist. Ein Beispiel für die Verwendung von Granit ist das Restaurant oder das Ausflugsgebäude auf dem Monte Generoso im Tessin, das von Mario Botta entworfen wurde. Mario Botta verwendet häufig Naturstein in seiner Architektur und hat hier eine Streifenoptik durch verschiedene Arten desselben Steins erzeugt. Obwohl es sich um den gleichen Stein handelt, entsteht durch unterschiedliche Helligkeit eine optische Musterung. Ein weiteres Beispiel für Gesteine sind Sedimentgesteine wie Sandstein. Sandstein besteht selten aus reinen Sandkörnern, sondern mindestens zu 50% aus Sandkörnern. Diese Körner werden fest zusammengepresst und bilden einen Block. Obwohl Sandstein ein weiches Gestein ist, kann es gut bearbeitet werden und wurde daher von Steinmetzen häufig an Fassaden verwendet. Sandstein ist jedoch anfällig für Verwitterung, insbesondere wenn er mit salzhaltigem Wasser in Berührung kommt. In der Schweiz gibt es viele Sandsteinfassaden, auch an Münstern und Kathedralen, bei denen aus unterschiedlichen Steinbrüchen verschiedene Sandsteinfarben verwendet wurden. Ein Beispiel hierfür ist die Altstadt von Fribourg, die größtenteils aus beige-grauem Sandstein besteht. Die Verwitterung ist eine Herausforderung bei diesem weichen Stein. Es ist wichtig, dass der Sandstein regelmäßig gepflegt wird, um seine Ästhetik zu erhalten und Schäden zu vermeiden. Derzeit wird das Gebäude renoviert, und rechts davon ist das kommende Jahr gemeint. Es wird quasi ein Bild gezeichnet, wie es früher aussah und wie es nun wiederhergestellt wird, um die Ornamente und andere Details für die nächsten 100 bis 200 Jahre zu bewahren. Sandstein spielt eine wichtige Rolle, da er bestimmte Verwitterungseigenschaften aufweist und nicht so starr ist wie andere Materialien. Durch den Einfluss von Regen erodieren Sandkörner im Laufe der Zeit allmählich. Das zweite bedeutende Sedimentgestein ist Kalkstein, der hauptsächlich aus Kalziumkarbonat besteht. Im Gegensatz zu Sand, bei dem die chemische Zusammensetzung relativ unwichtig ist, basiert Kalkstein tatsächlich auf einer chemischen Definition. Sandkörner können aus verschiedenen chemischen Elementen bestehen, während Kalkstein eine spezifische chemische Zusammensetzung erfordert. Die Entstehung von Kalkstein ist mitunter schwer vorstellbar, da man sich kaum die unzähligen winzigen Lebewesen, wie Krebse, Muscheln und Schnecken, vorstellen kann, die darin enthalten sind. Diese winzigen Lebewesen produzieren zum Beispiel Quarz für ihre Schalen, während sie auch Mineraldetritus ausscheiden, der durch das Absinken auf den Meeresboden entsteht. Über Millionen von Jahren entstehen durch den Druck der darüberliegenden Schichten schließlich Steine aus den Ablagerungen dieser vergangenen Meere. Kalksteine dieser Art kann man somit erkennen. In der Schweiz besteht ein großer Teil des Jura-Gebirges aus Kalkstein. In der Bauindustrie wird er nicht allzu häufig verwendet, aber in der Zementproduktion ist Kalkstein seit den letzten 100 Jahren und auch heute noch ein Hauptrohstoff. Nachfolgend geht es um metamorphe Gesteine, die unter hohem Druck umgeformt werden. Man kann manchmal Felsformationen beobachten, bei denen sich die Schichten förmlich übereinander geschoben haben. Diese Steine sind das Ergebnis eines langwierigen Prozesses, bei dem ein Teil des Gesteins über einen anderen Teil geflossen ist. Solche Gesteine sind in den Alpen weit verbreitet, besonders die sogenannten Gneise, die aus umgeformtem Granit bestehen und ähnliche Eigenschaften aufweisen. Die Grenzen zwischen den verschiedenen Gesteinstypen sind jedoch fließend und manche sind nicht eindeutig einer Kategorie zuzuordnen, etwa der Fioro di Petra. Es gibt unterschiedliche Meinungen, ob es sich dabei um einen Granit oder einen Gneis handelt. Diese Unterscheidungen sind jedoch nicht immer von entscheidender Bedeutung, da die Übergänge zwischen den Gesteinstypen fließend sind. Überwiegend findet man in der Schweiz Gneise, die auch traditionell im Hausbau verwendet werden. Ein bekanntes Beispiel ist das Walserkneis, das mittlerweile berühmt ist. Ein Anwendungsbeispiel ist eine Brücke in Invall, bei der der Stein tatsächlich als tragendes Element eingesetzt wird. Während die Fahrbahn eine Betonplatte ist, tragen und formen die Bögen das gesamte Bauwerk, wobei der Stein eine tragende Rolle spielt. Der Walser Gneis ist ein hoch angesehener Stein, der in Wals für den Bau der Therme verwendet wurde. Die Errichtung einer Brücke erfolgte ebenfalls aus diesem Stein. In Zürich bedeckt der Belag 9 über den 16 Menschen Platz mit demselben Gneis. Ein weiteres bedeutendes metamorphes Gestein in der Schweiz ist der Marmor, der bekannt ist für seine Umwandlungseigenschaften und in verschiedenen Farbtönen wie Weiß, Rot und Grün vorkommt. Er wird oft in der Bildhauerei und an den Fassaden von Kathedralen, insbesondere in Italien, eingesetzt. Marmorsteinbrüche befinden sich auch in der Schweiz. Ein Beispiel dafür ist die kleine Kapelle von Mario Botta, bei der ein dunkler Gneis und heller Tessiner Marmor aus Steinbrüchen in der Tessin-Region verwendet wurden. Ein weiteres betrachtenswertes metamorphes Gestein ist der Schiefer, der für Fassaden, Dächer und Bodenbeläge verwendet wird. Mit seiner faserigen Struktur und der Möglichkeit, Schieferplatten ohne viel Kraftaufwand zu trennen, ist er besonders interessant. Eternitplatten haben Schiefer in einigen Fällen als moderne Alternative ersetzt. Der Pavillon Gobisierter Rest am Züricher Seeufer ist ein Beispiel für den Einsatz von Schiefer. Es ist schwierig, allgemeingültige Aussagen über die Eigenschaften von Natursteinen zu treffen, da jeder Stein auf der Welt unterschiedliche Eigenschaften aufweist. Es bedarf besonderer Sorgfalt beim Einsatz eines bestimmten Steins für bestimmte Zwecke. Allgemein betrachtet sind Natursteine sehr druckbeständig und eignen sich gut für Säulen und Bogenstrukturen. Hingegen sind sie weniger zugbelastbar. Die Sprödigkeit von Natursteinen ist eine gemeinsame Eigenschaft, wodurch sie bei starker Beanspruchung spröde brechen können. Die Verträglichkeit von Natursteinen mit Wasser und Salz hängt von ihrer Herkunft und Zusammensetzung ab. Die Frostbeständigkeit ist wichtig, insbesondere in kälteren Breitengraden, um Schäden durch das Einfrieren von Wasser in den Steinen zu vermeiden. Die Oberflächenhärte und -struktur der Steine variieren je nach Herkunft und können glatt oder rau gestaltet sein. Es gibt eine Vielzahl von Farben, Mustern und Maserungen in den verschiedenen Gesteinsarten, jedoch neigen sie meist zu Grautönen von dunkelgrau bis weiß mit verschiedenen Schattierungen von Rot oder Grün, abhängig von den enthaltenen Mineralien. Die optische Gestaltungsmöglichkeiten sind vielfältig und können je nach Verwendungszweck individuell angepasst werden. Abschließend möchte ich noch einige Informationen zum Thema Ökologie geben. Key Steine sind ein einprägsames Beispiel, da sie buchstäblich herumliegen. Zumindest in der Schweiz sind Steine reichlich vorhanden und gelten daher als äußerst ökologisches Material. Als Naturprodukt erfordern sie keine menschlichen Aktivitäten während ihrer Entstehung als Gestein. Allerdings entsteht beim Abbau, Transport und der Weiterverarbeitung ein CO2-Fußabdruck. Dieser hängt stark von der Größe der Blöcke ab - je kleiner die Blöcke, desto mehr Energie und Maschinenarbeit wird benötigt, was zu einem größeren CO2-Fußabdruck führt. Der Transport hat ebenfalls einen Einfluss auf die ökologische Bilanz. Einheimischer Jura-Kalk hat beispielsweise weniger Auswirkungen als Material aus Brasilien. Die Wahl des Steins beeinflusst also maßgeblich die CO2-Bilanz, während die Produktion selbst von der Erde übernommen wird. Steine sind äußerst langlebig und können über tausende von Jahren genutzt werden. Sie zerbrechen nicht, obwohl sie mit der Zeit etwas verwittern. Allerdings wachsen Steine nicht nach, daher kann man die Menge, die einmal aus einem Steinbruch entnommen wurde, nicht so schnell wiederherstellen. Einmal zerschnittene Blöcke können nicht zu großen Blöcken für Bodenplatten zurückgebaut werden. Dennoch ist es prinzipiell möglich, Bodenplatten korrekt auszubauen, zu lagern und an anderer Stelle wieder einzubauen. Das Problem besteht darin, dass die Platten normalerweise ohne Fugen und fest verklebt sind, um Stabilität zu gewährleisten. Daher gestaltet sich das Wiederauslösen der Platten als sehr schwierig. Wenn man die Platten dann mit dem Presslufthammer lösen muss, bleiben nur noch kleine Stückchen übrig und die Wiederverwendbarkeit geht verloren. Ein interessantes Forschungsprojekt am ETA ist derzeit im Gange, bei dem Steinstaub aus den Steinbrüchen verwendet wird. Dieser Steinstaub ist ein Abfallprodukt, das bisher auf Deponien entsorgt wurde. Nun wird an einem Verfahren zur Verwendung des Staubs im 3D-Druck gearbeitet. 10 Das Ziel ist es, aus diesen Abfallprodukten ein Material herzustellen, das wiederverwendet werden kann. Dies könnte ein Weg sein, die Kreisläufe zu schließen und sicherzustellen, dass selbst kleine Steinbruchreste wiederverwertet werden können, anstatt sie einfach zu entsorgen. Das war alles für heute zum Thema Material. Nächste Woche werden wir uns mit Lehm beschäftigen. Ich hoffe, wir sehen uns heute Nachmittag. Ich werde auch Herrn Block zuhören. Bis später. 11