Gebäude- und Bausektor: Eine Branche baut auf Kunststoff

Polymere sind so vielfältig wie ihre chemische Zusammensetzung. Die Kunststoffe kommen hart, weich, biegsam, spröde, blickdicht, transparent – eben immer nach Bedarf – daher. Sie überzeugen durch Langlebigkeit, Wirtschaftlichkeit, Wasserundurchlässigkeit, hohe Formbarkeit, Korrosionbeständigkeit und geringes Gewicht. Sie trotzen Hitze, Licht und Witterung. Das macht sie zum idealen Baumaterial – und zu einer umweltfreundlichen Alternative zu anderen Werkstoffen.

Das hat die Baubranche längst erkannt. Im Gebäude- und Bausektor wird ein Fünftel der zehn Millionen Tonnen Kunststoffe, die in Europa jährlich verbaut werden, verbraucht. Die Hälfte dieses Fünftels steckt in Kunststoffrohren. Aus der anderen Hälfte entstehen beispielsweise Dämmmaterialien, Fensterrahmen, Kabelisolierungen, Fugenmassen oder Steckdosen. Für die Herstellung dieser Baubranchen-typischen Produkte werden insgesamt rund 50 verschiedene Kunststoffe verwendet, die drei großen Hauptgruppen sind Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE) und Polystyrol (PS).

Erste Anwendung hat Kunststoff im Bauwesen vor rund 90 Jahren gefunden: in Rohren aus hartem PVC. In den 1950er Jahren folgten Fensterrahmen aus PVC. Rohre und Dinge wie Baufolien wurden da inzwischen schon aus PE produziert. Und spätestens mit der BASF-Erfindung von Styropor 1952 haben sich synthetische Polymere in der Baubranche unverzichtbar gemacht. Vor dieser Zeit gab es als chemischen Kunststoff nur das dunkelbraune bis schwarze Bakelit – entstanden aus der Reaktion von Phenol und Formaldehyd, entdeckt 1905 vom belgischen Chemiker Leo Hendrik Baekeland.

Seit Jahren wird mit Compounding daran gearbeitet, die verwendeten Kunststoffe durch die Beimischung von Additiven für noch mehr Anwendungsfälle im Baugewerbe tauglich zu machen. Glasfasern (GF) und Carbonfasern (CF) sind an dieser Stelle ein wichtiges Stichwort. Sie verleihen dem Kunststoff mehr Festigkeit und Steifigkeit. Zum Einsatz kommen solche faserverstärkten Kunststoffe wie GFK und CFK zum Beispiel bei Schachtabdeckungen, Lichtschächten, Gitterrosten und Fensterrahmen. Letztere beispielsweise werden dadurch schmaler und bieten durch die entsprechend größer ausfallende Glasfläche des Fensters mehr Lichteinfall.
Im Betonbau wurde schon in den 1990ern CFK anstelle von Stahlarmierungen genutzt. Weil CFK nicht rostet, lassen sich auf diese Weise schlankere Betonbauteile mit gleichwertigen statischen Eigenschaften herstellen. Das wiederum bedeutet einen sparsameren Materialverbrauch. Zugunsten von Kosten und Umwelt.

Apropos Umwelt: Längst geht es nicht mehr nur darum, von den Vorzügen der Kunststoffe im Bau zu profitieren, sondern diese nachhaltig zu produzieren. Auf der einen Seite werden bereits vorhandene Kunststoffe recycelt, auf der anderen Seite neue pflanzenbasierte (aus Mais, Zuckerrohr, Algen etc.) Biokunststoffe konzipiert. Die Forscher der Kurtz Holding beispielsweise haben eine Radiofrequenz-Technologie (RF) entwickelt, die die Verarbeitung von Partikelschäumen durch elektromagnetische Wellen im Hochfrequenz-Bereich ermöglicht. Verglichen mit der konventionellen Dampf-Verarbeitung lassen sich so je nach eingesetztem Material bis zu 70 Prozent CO2, 90 Prozent Energie und 100 Prozent Wasser einsparen. Die neue Technologie ist zudem geeignet für bio-basierte Kunststoffe wie Partikel auf Mais-Basis, an denen die Entwickler des Unternehmens derzeit arbeiten. Einen biologisch abbaubaren Partikelschaum hat BASF bereits 2018 entwickelt, die Firma Armacell einen Partikelschaum aus 100 Prozent recycelten PET-Flaschen.

Es lohnt der Blick auf weitere beeindruckende Ideen, wie sich im Bau benötigte Materialien nachhaltig gestalten lassen. So bietet das niederländische Unternehmen Pyrasied beispielsweise aus Rezyklat hergestelltes Acrylglas an. Der kenianischen Materialingenieurin Nzambi Matee ist es 2017 gelungen, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem sich Ziegel aus recyceltem Plastik produzieren lassen. Sie sind fünf Mal so hart wie Beton. Und das thüringische Unternehmen PolyCare widmet sich der Produktion von Blöcken aus Polymerbeton.