In diesem Forschungsbereich liegt der Schwerpunkt auf der Umwandlung von Abfällen in nützliche Produkte mit attraktiven Eigenschaften, die den Weg für eine Kreislaufwirtschaft ebnen.
Die derzeit bevorzugte Methode zur Reduktion des CO2-Gehalts von Zement besteht darin, einen Teil des Klinkers durch „kohlenstoffarme“ Komponenten zu ersetzen, die nachweislich Bindemitteleigenschaften besitzen und so die CO2-Emissionen im Herstellungsprozess verringern. Ziel dieser Forschung ist es, die Herstellung von Ersatzstoffen mit hydraulischen und/oder puzzolanischen Eigenschaften zu demonstrieren, die aus der thermischen Behandlung von lokal verfügbaren sekundären Rohstoffen gewonnen werden. Diese Rohstoffe stammen vor allem aus der Kies-, Ton- und Kalksteinindustrie (Dolomit). Diese Materialien, die überwiegend aus industriellen Nebenprodukten und Abfällen aus Kies-/Tongruben sowie Steinbrüchen bestehen, bieten ein großes Potenzial, um die Nachhaltigkeit in der Zementproduktion zu fördern.
Im Rahmen der Forschung wird ein umfassender Ansatz verfolgt, bei dem verschiedene Charakterisierungsmethoden zur Anwendung kommen. Dazu gehören chemische, mineralogische und thermische Analysen, Partikelgrößenbestimmungen sowie die Untersuchung der Materialien mittels Elektronenmikroskopie. Diese Verfahren dienen dazu, die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Rohstoffe eingehend zu untersuchen und ihre potenzielle Reaktivität zu bewerten. Ein zentrales Ziel der Forschung ist es, die am besten geeigneten thermischen und physikalisch-chemischen Behandlungsverfahren zu identifizieren, um die Rohstoffe optimal für die Zementproduktion nutzbar zu machen. Durch diese Ansätze soll nicht nur die Umweltbelastung verringert, sondern auch die Effizienz und Nachhaltigkeit der Zementherstellung deutlich verbessert werden.
Zu dem beschriebenen Forschungsthema leitete Prof. Waldmann bislang unter anderem das INTERREG-Projekt CO2REDRES. Hierbei wurde die Aufbereitung tonhaltiger Nebenprodukte aus dem Bodenkiesabbau untersucht, die seit Jahren in den Steinbrüchen der Großregion gelagert werden. Die Forschung konzentrierte sich auf die physikalischen und mineralogischen Eigenschaften dieser Materialien, die bei Temperaturen von 650-850°C gebrannt wurden – deutlich niedriger als die 1450°C, die für die Zementproduktion erforderlich sind. Neben der Reduzierung der CO2-Emissionen zeigte die Studie, dass die Eigenschaften des Zements mit diesen neuen Bindemitteln erhalten oder verbessert wurden, wodurch sie für die Herstellung von ökologischem Beton geeignet sind. Aufbauend auf dem Projekt wird weiterhin in der Themenrichtung geforscht.
