Dämmen mit Luft und Abfall

«Das ist 90 Prozent Luft!» Christian Röthenmund nimmt das ‹Swisspor Ecorit›-Muster aus einer EPS-Box und stellt es zu den Feinstoffen, die in Konfitüregläsern abgefüllt auf dem Tisch stehen. Röthenmund leitet bei Swisspor die Geschäftsfeldentwicklung. Seit 2017 forscht Swisspor mit der Firma Eberhard und der Materialmanufaktur De Cavis an einem Dämmstoff aus mineralischem Bauabfall, der vollständig zirkulär ist. Im solothurnischen Dulliken wird der zirkuläre Dämmstoff produziert.

Um zu zeigen, wie das mit der Luft im aufgeschäumten Stoff genau funktioniert, greift Röthenmund erneut in die Präsentationsbox. Er zieht eine Seifenblasendose heraus und bläst ein paar schimmernde Blasen in das Barackenbüro. «Wir produzieren Luftblasen, auf denen sich das feine Material ablagert, verfestigt und abbindet – fertig!»

Christian Röthenmund leitet bei Swisspor die Geschäftsfeldentwicklung.

Experimentieren, bis es funktioniert

So einfach es heute klingt, so lang und kompliziert war der Weg bis hierhin. Die Schäumungstechnologie für den neuen Dämmstoff entstand dank eines missglückten Laborexperiments. Anfangs der 2000er-Jahre arbeitete der spätere Doktorand Urs Gonzenbach an der ETH an besonders zuverlässiger und fester, nahezu luftfreier Keramik. Doch eines der Experimente ging schief: Die Suspension schäumte über Nacht auf und wuchs zu einem erstaunlich stabilen Schaumgebilde. In seiner Doktorarbeit vertiefte Gonzenbach diesen spannenden Befund, liess das Schäumungsverfahren durch die ETH Zürich patentieren und gründete 2009 die Firma De Cavis.

Zur gleichen Zeit suchte die Firma Eberhard nach einer Möglichkeit, jene mineralischen Leichtstoffe zu verwerten, die nach ihrer Materialaufbereitung übrigblieben – und das in einem neuen Baustoff. Swisspor wusste von dieser Idee und begann 2017 aufgrund eines Versorgungsengpasses bei Rohstoffen für Dämmungen mit der Entwicklung. Die ersten Muster ähnelten Kalksandsteinen und hätten sich als Alternative zu Gipsplatten angeboten. Um daraus eine Dämmung zu machen, musste mehr Luft ins Material. Nach vielen Versuchen gelang es, Platten in einer gewissen Dicke herzustellen, die die Mitarbeitenden dem Swisspor-Patron Bernhard Alpstaeg zeigten. «Nach einer Viertelstunde entschied er: Das machen wir!», so Röthenmund. Gemeinsam gründeten Eberhard und Swisspor die Produktionsgesellschaft Swissporit und tüftelten ab 2020 in der Halle in Dulliken an der Produktion. Doch der Standort stellte sie bald vor Herausforderungen. Als Swissporit mit dem Aufbau der Produktion begann, existierten für viele Prozesse keine passenden Maschinen. Zudem erschwerte die Pandemie die Beschaffung der benötigten Teile. Vieles baute sie darum selbst. Auf diese Weise verzögerte sich zwar der Produktionsaufbau, doch so erkannte Swissporit laufend Arbeitsschritte, die sie integrieren konnte, statt sich dafür auf Zulieferinnen zu verlassen: etwa bei der Mischung der Komponenten, die sie heute von Grund auf selbst macht, statt fertig einzukaufen. Für die Lagerung dieser einzelnen Stoffe brauchte es jedoch viele und hohe Silos, zu hoch für die Halle. Eine Lagerung draussen kam wegen der Feuchtigkeit nicht in Frage. Also versetzten sie das Hallendach – nach mehreren Baueingaben – nach oben.

Komplett digitalisiert

Martin Jenal, Leiter der Projektentwicklung Technik, führt durch die Anlage. Er hat sie geplant und aufgebaut, kennt zu jeder Maschine eine Geschichte. Zwischen den blauen Silos verlaufen unzählige Kabel und Rohre. Von einem einzigen Bildschirm aus überwacht und justiert eine Person die komplett digitalisierte Produktion. Die Rohstoffe werden in kleinen Mengen angemischt: die aus dem Rückbau anfallende und aufbereitete Leichtmineralik von Eberhard, ein mineralischer Binder sowie ein Partikelstabilisator, damit die Staubkörner an den Luftblasen kleben. Danach kommt das von Gonzenbach entwickelte Triebmittel ins Material. Sobald die graue Masse die untersten Zentimeter der Schalung bedeckt, reagiert es mit Wasser, schäumt auf und füllt die Schalung.

«Nachdem die Reaktion stattgefunden hat, befinden sich nur noch Luft und mineralische Stoffe in der Dämmung», sagt Röthenmund. In der Ökobilanz machen Binde- und Triebmittel den grössten Teil aus. Wie Beton karbonatisiert ‹Swisspor Ecorit› in der Nutzungsphase beim Kontakt mit Luft und bindet eine kleine Menge Kohlenstoff, ungefähr 2,7 Prozent der Herstellungsemissionen. Die Daten werden gerade in der Ökobilanz verifiziert siehe ‹Wir können die Zukunft nicht schönrechnen›, Seite 18. Die Maschine, die das Triebmittel in die Mischung bringt, haben Eberhard und Swisspor zusammen mit einem Tüftler entwickelt, der auch der Erfinder einer Verpackungsmaschine für Osterhasen aus Schokolade ist. Weil die Halle nicht nur zu niedrig, sondern auch zu kurz war, entwickelte dieser auch einen Mechanismus, um die Schalung am Ende der Halle zu öffnen und die Blöcke mittels Förderband zurück zur Säge zu bringen. Weil die Schalung exakt den Querschnitt einer Plattengrösse hat, bestimmt erst die Schnittdicke das Produkt. Anschliessend ruhen die Blöcke während 24 Stunden in hohen Gestellen an warmer Luft. Mit optimierten Paletten und Schutzwinkeln gelangt das Produkt schliesslich auf die Baustellen. Sichtlich stolz sagt Jenal: «Alle, die beim Aufbau dieser neuartigen Produktionsanlage beteiligt waren, mussten ihre besten Leute schicken.»

Verglichen wird je ein Quadratmeter Fassadendämmung mit einem U-Wert von 0,2. Es handelt sich um einen massiven mineralischen Wandaufbau mit Feuerwiderstand, ‹EI 30 plus›-Klebemörtel sowie aussen einem Grundputz mit Armierungsgewebe und Abschlussbeschichtung bzw. Deckputz. Der Aufbau ohne Dämmung verursacht graue Emissionen von 69 kg CO₂/m2 Fassade.

* Quelle: Ökobilanz der Fachhochschule Ostschweiz (OST)
** Quellen: KBOB-Liste ‹Ökobilanzdaten im Baubereich›, Ecobau-Datenbank, Hochparterre Themenheft ‹Vielfältige Fasern›, 3/2024

Alles rezyklieren

Anfang 2024 verliess die ‹Swisspor Ecorit›-Dämmung erstmals die Produktionshalle. Für den Umbau des Zürcher Google-Hauptsitzes nutzte Swissporit Frässtaub, der beim Ausbau der Betonbrüstungen entstand, und fertigte daraus Dämmplatten, die an der Decke des Untergeschosses sichtbar blieben. Im Showroom in Dulliken testet ein Produktentwickler derzeit weitere Anwendungen und Materialkombinationen an grossen Mock-ups. Ein Anwendungstechniker zeigt Berufsleuten, wie sie das Produkt am besten verarbeiten. Idealerweise schützt ein rein mineralisches Mörtelsystem den ‹Swisspor Ecorit› im Aussenbereich vor Witterung und mechanischen Einflüssen. Innen harmonisiert der Dämmstoff gut mit Lehm- und Kalkputz – der weiche Lehm ergänzt den spröden Baustoff. Dank ihrer Porosität sorgen die beiden Materialien im Innenraum für ein gutes Raumklima.

Über einen einzigen Bildschirm werden Triebmittel, Binder und Stabilisatoren überwacht und zur rechten Zeit an den richtigen Ort gebracht.

Da sämtliche Wandaufbauten komplett mineralisch sind, können sie dereinst vollumfänglich in der Aufbereitungsanlage von Eberhard rezykliert werden. Dasselbe gilt für weitere Produkte, die etwa Zirkulit mit anderen Firmen entwickelt hat: Die Firma Stahlton 3D-druckt neue Deckenelemente und produziert vorfabrizierte Fassadenelemente aus Glasfaserbeton und einem maximalen Anteil von Sekundärmaterial. Sievert verwendet rezyklierte Betongranulate für Grundputze und Mauermörtel.

Gemeinsam haben die Partnerfirmen viel erreicht und noch ebenso viel vor. Röthenmund ist überzeugt, dass der ‹Swisspor Ecorit› einst komplett aus rezykliertem Material bestehen wird. Heute ist das noch nicht möglich, denn das von Eberhard gelieferte Material ist noch zu grob, um sich perfekt um die Luftblasen zu legen. Für einen optimalen Dämmwert wird darum heute 40 Prozent Sekundärmaterial verwendet, für etwas weniger hohe Dämmleistung bis zu 70 Prozent. Röthenmund geht davon aus, dass sich das rezyklierte Material zukünftig noch feiner mahlen lässt. Und mit ausgewählten puzzolanischen Abfallstoffen könnte man eines Tages sogar die Bindemittel ersetzen.