Auswirkungen von behandeltem Abwasser auf die mechanischen Eigenschaften und die Dauerhaftigkeit von Beton

Warum wiederverwendetes Wasser im Beton wichtig ist

Mit dem Wachstum der Städte und zunehmendem Klimadruck wird sauberes Wasser knapper. Gleichzeitig verbraucht die Betonindustrie große Mengen an Süßwasser zum Mischen und Nachbehandeln. Diese Studie stellt eine praktische Frage mit weitreichenden Folgen: Kann sicher behandeltes Abwasser beim Betonieren Trinkwasser ersetzen, ohne Festigkeit oder Lebensdauer zu opfern? Die Antwort könnte helfen, Süßwasservorräte zu entlasten und zugleich Gebäude und Infrastruktur sicher zu halten.

Gebrauchtes Wasser als Baustoffressource

Die Forschenden untersuchten Beton, der mit drei Wasserarten hergestellt wurde: Leitungswasser und zwei Proben behandelten Abwassers aus unterschiedlichen Kläranlagen in Ägypten. Alle drei Wässer erfüllten gängige Qualitätsgrenzen, unterschieden sich jedoch im Gehalt an gelösten Salzen, feinen Partikeln und weiteren Inhaltsstoffen. Das Team mischte Beton mit jedem Wasser und härtete die Proben anschließend entweder in Leitungswasser oder in behandeltem Abwasser aus, um Baupraktiken in wasserkritischen Regionen nachzubilden.

Wie der Beton in Festigkeitstests abschnitt

Die Forschenden prüften die Verarbeitbarkeit des Frischbetons sowie seine Festigkeit in Druck, Zug und Steifigkeit über die Zeit. Beton, der mit behandeltem Abwasser hergestellt wurde, war weniger verarbeitbar, vor allem weil zusätzliche feine Partikel im Wasser das verfügbare freie Wasser für den Fluss verringerten. In frühen Altersstufen zeigte Beton, der mit behandeltem Abwasser gemischt oder darin nachgehärtet wurde, geringere Druckfestigkeit als der mit Leitungswasser hergestellte Kontrollbeton. Mit zunehmendem Alter verringerten sich diese Unterschiede jedoch und wurden nach 60 bis 90 Tagen gering. Ein behandeltes Wasser mit höherem Gehalt an gelösten Stoffen kam dem Kontrollmischung sogar näher, vermutlich weil diese feinen Feststoffe winzige Hohlräume im erstarrten Beton besser füllten.

Was die Studie zur langfristigen Dauerhaftigkeit fand

Über die Grundfestigkeit hinaus untersuchten die Forschenden, wie leicht Wasser und Chloridionen in den Beton eindringen können, da dieses Eindringen langfristig Rissbildung und Schäden fördert. Sie maßen Wasseraufnahme, Eindringtiefe unter Druck, den Chloridionendurchgang durch den Beton und die Sauggeschwindigkeit über Kapillaren. Bei den meisten dieser Tests waren die Auswirkungen des behandelten Abwassers moderat, und eine der behandelten Proben schnitt fast so gut ab wie der Leitungswasserbeton. Mikroskopische Aufnahmen stützten diese Befunde: Der Kontrollbeton wies die dichteste innere Struktur auf, während die besser abschneidende behandelte Wasserprobe ein organisierteres Kristallnetz zeigte als die schlechtere Probe.

Das versteckte Risiko für Stahl im Beton

Ein Bereich, in dem behandeltes Abwasser jedoch Sorge erregte, war der Schutz der Stahlbewehrung in den meisten konstruktiven Betonen. In beschleunigten Korrosionstests verlor Stahl in Beton mit behandeltem Abwasser deutlich mehr Masse als Stahl im Kontrollmischung. Dies galt, obwohl die Chloridwerte im Abwasser innerhalb akzeptierter Grenzwerte lagen. Die Forschenden machen die Gesamtsalzgehalte und die daraus resultierende höhere elektrische Leitfähigkeit als mögliche Ursachen aus, die das Einsetzen und die Ausbreitung von Korrosion erleichtern können, selbst wenn andere Dauerhaftigkeitsparameter akzeptabel erscheinen.

Was das für zukünftige Baupraxis bedeutet

Für eine allgemeine Leserschaft lautet die Quintessenz: Sicher behandeltes Abwasser kann Beton mit nahezu gleicher Festigkeit und grundlegender Dauerhaftigkeit wie mit Trinkwasser hergestellten Beton erzeugen, besonders im höheren Alter. Allerdings erhöht es tendenziell das Risiko von Korrosion der Stahlbewehrung. Die Studie legt nahe, dass behandeltes Abwasser eine vielversprechende Option für unbewehrte Betone ist, etwa für bestimmte Mauersteine, Gehwege und nicht tragende Elemente. Mit sorgfältiger Qualitätskontrolle des Wassers und weiterer Forschung zu den korrosionsfördernden Bestandteilen könnte behandeltes Abwasser ein wichtiges Instrument zur Einsparung wertvollen Süßwassers im Bauwesen werden.

Zitation: Abdelazim, O., Abdel-Latif, I., Ismail, S. et al. Impact of treated wastewater on the mechanical properties and durability of concrete. Sci Rep 16, 15497 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-52561-0

Schlüsselwörter: behandeltes Abwasser, Betondauerhaftigkeit, recyceltes Wasser, Stahlkorrosion, nachhaltiges Bauen