Bassanit wird synthetisch durch Dehydratisierung von Gips gewonnen und unter anderem zur Herstellung von schnell abbindendem Gipsputz verwendet. Die Umwandlung von Gips in Bassanit erfordert bisher aber hohe Temperaturen und verursacht eine Menge Treibhausgasemissionen. Das könnte sich künftig ändern. Forschende haben eine Methode zur nachhaltigeren Bassanit-Herstellung entwickelt.
Der Forschungserfolg gelang einem internationalen Konsortium unter Leitung der deutschen Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und des spanischen Forschungsinstituts Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (IACT). Die Partner entwickelten einen neuartigen Niedrigtemperatur-Prozess zur Umwandlung von Gips in Bassanit. Das Besondere: Die Umwandlung erfolgt nicht in einer Umgebung trockener Luft, sondern in einem rückgewinnbaren Wassermedium mit hohem Salzgehalt. Ausführliche Infos zu dem Verfahren haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf der Website „Science Direct“ veröffentlicht (Direktlink hier ).
Was ist Bassanit?
Bassanit ist chemisch betrachtet ein „Mittelding“ zwischen den Gipsarten Calciumsulfat-Dihydrat und Anhydrit. Beim natürlich vorkommendem Gipsgestein handelt es sich chemisch betrachtet meist um Calciumsulfat-Dihydrat. Warum Dihydrat? Weil Gipskristalle aus Calciumsulfat-Molekülen bestehen, die jeweils noch mit zwei Wassermolekülen fest verbunden sind. Die vollständige chemische Formel lautet daher CaSO4 • 2H2O.
In der Natur kommt aber auch Gips vor, der keine Wassermoleküle enthält – also aus reinem Calciumsulfat besteht. Das ist das so genannte Anhydrit. Der Name leitet sich vom griechischen Wort „anhydros“ ab („wasserlos“). Die Baustoffindustrie verwendet Anhydrit zum Beispiel als Bindemittel für Fließestrich . Man spricht folgerichtig auch oft von Calciumsulfat-Fließestrich.
Und was ist nun Bassanit? Chemisch betrachtet: Calciumsulfat-Halbhydrat (CaSO4 • 0,5H2O). Das Material enthält also weniger Wasser als „normaler“ Gips, aber mehr als Anhydrit. Bassanit wird auch als „Gips aus Paris“ bezeichnet und meist synthetisch durch Dehydratisierung von Gips gewonnen. Natürlich kommt es dagegen nur selten vor.
Großes Anwendungsspektrum
Bassanit ist aus der modernen Bauindustrie nicht wegzudenken, da es als Hauptbestandteil schnell abbindender Gipsputze verwendet wird, aber auch in vielen anderen Gipsprodukten als Bindemittel steckt. Schnell härtender Stuckgips, der hauptsächlich für Putzarbeiten im Innenbereich zum Einsatz kommt, besteht beispielsweise größtenteils aus Bassanit. Dasselbe gilt für den schnell erhärtenden „Elektrikergips“, den man verwendet, um Kabel und Leitungen in Wänden und Decken zu verlegen.
Doch die Bedeutung von Bassanit ist tatsächlich noch viel größer. Ein großer Teil der von der Bauindustrie künstlich hergestellten Baugipse besteht aus Calciumsulfat-Halbhydrat – also aus Bassanit. Baugipse entstehen, indem man Gipsgestein zerkleinert, zermahlt und anschließend im Brennofen trocknet. Je nach Brenntemperatur entstehen dabei unterschiedliche Baugipse (zum Beispiel Alpha- und Beta-Halbhydrat) für unterschiedliche Bauvorhaben.
Als Baugips ist Bassanit ein pulverförmiges Produkt, das man als Bindemittel zusammen mit Sand und Wasser mischt, um daraus verschiedene Gipsputze oder auch den Kern von Gipskartonplatten herzustellen. Durch das Anrühren mit Wasser freilich nimmt das Halbhydrat-Bindemittel wieder H20 auf. Nach dem Trocknen entsteht daher wieder Gipsstein (Calciumsulfat-Dihydrat).
Deutliche Temperatursenkung
Der Bedarf an Bassanit ist also groß, und da es auf der Erdoberfläche keine ausreichenden natürlichen Vorkommen gibt, wird das Material synthetisch aus Dihydrat-Gips gewonnen. Bei den herkömmlichen Verfahren sind aber hohe Temperaturen erforderlich – in der Regel zwischen 150 und 200 °C.
Hinzu kommt, dass die bisherigen Verfahren meist auf hochreine Gipsquellen beschränkt sind. Es war dieser Punkt, der die BAM und ihre spanische Partnerin überhaupt erst motiviert hat, zu Bassanit zu forschen. Zunächst ging es in dem gemeinsamen Projekt nämlich darum herauszufinden, wie man Gipsabfälle, die bei verschiedenen industriellen Prozessen im Überfluss anfallen, besser und effizienter im Sinne einer Kreislaufwirtschaft wiederverwenden kann.
Im Rahmen dieser Forschung entwickelten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler schließlich die Methode mit der Salzwasserlösung, welche die benötigte Energie zur Umwandlung von Gips zu Bassanit deutlich reduziert – nämlich auf eine Temperatur um 90 °C, also unterhalb des Siedepunktes von Wasser. Die Entdeckung könnte künftig erheblich zur Vermeidung von Treibhausgasemissionen beitragen. Nach Angaben des BAM steht der neue Ansatz damit nicht nur im Einklang mit den Grundsätzen einer Kreislaufwirtschaft, sondern auch mit umfassenderen Umweltzielen.
