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Entwicklungs- und Bewertungskonzept für CO2-reduzierte Betone


Technische und ökologische Leistungsfähigkeit

 


Die Betonbauweise gilt als CO2- und ressourcenintensiv. Dies ist im Wesentlichen rohstoffbedingt auf den Zementklinker zurückzuführen, aus dessen Produktion weltweit mehr als 5 % der anthropogenen Treibhausgasemissionen resultieren [1]. Es werden daher vornehmlich Strategien zum Entwurf von Betonen mit verminderter CO2-Last verfolgt, die den Klinkeranteil im Zement bzw. den Zementgehalt im Beton teilweise oder vollständig durch inerte oder reaktive Zusatzstoffe (Flugasche, Kalksteinmehl, etc.) ersetzen. Hieraus sind bereits mehrere Ansätze entstanden, die dem Anwender für einen CO2-armen Betonentwurf zur Verfügung stehen. [2, 3] Dennoch ist es aktuell nicht oder nur sehr begrenzt möglich, Betone mit verminderter CO2-Last in der Praxis anzuwenden. Dies ist im Wesentlichen auf drei Punkte zurückzuführen: I) Betone mit verminderter CO2-Last weisen einen deutlich verminderten Zementgehalt auf, der unterhalb des im europäischen Regel­werk vorgeschriebenen Grenzwerts zur Sicherstellung einer ausreichenden Dauerhaftigkeit liegt. Daher ist der dort verankerte deskriptive Nachweis der Leistungsfähigkeit nicht möglich. II) Durch das Ersetzen des Klinkers mit alternativen Stoffen wird die Leistungsfähigkeit verändert (z. B. die Dauerhaftigkeit). Für den speziellen Anwendungsfall ist daher ein notwendiger Zementgehalt des Betons unter Berück­sichtigung der geforderten Leistungsfähigkeit zu ermitteln. III) Auf Grund des Zementaustausches steigt bei gleichem Wassergehalt der Wasser/Zement-Wert. Daher ist es erforderlich, den Wassergehalt zu verringern und das verbleibende Wasser effizient zur Konsistenz­bil­dung zu nutzen. Hier fehlen aktuell einfache, praxisnahe Konzepte. Es ist also ein ganzheitliches und objektives Bewertungskonzept erforderlich, das die größtmögliche Klinkersubstitution mit Rücksicht auf die erforderliche Leistungsfähigkeit im jeweiligen Anwendungsfall und die zugehörige CO2-Last eines Betons ermittelt. In einem Verbundforschungsprojekt der baustofftechnologischen Institute der drei niedersächsischen Universitäten Braunschweig, Hannover und Clausthal werden die Grundlagen für dieses Bewertungskonzept entwickelt. Im Rahmen der Untersuchungen entstand auch ein Entwurfskonzept für Betone mit verminderter CO2-Last, um die Leistungsfähigkeit der Betone bereits im Entwurfsprozess abzuschätzen. Das vornehmliche Ziel stellt dabei die Entwicklung von CO2-reduzierten alltagstauglichen Normalbetonen mit einem breiten Anwendungsspektrum dar, deren Mischungskonzept weltweit anwendbar ist. Denn nur bei einer breiten Anwendung ist eine deutliche Reduktion der CO2-Last im Bereich der Betonbauweise möglich. Nischenprodukte mit entweder sehr geringen CO2-Lasten oder Spezialbetone, deren Anwendungsmengen im Vergleich nur minimal sind, können in Bezug auf den Klimawandel wenig bewirken.

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