Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung nachhaltiger und hochwertiger Architektur- und Infrastrukturbetone. In den Betonrezepturen sollen Produktionsabf\u00e4lle (Rezyklierte Gesteinsk\u00f6rnungen und carbonatisierte Betonschlammfraktionen) sowie klinkerreduzierte Zemente eingesetzt werden. Damit ergeben sich drei wesentliche Ansatzpunkte f\u00fcr nachhaltige Betonprodukte: (1) Die R\u00fcckf\u00fchrung von Produktionsabf\u00e4llen in neue Produkte bedingt eine massen\u00e4quivalente Einsparung von Abf\u00e4llen sowie von Prim\u00e4rmaterialien. (2) Die beschleunigte Carbonatisierung der genannten Materialien vor der Einbringung in die Rezeptur bindet einen Teil der produktionsbedingten CO2-Emissionen langfristig stabil in Form von Calciumcarbonat. (3) Der Einsatz klinkeroptimierter Zemente verbessert die CO2-Bilanz der Betonprodukte im Bereich der Zementsteinkomponente (energetisch und nicht-energetisch). Mit den drei genannten Aspekten tr\u00e4gt das Vorhaben dazu bei, den wachsenden Markt f\u00fcr nachhaltigere Architektur- und Infrastrukturbetone zu befriedigen und Produktverantwortung wahrzunehmen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Arbeitspaket (AP) 1 wurden nachhaltige Ausgangsstoffe f\u00fcr Architektur- und Infrastrukturbetone identifiziert und bewertet. AP 2 diente der Entwicklung und Festlegung einer Carbonatisierungsstrategie unter Ber\u00fccksichtigung der in AP 1 festgestellten Materialeigenschaften. AP 3 war der Festlegung der Rezepturen unter Ber\u00fccksichtigung der Ergebnisse aus AP 1 und AP 2 gewidmet. Entsprechende Pr\u00fcfk\u00f6rper wurden unter Einsatz carbonatisierter und nicht-carbonatisierter Ersatz-Gesteinsk\u00f6rnung sowie unter Verwendung klinkeroptimierter Zemente hergestellt. An diesen wurden normgerechte Frisch- und Festbetonpr\u00fcfungen vorgenommen. AP 4 b\u00fcndelte diejenigen T\u00e4tigkeiten, die auf dem Weg der Markteinf\u00fchrung der neuen Produktformulierungen unerl\u00e4sslich waren. Dies umfasste u. a. die Herstellung von Musterbauteilen. Dabei wurden diejenigen Rezepturen ber\u00fccksichtigt, die in AP 3 bzw. der Fest- und Frischbetoneigenschaften sowie unter Ber\u00fccksichtigung der Nachhaltigkeitsaspekte als vorteilhaft gegen\u00fcber den Referenzrezepturen bewertet wurden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Von der Zementindustrie werden mittlerweile viele Zemente mit einem reduzierten Anteil von umweltsch\u00e4dlichem Zementklinker angeboten. So lassen sich durch die Verwendung hochwertiger Klinker-Ersatzstoffe wie zum Beispiel H\u00fcttensand aus der Roheisen-Produktion oder Kalksteinmehl CO2-Emissionen sehr wirksam reduzieren. Nach einer umfassenden Recherche der Expert*innen der Technischen Hochschule Mittelhessen (THM) wurden folgende Zemente f\u00fcr die weiteren Studien ausgew\u00e4hlt:<\/p>\n
\u0095 CEM II\/B-M S-LL 42,5 R (Firma Dyckerhoff)
\n\u0095 CEM III\/A 52,5 R Variodur 40 (Firma Dyckerhoff)<\/p>\n
Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden vier Rezepturen entwickelt, die f\u00fcr die Herstellung von Betonfertigteilen f\u00fcr Bahnsteige verwendet werden k\u00f6nnen. Es wurden jeweils zwei Betonrezepturen zu jeder der beiden Zementsorten ausgebildet \u0096 ohne und mit Recyclingzuschlag (RC-Material). Im Folgenden wurden die Rezepturen hinsichtlich der erforderlichen Betonfestigkeit sowie der Frost-Tausalz-Best\u00e4ndigkeit gepr\u00fcft.
\nDa das modulare Bahnsteigsystem von Hering Bau auf Basis einer gepr\u00fcften Typenstatik sowie einer Anwenderfreigabe der DB AG geplant und ausgef\u00fchrt wird, m\u00fcssen die Bahnsteigelemente die Festigkeitsklasse C35\/45 (LP) erf\u00fcllen. Diese Festigkeitsklasse galt es auch mit den neuen Rezepturen zu erreichen. Die Festigkeitspr\u00fcfungen zeigten, dass die Werte der entwickelten Rezepturen, ohne und mit RC-Material, deutlich \u00fcber den erforderlichen Mindestwerten liegen. Die Festigkeiten der Rezepturen mit RC-Material fallen gegen\u00fcber den Rezepturen ohne RC-Material etwas ab.
\nFrostsch\u00e4den am Beton werden verst\u00e4rkt durch Taumittel hervorgerufen und treten als fl\u00e4chige Abplatzungen und Ausbr\u00fcche auf. In der Regel wird als Taumittel auf Bahnsteigen Natriumchlorid verwendet, welches auch zu einer Korrosion der Bewehrung f\u00fchren kann. Daher ist der Nachweis der hinreichenden Frost-Taumittel-Best\u00e4ndigkeit des Betons au\u00dferordentlich wichtig. F\u00fcr die Rezepturen wurden Versuche zur Bestimmung des Frost-Tausalz-Widerstandes am Wilhelm Dyckerhoff Institut f\u00fcr Baustofftechnologie in Wiesbaden durchgef\u00fchrt. Bei allen vier Rezepturen lagen die gemessenen Werte deutlich unterhalb des von der DB AG geforderten Grenzwertes von 800 g\/m\u00b2 (hinreichender Frost-Taumittel-Widerstand).
\nSomit k\u00f6nnen die neuen nachhaltigen Betonrezepturen als best\u00e4ndig gegen Frost-Taumittel-Einwirkung eingestuft werden.
\nNicht zuletzt wurde im Rahmen des Forschungsprojektes eine Bilanzierung der CO2-Emissionen gem\u00e4\u00df ISO 14067 durchgef\u00fchrt. Dabei wurde die Rohstoffgewinnung der Betonkomponenten wie Zement, Wasser, Gesteinsk\u00f6rnung und Additive ebenso ber\u00fccksichtigt wie der Transport vom Gewinnungsort bis zum Fertigteilwerk. Aus den durchgef\u00fchrten Berechnungen l\u00e4sst sich erkennen, dass eine Reduzierung der sch\u00e4dlichen Emissionen um bis zu 35 % m\u00f6glich ist. Aktuell betr\u00e4gt der Transportweg f\u00fcr das RC-Material noch 320 km, was sich negativ auf die Bilanz auswirkt. Der Grund: Derzeit existieren nur wenige Anbieter f\u00fcr zertifiziertes RC-Material. Hier muss das Ziel sein, die Transportstrecke auf maximal 50 km zu reduzieren.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
In folgenden Fachzeitschriften wurden bereits Artikel \u00fcber das Forschungsprojekt und die entwickelten Betonrezepturen ver\u00f6ffentlicht.
\n1. Der Eisenbahningenieur, Ausgabe Mai 2024, Titel \u0084Zukunftsgerechter Bahnsteigbau\u0093
\n2. BFT International, Ausgabe November 2024, Titel \u0084Zukunftsgerechter Beton f\u00fcr den Bahnsteigbau\u0093<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Mit den entwickelten neuen Betonrezepturen l\u00e4sst sich die Nachhaltigkeit von Betonfertigteilen deutlich verbessern \u0096 und zwar ohne Abstriche bei der Qualit\u00e4t. Die Rezepturen mit CO2-reduzierten Zementen sind ohne Verwendung von RC-Material normenkonform und werden von Hering Bau ab sofort f\u00fcr die Produktion von Fertigteilen aus Beton zum Einsatz kommen. Auch in der neuen DIN 1045-2(2023) wird die Anwendung von rezyklierter Gesteinsk\u00f6rnung f\u00fcr die Expositionsklassen XD3 und XM1 noch nicht zugelassen. Aus diesem Grund muss f\u00fcr diesen Anwendungsfall ein spezieller Verwendungsnachweis erbracht werden. Daher wird beabsichtigt, f\u00fcr die RC-Betone eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung beim Deutschen Institut f\u00fcr Bautechnik (DIBt) zu beantragen. Nach der Erteilung der Genehmigung k\u00f6n-nen dann auch die RC-Betone zur Anwendung kommen \u0096 ein entscheidender weiterer Schritt f\u00fcr den Klimaschutz und das nachhaltige Bauen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung nachhaltiger und hochwertiger Architektur- und Infrastrukturbetone. In den Betonrezepturen sollen Produktionsabf\u00e4lle (Rezyklierte Gesteinsk\u00f6rnungen und carbonatisierte Betonschlammfraktionen) sowie klinkerreduzierte Zemente eingesetzt werden. Damit ergeben sich drei wesentliche Ansatzpunkte f\u00fcr nachhaltige Betonprodukte: (1) Die R\u00fcckf\u00fchrung von Produktionsabf\u00e4llen in neue Produkte bedingt eine massen\u00e4quivalente Einsparung von Abf\u00e4llen […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[65],"class_list":["post-27758","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-nordrhein-westfalen"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"35818\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"","dbu_projektdatenbank_bsumme":"124.974,00","dbu_projektdatenbank_firma":"Hering Bau GmbH & Co. KG","dbu_projektdatenbank_strasse":"Neul\u00e4nder 1","dbu_projektdatenbank_plz_str":"57299","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Burbach","dbu_projektdatenbank_p_von":"2022-04-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2024-09-30 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"2 Jahre und 6 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"02736\/27139","dbu_projektdatenbank_inet":"www.heringinternational.com","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Nordrhein-Westfalen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"170","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"DBU-Abschlussbericht-AZ-35818_01-Hauptbericht.pdf","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/27758","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/27758\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":40761,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/27758\/revisions\/40761"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=27758"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=27758"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=27758"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}