Prof. Dirk Lowke von der TU Braunschweig will alternative Beton-Rezepturen entwickeln, die bei reduzierten Kosten der Ausgangsstoffe eine verbesserte Verarbeitbarkeit des Betons und eine deutlich verbesserte Ökobilanz erlauben. Die Dyckerhoff-Stiftung fördert das Projekt mit 180.000 €.
Etablierte Strategien zur Entwicklung von Betonen mit reduzierter Treibhausgasemission beinhalten u.a., den Klinkergehalt im Beton zu reduzieren und ihn durch inerte und/oder reaktive Zusatzstoffe zu substituieren. Um dem daraus folgenden Verlust der technischen Leistungsfähigkeit entgegen zu wirken, wird die Packungsdichte der Gesteinskörnung und der Feinstoffe erhöht. Prof. Dirk Lowke von der TU Braunschweig will nun alternative Rezepturen entwickeln, die bei reduzierten Kosten der Ausgangsstoffe eine verbesserte Verarbeitbarkeit des Betons und eine deutlich verbesserte Ökobilanz erlauben.
In dem Forschungsvorhaben sollen Betonrezepturen mit deutlich verbesserter Ökobilanz bei gleicher technischer Leistungsfähigkeit entwickelt werden. Mit Hilfe eines innovativen Konzepts soll es dabei gelingen, Betone mit – im Vergleich zu „klassischen“ Ökobetonen – reduzierten Stoffkosten (geringere Anforderungen an die Betonausgangsstoffe) und verbesserter Verarbeitbarkeit herzustellen. Dabei wird das Hauptaugenmerk auf eine guten Verarbeitbarkeit des Betons gelegt, nicht auf eine optimale Packungsdichte der Gesteinskörnung. Daher kann Gesteinskörnung mit variabler Sieblinie und Kornform zum Einsatz kommen, was die Realisierbarkeit entsprechender Ökobetone in der Breite erhöhen wird. Zudem erlaubt das Konzept den Einsatz verschiedener Bindemittelkomponenten.
Mit diesem Ansatz kann die – über den Lebenszyklus betrachtete –Umweltbilanz im Vergleich zu Referenzbetonen auch dadurch deutlich verbessert werden, dass regional verfügbarer Gesteinskörnungen und Betonzusatzstoffe verwendet werden können.
Als Kompensationsmaßnahme für den sehr niedrigen Zementklinkeranteil wird bei der Rezepturentwicklung eine maximale Packungsdichte der Mörtelphase durch Zugabe von Hochleistungsfließmitteln und Reduktion des Wassergehaltes angestrebt, wodurch eine maximale Dichtigkeit und Festigkeit des Korngerüstes gewährleistet wird. Die Validität des Konzepts wurde in der Vergangenheit für mehrere Bindemittelkombinationen nachgewiesen. Im Rahmen dieses Vorhabens soll der Ansatz um die Berücksichtigung der chemischen Zusammensetzung der Bindemittelphase bei der Rezepturentwicklung erweitert werden.
Darüber hinaus soll ein Modell zur Vorhersage der erzielbaren technischen Eigenschaften (Festigkeit und Dichtigkeit) auf Grundlage des Hydratationsgrads und der Packungsdichte erarbeitet werden. Zudem sollen Methoden für eine bauaufgabenbezogene, technisch ökologische Bewertung der Betone unter Berücksichtigung des Lebenszyklus entwickelt werden.
Das Vorhaben beinhaltet mehrere wissenschaftliche Risiken. So ist bspw. bekannt, dass Ökobetone häufig eine geringere Dauerhaftigkeit aufweisen, was durch eine deutlich höhere Dichtigkeit des Gefüges kompensiert werden muss. Zudem reagieren Ökobetone häufig empfindlicher auf Schwankungen in der Qualität der Ausgangsstoffe als herkömmliche Betone, was sich bspw. in einer Reduktion der Verarbeitbarkeit und Gefügedichtigkeit äußern kann.
Die im Rahmen des Vorhabens erarbeiteten Rezepturen und Methoden sollen anhand von zwei konkreten Bauaufgaben validiert werden.
