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Von rechts: Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Breit, Leitung Fachgebiet Werkstoffe im Bauwesen der Technischen Universität Kaiserslautern, und Raymund Böing, Teamleiter Produktentwicklung & Anwendung Beton bei HeidelbergCement in Deutschland

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© HeidelbergCement (Steffen Fuchs)

Ausgabe 4/2017Thema: Werte

Verwerten, bitte!

Gespräch zur Zukunft des R-Beton

In Kooperation mit HeidelbergCement entstehen an der Technischen Universität Kaiserslautern Experimentalbauten, die der Forschung und Demonstration von Bauweisen und Baustoffen – unter anderem Beton aus rezyklierter Gesteinskörnung – dienen. context sprach mit Raymund Böing, Teamleiter Produktentwicklung & Anwendung Beton bei HeidelbergCement in Deutschland und Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Breit, Leitung Fachgebiet Werkstoffe im Bauwesen der TU Kaiserslautern über dessen Potenzial.

context: Wo liegen aus Sicht der Forschung die Herausforderungen im Projekt R-Beton?

Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Breit: Die Herausforderungen aus Forschersicht liegen nicht darin, die Grundlagen zu erforschen. Diese wurden im Rahmen des Projekts Baustoffkreislauf im Massivbau bereits in den 1990er Jahren erarbeitet und haben zum aktuellen Regelwerk geführt. In unserem Forschungsvorhaben geht es vielmehr darum, die Bedingungen für eine handhabbare Praxis zu ermitteln. Die besondere Herausforderung liegt darin, die Thematik ganzheitlich zu betrachten. Also die praktische Umsetzbarkeit, die Ökobilanz und die Stoffströme im Auge zu behalten, die bestehenden Hemmnisse zu analysieren und für alles zusammen eine Lösung zu finden. Final natürlich die Antwort auf die Frage: Wie können oder müssen in Zukunft die Regelwerke aussehen, um R-Beton wirklich in eine praktische Anwendung bringen zu können?

c: Wie unterstützt die Universität den Praxistransfer der entwickelten Lösungen?

Breit: Wir sind bestrebt, mit der Praxis, also den Betonherstellern, Bauherren und Bauausführenden, in Kontakt zu stehen. Ihre Meinung, ihre Wahrnehmung und ihre Rückmeldung ist uns als Forscher und Entwickler sehr wichtig, denn wie so oft entscheidet auch hier die Praxis, ob der Werkstoff R-Beton Erfolg hat oder nicht. Deshalb versuchen wir über entsprechende Tests unsere Ergebnisse vom Labor ins „richtige Leben“ zu transferieren. Dabei treten oft nochmal ganz andere Fragestellungen, Probleme und Herausforderungen auf, und diese Erkenntnisse sind aus unserer Sicht auch ein wesentlicher Schlüssel für den erfolgreichen Praxistransfer.

c: Welche Probleme und Herausforderungen sind das zum Beispiel?

Raymund Böing: Technische Probleme sind unter Berücksichtigung der heutigen modernen Betontechnologie nicht zu erwarten. Ein Problem stellt heute allerdings die Tatsache dar, überhaupt kontinuierlich ausreichende Mengen an für die Betonproduktion geeigneter rezyklierter Gesteinskörnung zu bekommen. Gelingt es, R-Beton deutschlandweit zu etablieren, dann entsteht ein riesiger Bedarf an rezyklierter Gesteinskörnung. Die durchschnittliche Transportbetonproduktion pro Werk liegt in Deutschland laut der Statistik des Bundesverbands der Deutschen Transportbetonindustrie (BTB) bei etwa 25.000 Kubikmetern. Dies bedeutet eine notwendige Menge an rezyklierter Gesteinskörnung bei Ausnutzung des heutigen Regelwerks von etwa 3.000 bis 6.000 Tonnen pro Werk und Jahr oder etwa 60 bis 120 Tonnen pro Woche. Darüber hinaus ist es für die Betonproduktion, wie auch bei der Verwendung natürlicher Gesteinskörnung, wichtig, die rezyklierte Gesteinskörnung in gleichmäßiger Qualität zu bekommen.

c: Kann Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung – nach Erreichen Ihrer Projektziele – zur Steigerung der Ressourceneffizienz beitragen?

Breit: Die Projektziele zu erreichen, ist ein ganz wesentlicher Schritt in die richtige Richtung. Denn im Fokus unserer Bemühungen steht der Wille, die Regelwerke praxisgerechter zu gestalten. Gelingt das, dann ist ein ganz großes, entscheidendes Hindernis beseitigt, um Ressourceneffizienz und eine gleichwertige Wiederverwendung zu erreichen. Zur Steigerung der Ressourceneffizienz sind aber darüber hinausgehende Maßnahmen notwendig. Das Image des R-Betons muss dringend aufpoliert werden, raus aus der Abfallecke – ein sanfter Druck seitens der Politik wäre ebenfalls hilfreich.

c: Wie sollen die Ergebnisse in die Baupraxis überführt werden?

Breit: Die Ergebnisse sollen in die zuständigen Normengremien eingebracht werden und zu Änderungen in den Normen und Regelwerken führen. Hierzu sind entsprechende Änderungsanträge vorgesehen. Die Forschungsergebnisse sollen Beleg dafür sein, dass zukünftig noch höhere Anteile an rezyklierter Gesteinskörnung als bisher in der Betonproduktion zum Einsatz kommen können. Weiter werden diese uns helfen, die Akzeptanz für Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung zu steigern. Sicherlich ist dies kein ganz einfacher Prozess, aber mit den bisherigen Forschungsergebnissen im Rücken bin ich zuversichtlich, dass uns dies gelingen wird.

BMBF-Verbundforschungsvorhaben R-Beton – Werkstoff der nächsten Generation

Im November 2014 hat die Technische Universität Kaiserslautern zusammen mit HeidelbergCement, universitären und außeruniversitären Forschungseinrichtungen sowie weiteren Partnern aus der Industrie das 36-monatige Forschungsprojekt zu ressourcenschonendem Beton begonnen. Ziel der Verbundpartner ist es, auf Basis wissenschaftlicher Untersuchungen dazu beizutragen, dass künftig noch höhere Anteile an rezyklierten Gesteinskörnungen im Bau eingesetzt werden können. Das Projektkonsortium ist daher so zusammengesetzt, dass alle Aspekte aufgegriffen und untersucht werden konnten, die einer breiten Markteinführung des Werkstoffs R-Beton aus heutiger Sicht entgegenstehen. Im Ergebnis sollen praxisgerechtere Anwendungsregeln geschaffen werden, die sowohl für die Altbaustoffrecyclingunternehmen als Produzenten der Gesteinskörnungen als auch für die Transportbetonindustrie gegenüber dem Status Quo merkliche Verbesserungen bedeuten. Im Fokus stehen grundlegende Fragen der Betonzusammensetzung ebenso wie die maßgeschneiderte Erforschung neuer Betonzusatzmittel. Auch die Kontrolle der Eigenschaften des Ausgangsmaterials und des Wasser/Zement-Verhältnisses spielen eine große Rolle. Doch nicht nur die werkstofftechnologischen Fragestellungen werden betrachtet, sondern das Thema ganzheitlich von allen Seiten beleuchtet. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Initiative „Neue Werkstoffe für urbane Infrastrukturen – HighTechMatBau“ gefördert.
Weitere Informationen unter: www.R-Beton.de

Verbundpartner

Zu den Forschungspartnern zählen neben dem Konsortiumsführer ­HeidelbergCement AG (Teilvorhaben 7: R-Beton aus Sicht der praxisgerechten Anwendung und Koordination des Gesamtvorhabens) auch das ifeu Institut Heidelberg (Teilvorhaben 1: Ermittlung praxisrelevanter Stoffströme unter Berücksichtigung des prognostizierten Aufkommens und Ökobilanzierung im Bereich der Betonanwendung sowie der RC-Gesteinskörnungsherstellung), der Baustoffaufbereiter Scherer + Kohl GmbH & Co. KG (Teilvorhaben 2: Ermittlung praxisrelevanter Stoffströme aus Sicht der RC-Gesteinskörnungsherstellung und Möglichkeiten der verfahrenstechnischen Anpassung), die Technische Universität Kaiserslautern (Teilvorhaben 3: Aufweitung der vorhandenen Anwendungsbeschränkungen für Beton mit rezyklierter feiner und grober Gesteinskörnung unter Berücksichtigung der Bemessungsansätze nach EC 2), die BASF Construction Solutions GmbH (Teilvorhaben 4: Erforschung von neuen hochleistungsfähigen R-Zusatzmitteln für die Herstellung von R-Beton), die VDZ gGmbH (Teilvorhaben 5: Verwendung von feinen Gesteinskörnungen bei der Zementherstellung, Ökobilanzierung aus Sicht des Zement- und des Betonherstellers und Entwicklung praxistauglicher Ansätze zur Bewertung der Alkaliempfindlichkeit von RC-Gesteinskörnugen bei der Betonherstellung), sowie die RWTH Aachen (Teilvorhaben 6: Frischbetonrecycling und Erforschung von Verfahren zum praxisgerechten Umgang mit umweltrelevanten Merkmalen).

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Das „Small House I“, das aus Infraleichtbeton unter Beteiligung der Heidelberger Beton GmbH errichtet wurde, steht bereits seit 2014.

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© HeidelbergCement (Steffen Fuchs).

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In dem Forschungsgebäude aus R-Beton mit verzinkter Stahlbetonbewehrung wird eine Klimakammer untergebracht, in der im Rahmen von Forschungsprojekten bauphysikalische Behaglichkeitsuntersuchungen durchgeführt werden. Einheben der Filigrandecken hergestellt von der Heidelberger Betonelemente GmbH & Co. KG

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© Michael Schellhoff

c: Wie verhalten sich rezyklierte Gesteinskörnungen im Hinblick auf die Frisch- und Festbetoneigenschaften?

Böing: Mit für die Betonproduktion geeigneter rezyklierter Gesteinskörnung lassen sich Betone herstellen, deren Frisch- und Festeigenschaften mit denen, die mit natürlicher Gesteinskörnung hergestellt wurden, gleichwertig sind. Es kann notwendig sein, dass wegen des im Vergleich zu nicht gebrochener natürlicher Gesteinskörnung höheren Wasseranspruchs der rezyklierten Gesteinskörnung die Betonzusammensetzung bezüglich Zementgehalt und/oder Fließmittelgehalt angepasst werden muss. Das wird im Projekt unter anderem erforscht, und es werden Handlungsanweisungen für die Praxis erarbeitet.

c: Kann das Projekt darüber hinaus auch Anstöße dazu geben, Bauabfälle in Zukunft besser zu verwerten?

Böing: Das Projekt kann nicht dazu beitragen, in Zukunft Bauabfälle zu reduzieren. Es kann aber helfen, höhere Anteile für die Betonherstellung geeigneter Bauabfälle einer sinnvollen Nutzung zuzuführen und die Akzeptanz für deren Nutzung zu steigern. Für jede Tonne rezyklierte Gesteinskörnung, die im Beton wiederverwendet wird, müssen keine neuen Steine aus dem Steinbruch oder der Kiesgrube entnommen werden. Dies schont am Ende unsere natürlichen Ressourcen.Conny Eck

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Ansprechpartner

raymund.boeing@heidelbergcement.com

Links

www.heidelbergcement.de
small-house-i.bauing.uni-kl.de

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