Ressourcenschonender Beton - Werkstoff der nächsten Generation

Teilvorhaben 3

Aufweitung der vorhandenen Anwendungs- beschränkungen für Beton mit rezyklierter feiner und grober ­Gesteinskörnung unter Berücksichtigung der ­Bemessungsansätze nach EC 2

Dieses Teilvorhaben ist von wesentlicher Bedeutung für den Anspruch des Gesamtprojekts, einen geschlossenen Baustoffkreislauf im Hochbau zu schaffen und die Abbruchmaterialien hochwertig wieder zu verwenden.
Die Ergebnisse, sofern die gesteckten Ziele erreicht werden können, werden von den im Verbundprojekt beteiligten Partnern unmittelbar in die praktische Anwendung getragen und sollen mittels Richtlinien und Normen als neuer Stand der Technik eine breite praktische Anwendung erfahren.

Innerhalb dieses Teilvorhabens soll eine Aufweitung der vorhandenen Anwendungsbeschränkungen für Beton mit rezyklierter feiner und grober Gesteinskörnung unter Berücksichtigung der Bemessungsansätze nach EC 2 wissenschaftlich untersucht und möglich gemacht werden.
Das Teilvorhaben umfasst drei Themenbereiche, die die gesamten werkstoffwissenschaftlichen Fragestellungen für die Verwendung rezyklierter Gesteinskörnung im Beton abdecken. Es wird von betontechnologischer Seite die Verwendung von feinen rezyklierten Gesteinskörnungen für die Betonherstellung (Arbeitspaket 2.2) sowie die Verwendung von groben rezyklierten Gesteinskörnungen im Beton (Arbeitspaket 3) untersucht. Aufbauend auf den so gewonnenen Erkenntnissen wird außerdem die Bemessung des Werkstoffes R-Beton untersucht (Arbeitspaket 7).

Im Arbeitspaket 2.2 werden Verwertungsmöglichkeiten feiner rezyklierter Gesteinskörnungen (< 2 mm) erschlossen und die Verwendbarkeit dieser feinen Gesteinskörnung bei der Betonherstellung umfassend untersucht. Dabei soll auf bestehende Untersuchungsergebnisse aufgebaut und durch weiterführende Forschung, unter Berücksichtigung der vielseitigen innovativen Entwicklungen im Bereich der Betonzusatzmittel in den zurückliegenden Jahren, ein möglichst umfassender Einsatz der bisher von der Verwendung bei der Betonherstellung ausgeschlossenen feinen rezyklierten Gesteinskörnung ermöglicht werden.

Im Zuge des Arbeitspakets 3 sollen mehrere Ansätze zur Verwertung der groben RC-Gesteinskörnung verfolgt werden, die sich aus den derzeitigen Einschränkungen der DAfStb-Richtlinie ergeben. Insgesamt gilt es dabei, die vorhandenen Einschränkungen durch das aktuell gültige Regelwerk (Typenauswahl, Mengenbegrenzung, Festigkeitsgrenzen…) unter Berücksichtigung moderner Betontechnologie zu überprüfen und den Anwendungsbereich und somit die Akzeptanz des Werkstoffs R-Beton deutlich zu erweitern. Die entwickelten Betonzusammensetzungen sollen dabei so gestaltet sein, dass eine Umsetzung in die Praxis unmittelbar möglich ist. Um dies zu ermöglichen werden praxisgerechte Stoffmassenströme identifiziert und verwendet, außerdem sind die Umweltrelevanz und Ökobilanz der erforschten Werkstoffe, sowie die Problematik der Alkali-Kieselsäure-Reaktion zu beachten. Dies erfolgt über Schnittstellen zu den entsprechenden Teilvorhaben des Gesamtverbundprojekts. Darüber hinaus stehen die zu erarbeitenden Betonzusammensetzungen im Zusammenhang mit der Erforschung von speziellen R-Zusatzmitteln, die im Teilvorhaben 4 erarbeitet werden.
Für die Erfolg versprechenden Betonzusammensetzungen werden die mechanischen Kennwerte, sowie das Kriech- und Schwindverhalten untersucht, um eine Einordnung in bestehende Bemessungskonzepte vorzunehmen.

Mit den Fragen eines geschlossenen Nachweiskonzeptes befasst sich das Arbeitspaket 7. Hier sind Bauteilversuche und Standardversuchsreihen durchzuführen um die mechanischen Kennwerte, die Dauerhaftigkeits- und Verbundfestigkeitseigenschaften, sowie das Querkrafttragverhalten von Stahlbetonbauteilen mit R-Beton in bestehende Bemessungskonzepte einordnen zu können. Soweit die dort vorausgesetzten Randbedingungen nicht eingehalten werden, sind die Nachweisformate zu erweitern. Im Ergebnis soll ein geschlossenes Nachweiskonzept zur Verfügung gestellt werden, das möglichst an die Regeln für Normalbeton nach EC 2 anknüpft.

Teilprojektleiter:

Prof. Dr. Wolfgang Breit
Technische Universität Kaiserslautern
Gottlieb-Daimler-Straße, Geb. 60
Tel.: 0631 205-2297, Fax: 0631 205-3101
wolfgang.breit@bauing.uni-kl.de