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R-Beton: Werkstoff der nächsten Generation

Nicht nur, dass der Bedarf an benötigtem Recyclingmaterial aus mineralischen Bauabfällen im Tief- und Straßenbau allmählich einen gewissen Sättigungsgrad erreicht, hier wird auch jede Menge Potenzial verschenkt, Rückbaumaterialien aus der Baubranche langfristig in einem geschlossenen Materialkreislauf zu halten. Grund dafür sind sowohl technische Aspekte als auch teils veraltete Regularien und Normen. Im Rahmen des Projekts R-Beton soll nun ein ressourcenschonender Beton erarbeitet werden, der sich dadurch auszeichnet, dass zu seiner Herstellung in möglichst großem Umfang auf Stoffe zurückgegriffen wird, die über verschiedene Aufbereitungsschritte aus mineralischen Bauabfällen hergestellt werden.

Als rezyklierte Gesteinskörnung, auch RC-Gesteinskörnung genannt, können Altbaustoffe aus dem Hochbau wieder in den Hochbau zurückgeführt werden, indem sie zu Werkstoffen für die Beton- und Zementproduktion aufbereitet werden. »Einer weitergehenden hochwertigen Verwendung der erzeugten Sekundärstoffe im Sinne eines geschlossenen Baustoffkreislaufs steht derzeit noch eine Reihe von Hemmnissen im Wege, die durch das Projekt ausgeräumt werden sollen«, lautet die Zieldefinition des Forschungsvorhabens. »So wird beispielsweise die Verwendung von feiner RC-Gesteinskörnung bisher ausgeschlossen und grobe RC-Gesteinskörnung nur in engen Grenzen zugelassen. Dies gilt insbesondere für den Einsatz von Gesteinskörnungen mit Anteilen aus gebrochenen Mauerwerksziegeln. Diese Regelungen beruhen auf dem Stand der Technik der 1990er-Jahre und berücksichtigen die deutlichen Fortschritte – z. B. im Bereich der Betonzusatzmittel und der Aufbereitungstechnik – nicht«, heißt es weiter in der Projektbeschreibung.

Im November 2014 hatte 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, künftig noch höhere Anteile an rezyklierten Gesteinskörnungen im Bau einsetzen zu können. 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.

Das Gesamtprojekt ist thematisch in sieben Teilvorhaben unterteilt:

  • Teilvorhaben 1: Ermittlung praxisrelevanter Stoffströme unter Berücksichtigung des prognostizierten Aufkommens und Ökobilanzierung im Bereich der Betonanwendung sowie der RC-Gesteinskörnungsherstellung (ifeu Institut Heidelberg)
  • Teilvorhaben 2: Ermittlung praxisrelevanter Stoffströme aus Sicht der RC-Gesteinskörnungsherstellung und Möglichkeiten der verfahrenstechnischen Anpassung (Baustoffaufbereiter Scherer + Kohl GmbH & Co. KG)
  • Teilvorhaben 3: Aufweitung der vorhandenen Anwendungsbeschränkungen für Beton mit rezyklierter feiner und grober Gesteinskörnung unter Berücksichtigung der Bemessungsansätze nach EC 2 (Technische Universität Kaiserslautern)
  • Teilvorhaben 4: Erforschung von neuen hochleistungsfähigen R-Zusatzmitteln für die Herstellung von R-Beton (BASF Construction Solutions GmbH)
  • 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-Gesteinskörungen bei der Betonherstellung (VDZ gGmbH)
  • Teilvorhaben 6: Frischbetonrecycling und Erforschung von Verfahren zum praxisgerechten Umgang mit umweltrelevanten Merkmalen (RWTH Aachen)
  • Teilvorhaben 7: R-Beton aus Sicht der praxisgerechten Anwendung und Koordination des Gesamtvorhabens (Konsortiumsführer HeidelbergCement AG)

Im Ergebnis sollen praxisgerechtere Anwendungsregeln geschaffen werden, die sowohl für Altbaustoffrecyclingunternehmen als Produzenten der Gesteinskörnungen als auch für die Transportbetonindustrie gegenüber dem Status Quo deutliche Fortschritte ermöglichen. Nur dann ist sichergestellt, dass sich diese ressourcenschonende Lösung durchsetzen kann und geschlossene Materialkreisläufe im Hochbau erreicht werden. Aktuell wurde die Halbzeit im Verbundforschungsvorhabens »R-Beton - Ressourcenschonender Beton« erreicht. Die Verbundpartner ziehen dabei eine positive Bilanz: »In allen Teilvorhaben wurden die gesteckten Meilensteine zur Projekthalbzeit erreicht. Somit ist das Gesamtprojektziel bis Ende 2017 nicht gefährdet«, erklärt Raymund Böing, Vertreter des Konsortialführers HeidelbergCement AG. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Initiative „Neue Werkstoffe für urbane Infrastrukturen – HighTechMatBau“ gefördert.

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