Nachhaltige und ökologische Ultra-Hochleistungsbetone – Widerspruch oder Perspektive?

Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit sind die aktuellen globalen Ziele. Die Verbesserung der CO₂-Bilanzen von Zementen und Betonen stehen im Fokus wissenschaftlicher Untersuchungen. Aus der zunehmenden Industrialisierung resultiert eine Steigerung der weltweiten Nachfrage an Zement zur Schaffung nachhaltiger und leistungsfähiger Infrastrukturbauwerke und Wohngebäude. Mit ultrahochfestem Beton (UHPC) lassen sich sehr leistungsfähige und auch dauerhafte Bauwerke errichten (Abb.). Dabei sind jedoch diese Hochleistungsbetone aufgrund ihres hohen Zementgehalts unter Berücksichtigung der CO₂-Bilanz scheinbar nicht umweltfreundlich. Dies relativiert sich aber durch eine längere Nutzungsdauer und niedrigere Instandsetzungskosten.

Derzeit werden weltweit kalzinierte Tone als Klinkersubstitut untersucht, die mit Kalksteinmehl abgemischt als LC² auf dem asiatischen und lateinamerikanischen Markt verfügbar sind. Dieses alternative Bindemittelgemisch ist für die Herstellung von UHPC eingesetzt worden, mit dem Ziel den UHPC umweltfreundlicher mit verbesserter CO₂-Bilanz zu produzieren. Hierfür wurde der Zement des UHPC mit 10 bis 50 % LC² substituiert. Der Referenz-UHPC erreichte nach 28 Tagen eine Druckfestigkeit von 205 N/mm². Die Substitution von 40 % des Referenzbindemittels durch LC² reduzierte die Druckfestigkeit des UHPCs um ca. 25 % auf 156 N/mm², so dass nach Definition des DAfStb noch ein UHPC herstellbar ist. Es wurde hier aber nur die 28 Tage-Druckfestigkeit betrachtet, es ist aber Stand des Wissens, dass kalzinierte Tone deutlich langsamer als Portlandzemente reagieren, so dass eine weitere Festigkeitssteigerung über die Zeit noch gegeben sein wird.

Kalzinierte Tone als Zementsubstitut bewirken im UHPC eine Festigkeitsreduzierung; die damit hergestellten Betone sind aber dennoch Hochleistungsbetone und als solche einsetzbar. Ihre CO₂-Bilanz ist deutlich positiver und sie sind aufgrund ihrer optimiert dichten Gefügeausbildung dauerhaft.