Tagungsband - BFT International

PANEL 5 // PROCEEDINGS
� The tremendous importance of concrete
construction for achieving the national and
international climate protection targets is
demonstrated by the fact that the production
of cement (clinker) as one of the raw mate-
rials is associated with carbon emissions
that account for about five per cent of world-
wide emissions, which makes the cement
industry the third-largest single source of
emission. Against this background, it is no
longer sufficient to just consider technical and
economic parameters when designing and
erecting concrete structures. Environmental
impact needs to be assessed as well. “Eco-
concretes” developed to mitigate environmen-
tal impact are also referred to as “green con-
cretes” [1].
AUTHOR //
AUTOR
Prof. Dr.-Ing.
Carl-Alexander Graubner,
Technische Universität
82 BFT 02/2011 www.bft-online.info
Darmstadt
graubner@massivbau.tu-darmstadt.de
Geb. 1957; 1977-1982 Studium des
Bauingenieurwesens an der TU München;
1988 Promotion; 1994 Anerkennung als Prüf-
ingenieur für Baustatik; 1997 Ernennung zum
Universitätsprofessor
für Massivbau an der
TU Darmstadt;
2001 Partner im
Ingenieurbüro KHP,
Frankfurt;
seit 2003 in mehreren
Sachverständigen-
ausschüssen des DIBt
als Gutachter tätig;
Mitglied verschiedener
nationaler und
internationaler Normungsgremien auf dem
Gebiet des Beton- und Mauerwerksbaus
LOW-CEMENT “ECO-CONCRETES” FOR THE PRODUCTION
OF PRECAST ELEMENTS
ZEMENTREDUZIERTE ÖKOBETONE FÜR DIE HERSTELLUNG
VON BETONFERTIGTEILEN
� Die enorme Bedeutung des Betonbaus bei der
Verwirklichung der national und international an-
gestrebten Ziele zum Klimaschutz wird durch die
Tatsache verdeutlicht, dass die Herstellung des
Ausgangsstoffes Zement(-klinker) mit einem Koh-
lendioxidausstoß von etwa fünf Prozent der welt-
weiten Emission verbunden und die Zementin-
dustrie damit drittgrößter Einzelemittent ist. Vor
diesem Hintergrund ist es nicht mehr ausreichend,
bei der Herstellung von Betonbauwerken lediglich
die technischen und wirtschaftlichen Randbedin-
gungen zu berücksichtigen. Auch die ökologischen
Auswirkungen müssen betrachtet werden. Unter
dem Gesichtspunkt der Verringerung der Umwelt-
wirkung entwickelte „Ökobetone“ werden auch
als „Green Concretes“ bezeichnet [1].
Großes Potenzial für die Reduzierung der Umwelt-
belastung und des Ressourcenverbrauchs besteht
in der Übertragung der Erkenntnisse aus dem Be-
reich der hochfesten und ultrahochfesten Betone
auf konventionelle Konstruktionsbetone [2]. Eine
deutliche Verbesserung der Ökobilanz des Betons
ist dabei durch die Verringerung des Anteils an
Portlandzementklinker bei Sicherstellung der not-
wendigen Verarbeitbarkeits- und Festbetoneigen-
schaften möglich. ABB. 1 verdeutlicht, dass durch
Objective // Ziel:
lower cement (clinker) ratio, identical
compressive strength
Geringerer Zement(klinker)gehalt,
Gleiche Druckfestigkeit
Aggregate
Gesteinskörnung
Cement paste (strength, workability)
Zementleim (Festigkeit, Verarbeitbarkeit)
The transfer of the knowledge and expertise
gained for high-performance and ultra-high
performance concretes to conventional struc-
tural concretes offers a huge potential for re-
ducing environmental impact and resource
consumption [2]. The environmental impact of
concrete can be lowered significantly by redu-
cing the proportion of Portland cement clinker
whilst ensuring the required workability cha-
racteristics and properties of the hardened
concrete. FIG. 1 illustrates that the water/pow-
der ratio required for making the concrete
workable can be reduced considerably by op-
timizing the particle size distribution using
superplasticizers. This approach makes it pos-
sible to replace cement clinker with environ-
mentally friendly powder constituents, e.g.
inert rock powders or reactive by-products
such as coal fly ash or blast-furnace slag pow-
ders, where the issue of resource availability
needs to be considered especially for the re-
active constituents. Tests carried out at Tech-
nische Universität Darmstadt showed that a
cement ratio of under 150 kg of cement per
cubic meter of concrete is sufficient for pro-
ducing standard structural concretes (C25/30)
Water
Wasser
Cement
Zement
Plasticizer (cement
packing density)
Fließmittel (Packungsdichte
Zement)
Water // Wasser
Cement // Zement
Filler (inert, reactive)
Füller (inert, raktiv)
Optimization of the
packing density of
all solids
Optimierung der
Packungsdichte aller
Feststoffe
� FIG. 1 Development of low-cement “eco-concretes” from conventional concrete mixes. //
ABB. 1 Entwicklung von zementreduziertem “Ökobeton“ aus traditionellen Betonmischungen.