Ausgabe 11 | 2024
Nachhaltige Minderung der CO2-Emissionen beim Tunnelbau am Beispiel des Großprojekts Stuttgart 21
Thomas Neumann, Karlstadt und Werner Rothenbacher, Ulm, Anton Trenkwalder, München
Bei der Umsetzung von Infrastrukturprojekten spielt der Tunnelbau nach wie vor eine wichtige Rolle. Vor dem Hintergrund der aktuellen Klimadebatte stehen jedoch auch Tunnelprojekte vermehrt in der Kritik. Zuletzt wurde eine aktuelle Studie der Friedrich-Naumann- Stiftung in zahlreichen Zeitungen zitiert und auf die hohe CO2-Belastung durch Infrastrukturprojekte, insbesondere Tunnelprojekte, hingewiesen. Durch neue Entwicklungen bei Zement und Beton können die herstellbedingten CO2-Emissionen allerdings um einen Großteil gesenkt werden. Während in der Vergangenheit üblicherweise CEM I-Zemente im Tunnelbau verwendet wurden, sollen nun zunehmend klinkerreduzierte und damit klimaschonendere Zemente zum Einsatz kommen. Am Beispiel des Großprojekts Stuttgart 21 wird in dem Beitrag der für das Projekt verwendete Hochofenzement CEM III/A 52,5 N-SR aus dem Schwenk-Werk Karlstadt vorgestellt. Gegenuber CEM I-Zementen werden mit diesem Zement die herstellbedingten CO2-Emissionen bei gleicher Einsatzmenge um fast 50 % reduziert. Gleichzeitig wird die Herstellung leistungsfähiger und hoch dauerhafter Betone möglich, die selbst unter den besonderen Grundwasser- und Bodenbedingungen im Stuttgarter Talkessel eine Lebensdauer von 100 Jahren und mehr erreichen.
Dauerhaftigkeit von Beton nach dem Performance-Prinzip – Zustandserfassung an Brücken
Stefan Kubens, Düsseldorf, Juan Mauricio Lozano-Valcarcel und Thomas Kränkel, München, Christoph Müller, Düsseldorf, Christoph Gehlen, München
Die Dauerhaftigkeit von Betonbauwerken wird in den aktuellen Regelwerken im Wesentlichen mit deskriptiven Regeln sichergestellt. DIN EN 1992, DIN EN 206-1, DIN EN 13670 und DIN 1045 Teil 2 bis 4 fassen alle Anforderungen zusammen. Zwischen den Ergebnissen von Lebensdauerbetrachtungen auf der Grundlage im Labor ermittelter Dauerhaftigkeitskennwerte und des fib Model Code einerseits und den in Deutschland aktuell gültigen deskriptiven Regeln des Betonbaus andererseits, konnten in der Vergangenheit Abweichungen festgestellt werden. An dieser Stelle setzt das Projekt an, über das hier berichtet wird. Um die auf der Basis des aktuellen Regelwerks realisierten Bauwerkszustande hinsichtlich Dauerhaftigkeit einschätzen zu können, ist die Erfassung der Zuverlässigkeit eines repräsentativen Bauwerksbestands, geplant und gebaut nach der aktuellen DIN 1045, besonders wichtig. In diesem Beitrag geht es um die Untersuchung eines repräsentativen Bauwerksbestands an Brücken-/Ingenieurbauwerken, die nach den deskriptiven Vorgaben der ZTV-ING und DIN 1045:2001 geplant und errichtet worden sind. Bei den Bauwerksuntersuchungen und anschließenden Laboruntersuchungen an Baustoffproben wurden dauerhaftigkeitsrelevante Kennwerte wie z.B. die Carbonatisierungsrate, der Chlorideindringwiderstand und der tiefengestaffelte Chloridgehalt geprüft. Auf der Basis dieser Untersuchungen kann eine Aussage zur Zuverlässigkeit des deskriptiven Konzepts hinsichtlich der Dauerhaftigkeit gemacht werden. Die Untersuchungen dienen auch dazu, Unterschiede zwischen den aktuell diskutierten Performance-Ansätzen und dem deskriptiven Konzept zu identifizieren.
Robustheit von Betonen mit klinkereffizienten Zementen – Einfluss von Schwankungen im Wassergehalt
Tobias Schack, Macielle Deiters, Bastian Strybny und Michael Haist, Hannover
In dem Beitrag wird die Robustheit der Frisch- und Festbetoneigenschaften von Betonen mit klinkereffizienten Zementen (CEM II/C-M (S-LL) und CEM II/C-M (V-LL)) gegenüber systematischen Wassergehaltsschwankungen untersucht. Als Referenz wurden Betonzusammensetzungen mit CEM II/A-M (V-LL) und CEM III/A herangezogen. Alle Untersuchungen wurden an standardmäßigen Betonzusammensetzungen durchgeführt, die in der Praxis üblicherweise für Bauteile im Innenbereich (XC1, XC2) oder im geschützten Außenbereich (XC3) verwendet werden. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass sich klinkereffiziente Zemente mit hohen Gehalten an Hüttensand oder Flugasche und Kalkstein (CEM II/C-M) für die Herstellung von Betone mit relativ geringen Anforderungen an die Dauerhaftigkeit eignen. Mit CEM II/C-M (V-LL) bzw. CEM II/C-M (S-LL) hergestellte Betone weisen vergleichbare Frisch- und Festbetoneigenschaften auf wie die Referenz-Betonzusammensetzung mit CEM III/A bei gleichem Klinkergehalt (≈ 50 M.-%). Die Betone mit klinkereffizienten Zementen reagierten sensibler auf Wassergehaltsschwankungen hinsichtlich der Konsistenzsteigerung. Dagegen ist die Auswirkung von Wassergehaltsschwankungen bei der Neigung zur Wasserabsonderung bei Anwendung von CEM II/C-M-Zementen deutlich geringer.
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