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BV Transportbeton über Ökobilanzen, Normung, Betontechnik

(27.9.2010) Im Zuge der Fachtagung Praxis Transportbeton 2010 des Bundesverbandes Transportbeton (BTB) in Berlin informierte Dr.-Ing. Olaf Aßbrock, Geschäftsführer des BTB, über aktuelle Entwicklungen in Normung, Betontechnik und den ökologischen Eigenschaften des Baustoffs Transportbeton.

Ökobilanz

Die bereits vorliegenden ökobilanziellen Baustoffdaten für Transportbeton der Festigkeitsklassen C20/25, C25/30 und C30/37 sind mittlerweile in einem weiteren Forschungsprojekt für Berechnungen zu Bauteilen aus Transportbeton genutzt worden. Um Planern die Erstellung einer <!---->Gesamtbilanz für die energetische Bewertung von Gebäuden zu erleichtern, wurden die Ergebnisse der Berechnungen zu den wesentlichen Angaben, die in Ökobilanzen verwendet werden, in dem Bericht "Ökobilanzielle Profile für Bauteile aus Transportbeton" zusammengefasst. Diese Informationen bestehen aus der Angabe des Primärenergieaufwandes sowie der fünf anerkannten Wirkungspotenziale der Ökobilanz:

  • Treibhauspotenzial / GWP,
  • Ozonabbaupotenzial / ODP,
  • Versauerungspotenzial / AP,
  • Überdüngungspotenzial / NP,
  • Sommersmogpotenzial / POCP.

Als typische Bauteile aus Transportbeton wurden die Bodenplatte, die Decke (in einem Gebäude) sowie die Kelleraußenwand ausgewählt. Für diese Betonbauteile wurden jeweils die ökobilanziellen Profile bestimmt. Dabei wurden für ihre Bemessung typische Abmessungen und Lastfälle zu Grunde gelegt. Die bereits vorliegenden Profile für "1 m³ Frischbeton" dienten als Eingangsgrößen für die Berechnungen. Der Zehn-Jahres-Vergleich zeigt Verbesserungen bei einzelnen Parametern der Bilanz bis zu rd. 33%. Ergänzend zur Herstellung der Bauteile wurde auch das Recycling des Betonbauteils am Ende der Nutzungsdauer betrachtet. Bezugsquelle für den Bericht, der auch als PDF-Dokument vorliegt, ist betonshop.de.

Umweltschutz: Betonbauwerke im Grundwasser

Rund 35% der gesamten Betonmenge in Deutschland werden im Tiefbau verwendet. Dabei ist in vielen Fällen Kontakt zum Grundwasser gegeben. Ein Entwurf des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) für eine Grundwasserverordnung sah für diese Fälle vor, dass der "Ort der Beurteilung" für so genannten Geringfügigkeitsschwellenwerte (GFS), so festgelegt wird, dass die GFS bereits im Kontaktgrundwasser unmittelbar an der Bauteiloberfläche zu bewerten sind. Dies ist aber wohl nicht zielführend, da aufgrund der physikalischen und chemischen Grundlagen hier für alle Bauprodukte an der unmittelbaren Kontaktfläche "Bauteil - Grundwasser" hohe Stoffkonzentrationen auftreten. Die Umsetzung der Verordnung hätte bedeutet, dass zumindest für einzelne Parameter die GFS an der Bauteiloberfläche nicht einzuhalten sind.

Unter diesen Bedingungen wäre ein Einsatz von Beton und anderen Bauprodukten im Grundwasser nicht mehr möglich. Insbesondere Großprojekte, wie zum Beispiel Baumaßnahmen vergleichbar mit denen am Potsdamer Platz in Berlin, U-Bahnbauwerke oder Tiefgaragen, könnten dann nicht mehr ausgeführt werden.

Über fundierte und mit Argumenten belegte Stellungnahmen des BTB in Zusammenarbeit mit dem Bundesverband Baustoffe - Steine und Erden bbs konnten mit dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) speziell auf das "Bauen im Grundwasser" zugeschnittene Regelungen entwickelt werden. Diese berücksichtigen eine "angemessene zeitliche und räumliche Mittelung" möglicher Stoffeinträge in das Grundwasser.

Frostwiderstand von Gesteinskörnung im Beton

Die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e.V. (AiF) fördert spezielle Untersuchungen zum Frostwiderstand von Gesteinskörnung im Beton. Neben Untersuchungen an Gesteinskörnungen und Betonprüfungen kommen auch neue zerstörungsfreie Prüfverfahren zum Einsatz. So wird beispielsweise mit dem aus der Medizin bekannten Computertomographie (CT) versucht, das innere Gefüge von Betonproben abzubilden und über mehrere Winterperioden zu verfolgen. Das Besondere an dem ganzen Vorhaben ist, dass es sich dabei um ein Verbundprojekt von drei AiF-Mitgliedsvereinigungen handelt - nämlich:

Insgesamt sind fünf Forschungsstellen beteiligt. Die Gesamtkoordination der Arbeiten liegt bei der FTB. Das Verbundprojekt verfolgt folgende Ziele:

  • Bewertung und Klassifizierung der Gesteinskörnung. Als Kriterium soll das Verhalten der Gesteinskörnung im Beton gelten.
  • Abgrenzung der Möglichkeiten für eine "Performance-Prüfung" im Beton.
  • Übertragbarkeit der Laborverhältnisse auf Praxisbedingungen sowohl hinsichtlich der Prüfung an der Gesteinskörnung als auch der Prüfverfahren an der Gesteinskörnung im Beton.
  • Erarbeitung einer Systematik zur Einstufung von geeigneten und ungeeigneten Gesteinskörnungen. Darauf aufbauend dann Ausarbeitung eines Systems von abgestuften betontechnologischen Maßnahmen zur Erreichung eines Frost- und Frosttausalzwiderstandes der Gesteinskörnung im Beton.

Stahlfaserbeton

Die Stahlfaserbetonrichtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton e.V. (DAfStb) wurde mit Ausgabedatum März 2010 veröffentlicht. Die Richtlinie regelt erstmalig die Bemessung, Herstellung und Bauausführung von Bauteilen aus Stahlfaserbeton. Im Anwendungsbereich der Richtlinie sind damit keine Zulassungen mehr erforderlich. Für Transportbetonhersteller ist vor allem der Teil 2 der Richtlinie mit den baustoffrelevanten Festlegungen interessant.

Wichtig: Stahlfasern müssen im Herstellwerk zugegeben werden, ansonsten ist eine Anwendung der Richtlinie nicht möglich. Die Richtlinie gilt für die Bemessung und Konstruktion von Tragwerken des Hoch- und Ingenieurbaus aus Stahlfaserbeton sowie Stahlfaserbeton mit Betonstahlbewehrung bis einschließlich der Druckfestigkeitsklasse C50/60. Sinngemäß ist die Anwendung dieser Richtlinie auch auf nicht tragende Bauteile möglich. Die Anwendung der Richtlinie sollte hierfür im Einzelfall vereinbart werden. Die Anwendung der Richtlinie für "Beton nach Zusammensetzung", "Standardbeton" und Selbstverdichtenden Beton ist ausgeschlossen.

DIN EN 12620 "Gesteinskörnungen für Beton"
Was ist möglich mit Recycling-Beton?

Die europäische Norm für Gesteinskörnung DIN EN 12620 enthält seit ihrer letzten Überarbeitung in 2008 auch spezielle Anforderungen an rezyklierte Gesteinskörnungen. Die Norm führt zur CE-Kennzeichnung. Die Umsetzung in das bestehende deutsche Regelwerk ist mittlerweile durch eine entsprechende Ergänzung der DIN 1045-2 sowie der DAfStb-Richtlinie zur Verwendung von rezyklierten Gesteinskörnungen erfolgt.

Im Einsatz von Sekundärstoffen wie den rezyklierten Körnungen im Betonbau liegt eine große Chance, im Bereich der Betonausgangsstoffe umweltrelevante Auswirkungen zu mindern und zugleich eine sinnvolle Verwertung dieser Stoffe zu schaffen. Ein großer bisher noch wenig genutzter Bereich ist die Verwendung als Gesteinskörnung bei der Betonherstellung. Die Potentiale des Einsatzes von rezyklierter Gesteinskörnung als ein Beitrag zur Nachhaltigkeit der Betonbauweise sind bisher nur teilweise genutzt. Die bisher vorliegenden ökobilanziellen Ergebnisse zeigen jedoch, dass über eine Schonung von mineralischen Ressourcen hinaus die anderen Nachhaltigkeitsindikatoren wie z.B. Verbrauch von Primärenergie und Treibhauspotential erst dann positiv beeinflusst werden, wenn die Transportentfernungen für die rezyklierten Körnungen deutlich geringer sind als für die sonst eingesetzten natürlichen Gesteinskörnungen.

Es kann von einer Menge von rd. 1 Mio. t/a rezyklierter Gesteinskörnungen ausgegangen werden, die im Betonbau derzeit Verwendung findet, wie im Rahmen eines Statusseminars "Nachhaltig Bauen mit Beton" des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton e.V. in 2006 festgestellt wurde.

Da davon auszugehen ist, dass die Stoffe in Kombination mit natürlicher Gesteinskörnung verwendet werden, können mit einer Menge von rd. 1 Mio. t rezyklierter Gesteinskörnung rd. 1,5 Mio. m³ Beton jährlich hergestellt werden. Die Gesamtproduktion an Transportbeton beispielsweise lag in 2009 bei rd. 38 Mio. m³. Bislang werden rezyklierte Gesteinskörnungen allerdings im Hochbau kaum eingesetzt, obwohl dies nach dem Regelwerk möglich wäre. Dies hat verschiedene Gründe:

  1. Es gibt zahlreiche Verwertungsmöglichkeiten im Tiefbau.
  2. Mangelndes Angebot an qualitativ hochwertigen rezyklierten Körnungen bei gleichzeitiger langfristiger Liefersicherheit.
  3. Die Einsatzmöglichkeiten von rezyklierter Gesteinskörnung für "Außenbauteile" mit Bewitterung sind stark eingeschränkt.

Als Fazit ist festzuhalten, dass der Einsatz von rezyklierter Gesteinskörnung im Betonbau durch eine Verbesserung des Lieferangebotes und der Liefersicherheit seitens der Aufbereiter von Baustoffen erhöht werden kann. Als Qualitätsmaßstab gilt dabei die europäische Norm für Gesteinskörnung DIN EN 12620. Bei den Anwendungsregeln ist erneut zu überprüfen, ob nicht auch der Anwendungsbereich "Außenbauteil" mit aufgenommen werden kann. Dadurch wäre eine wesentlich flexiblere Betonherstellung möglich.

ELSE - Elektronische Lieferscheine für die Transportbetonindustrie

Der BTB hat mit der Entwicklung der Internetplattform beton-else.de zum Austausch elektronischer Lieferscheine ein wichtiges Angebot für seine Mitglieder bereitgestellt. Der bisherige Betrieb des Systems unter Praxisbedingungen verlief laut BTB erfolgreich. Über die Plattform ist der digitale Austausch von Lieferscheindaten mit Kunden möglich. Dadurch ergeben sich auf beiden Seiten vor allem Vorteile in der Fakturierung der Transportbetonlieferungen. Einige verbandlich organisierte Unternehmen beteiligen sich bereits mit insgesamt rund 70 Werken an dem ELSE-System. Mittlerweile sind mehrere tausend Lieferscheine aus dem täglichen Betrieb von Transportbetonwerken auf der ELSE-Datenbank abgelegt und werden von den Kunden dort über das Internet abgeholt. Hervorzuheben ist dabei, dass die Integration des Systems in Transportbetonwerke sehr unterschiedlichen Typs erfolgte. Dies unterstreicht die individuelle Nutzbarkeit des auf einer gemeinsamen Plattform entwickelten Programms.

Praxishilfen für die Transportbetonindustrie und ihre Kunden
Posterserie: Richtig betonieren - So geht´s

Der BTB beteiligt sich an einer über den Europäischen Transportbetonverband ERMCO koordinierten Kampagne zur Verarbeitung von Frischbeton. Sie richtet sich an bauausführende Unternehmen sowie Planer und Architekten, um so auch für die vorbereitenden Arbeiten vor dem eigentlichen Betonieren zu sensibilisieren. Die "Grundregeln" für richtiges Betonieren wurden dazu in sieben verschiedenen Postern aufbereitet und mit einfachen Texten unterlegt. Eine Zusammenstellung als "Comic-Heft" ist ebenfalls verfügbar.

Ursprünglicher Startpunkt der Kampagne war in den Niederlanden. Mittlerweile liegen neben einer englischen Fassung weitere Sprachfassungen in Belgien, Deutschland, Frankreich, Israel, Polen und der Slowakei vor. Teilweise waren nationale Anpassungen zum Beispiel für das "Betonieren im Winter" notwendig. Folgende Bereiche der Frischbetonverarbeitung werden über die Poster erfasst:

  • Vorbereiten des Betonierens,
  • Einbringen des Betons,
  • Verdichten des Betons,
  • Nachbehandlung des Betons,
  • Bildung von Rissen im Beton,
  • Betonieren bei kühler Witterung,
  • Betonieren bei hohen Temperaturen.

Die Poster sowie das "Comic-Heft" mit allen Abbildungen sind ebenfalls über betonshop.de bestellbar.

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