Erescon - Neue Betone für den Infrastruktur-Bereich, Energie- und Ressourcenoptimiert

Joachim Juhart, Claudia Baldermann, Gheorghe-Alexandru David, Gernot Fischer, Alexander Passer

Research output: Book/ReportCommissioned reportResearch

Abstract

Mit dem Forschungsprojekt „ERESCON“ (Energy and Ressource Efficient Concrete for Infra- structure) im Rahmen der Verkehrsinfrastrukturforschung (2012-2015) wurde ein Beitrag zum Klimaschutz und zur nachhaltigen Entwicklung geleistet. Ziel des Projektes war es, die Zusam- mensetzung von Beton für Infrastrukturbauwerke grundlegend zu verbessern, sodass der an sich bewährte und dauerhafte Baustoff Beton noch umweltfreundlicher wird. Es wird gezeigt, dass durch innovative Betontechnologie ein wesentlicher Beitrag zur Reduktion von CO2-Emissionen (bzw. des Global Warming Potential GWP) und zur Senkung des Primärenergiebedarfs (primary energy input PEI) beim Bau von Infrastruktur geleistet werden kann und trotzdem die Funktiona- lität des „Eco-Betons“ (im Hinblick auf Verarbeitbarkeit, Festigkeit und Dauerhaftigkeit) sicher- gestellt werden kann. Kernpunkte der innovativen Betontechnologie sind: • Bewertung der Umweltwirkungen & Wirtschaftlichkeit der Ausgangsstoffe & Rezepturen • Erhöhung der Packungsdichte der granularen Ausgangsstoffe und Senkung ihres Wasserbe- darfs, vor allem der Feinststoffe (<125 µm Partikeldurchmesser) durch Mikrofüller. Opti- mierte Zusammensetzung des Gemisches aus Gesteinskörnungen, Bindemitteln und Zusatz- stoffen, sodass der Gehalt an Portland- bzw. Portlandkompositzement teilweise durch sog. „Eco-Füller“ (also Stoffe mit geringerer Umweltwirkung) ersetzt bzw. ergänzt werden kann • Nachweis gleichwertiger Leistungsfähigkeit von neuen Eco-Betonen (nach dem equivalent concrete performance concept ECPC) mit Beton nach bisherigen Normen und Richtlinien trotz veränderter Rezepturkennwerte bei verringerten Umweltwirkungen (GWP und PEI) Mit dem Projekt wurden die folgenden Ziele erreicht. Es wurden die massenmäßig in Österreich sehr stark eingesetzten Betonsorten C 30/37 „B5“ für Tragwerke und C 25/30 „IXAT-B“ für Tun- nelinnenschalen bzw. Weiße Wannen Beton (BS1-A) als Referenzbetone nach Norm bzw. Richt- linien definiert und beispielhaft dementsprechende „Eco-Betone“ entwickelt. In umfangreichen Prüfungen wurde ihre Leistungsfähigkeit nachgewiesen. D.h. dass ihre Verarbeitbarkeit, Festig- keit und Dauerhaftigkeit dem Standard-Beton bei deutlich verringerten Umweltwirkungen zumin- dest gleichwertig (zum Teil besser!) ist. Die CO2-Emissionen (GWP) wurden um 20% (in einzel- nen Fällen um bis zu 30%) und der Primärenergiebedarf von Eco-Betonen um 10 bis zu 20% im Vergleich zu Standard- Betonen reduziert. In Bezug auf die Dauerhaftigkeit konnten einige Eco- Betone entwickelt werden, die wesentlich beständiger als der Standardbeton sind, zum Beispiel hinsichtlich chemisch lösendem Angriff XAL und treibendem Angriff XAT widerstandfähigere Tunnelinnenschalenbetone. Eine deutliche Verbesserung durch ein dichteres Betongefüge & spe- zielle Zusatzstoffe war möglich. Für optimierte Eco-Varianten werden etwa gleiche Kosten der Betonzusammensetzung wie für Standardbetone erwartet. Die Kosten sind aber stark von der zu- künftigen Entwicklung der Preise der verwendeten Zusatzstoffe, der so genannten „Eco-Füller“ und Micro-Füller, sowie der Fließmittel abhängig. Die Kosten werden in einer Einführungsphase von einem erhöhten Prüfaufwand zur Qualitätssicherung beeinflusst werden. Erforderliche zu- künftige Schritte, um die im Labor gewonnenen Ergebnisse in die Bau-Praxis umzusetzen, sind: • Durchführung wissenschaftlich begleiteter Pilotprojekte hinsichtlich Ausführung unter prakti- schen Bedingungen & hinsichtlich des Nachweises der „equivalent concrete performance“ bei verbesserten Umweltwirkungen • Ausarbeitung einer Richtlinie bzw. eines Leitfadens für „Ökobeton für die Infrastruktur“ • Weiterentwicklung der Methoden zur Prüfung der Performance und zur Bewertung umwelt- freundlicher, dauerhafter Betone
Original languageGerman
Place of PublicationGraz
Publishereigen
Commissioning bodyDie Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft
Number of pages69
Publication statusPublished - 26 Dec 2015

Fields of Expertise

  • Sustainable Systems

Cite this

Erescon - Neue Betone für den Infrastruktur-Bereich, Energie- und Ressourcenoptimiert. / Juhart, Joachim; Baldermann, Claudia; David, Gheorghe-Alexandru; Fischer, Gernot; Passer, Alexander.

Graz : eigen, 2015. 69 p.

Research output: Book/ReportCommissioned reportResearch

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title = "Erescon - Neue Betone f{\"u}r den Infrastruktur-Bereich, Energie- und Ressourcenoptimiert",
abstract = "Mit dem Forschungsprojekt „ERESCON“ (Energy and Ressource Efficient Concrete for Infra- structure) im Rahmen der Verkehrsinfrastrukturforschung (2012-2015) wurde ein Beitrag zum Klimaschutz und zur nachhaltigen Entwicklung geleistet. Ziel des Projektes war es, die Zusam- mensetzung von Beton f{\"u}r Infrastrukturbauwerke grundlegend zu verbessern, sodass der an sich bew{\"a}hrte und dauerhafte Baustoff Beton noch umweltfreundlicher wird. Es wird gezeigt, dass durch innovative Betontechnologie ein wesentlicher Beitrag zur Reduktion von CO2-Emissionen (bzw. des Global Warming Potential GWP) und zur Senkung des Prim{\"a}renergiebedarfs (primary energy input PEI) beim Bau von Infrastruktur geleistet werden kann und trotzdem die Funktiona- lit{\"a}t des „Eco-Betons“ (im Hinblick auf Verarbeitbarkeit, Festigkeit und Dauerhaftigkeit) sicher- gestellt werden kann. Kernpunkte der innovativen Betontechnologie sind: • Bewertung der Umweltwirkungen & Wirtschaftlichkeit der Ausgangsstoffe & Rezepturen • Erh{\"o}hung der Packungsdichte der granularen Ausgangsstoffe und Senkung ihres Wasserbe- darfs, vor allem der Feinststoffe (<125 µm Partikeldurchmesser) durch Mikrof{\"u}ller. Opti- mierte Zusammensetzung des Gemisches aus Gesteinsk{\"o}rnungen, Bindemitteln und Zusatz- stoffen, sodass der Gehalt an Portland- bzw. Portlandkompositzement teilweise durch sog. „Eco-F{\"u}ller“ (also Stoffe mit geringerer Umweltwirkung) ersetzt bzw. erg{\"a}nzt werden kann • Nachweis gleichwertiger Leistungsf{\"a}higkeit von neuen Eco-Betonen (nach dem equivalent concrete performance concept ECPC) mit Beton nach bisherigen Normen und Richtlinien trotz ver{\"a}nderter Rezepturkennwerte bei verringerten Umweltwirkungen (GWP und PEI) Mit dem Projekt wurden die folgenden Ziele erreicht. Es wurden die massenm{\"a}{\ss}ig in {\"O}sterreich sehr stark eingesetzten Betonsorten C 30/37 „B5“ f{\"u}r Tragwerke und C 25/30 „IXAT-B“ f{\"u}r Tun- nelinnenschalen bzw. Wei{\ss}e Wannen Beton (BS1-A) als Referenzbetone nach Norm bzw. Richt- linien definiert und beispielhaft dementsprechende „Eco-Betone“ entwickelt. In umfangreichen Pr{\"u}fungen wurde ihre Leistungsf{\"a}higkeit nachgewiesen. D.h. dass ihre Verarbeitbarkeit, Festig- keit und Dauerhaftigkeit dem Standard-Beton bei deutlich verringerten Umweltwirkungen zumin- dest gleichwertig (zum Teil besser!) ist. Die CO2-Emissionen (GWP) wurden um 20{\%} (in einzel- nen F{\"a}llen um bis zu 30{\%}) und der Prim{\"a}renergiebedarf von Eco-Betonen um 10 bis zu 20{\%} im Vergleich zu Standard- Betonen reduziert. In Bezug auf die Dauerhaftigkeit konnten einige Eco- Betone entwickelt werden, die wesentlich best{\"a}ndiger als der Standardbeton sind, zum Beispiel hinsichtlich chemisch l{\"o}sendem Angriff XAL und treibendem Angriff XAT widerstandf{\"a}higere Tunnelinnenschalenbetone. Eine deutliche Verbesserung durch ein dichteres Betongef{\"u}ge & spe- zielle Zusatzstoffe war m{\"o}glich. F{\"u}r optimierte Eco-Varianten werden etwa gleiche Kosten der Betonzusammensetzung wie f{\"u}r Standardbetone erwartet. Die Kosten sind aber stark von der zu- k{\"u}nftigen Entwicklung der Preise der verwendeten Zusatzstoffe, der so genannten „Eco-F{\"u}ller“ und Micro-F{\"u}ller, sowie der Flie{\ss}mittel abh{\"a}ngig. Die Kosten werden in einer Einf{\"u}hrungsphase von einem erh{\"o}hten Pr{\"u}faufwand zur Qualit{\"a}tssicherung beeinflusst werden. Erforderliche zu- k{\"u}nftige Schritte, um die im Labor gewonnenen Ergebnisse in die Bau-Praxis umzusetzen, sind: • Durchf{\"u}hrung wissenschaftlich begleiteter Pilotprojekte hinsichtlich Ausf{\"u}hrung unter prakti- schen Bedingungen & hinsichtlich des Nachweises der „equivalent concrete performance“ bei verbesserten Umweltwirkungen • Ausarbeitung einer Richtlinie bzw. eines Leitfadens f{\"u}r „{\"O}kobeton f{\"u}r die Infrastruktur“ • Weiterentwicklung der Methoden zur Pr{\"u}fung der Performance und zur Bewertung umwelt- freundlicher, dauerhafter Betone",
author = "Joachim Juhart and Claudia Baldermann and Gheorghe-Alexandru David and Gernot Fischer and Alexander Passer",
year = "2015",
month = "12",
day = "26",
language = "deutsch",
publisher = "eigen",

}

TY - BOOK

T1 - Erescon - Neue Betone für den Infrastruktur-Bereich, Energie- und Ressourcenoptimiert

AU - Juhart, Joachim

AU - Baldermann, Claudia

AU - David, Gheorghe-Alexandru

AU - Fischer, Gernot

AU - Passer, Alexander

PY - 2015/12/26

Y1 - 2015/12/26

N2 - Mit dem Forschungsprojekt „ERESCON“ (Energy and Ressource Efficient Concrete for Infra- structure) im Rahmen der Verkehrsinfrastrukturforschung (2012-2015) wurde ein Beitrag zum Klimaschutz und zur nachhaltigen Entwicklung geleistet. Ziel des Projektes war es, die Zusam- mensetzung von Beton für Infrastrukturbauwerke grundlegend zu verbessern, sodass der an sich bewährte und dauerhafte Baustoff Beton noch umweltfreundlicher wird. Es wird gezeigt, dass durch innovative Betontechnologie ein wesentlicher Beitrag zur Reduktion von CO2-Emissionen (bzw. des Global Warming Potential GWP) und zur Senkung des Primärenergiebedarfs (primary energy input PEI) beim Bau von Infrastruktur geleistet werden kann und trotzdem die Funktiona- lität des „Eco-Betons“ (im Hinblick auf Verarbeitbarkeit, Festigkeit und Dauerhaftigkeit) sicher- gestellt werden kann. Kernpunkte der innovativen Betontechnologie sind: • Bewertung der Umweltwirkungen & Wirtschaftlichkeit der Ausgangsstoffe & Rezepturen • Erhöhung der Packungsdichte der granularen Ausgangsstoffe und Senkung ihres Wasserbe- darfs, vor allem der Feinststoffe (<125 µm Partikeldurchmesser) durch Mikrofüller. Opti- mierte Zusammensetzung des Gemisches aus Gesteinskörnungen, Bindemitteln und Zusatz- stoffen, sodass der Gehalt an Portland- bzw. Portlandkompositzement teilweise durch sog. „Eco-Füller“ (also Stoffe mit geringerer Umweltwirkung) ersetzt bzw. ergänzt werden kann • Nachweis gleichwertiger Leistungsfähigkeit von neuen Eco-Betonen (nach dem equivalent concrete performance concept ECPC) mit Beton nach bisherigen Normen und Richtlinien trotz veränderter Rezepturkennwerte bei verringerten Umweltwirkungen (GWP und PEI) Mit dem Projekt wurden die folgenden Ziele erreicht. Es wurden die massenmäßig in Österreich sehr stark eingesetzten Betonsorten C 30/37 „B5“ für Tragwerke und C 25/30 „IXAT-B“ für Tun- nelinnenschalen bzw. Weiße Wannen Beton (BS1-A) als Referenzbetone nach Norm bzw. Richt- linien definiert und beispielhaft dementsprechende „Eco-Betone“ entwickelt. In umfangreichen Prüfungen wurde ihre Leistungsfähigkeit nachgewiesen. D.h. dass ihre Verarbeitbarkeit, Festig- keit und Dauerhaftigkeit dem Standard-Beton bei deutlich verringerten Umweltwirkungen zumin- dest gleichwertig (zum Teil besser!) ist. Die CO2-Emissionen (GWP) wurden um 20% (in einzel- nen Fällen um bis zu 30%) und der Primärenergiebedarf von Eco-Betonen um 10 bis zu 20% im Vergleich zu Standard- Betonen reduziert. In Bezug auf die Dauerhaftigkeit konnten einige Eco- Betone entwickelt werden, die wesentlich beständiger als der Standardbeton sind, zum Beispiel hinsichtlich chemisch lösendem Angriff XAL und treibendem Angriff XAT widerstandfähigere Tunnelinnenschalenbetone. Eine deutliche Verbesserung durch ein dichteres Betongefüge & spe- zielle Zusatzstoffe war möglich. Für optimierte Eco-Varianten werden etwa gleiche Kosten der Betonzusammensetzung wie für Standardbetone erwartet. Die Kosten sind aber stark von der zu- künftigen Entwicklung der Preise der verwendeten Zusatzstoffe, der so genannten „Eco-Füller“ und Micro-Füller, sowie der Fließmittel abhängig. Die Kosten werden in einer Einführungsphase von einem erhöhten Prüfaufwand zur Qualitätssicherung beeinflusst werden. Erforderliche zu- künftige Schritte, um die im Labor gewonnenen Ergebnisse in die Bau-Praxis umzusetzen, sind: • Durchführung wissenschaftlich begleiteter Pilotprojekte hinsichtlich Ausführung unter prakti- schen Bedingungen & hinsichtlich des Nachweises der „equivalent concrete performance“ bei verbesserten Umweltwirkungen • Ausarbeitung einer Richtlinie bzw. eines Leitfadens für „Ökobeton für die Infrastruktur“ • Weiterentwicklung der Methoden zur Prüfung der Performance und zur Bewertung umwelt- freundlicher, dauerhafter Betone

AB - Mit dem Forschungsprojekt „ERESCON“ (Energy and Ressource Efficient Concrete for Infra- structure) im Rahmen der Verkehrsinfrastrukturforschung (2012-2015) wurde ein Beitrag zum Klimaschutz und zur nachhaltigen Entwicklung geleistet. Ziel des Projektes war es, die Zusam- mensetzung von Beton für Infrastrukturbauwerke grundlegend zu verbessern, sodass der an sich bewährte und dauerhafte Baustoff Beton noch umweltfreundlicher wird. Es wird gezeigt, dass durch innovative Betontechnologie ein wesentlicher Beitrag zur Reduktion von CO2-Emissionen (bzw. des Global Warming Potential GWP) und zur Senkung des Primärenergiebedarfs (primary energy input PEI) beim Bau von Infrastruktur geleistet werden kann und trotzdem die Funktiona- lität des „Eco-Betons“ (im Hinblick auf Verarbeitbarkeit, Festigkeit und Dauerhaftigkeit) sicher- gestellt werden kann. Kernpunkte der innovativen Betontechnologie sind: • Bewertung der Umweltwirkungen & Wirtschaftlichkeit der Ausgangsstoffe & Rezepturen • Erhöhung der Packungsdichte der granularen Ausgangsstoffe und Senkung ihres Wasserbe- darfs, vor allem der Feinststoffe (<125 µm Partikeldurchmesser) durch Mikrofüller. Opti- mierte Zusammensetzung des Gemisches aus Gesteinskörnungen, Bindemitteln und Zusatz- stoffen, sodass der Gehalt an Portland- bzw. Portlandkompositzement teilweise durch sog. „Eco-Füller“ (also Stoffe mit geringerer Umweltwirkung) ersetzt bzw. ergänzt werden kann • Nachweis gleichwertiger Leistungsfähigkeit von neuen Eco-Betonen (nach dem equivalent concrete performance concept ECPC) mit Beton nach bisherigen Normen und Richtlinien trotz veränderter Rezepturkennwerte bei verringerten Umweltwirkungen (GWP und PEI) Mit dem Projekt wurden die folgenden Ziele erreicht. Es wurden die massenmäßig in Österreich sehr stark eingesetzten Betonsorten C 30/37 „B5“ für Tragwerke und C 25/30 „IXAT-B“ für Tun- nelinnenschalen bzw. Weiße Wannen Beton (BS1-A) als Referenzbetone nach Norm bzw. Richt- linien definiert und beispielhaft dementsprechende „Eco-Betone“ entwickelt. In umfangreichen Prüfungen wurde ihre Leistungsfähigkeit nachgewiesen. D.h. dass ihre Verarbeitbarkeit, Festig- keit und Dauerhaftigkeit dem Standard-Beton bei deutlich verringerten Umweltwirkungen zumin- dest gleichwertig (zum Teil besser!) ist. Die CO2-Emissionen (GWP) wurden um 20% (in einzel- nen Fällen um bis zu 30%) und der Primärenergiebedarf von Eco-Betonen um 10 bis zu 20% im Vergleich zu Standard- Betonen reduziert. In Bezug auf die Dauerhaftigkeit konnten einige Eco- Betone entwickelt werden, die wesentlich beständiger als der Standardbeton sind, zum Beispiel hinsichtlich chemisch lösendem Angriff XAL und treibendem Angriff XAT widerstandfähigere Tunnelinnenschalenbetone. Eine deutliche Verbesserung durch ein dichteres Betongefüge & spe- zielle Zusatzstoffe war möglich. Für optimierte Eco-Varianten werden etwa gleiche Kosten der Betonzusammensetzung wie für Standardbetone erwartet. Die Kosten sind aber stark von der zu- künftigen Entwicklung der Preise der verwendeten Zusatzstoffe, der so genannten „Eco-Füller“ und Micro-Füller, sowie der Fließmittel abhängig. Die Kosten werden in einer Einführungsphase von einem erhöhten Prüfaufwand zur Qualitätssicherung beeinflusst werden. Erforderliche zu- künftige Schritte, um die im Labor gewonnenen Ergebnisse in die Bau-Praxis umzusetzen, sind: • Durchführung wissenschaftlich begleiteter Pilotprojekte hinsichtlich Ausführung unter prakti- schen Bedingungen & hinsichtlich des Nachweises der „equivalent concrete performance“ bei verbesserten Umweltwirkungen • Ausarbeitung einer Richtlinie bzw. eines Leitfadens für „Ökobeton für die Infrastruktur“ • Weiterentwicklung der Methoden zur Prüfung der Performance und zur Bewertung umwelt- freundlicher, dauerhafter Betone

M3 - Bericht für Auftraggeber

BT - Erescon - Neue Betone für den Infrastruktur-Bereich, Energie- und Ressourcenoptimiert

PB - eigen

CY - Graz

ER -