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Zement mit geringerem CO2-Anfall bei der Herstellung

Dr. Jürgen Macht / Dr. Peter Nischer / DI Martin Peyerl

Alle Zementwerke sind dem sogenannten EU-Emissionshandelssystem unterworfen, welches den Eckpunkt der europäischen Klimaschutzpolitik bildet. Ziel dieses Systems ist es, die industriellen CO2-Emissionen schrittweise aber deutlich zu reduzieren. Das sogenannte CAP führt in einem ersten Ansatz dazu, dass im Jahr 2020 die CO2-Emissionen um 21% niedriger sein werden als im Jahr 2005. Die Vergabe der Emissionsrechte erfolgt nach einem Benchmarksystem. Benötigte Zertifikate müssen demnach gekauft werden, wenn nicht der CO2-Anfall bei der Produktion durch geeignete Maßnahmen stark reduziert werden kann.

Ziel des Projektes ist die Klärung, wie ein neuer Zement mit geringerem CO2-Anfall bei der Herstellung unter Einhaltung aller relevanten mörteltechnischen Anforderungen zusammengesetzt sein muss und hergestellt werden kann. Diese neuen Zemente müssen für die Baupraxis – speziell für Transportbeton - geeignet sein, d. h. insbesondere eine relativ hohe Betonfestigkeit nach einem Tag ermöglichen, damit der Beton entsprechend dem geplanten Baufortschritt ausgeschalt werden kann, und einen für die üblichen Umweltbelastungen beständigen Beton ergeben.

Am Beginn des Projektes wurde diese Vorgehensweise durch mörteltechnische Untersuchungen evaluiert. Zur Bestätigung der Ergebnisse wurden dann Betonversuche hinsichtlich Festigkeit und Dauerhaftigkeit sowie Verarbeitbarkeit durchgeführt, unter anderem hinsichtlich Karbonatisierungstiefe, Chloridbelastung, Widerstand gegen lösenden oder treibenden Angriff und Expositionsklasse mit Frostbelastung (ohne bzw. mit Taumittel).

Entscheidend für die CO2-Bilanz bei der Betonherstellung ist nicht nur die Verwendung eines Zementes mit einem möglichst geringen CO2-Anfall bei der Herstellung, sondern insbesondere die Herstellung von Beton mit geringem Klinkergehalt. In Österreich ist es üblich, einen Teil des Zementes durch hydraulische Zusatzstoffe, die als "Abfall" bei der Kohleverbrennung oder Stahlerzeugung anfallen, zu ersetzen. Es wurden daher Betone mit Zusatzstoffen wie Flugasche und Hüttensand untersucht.

In der Praxis werden zur Optimierung der Betoneigenschaften und zur Vermeidung unzweckmäßig hoher Bindemittelgehalte häufig Fließmittel eingesetzt. Insbesondere solche der 3. Generation auf Basis Polycarboxylat (PCE). Im letzten Teil des Projektes wird der Einfluss des Fließmittels untersucht.

Aufgrund der bisherigen Ergebnisse wird erwartet, dass durch die neuen Zemente eine
CO2-Einsparung von mehr als 8% möglich ist.

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