Ansatz zur Quantifizierung der Nachhaltigkeit von Beton auf der Baustoffebene

A method for the quantification of the sustainability of concrete on the material level

Vorgestellt wird ein neues Konzept zur Bewertung der Nachhaltigkeit des Baustoffs Beton. Neu ist darin, dass nicht nur die Einwirkungen auf die Umwelt, sondern auch die Leistungsfaehigkeit des Baustoffs und seine Dauerhaftigkeit in die Nachhaltigkeitsbewertung eingehen. Zur Quantifizierung der Nachhaltigkeit wird ein sogenanntes Beton-Nachhaltigkeitspotenzial eingefuehrt. Formelmaessig ist das Beton-Nachhaltigkeitspotenzial das Produkt von Nutzungsdauer und Leistungsfaehigkeit dividiert durch die Summe der Umwelteinwirkungen. Damit wird zum Ausdruck gebracht, dass die Nachhaltigkeit eines Betons proportional mit dessen Nutzungsdauer verknuepft ist. Bestimmend fuer die Nutzungsdauer ist dabei die Dauerhaftigkeit der Betonkonstruktion. Die Vorgehensweise bei der Berechnung des Nachhaltigkeitspotenzials von Beton wird am Beispiel verschiedener Betone mit stark reduziertem Zementgehalt (sogenannte Oekobetone) vorgestellt. Fuer die entwickelten Oekobetone werden deren Leistungsfaehigkeit, Dauerhaftigkeit und Umweltwirkungen ermittelt. Die Leistungsfaehigkeit wird durch die charakteristische Betondruckfestigkeit beschrieben und die Lebensdauer durch einen Schaedigungsprozess, im vorliegenden Fall die karbonatisierungsinduzierte Bewehrungskorrosion, dargestellt. Alle aus der Betonherstellung resultierenden Umweltwirkungen werden zusammengefasst durch das Treibhauspotenzial (GWP) ausgedrueckt. Fuer die entwickelten Oekobetone liess sich eine signifikante Steigerung des Nachhaltigkeitspotenzials bis zum Achtfachen eines konventionellen Referenzbetons nachweisen. Die mechanischen Eigenschaften dieser Oekobetone uebertreffen oftmals die von ueblichen Konstruktionsbetonen. Hingegen stellt die Dauerhaftigkeit, je nach betrachtetem Schaedigungsmechanismus, einen Schwachpunkt dar, der im Wesentlichen auf dem hohen Wasser-Zement-Wert beruht. Geringere W/Z-Werte sind zwar wuenschenswert, lassen sich derzeit jedoch trotz Zugabe von Fliessmitteln nicht verwirklichen, ohne die Verarbeitbarkeit der Betone zu gefaehrden. Daher sind derzeit noch gewisse Defizite bei den Frischbetoneigenschaften der Oekobetone vorhanden. ABSTRACT IN ENGLISH: Guaranteeing a high level of sustainability is of special societal importance in civil engineering, on account of the immense investment costs and environmental actions associated with the erection and use of engineering structures and the high demands placed on their lifetime. Sustainable construction is fundamentally characterized by the principle that the ratio between the usefulness of structures to society in relation to the energy and resources consumption resulting from their erection, use and demolition is maximized. Especially in the case of infrastructure construction, this is only possible when the committed building materials demonstrate a high level of performance and durability and – this is the key – when these properties are exploited optimally by the planner. In light of this recognition, the paper describes possibilities and methods for how the sustainability of the building material concrete – the production of which is responsible for a great portion of global anthropogenic carbon dioxide emissions – can be significantly improved. Green concretes – concretes with strongly reduced cement content – are used as an example of how the sustainability of building materials is affected not only by their environmental impact, but also by their performance and durability. For this purpose a new indicator, the Concrete Sustainability Potential, is introduced, with which the potential for a sustainable use of concrete can be estimated. The application of this indicator is demonstrated by an example. (A)

  • Availability:
  • Authors:
    • Haist, M
    • Moffatt, J S
    • Breiner, R
    • Vogel, M
    • Mueller, H S
  • Publication Date: 2016-10

Language

  • German

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References; Tables;
  • Pagination: pp 645-56
  • Serial:

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01636997
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Mar 8 2017 8:32AM