Basisvorhaben B2 – "Nachhaltige Bindemittel und Betone für die Zukunft"

Beim Basisvorhaben B2 mit dem Titel „Nachhaltige Bindemittel und Betone für die Zukunft“ bearbeitet die Forschungsgruppe Nachhaltiges Bauen das Teilvorhaben „Ermittlung der Recyclingpotenziale und Entwicklung von Recyclingstrategien; Entwicklung und Optimierung der C³-Betone im Hinblick auf die Matrix- und Verbundeigenschaften im jungen Alter, bauphysikalische Aspekte“.

Mit dem beantragten Teilprojekt wird an der Entwicklung der C³-Betone mitgewirkt, indem für die Aspekte Recycling, Matrix- und Verbundeigenschaften im jungen Alter sowie Bauphysik die Anforderungen zusammengestellt werden, Materialuntersuchungen und –charakterisierungen durchgeführt und Optimierungen erarbeitet werden. Mit dem Vorhaben werden die Grundlagen gelegt, um angepasste Nachbehandlungskonzepte und Konzepte zur Steigerung der Verbundfestigkeit sowie konkrete Recyclingtechnologien zu entwickeln.

Die im Rahmen dieses Basisvorhabens zu entwickelnden Betonmatrizes sollen sowohl mechanisch-hochleistungsfähig als auch nachhaltig sein. Beide Merkmale sind stark voneinander abhängig. Daher werden in diesem Teilvorhaben sowohl wichtige mechanische Eigenschaften (Festigkeit und Verbund) als auch ökologische Eigenschaften (Recycling und Bauphysik) charakterisiert.

Das Teilprojekt ordnet sich damit in das Gesamtziel des Verbundvorhabens ein. Im Teilvorhaben werden folgende Schwerpunkte zur Entwicklung der neuartigen C³-Technologie bearbeitet:

  • Formulierung von Anforderungen an die C³-Betone aus Sicht der Recycelfähigkeit, des Verbundes und der Festigkeitsentwicklung im jungen Alter und der Bauphysik
  • Erkundung Recyclingpotenzial, Entwicklung von Recyclingstrategien
  • Festigkeitsentwicklung von C³-Betonen im jungen Alter
  • Verbund zwischen C³-Beton und C³-Bewehrung im jungen Alter
  • Charakterisierung und Optimierung der bauphysikalischen Eigenschaften von C³-Betonen

Ein wichtiges Ziel des C³-Gesamtvorhabens stellt die Entwicklung eines umweltfreundlichen und ressourcenschonenden Verbundwerkstoffes dar, daher widmet sich das Teilvorhaben dem Aspekt ‘Recycling‘ in besonderem Maße. Bisher wurden die Werkstoff- und Bauteileigenschaften nach anwendungsbezogenen technischen Kriterien ausgerichtet. Dem Aspekt der späteren Wiederverwendung bzw. -verwertung wurde wenig Beachtung geschenkt. Um zukünftig wertvolle Ressourcen zu sparen und Abfall zu vermeiden, ist die Zurückführung in Stoffkreisläufe und ein echtes Recycling von Carbonbetonanwendungen zu fokussieren.

Die geplanten Untersuchungen zu den Eigenschaften im jungen Alter dienen zur Sicherstellung einer optimalen Festigkeitsentwicklung und damit zur Sicherstellung eines sehr guten Verbundes zwischen Matrix und Bewehrung. Damit werden die Grundlagen gelegt, um für die neuen Betone angepasste Nachbehandlungskonzepte entwickeln zu können und um konzeptionell zu zeigen, wie die Verbundfestigkeit zwischen Textil und C³-Matrix gesteigert werden kann.

Zudem sollen bauphysikalische Zusammenhänge für alle entwickelten C³-Matrizes aufgezeigt werden. Dazu erfolgt eine bauphysikalische Materialcharakterisierung und von sechs zu entwickelnde Carbonbetonen (jeweils zwei aus den Einsatzbereichsgruppen Ortbeton, Fertigteil, Verstärkung).