Eine betontechnologische Herausforderung?

CO2-Reduzierung durch calcinierte Tone

Calcinierte Tone bieten die Möglichkeit, umweltpolitischen Forderungen gerecht zu werden, der Ressourcenverknappung entgegen zu steuern und in Synergie mit anderen Kompositmaterialien leistungsfähige Bindemittel dem Markt zur Verfügung zu stellen. Die zukünftig interessanten Tongemische setzen aufgrund ihrer chemisch-mineralogischen Zusammensetzung kaum CO2 während der thermischen Aktivierung (Calcinierung) frei. Betrachtungen zur Verfügbarkeit von Tonvorkommen [1] zeigen eine ausreichende Anzahl an lokalen Abbaustädten in Deutschland. Eine gezielte Calcinierung in technischen Anlagen ist notwendig, damit die Tone, insbesondere darin enthaltene Schichtsilikate, im Beton puzzolan wirken. Ihre Eigenschaften, welche sich deutlich von glasigen Stoffen unterscheiden, erfordern grundlegende Erkenntnisse zu Verarbeitungseigenschaften und Dauerhaftigkeitsfragen. Aufgrund ihrer hohen spezifischen Oberfläche und eines erhöhten Wasseranspruchs ist bekannt, dass mit Zugabe calcinierter Tone die Verarbeitbarkeit des Frischbetons massiv eingeschränkt werden kann. Heterogene Oberflächen, wie sie in Tongemischen mit variierender Zusammensetzung vorzufinden sind, stellen Betontechnologen bei der Auswahl geeigneter Fließmittel vor eine große Herausforderung. Dafür werden im Vortrag Lösungsansätze aufgezeigt. Neben ökologisch-ökonomischen Anforderungen stehen bei angestrebten hohen Substitutionsraten berechtigterweise auch die Kriterien der Dauerhaftigkeit von Betonen im Fokus. Mit der Kenntnis der puzzolanen Leistungsfähigkeit calcinierter Tone und der damit verbundenen Bindung von Calciumhydroxid ist besonderes Augenmerk auf die Karbonatisierungsneigung zu lenken. Untersuchungen mit verschiedenen Zementen nach DIN EN 197-1 unter Zugabe von bis zu 25 M.-% calciniertem Ton zeigen, dass erhöhte Karbonatisierungstiefen je nach Lagerung und Schichtsilikat vorliegen, die Kriterien an einen ausreichenden Bewehrungsschutz jedoch noch erfüllt werden können. Somit haben calcinierte Tone das Potenzial, eine wichtige Komponente für ökologisch und technisch optimierte Betone zu werden.

Reference / Literatur
[1] M. Maier, N. Beuntner, K.-Ch. Thienel, An approach for the evaluation of local raw material potential for calcined clay as SCM, based on geological and mineralogical data: Examples from German clay deposits, in Calcined Clays for Sustainable Concrete - Proceedings of the 3rd International Conference on Calcined Clays for Sustainable Concrete, S. Bishnoi, Editor. 2019, Springer Netherlands: Delhi, India

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