Zemente der Zukunft

Welche Stoffe können wir nutzen?

Ressourceneffizienz und Klimaschutz werden die Betonbauweise weiter vor Herausforderungen stellen. Dabei ist kein Königsweg in Sicht. Neue Lösungsansätze wie die CO2-Abscheidung in Zementwerken werden mit Hochdruck bearbeitet. Bewährte Konzepte wie die Senkung des Klinker/Zement-Faktors sind noch nicht vollständig ausgeschöpft. Innovative Konstruktions- und Produktionstechniken für Betonbauteile können gegebenfalls ebenfalls einen Beitrag leisten. Was ist konkret zu tun?

Portlandzementklinker bleibt auf absehbare Zeit der wesentliche Bestandteil von Zement. Alternativen in ausreichender technischer Qualität, die den stetig wachsenden globalen Bedarf an Zement decken können, sind nicht in Sicht. Umso wichtiger wird die Frage, wie die Klinkereffizienz weiter gesteigert bzw. die Klinkerintensität und damit die CO2-Intensität weiter gesenkt werden können. Unter Klinkerintensität wird hier der auf ein oder mehrere Leistungsmerkmale von Mörtel oder Beton bezogene Klinkereinsatz verstanden. Im einfachsten Fall ist dies die Druckfestigkeit.

Mit der nächsten Ausgabe der EN 197-1 werden unter anderem Zemente mit einem Mindestklinkerhalt von 50 % als CEM II/C genormt sein. Weitere Hauptbestandteile können bis zu 20 % Kalkstein und entweder bis zu 30 % Hüttensand, Flugasche oder natürliches Puzzolan sein. Im VDZ wurden in verschiedenen Forschungsprojekten die Eigenschaften von Mörteln und Betonen unter Verwendung solcher Zemente untersucht. Das Erreichen entsprechender Festigkeiten im Beton stellte hierbei keine Hürde für eine Anwendung dar. Ähnliches gilt zum Beispiel. für Portlandkalksteinzemente mit Kalksteingehalten von bis zu 30 M.-%. Insofern können diese Zemente mindestens für Innenbauteilbetone, bei denen neben baustellengerechten Frischbetoneigenschaften die Festigkeits- und Verformungseigenschaften relevant sind, verwendet werden. Eine Beschränkung der Verwendung der Zemente auf Innenbauteile erscheint insbesondere unter baupraktischen Überlegungen aber nicht zielführend. Sobald eine Anwendung im Außenbauteil zu bewerten ist, muss neben der Druckfestigkeit auch die Dauerhaftigkeit betrachtet werden. Bei üblichen Außenbauteilen des Hochbaus sind dies konkret die Expositionsklassen XC3 beziehungsweise XC4/XF1. Untersuchungen des VDZ weisen darauf hin, dass bei Einhalten eines maximalen Wasserzementwertes w/z = 0,50 und damit verbunden einer Betondruckfestigkeit mindestens der Klasse C30/37 ein ausreichender Karbonatisierungswiderstand sowie Frostwiderstand bei mäßiger Wassersättigung zielsicher erreicht werden kann. Damit könnte die CO2-Intensität von etwa 65 +% des jährlichen Transportbetonvolumens um rund 25 % verringert werden.

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