Leichtbeton mit zementreduzierten Bindemitteln
Die Reduzierung des Zementgehalts zählt zu den wirkungsvollsten Maßnahmen zur Minderung der CO₂-Emissionen in der Beton- und Leichtbetonproduktion. Durch den Einsatz reaktiver mineralischer Komponenten kann der Klinkeranteil deutlich gesenkt und zugleich die Nutzung regionaler Ressourcen gestärkt werden. Ziel der Untersuchungen war es daher, alternative Bindemittelbestandteile zu identifizieren, die ökologische Vorteile bieten und gleichzeitig die technischen Anforderungen erfüllen.
Für die Entwicklung zementreduzierter Leichtbetone wurden Braunkohlenflugaschen aus dem mitteldeutschen Braunkohlerevier sowie thermisch aktivierte Tone untersucht. Die grundlegenden Mörtelversuche mit CEM I dienten dazu, die reinen Substitutionseffekte zu bewerten. Aufgrund stark schwankender Zusammensetzungen sind nur ausgewählte Aschen geeignet; Materialien mit erhöhten Freikalk- oder Sulfatgehalten müssen ausgeschlossen werden. Geeignete Aschen zeigten im Mörtel eine moderate Abnahme der Endfestigkeit bei steigenden Substitutionsgraden. Die thermisch aktivierten Tone wiesen eine ausgeprägte puzzolanische Reaktivität auf und ermöglichten stabile Mörtelfestigkeiten. Durch eine Feinmahlung geeigneter Aschen konnten zudem Konsistenz und Frühfestigkeiten verbessert werden.
In den praxisnahen Betonversuchen kamen die werksseitigen Trasszemente der Leichtbetonhersteller zum Einsatz. Unter realen Produktionsbedingungen erwiesen sich bis zu 30 M.-% geeigneter Braunkohlenflugaschen als technisch umsetzbar, sofern die Bauteile keinen überwiegenden Frost- oder Feuchtebeanspruchungen ausgesetzt sind. Kalzinierte Tone ermöglichten Substitutionsraten von bis zu 20 M.-% des Zementes, ohne die Frisch- oder Festbetoneigenschaften zu beeinträchtigen.
Die Ergebnisse zeigen, dass ausgewählte Braunkohlenflugaschen und kalzinierte Tone wirksame Strategien zur Zementreduktion darstellen. Damit stehen der Leichtbetonindustrie praxisnahe, ressourcenschonende Lösungen zur Verfügung, um Produkte mit deutlich reduziertem CO₂-Fußabdruck zu entwickeln.
