Nachhaltige Lösungen

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1 Nachhaltige Lösungen Welchen Trends folgt die Betonbauweise und welchen besser nicht? Christoph Müller, VDZ ggmbh, Düsseldorf 59. BetonTage Neu-Ulm Februar 2015

2 AGENDA 1 Der VDZ 2 CO 2 vs. Nachhaltiges Bauen mit Beton 3 Qualitätskette Betonbau 4 Aus- und Weiterbildung 2

3 AGENDA 1 Der VDZ 2 CO 2 vs. Nachhaltiges Bauen mit Beton 3 Qualitätskette Betonbau 4 Aus- und Weiterbildung 3

4 Die Deutsche Zementindustrie (2013) VDZ Mitgliedsunternehmen 22 Zementwerke in Deutschland Gesamtzahl* 54 mit Klinkerproduktion 34 ohne Klinkerproduktion 20 Gesamtproduktion (in Mio. t) 31,0 Klinkerproduktion 24,1 (Inland, Mio. t) *) Anzahl Werke mit Betriebserlaubnis

5 VDZ Unsere Leistungsbereiche Repräsentation der Industrie Zement- und Betonforschung Dienstleistung und Beratung Industrienetzwerk Akzeptanz durch Objektivität Höchste Qualität aus einer Hand 5

6 Unsere Kunden / Tätigkeitsfelder 1 Hersteller von Zement und Bindemitteln (weltweit) 2 Gesteinskörnungshersteller 3 Betonhersteller (Transportbeton, Fertigteile, Betonwaren) 4 Unternehmen der Steine-Erden-Industrie 5 Energiewirtschaft (Betonzusatzstoffe) - Fasern/Betonzusatzmittel 6 Planer, Bauunternehmen, bauende Verwaltung 7 Bauwerksanalyse/Schadensbegutachtung 8 Weiterbildungsangebot Anwendung von Zement und Beton 6

7 VDZ-Stand im Markt der Medien 7

8 AGENDA 1 Der VDZ 2 CO 2 vs. Nachhaltiges Bauen mit Beton 3 Qualitätskette Betonbau 4 Aus- und Weiterbildung 8

9 Zementarten in Deutschland (Inlandversand) 100 share of cement production in % Anteil der Zementart in % CEM I CEM II CEM III others andere Quelle: VDZ

10 Zementarten in Deutschland (Inlandversand) 100 share of cement production in % Anteil der Zementart in % CEM I CEM II CEM III others andere Quelle: VDZ

11 Entwicklung der Zementarten Selbstverpflichtung zum Klimaschutz / CO 2 -Emissionshandel Verfügbarkeit der Ausgangsstoffe Akzeptanz in der Baupraxis - Sondereigenschaften: NA, SR, LH akzeptiert - Im üblichen Hochbau akzeptiert Estriche Industriebetonböden bzw. vergleichbare Bauteile Brückenkappen Betonstraßenbau 11

12 Kommunikation von Umweltdaten: 1 m 3 Beton (2010) C20/25 C50/60 Treibhauseffekt (GWP) kg CO 2 -Äq Primärenergie (n.ern.) MJ

13 Kommunikation von Umweltdaten: 1 m 3 Beton (2010) C20/25 C50/60 Treibhauseffekt (GWP) kg CO 2 -Äq Primärenergie (n.ern.) MJ

14 Treibhauspotenzial (GWP) für 1 m 3 Beton: absoluter Wert und bezogen auf die charakteristische Betondruckfestigkeit Quelle: Erläuterungen zu den Umweltproduktdeklarationen für Beton - Herausgeber: InformationsZentrum Beton GmbH, Verlag Bau+Technik GmbH, 2014

15 Auswirkung der Produkt-EPD für Zement auf eine Gebäudebewertung: Beispiel Bürogebäude Barkow Leibinger, Berlin (

16 Auswirkung der Produkt-EPD für Zement auf eine Gebäudebewertung: Beispiel Bürogebäude EPD Zement weitere Betonausgangsstoffe 80% EPD Beton (bzw. Zementestrich) 30% Schätzung: 15% (2005) bis 42% (2020) : beeinflusst von den Umweltwirkungen der Zementherstellung : weitere Einflüsse Ökobilanz Gebäudeherstellung, Instandsetzung (inkl. EOL) Ökobilanz Gebäude 60% weitere Baustoffe und Prozesse Ökologische Bewertung Gebäude (z. B. DGNB) 22,5% Ökobilanz Gebäudenutzung, Bewertung weiterer ökologischer Eigenschaften Bewertung von z. B. ökonomischer und sozialer Qualität Nachhaltigkeitsbewertung Gebäude, Zertifikat Quelle: Reiners, VDZ

17 Auswirkung der Produkt-EPD für Zement auf eine Gebäudebewertung: Beispiel Bürogebäude - 21 % GWP weitere Betonausgangsstoffe 80% EPD Beton (bzw. Zementestrich) 30% Schätzung: 15% (2005) bis 42% (2020) : beeinflusst von den Umweltwirkungen der Zementherstellung : weitere Einflüsse Ökobilanz Gebäudeherstellung, Instandsetzung (inkl. EOL) Ökobilanz Gebäude 60% weitere Baustoffe und Prozesse Ökologische Bewertung Gebäude (z. B. DGNB) 22,5% Ökobilanz Gebäudenutzung, Bewertung weiterer ökologischer Eigenschaften Bewertung von z. B. ökonomischer und sozialer Qualität Nachhaltigkeitsbewertung Gebäude Zertifikat Quelle: Reiners, VDZ ~ 0,27 %

18 Nachhaltig Bauen mit Beton thermischer Komfort, Anpassungsfähigkeit, Flexibilität, Dauerhaftigkeit, Brandschutz, akustischer Komfort, Drittverwendungsfähigkeit Einfluss Baustoff Barrierefreiheit, Einflussnahme des Nutzers, Zugänglichkeit, Ausschreibung und Vergabe, Qualitätssicherung der Bauausführung andere

19 Dauerhaftigkeit mineralischer Baustoffe angemessen berücksichtigen Zoobogen Berlin Baujahr Studie von Dipl.-Ing. Architekt Holger König Sensitivitätsanalyse Betrachtungszeitraum

20 Dauerhaftigkeit mineralischer Baustoffe angemessen berücksichtigen Die Primärkonstruktion ist 55 Jahre alt und bleibt erhalten. Studie von Dipl.-Ing. Architekt Holger König Sensitivitätsanalyse Betrachtungszeitraum

21 Dauerhaftigkeit mineralischer Baustoffe angemessen berücksichtigen Graphik:

22 Treibhauseffekt Bauwerk Lebenszyklus (ohne Betrieb) ohne Abriss mit Abriss

23 Dauerhaftigkeit mineralischer Baustoffe angemessen berücksichtigen Potentiale für die Betonbauweise Graphik:

24 AGENDA 1 Der VDZ 2 CO 2 vs. Nachhaltiges Bauen mit Beton 3 Qualitätskette Betonbau 4 Aus- und Weiterbildung 24

25 Weiterentwicklung der Qualitätskette im Betonbau Ziel: Umfassende und konsistente Festlegungen von bauteilspezifischen Anforderungen an Planung, Baustoffe, Ausführung und Qualitätssicherung (alle Bereiche) Qualitätssicherung z. B. Festlegung von Überwachungs stufen, s. z. B. Tabelle B.5 in EN 1990 Planung z. B. Nutzungsdauerklassen EN 1990, Anforderungsklassen nach Tabelle 4.3N in EN , ggf. Schadensfolgeklassen, Überwachungsklassen der Planung im Sinne von Tabelle B.4 von EN 1990 Baustoffe Auflistung nach EN 206, Abschnitt 1 (6) Ergänzende Anforderungen oder andere Prüfverfahren für besondere Betonarten und Anwendungen ergänzen: z. B. Beton mit erhöhten Anforderungen an die Betonausgangsstoffe Ausführung z. B. Ausführungsklassen, Toleranzen Inhalte müssen zwischen Bemessung und Konstruktion, Betontechnik und Bauausführung abgestimmt werden Neue Normenentwürfe DIN EN /NA, DIN und DIN in 2016 angestrebt

26 Randbedingungen für das Bauen mit Beton

27 Randbedingungen für das Bauen mit Beton Beton Betonausgangsstoffe (z. B. Zementart, Zementleistungsfähigkeit) Bauprozess (z. B. Förderhöhe, Förderleistung, Festigkeitsentwicklung) Baukonstruktion (z. B. Schlankheit, Festigkeit, Bewehrungsgrad) Betoneigenschaften im Bauwerk (Festigkeit, Dauerhaftigkeit) Betoneigenschaften im Bauprozess (Verarbeitbarkeit, Sedimentationsneigung, Festigkeitsentwicklung)

28 Randbedingungen für das Bauen mit Beton Baukonstruktion (z. B. Schlankheit, Festigkeit, Bewehrungsgrad) Betone mit weicheren Konsistenzen!!! Betonierbarkeit??? 28 Quelle: Winter, G.; Schnellenbach-Held, M.; Gusia; P: Ausführungsqualität von Stahlbeton- und Spannbetonbauwerken an Bundesfernstraßen. Beton- und Stahlbetonbau 107(2012) Heft 3

29 Anteil der Betonkonsistenzen an der Gesamtproduktion nach EN 206 in Deutschland (Quelle: ERMCO) 90 Anteil der Konsistenzen in % S1 (F1) S2 S3 (F2 F3) S4 S5 (F4 F5) SCC (F6 + SCC)

30 Druckfestigkeitsklassen/Absatzentwicklung Deutschland 70,0 60,0 (Quelle: BTB Statistik) Alte Betonnorm 2004 Neue Betonnorm 2004 Anteil in % 50,0 40,0 30,0 Neue Betonnorm 2005 Neue Betonnorm 2006 Neue Betonnorm ,0 10,0 0,0 bis B 5 C8/10 bis B 15 C16/20 bis B 25 C25/30 bis B 35 C30/37 bis B 45 C35/45 bis B 55 C45/55 > B 55 > C45/55

31 Basis - Frischbetoneigenschaften SKY 593 (0,40 %) CEM: 336 kg/m³ SFA: 60 kg/m³ SKY 593 (0,65 %) CEM: 304 kg/m³ SFA: 60 kg/m³ SKY 593 (1,20 %) CEM: 278 kg/m³ SFA: 60 kg/m³ Ausbreitmaß [mm] Zeit [min] Quelle: Dipl.-Ing. S. Dittmar

32 Einflussgröße plus Wasser 700 Vergleich: - 7l Wasser + 7l Wasser 650 Ausbreitmaß [mm] Zeit [min] Quelle: Dipl.-Ing. S. Dittmar

33 Das Bauen mit Beton 2014 Vergleich zur Autoindustrie erlaubt? drei Stoffe viele Stoffe Spezialisierung Robustheit Klaus Pöllath - Randbedingungen für das Bauen mit Beton Düsseldorf, 11. September

34 Randbedingungen für das Bauen mit Beton Beton Betonausgangsstoffe (z. B. Zementart, Zementleistungsfähigkeit) Bauprozess (z. B. Förderhöhe, Förderleistung, Festigkeitsentwicklung) Baukonstruktion (z. B. Schlankheit, Festigkeit, Bewehrungsgrad) Bild: Schwing, Quelle: Produktion.de Foto: Bischof und Broel, Quelle: Max Bögl 34

35 Das Bauen mit Beton 2014 Probleme mit Wetterbedingungen, Logistik, Terminen Klaus Pöllath - Randbedingungen für das Bauen mit Beton Düsseldorf, 11. September

36 Randbedingungen für das Bauen mit Beton Beton Betonausgangsstoffe (z. B. Zementart, Zementleistungsfähigkeit) Bauprozess (z. B. Förderhöhe, Förderleistung, Festigkeitsentwicklung) Baukonstruktion (z. B. Schlankheit, Festigkeit, Bewehrungsgrad) Bewertung der Komplexität? Betoneigenschaften im Bauwerk (Festigkeit, Dauerhaftigkeit) Betoneigenschaften im Bauprozess (Verarbeitbarkeit, Sedimentationsneigung, Festigkeitsentwicklung)

37 Neuorientierung qualitätssichernder Maßnahmen Was? Wer? Wahl der BetonBauQualität-Stufe Bauherr / Planer S BetonBauQualität- Betone, Bauverfahren Verwendungszweck Z Stufe und Bauteile (Nummerierung) Bauteile aus ÜK1-Betonen 1 1 BBQ1 Sichtbeton der Klasse SB1 2 Betone erhöhter Festigkeitsklasse (C30/37 C50/60) 3 2 BBQ2 3 BBQ3 Betone der Expositionsklassen XS, XD, XA, XM, XF2, XF3, XF4 4 Betone für den Spezialtiefbau 5 Sichtbeton der Klasse SB2 6 Hochfeste Betone (> C50/60) 7 Betone besonderer Expositionsklassen 1) 8 Sichtbeton der Klassen SB3/SB4 9 Beton für massige Bauteile 10 WU-Konstruktionen 11 LAU-Anlagen 2) 12 Industrieböden 13 Gleitbauverfahren 14 Betone im Kraftwerksbau 15 1) alle außer X0, XC1, XF1 in der Nutzungsdauerklasse 5 nach EN ) Anlagen zum Lagern, Abfüllen und Umschlagen von wassergefährdenden Stoffen im Sinne des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) Quelle: DBV/VDZ-Papier Ansätze für eine Weiterentwicklung der Qualitätskette Beton ; Entwurf Stand: 10. September 2014 (modifiziert auf Basis Diskussion GAK Beton)

38 BBQ1 ( Autopilot-Modus ) BBQ1 Beton rc Ausführung EXC1 Quelle: GAK Beton (Aßbrock, Meyer, Müller)

39 BBQ2 ( Interaktions-Modus ) BBQ2 Beton ec Ausführung EXC2 Quelle: GAK Beton (Aßbrock, Meyer, Müller)

40 BBQ3 ( Profi-Modus ) BBQ3 Beton ec* Ausführung EXC3 Quelle: GAK Beton (Aßbrock, Meyer, Müller)

41 Gemeinsames Merkblatt Sichtbeton seit 1977

42 Ausführungsklassen = Sichtbetonklassen

43 Maßnahmen des Betonherstellers bei Sichtbeton Zusammensetzung, Konsistenz und Größtkorn an Einbauverfahren und Bauteilgeometrie angepasst Beton, der sich beim Einbau und Verdichten nicht entmischt und kein Wasser absondert Lieferung in gleichbleibender Zusammensetzung und Konsistenz Einsatz robuster Betonsorten, die bei geringfügigen Schwankungen in den Ausgangsstoffen und in der Homogenität keine wesentliche Änderungen im Aussehen der Oberfläche hervorrufen ausreichend Mehlkorngehalt ausreichend hoher Mörtel- und Leimgehalt

44 Frischbetontemperatur und Konsistenzverhalten B1 M2 10 C Ausbreitmaß [mm] B1 M2 20 C B1 M2 25 C B1 M2 30 C Zeit / [min.] Quelle: Bohlmann, Müller - VDZ Jahrestagung 2014

45 Frischbetontemperatur und Konsistenzverhalten 700 Ausbreitmaß [mm] B3 M2 10 C B3 M2 20 C B3 M2 25 C B3 M2 30 C Zeit / [min.] Quelle: Bohlmann, Müller - VDZ Jahrestagung 2014

46 Maßnahmen des Bauausführenden bei Sichtbeton Kurze Zeitspanne zwischen Aufstellen der Schalung und Betoneinbau freie Fallhöhe des Frischbetons auf maximal 1,0 m begrenzen Beton ist zügig in gleich hohen Schüttlagen einzubauen und zu verdichten Vermeidung der Verschmutzung der Ansichtsflächen durch auslaufenden Zementleim oder -mörtel ( Betonnasen ) bei nachfolgenden Betoniervorgängen. gleichartige und gleichmäßige Nachbehandlung sicherstellen Flüssige Nachbehandlungsmittel nur nach Vorversuchen 46

47 Neuorientierung qualitätssichernder Maßnahmen Auf der Basis der BetonBauQualität-Stufen ergäben sich: Ausstattungsstufen des Betonherstellers Maßnahmen des Betonherstellers Maßnahmen des Bauausführenden Anforderungen an den Bauausführenden Gebrauchstauglichkeitsmerkmale (Leistungsanforderungen) von Betonen für die Verwendungszwecke Maßnahmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette 47

48 AGENDA 1 Der VDZ 2 CO 2 vs. Nachhaltiges Bauen mit Beton 3 Qualitätskette Betonbau 4 Aus- und Weiterbildung 48

49 Qualifikation von Mitarbeitern (Aus- und Weiterbildung) 49

50 Qualifikation von Mitarbeitern (Aus- und Weiterbildung)

51 Qualifikation von Mitarbeitern (Aus- und Weiterbildung) Weiterbildung der Zementindustrie Lehrgangsbeirat im Arbeitsausschuss Verfahrenstechnik seit 1965 Online-Kurse in der Zementindustrie Gesamter Herstellungsprozess abgedeckt Werkspezifische Kurse 51

52 Kursstruktur 52

53 Online-Kurse Beton des VDZ - Überblick Betontechnologische Grundlagen Kurs BE Zement und Beton im Wandel der Zeit *) Kurs BE Ausgangsstoffe für Beton *) Kurs BE Entwurfsgrundlagen für Beton *) Kurs BE Betonentwurf Frisch- und Festbeton Kurs BE Frischbetoneigenschaften Kurs BE Festbetoneigenschaften Kurs BE Dauerhaftigkeit von Beton *) Kurs BE Prüfverfahren für Frischbeton*) Kurs BE Prüfverfahren für Festbeton*) Zementanwendung Kurs BE Normung, Bestandteile und Bezeichnung von Zement *) Kurs BE Zementeigenschaften und Prüfverfahren *) Kurs BE Grundlagen Zementchemie *) Betonzusatzmittel Kurs BE Betonverflüssiger und Fließmittel Kurs BE Luftporenbildner Kurs BE Verzögerer Kurs BE Schwindreduzierer Informationsbriefe IB 05 - Nachhaltiges Bauen mit Beton *)

54 Kooperationsmöglichkeiten Erstellen individueller Schulungsangebote Einbindung in die Plattform mögliche Administration von Online-Kursen durch VDZ BTB Lernplattform In Zusammenarbeit mit dem Verein Deutscher Zementwerke (VDZ) erarbeitet der Bundesverband der Deutschen Transportbetonindustrie derzeit ein umfangreiches E-Learning Angebot. Der BTB wird dabei unterstützt von der Walter Gropius Berufsschule in Erfurt. Dort wird das Angebot im Unterricht getestet, Erfahrungen fließen in die Entwicklung ein. Der VDZ stellt neben seiner Erfahrung im Bereich E-Learning über ein Forschungsprojekt vor allem die technischen Lösungen für das Online-Angebot zur Verfügung. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und dem Sozialfond der Europäischen Union gefördert. 57

55 Zusammenfassung Nachhaltig Bauen mit Beton Die Verwendung eines Baustoffes mit geringen Umweltwirkungen während seiner Gewinnung oder Herstellung führt nicht automatisch zu nachhaltigeren Gebäuden. Aus- und Weiterbildung Zeitgemäße (Instrumente in der) Aus- und Weiterbildung: Ein Kernelement auch für die Betonbauweise Qualitätskette Betonbau Bauherren und Planer müssen in die Lage versetzt werden, ihren Erwartungen an das Ergebnis durch die eindeutige Definition eines Qualitätsniveaus Ausdruck (BetonBauQualität-Stufen) zu verleihen. Auf dieser Basis ließen sich alle qualitätssichernden Maßnahmen entlang der Wertschöpfungskette in Umfang und Wertigkeit beschreiben.

56 Heute "Die öffentliche Hand ist für den verschärften Wettbewerb mitverantwortlich" "Die öffentliche Hand vergibt Bauleistungen fast immer an den billigsten Bieter. Die Qualität der Bauleistung findet kaum Berücksichtigung." "Ungefähr beginnend mit der Jahrtausendwende verliert die öffentliche Hand ihre Bauherrenfähigkeit" 59

57 Morgen? Bauprojekte sollen künftig an den qualitativ Besten vergeben werden und nicht an den vermeintlich Billigsten. Der Preis allein darf kein Ausschlusskriterium sein. Das sagte Bundesverkehrsminister Alexander Dobrindt (CSU) beim fünften Treffen der Reformkommission Großprojekte zur geplanten Änderung des Vergaberechts. baunetzwerk.biz 60

58 Der Vortrag Welchen Trends folgt die Betonbauweise, und welchen besser nicht? steht als Download auf der VDZ Homepage zur Verfügung: VDZ-Stand im Markt der Medien 61

59 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dr. Christoph Müller VDZ ggmbh