Einsatz von RC-Beton im Hochbau Erfahrungen aus Baden-Württemberg

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1 ifeu Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg Einsatz von RC-Beton im Hochbau Erfahrungen aus Baden-Württemberg Florian Knappe Workshop Rezyklierter Beton Luxemburg, 07. Oktober 2014

2 Rezeptur des RC-Beton Max. 45% der GK Wasser + Fließmittel Beton => Austausch nur einer Komponente => Anpassung der Fließmittel => Keine höheren Zementmengen <2mm

3 Umfangreiche Erfahrungen in der Schweiz Ausgehend von der Stadt Zürich Seit >10 Jahren generell Einsatz von RC-Beton in Neubauten Ausgeschrieben wird in RC-Beton nach Eigenschaften Ausnahme Primärbeton sind vom Amt für Hochbauten zu genehmigen Zertifizierung MINERGIE und eco-bau Bewertung auch der grauen Energie und des Einsatzes von RC-Baustoffen Voraussetzung für günstige Hypotheken (Öko-Kredite) Mittlerweile werden 7% der gesamten Beton-Nachfrage in der Schweiz über RC-Beton gedeckt C. Hoffmann, Vortrag auf der Fachtagung R 13 in Weimar, September 2013

4 Referenz-Objekte Schulhaus im Birch, Zürich Oerlikon

5 Referenz-Objekte Max-Bill Platz, Zürich Oerlikon

6 Referenz-Objekte Wohnüberbauung Werdwies, Zürich

7 Impulsprojekte Seit ca. 4 Jahren: 4 Betonwerke, die R-Beton in ihr Lieferprogramm aufgenommen haben (GK Typ 1) 3 Recyclingwerke, die die Gesteinskörnungen liefern => Viele Gebäude mit RC-Beton errichtet => in der Baupraxis angekommen; zartes Pflänzchen

8 Zielsetzung Projekte für das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg Über konkrete Bauvorhaben auf den Baustoff aufmerksam machen Einen eigenen Eindruck ermöglichen (optisch, haptisch) Erfahrungen sammeln und kommunizieren Projektbausteine Partner suchen keine Co-Finanzierung der Bauvorhaben (RC-Anlage; Transportbetonwerk; Bauherr) Rezepturentwicklung Begleitforschung Öffentlichkeitsarbeit Führungen während der Rohbauphase Broschüren etc. pp.

9

10 Impuls in Heilbronn Bauherr: Stadtsiedlung Heilbronn GmbH GU Bilfinger Berger, Karlsruhe Objekt: Wissenschafts- und Technologiezentrum (www.wohlgelegen.de) WTZ 1: BRI m³, m² Nutzfläche (2010) WTZ 2: BRI m³, m² Nutzfläche (2011) etc. pp. Betonlieferant: Fa. Godel Anteile RC-Gestein: ca. 20% Betonrezepturen: C 8/10 X0 (WF) C 25/30 XC4, XF1 (WF) C 30/37 XC4, XF1, XA1 (WF)

11 Impuls in Stuttgart Bauherr: BWV Bau- und Wohnungsverein Stuttgart Vorhaben: Wohnbebauung Raitelsbergstraße Betonlieferant: Anteile RC-Gestein: Fa. TBW Waiblingen max. gemäß Regelwerke 15 m³ C 8/10, X0 Magerbeton 25 m³ C 8/10 Sauberkeitsschicht, Abtreppung 15 m³ C 12/15, X0 Sauberkeitsschicht 50 m³ C 12/15 Betonplomben 250 m³ C 25/30, XC1 Innenwände und Decken 900 m³ C 25/30, XC1 Decken 100 m³ C 25/30, XC1 Außenwand 1. UG 130 m³ C 30/37 10 m³ C 30/37 68% des Gesamtbedarfes

12

13 Zulässige Anteile rezyklierter Gesteinskörnungen >2mm (nach den Vorgaben des Deutschen Ausschuss für Stahlbeton DAfStb) Anwendungsbereich GK Typ 1 GK Typ 2 Alkalirichtlinie DIN EN und DIN WO (trocken) Carbonatisierung XC1 WF feucht Kein Korrosionsrisiko X0 Karbonatisierung XC1 bis XC4 Frost ohne Taumittelwirkung XF1 1) und XF3 1) und in Beton mit hohem Wassereindringwiderstand <45 Vol.% <35 Vol.% <35 Vol.% <25 Vol.% 1) Zusätzliche Anforderungen s. Abschnitt 1, (3) und (4) Chemischer Angriff (XA1) <25 Vol.% <25 Vol.% 1) Greift AKR-Problematik auf; umgangen durch Begrenzung des Zementgehaltes in Rezeptur <300 kg/m³ Bis Druckfestigkeit C 30/37; kein Spannbeton, keine Hochleistungsbetone

14 Rezyklierte Gesteinskörnungen nach DIN EN 12620: GK Typ 1 GK Typ 2 Altbeton; ungebundene GK etc. >90% >70% Mauerziegel, Kalksandstein etc. <10% <30% Asphalt < 1% < 1% Sonstiges (Fremdbestandteile) < 1% < 1% Schwimmendes Material < 2 Vol.% < 2 Vol% Neuer Impuls seit 2013:

15 Forschungsprojekt des Umweltministeriums Baden-Württemberg Partner: Projektleitung Ökol. Begleitforschung Aufbereitungsstrategie Produktion Gesteinskörnung Entwicklung und Erprobung der Beton-Rezepturen

16 Input Mauerwerk

17 GK-Komponente aus Mauerziegel etc.

18 Input Altbeton

19 GK-Komponente aus Altbeton

20 GK-Typ 2:

21 Ergebnisse der Eignungsprüfung GK Typ 2 Anforderungen Prüfergebnis Kornrohdichte kg/m³ >2000 +/ Wasseraufnahme nach 10 min M% <15 5 Frost-Tau-Widerstand M% <4 3,9 Gehalt an wasserlöslichen Chlorid-Ionen M% <0,04 0,0017 Gehalt an säurelöslichen Chlorid-Ionen M% <0,04 0,014 Säurelösliches Sulfat M% AS 0,8 0,29 Wasserlöslicher Sulfatgehalt M% SS 0,2 0,0214 Gehalt an Gesamtschwefel M% <1 0,13 Gehalt an organischen Bestandteilen M% <0,1 n.n. * *(Muschelkalk)

22 Ergebnisse der Eignungsprüfung GK Typ 2 Feststoff Höchstwert Prüfergebnis Kohlenwasserstoffe (C 10 -C 40 ) mg/kg 1000 <50 PAK nach EPA mg/kg 75 0,153 EOX mg/kg 10 <0,5 PCB mg/kg 1 <0,005 Eluat ph-wert (kein Ausschlusskriterium) 12,5 11,09 Elektrische Leitfähigkeit (kein Ausschlusskriterium) µs/cm Chlorid mg/l 150 1,36 Sulfat mg/l ,7 Arsen µg/l 50 <1 Blei µg/l Cadmium µg/l l 5 <0,1 Chrom gesamt µg/l Kupfer µg/l Nickel µg/l Quecksilber µg/l 2 <0,1 Zink µg/l Phenolindex µg/l 100 <10

23 Auch hier: Impuls gelungen! Seit Jahreswechsel 2013/2014 produziert ein nicht am Projekt beteiligtes Betonwerk Transportbeton mit RC-Gesteinskörnung GK Typ 2 => Aus rein ökonomischen Überlegungen

24 Aktuelles Projekt für das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg Aufgabenstellung: Initiierung und Begleitung konkreter Bauvorhaben als Demonstrationsobjekte Entwicklung und Erprobung von Betonrezepturen über die Regelung des DAfStb hinaus Entwicklung und Erprobung eines Konzepts zur dezentralen Produktion der RC GK Typ 2 auf der Abbruchbaustelle

25 Bauvorhaben in Weilheim / Teck Bauherr: Kreisbaugenossenschaft Kirchheim-Plochingen eg Objekt: 950 m² Wohnfläche 350 m² Nutzfläche BRI m³ Baubeginn Oktober 2014 Betonlieferant: Holcim, Standort Kirchheim / Teck

26 Bauvorhaben in Mannheim Bauherr: B.A.U. Bauträgergesellschaft mbh & Co. KG Objekt: m² Bürofläche Baubeginn Anfang 2015 Betonlieferant: TBS Rhein-Neckar, Standort Mannheim

27 Bauvorhaben in Stuttgart Bauherr: BWV, Bau- und Wohnungsverein Stuttgart Objekt: m² Wohnfläche (11 WE) 300 m² Gewerbefläche Baubeginn Anfang 2015 Betonlieferant: TBW Transportbetonwerk Waiblingen

28 Entwicklung und Erprobung von Betonrezepturen über die Regelungen des DAfStb hinaus Bauherr: Fa. Schief, Winnenden Objekt: Waagenhaus Stützmauer Baubeginn Oktober / November 2014 Betonlieferant: Frischbeton Winnenden C 25/30, XC4, XF1, XA1 (60% RC-GK) C 30/37, XC4, XD2 (LP), XF4 (LP), XA1 C 35/45, XC4, XD2, XF2, XF3, XA2

29 Bautätigkeit hat sich in den Siedlungsbestand verlagert => Bauschutt fällt in Nachbarschaft zur Baustoffnachfrage an => Hochwertige Aufbereitung auf Baustelle möglich?

30 Untersuchung zur dezentralen Herstellung einer GK Typ 2 Entwicklung einer geeigneten Rückbaustrategie Erhebung des Mehraufwandes Eignungsprüfung der Gesteinskörnung Bewertung Aufwand - Nutzen

31 Ausblick auf ideales Stoffstrommanagement Vermarktung in Betonwerke als zusätzliche Absatzalternative Ausdifferenzierung = hochwertige Ausgangsstoffe müssen in hochwertige Einsatzgebiete gehen = dadurch werden Absatzwege auch für einfachere Materialien frei Umweltaspekte = Bauen im Bestand Material ist nicht jungfräulich = auch nicht hinsichtlich der Umweltparameter = der gebundene Bereich erschließt mehr Absatzmöglichkeiten (für Mauerwerk etc.)

32 Neuauflage am Montag den 23. März 2015

33 Herzlichen Dank IFEU-Institut Heidelberg Florian Knappe

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ph-wert 9,00 8,50 8,00 7,50 7,00 6,50 6,00 5,50 5,00 1985 1990 1995 2000 2005 2010 GMS1 GMS2 GMS3 GMS4 GMS5 GMS6 ph-wert 9,00 8,50 8,00 7,50 7,00 6,50 6,00 5,50 5,00 U:\13h\U135009_DGW_Änderung_Planfeststellung\02_Daten\Chemie\Wasser\Analyseberichte_neu\GMS_Daten_v12.xls Seite 1/19 Leitfähigkeit in µs/cm 2000 1800

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