Ausblick beim R-Beton über die Regelwerke hinaus: Ergebnisse aus Laborversuchen und einem Demonstrationsvorhaben

Themenkreis 4 Ausblick beim R-Beton über die Regelwerke hinaus: Ergebnisse aus Laborversuchen und einem Demonstrationsvorhaben Dipl.-Ing. Ralf Lieber, Dipl.-Geol. Bernhard Dziadek Krieger Beton-Technologiezentrum Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart 23. März 2015

Gliederung 1. Einleitung 2. Status Quo: R-Beton in der Krieger-Gruppe 3. Weiteres Ziel: Mehr RC-Körnung im Beton 4. Möglichkeiten: ZiE oder BaZ 5. Ergebnisse aus Prüfungen für ZiE 6. Demonstrationsvorhaben 7. Weitere Versuche (mit R-Brechsand) mit ersten Ergebnissen 8. Zusammenfassung Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. März 2015 Folie Nr. 2

1. Einleitung Verwertung von Bauschutt gewünscht und sinnvoll Einsatz im Beton technologisch sinnvoll Verwendung max. Anteil RC-Gesteinskörnung (100 %?) Erhöhung des Anteils Ziegelsplitt Ziel muss sein: Betoneigenschaften mit konven- tionellem Beton vergleichbar! Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. März 2015 Folie Nr. 3

2. Status Quo: R-Beton in Krieger-Gruppe Jetzt: Produktion in 2 von 5 Standorten TBW TB Waiblingen (TBW) Winnender Frischbeton (WFW) WFW 30 % Mittelfristig: 3 von 5 Standorten 15 % Zusätzlich: HKS-West (KW) KW?? % Produktion von ca. 13 Sorten seit 2010 Festigkeitsklassen C 8/10 bis C 30/37 73.000 m³ (das sind 15 bzw. 30 % der Gesamtproduktion) Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. März 2015 Folie Nr. 4

2. Status Quo: R-Beton in Krieger-Gruppe Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. März 2015 Folie Nr. 5

3. Mehr RC-Körnung in den Beton Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 6

3. Mehr RC-Körnung in den Beton Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. März 2015 Folie Nr. 7

3. Mehr RC-Körnung in den Beton Mittlere Betonzusammensetzung (Gesteinskörnung) Größtkorn 22 (32) mm: Sand 36 % Körnung 64 % davon RC: 45 / 35 / 25 % Ziel 1: Typ 1 RC-Körnung 64 %!! Größtkorn 16 mm: Sand 40 % Körnung 60 % davon RC: 45 / 35 / 25 % Ziel 1: Typ 1 RC-Körnung 60 %!! Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. März 2015 Folie Nr. 8

3. Mehr RC-Körnung in den Beton Mittlere Betonzusammensetzung (Gesteinskörnung) Größtkorn 22 (32) mm: Ziel 2: RC-Sand 36 % + Typ 1 RC-Körnung 64 %!! = 100 % Größtkorn 16 mm: Ziel 2: RC-Sand 40 % + Typ 1 RC-Körnung 60 %!! = 100 % Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. März 2015 Folie Nr. 9

4. Welche Möglichkeiten? Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (DIBt Berlin) Zustimmung im Einzelfall Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. März 2015 Folie Nr. 10

4. Welche Möglichkeiten? abz? Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. März 2015 Folie Nr. 11

4. Welche Möglichkeiten? abz? Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. März 2015 Folie Nr. 12

4. Welche Möglichkeiten? abz? Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. März 2015 Folie Nr. 13

4. Welche Möglichkeiten? ZiE? Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. März 2015 Folie Nr. 14

4. Welche Möglichkeiten? ZiE! Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. März 2015 Folie Nr. 15

4. Welche Möglichkeiten? ZiE! Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. März 2015 Folie Nr. 16

5. Gutachterliche Stellungnahme: Prüfungen Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. März 2015 Folie Nr. 17

5. Gutachterliche Stellungnahme: Prüfungen Beton 1: 30m63RC Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. März 2015 Folie Nr. 18

5. Gutachterliche Stellungnahme: Prüfungen Beton 2: 37s63rpa Expositionsklassen: XC4, XD2(LP), XF4 (LP), XA1 Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. März 2015 Folie Nr. 19

5. Gutachterliche Stellungnahme: Prüfungen Beton 3: 45s63RC Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. März 2015 Folie Nr. 20

Ausbreitmaß [mm] 5. Vorversuche und Erstprüfung 650 Vorversuche: Konsistenz 600 45s63RC 550 30m63RC 500 450 400 350 300 10 45 Zeit [min] Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 21

Ausbreitmaß [mm] 5. Vorversuche und Erstprüfung 650 Erstprüfung: Konsistenz 600 550 500 450 400 30m63RC 37s63rpa 45s63RC 350 30 45 90 Zeit [min] Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 22

LP-Gehalt [Vol.-%] 5. Vorversuche und Erstprüfung 2,2 Erstprüfung: LP-Gehalt 2,1 2,0 30m63RC 37s63rpa 1,9 45s63RC 1,8 1,7 1,6 0 1 2 Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 23

5. Vorversuche und Erstprüfung Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 24

Druckfestigkeit [N/mm²] 5. Erstprüfung Festbeton 70 60 30m63RC 50 37s63rpa 40 45s63RC 30 20 10 0 0 7 14 21 28 35 Prüfalter [Tage] Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 25

5. Erstprüfung CDF Test 1,8 Abwitterung [kg/m²] 37s63rpa 1,5 Grenzwert der Abwitterung LP-Beton 1,2 0,9 0,6 0,3 Grenzwert der Abwitterung MHK-Beton Mittelwert: 0,303 kg/m²!!! Probe 1 Probe 2 Probe 3 Probe 4 Probe 5 Probe 6 Probe 7 Probe 8 Probe 9 Probe 10 0,0 0 14 28 Anzahl der Frost-Tau-Wechsel Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 26

5. Ergebnisse der Erstprüfungen Frischbetonprüfungen C30/37 und C 25/30 etwas zu weich, C 35/45 Mitte F 3 Festbetonprüfungen (Druckfestigkeit) Alle erfüllt (mit Vorhaltemaß!) Festbetonprüfungen (Frost-Tausalz, CDF) Sorte 37s63rpa mit großem Vorhaltemaß erfüllt! Festbetonprüfungen (Kriechen, Schwinden) Hier nicht relevant! Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 27

6. Demonstrationsvorhaben Wiegehaus Schief Entsorgungs GmbH, Winnenden Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 28

6. Demonstrationsvorhaben Zustimmung im Einzelfall nur für: Beton 1: Sorte 30m63RC Innenwände UG Aufbeton Decke UG Stützwand ist bereits fertig Hier wäre 37s63rpa oder 45s63RC evtl. eingesetzt worden UG-Bodenplatte und Aussenwände in WU-Ausführung Konventioneller Beton Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 29

6. Demonstrationsvorhaben Bislang 4 Betoniertage Konsistenz: zwischen 440 und 500 mm LP-Gehalt: ca. 1,3 Vol.-% Druckfestigkeit (2 Tage): zwischen 11,2 und 12,1 N/mm² Druckfestigkeit (7 Tage): zwischen 24,5 und 29,8 N/mm² Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 30

Ausbreitmaß [mm] 6. Wiegehaus: Konsistenz 550 500 450 400 Konsistenz F3: Ausbreitmaß 45 +/- 3 cm 350 300 250 200 0 1 2 3 4 5 Betoniertage Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 31

Druckfestigkeit [N/mm²] 6. Wiegehaus: Druckfestigkeit 60 50 40 30 20 10 26.2. 27.2. 5.3. 6.3. 0 0 7 14 21 28 35 Prüfalter [Tage] Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 32

6. Wiegehaus Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 33

7. Weitere Versuche: RC-Brechsand 3 verschiedene RC-Brechsande v. Fa. Feess Typ 1 gewaschen Typ 1 Typ2 Referenzmischmischung NS + SP 2/16 (2/8 + 8/16 Muschelkalk) Vorversuche BS + Muschelkalksplitte Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 34

7. RC-Brechsand RC-Brechsand Typ 1 RC-Brechsand Typ 2 RC-Brechsand Typ 1 gewaschen Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 35

7. RC-Brechsand, Kennwerte 1 RC-BS 1 gew. RC-BS 1 RC-BS 2 Abschlämmbare Bestandteile 1,8% 3,6% 3,6% Gesamtfeuchte (angeliefert) 11,2% 11,6% 14,1% Wasseraufnahme 10 min. 27,0% 27,0% 26,0% Wasseraufnahme 30 min. 27,0% 30,0% 31,0% Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 36

7. RC-Brechsand, Kennwerte 2 Durchgang bei mm in % RC-BS 1 gew. RC-BS 1 RC-BS 2 2,8 100 100 100 2 92 84 83 1,4 77 71 69 1 64 59 56 0,5 40 36 31 0,25 17 17 14 0,125 3 6 4 0,063 1 2 1 Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 37

Durchgang [Massen-%] 7. RC-Brechsand, Sieblinien 100 80 60 40 RC-BS 1 gew. RC-BS 1 20 RC-BS 2 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Maschenweite [mm] Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 38

7. Weitere Versuche: RC-Brechsand Rezeptur: 320 kg/m³ CEM II/A-LL 42,5 R 176 kg/m³ Wasser 644 kg/m³ Sand 1240 kg/m³ grobe Gesteinskörnung (Muka-Splitt o. RC-Splitt) 1,9 kg/m³ Fließmittel Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 39

Ausbreitmaß [mm] 7. Vor-Versuche: Konsistenz 600 550 500 450 400 350 300 NS + Muka RC-BS 1 gew + Muka RC-BS 2 + Muka RC-BS 1 + Muka 250 200 0 30 60 90 120 Zeit [Min] Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 40

Druckfestigkeit [N/mm²] 7. Vor-Versuche: Druckfestigkeit 40 35 30 25 20 15 10 5 0 NS + Muka RC-BS 1 gew + Muka RC-BS 2 + Muka RC-BS 1 + Muka 0 7 14 21 28 35 Prüfalter [Tage] Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 41

7. Weitere Versuche: Vergleich RC-Brechsand Typ 1 und Typ 2 werden später untersucht. Rheinsand (NS) + RC 2/16 Typ 1 und RC-Brechsand Typ 1 gewaschen + RC 2/16 Typ 1 Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 42

Ausbreitmaß [mm] 7. Versuche: Konsistenz 600 550 500 450 400 350 300 NS + RC 2/16 Typ 1 RC-BS 1 gew + RC 2/16 Typ 1 250 200 0 30 60 90 120 Zeit [Min] Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 43

Druckfestigkeit [N/mm²] 7. Versuche: Druckfestigkeit 50 45 40 35 30 25 20 15 NS + Muka RC-BS 1 gew + Muka 10 5 0 0 7 14 21 28 35 Prüfalter [Tage] Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 44

8. Zusammenfassung Status Quo: R-Beton in der Krieger-Gruppe Weiteres Ziel: Mehr RC-Körnung im Beton Möglichkeiten: ZiE oder BaZ Ergebnisse aus Prüfungen für ZiE Demonstrationsvorhaben (Wiegehaus Fa. Schief) Weitere Versuche (mit R-Brechsand) mit ersten Ergebnissen Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 45

Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz in der Bauwirtschaft Stuttgart, 23. M;ärz 2015 Folie Nr. 46