Einfluss der chemisch-mineralogischen Zusammensetzung von Kalkstein als Zementhauptbestandteil auf die Eigenschaften von Zementen und die Dauerhaftigkeit damit hergestellter Betone

Neben verfahrenstechnischen Optimierungen und dem Einsatz alternativer Roh- und Brennstoffe besteht insbesondere in der Herstellung von Zementen mit mehreren Hauptbestandteilen ein erhebliches Potential zur Minderung des produktspezifischen Ausstoßes an CO2. In diesem Zusammenhang hat Kalkstein eine bedeutende Rolle. Gemäß DIN EN 197-1 können CEM II-Zemente bis zu 35 M.-% an Kalkstein enthalten. Kalksteinart und -qualität beeinflussen die Zementeigenschaften und die Dauerhaftigkeit von mit Portlandkalksteinzement hergestelltem Beton. Deshalb dürfen zur Herstellung von Portlandkalksteinzementen nur Kalksteine verwendet werden, die Anforderungen in Bezug auf ihre Zusammensetzung nach DIN EN 197-1 erfüllen. Derzeit können einige Zementhersteller aufgrund dieser normativen Beschränkungen nicht die lokalen Kalksteinvorkommen als Hauptbestandteil nutzen, obwohl die Kalksteine durchaus geeignet erscheinen. 

Im Forschungsvorhaben wurde der Einfluss verschiedener kalksteinspezifischer Parameter, wie der geologischen Herkunft, der Gefügebeschaffenheit und der mineralogischen Zusammensetzung, inklusive der enthaltenen Nebenbestandteile, auf die Eigenschaften von Portlandkalksteinzementen und auf die Dauerhaftigkeit damit hergestellter Betone systematisch untersucht. Die Untersuchungsergebnisse zeigten, dass durch dolomitreiche Kalksteine und Kalksteine mit einem hohen Ton-/Quarzverhältnis dauerhafte Betone hergestellt werden konnten, obwohl die Kalksteine nicht die Anforderungen der bestehenden Zementnorm erfüllten. Hieraus ergibt sich ein erster Ansatz die Palette von Kalksteinen für die Herstellung von Portlandkalksteinzementen und Portlandkompositzementen zu erweitern. Zementherstellern wird zudem die Möglichkeit gegeben ihre verfügbaren Kalksteinqualitäten in Bezug auf die Verwendbarkeit in Zement und Beton besser abschätzen zu können, wodurch sich potenzielle Risiken, wie z. B. nicht ausreichender Frostwiderstand von Betonen, minimieren lassen. Die Forschungsergebnisse werden dazu beitragen, die Nutzung von Kalkstein als Hauptkomponente in Zementen (CEM II/B-L, -LL), durch die Entwicklung leistungsfähiger Zemente mit niedrigen spezifischen CO2-Emissionen, weiter zu verbessern.

Förderer

Das IGF-Vorhaben 17226 N der Forschungsvereinigung 
VDZ gGmbH wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Kontakt

Dr. Jörg Rickert

Dr. Jörg Rickert

Tel.: (0211) 45 78-283

Fax: (0211) 45 78-44427

Projektzeitraum

07/2011 - 06/2014

Veröffentlichungen

Forschungsergebnisse

Limestone properties under the spotlight – Portland-limestone cements containing non-standard limestones

In: Cement International 12 (2014) 1, S. 23