Erforschung des Dreistoffgemisches Klinker, Hüttensand und Kalksteinmehl mit dem Ziel der Absenkung des Klinkeranteils im Zement zur Verminderung der CO₂-Emissionen in der Zementproduktion

Das Forschungsvorhaben baute sowohl auf den Ergebnissen des abgeschlossenen Vorhabens 28790 "Reduzierung der Umweltwirkung der Betonbauweise durch neuartige Zemente und daraus hergestellter Betone unter Verwendung hinreichend verfügbarer Ausgangsstoffe" als auch auf der zukünftigen europäischen Zementnormung auf.

Im Forschungsvorhaben 28790 wurde festgestellt, dass Zemente mit bis zu 50 M.-% Kalkstein als Hauptbestandteil verwendet werden können, um Betone mit Dauerhaftigkeitseigenschaften herzustellen, die üblichen Betonen mit CEM I oder CEM II/A-LL Zementen vergleichbar sind. Hierzu ist es erforderlich, den Wasserzementwert signifikant auf w/z = 0,35 abzusenken. Um eine praxisgerechte Verarbeitbarkeit gewährleisten zu können, ist zusätzlich eine Optimierung des Leimgehaltes, eine genaue Abstimmung der Zementhauptbestandteile im Zementwerk sowie ein abgestimmter Einsatz von Betonzusatzmitteln erforderlich.

Es wurde jedoch auch gezeigt, dass viele Dauerhaftigkeitseigenschaften zwar vergleichbar mit denen der gewählten Referenzzemente sind, bezüglich des in Deutschland üblichen Produktportfolios besteht jedoch deutliches Optimierungspotential. Auch die Umweltwirkung kann weiter verbessert werden. Dies wird möglich durch den Einsatz begrenzt verfügbaren Hüttensandes als dritten Hauptbestandteil. In diesem Forschungsvorhaben sollte entsprechend ein deutlich umfangreicheres Zusammensetzungsfeld im Dreistoffsystem Klinker (K) – Hüttensand (S) – Kalkstein (LL) untersucht werden, dass sich einerseits an die Zemente der derzeitigen bzw. zukünftigen europäischen Normungen anlehnt und andererseits durch die Ergebnisse des vorangegangen Forschungsvorhabens und der dort definierten technischen Grenzen begrenzt wird. Die Dauerhaftigkeit von Betonen sollte mit den Methoden, die sich im vorangegangen Forschungsvorhaben bewährt haben, untersucht werden. Diese wurden durch weitere Prüfverfahren (Schnellkarbonatisierung, Prüfung des Frost-Tausalz-Widerstandes) ergänzt.

Ziel der Untersuchungen war die Beantwortung der Frage, ob mit klinkereffizienten Zementen im System K-S-LL unter zu definierenden Randbedingungen dauerhafte Betone hergestellt werden könnten. Abschließend wurden die Ergebnisse des Forschungsvorhabens ökobilanziell bewertet.