Auf der Suche nach dem „grünsten“ Beton

07.07.2022 | Meldungen, Bauingenieurwesen
Erster Betonwürfelwettbewerb im Studiengang Bauingenieurwesen an der FAB

Beton ist ein elementarer Baustoff, wenn es um das Bauen von Brücken, Tunneln oder Gebäuden geht. Jedoch werden bei der Herstellung bereits große Mengen an CO2 freigesetzt. Mit Blick auf die Zukunft stellt sich somit die Frage: Wie kann Beton "grüner", also klimafreundlicher werden und gleichzeitig hohe Festigkeiten und Dauerhaftigkeiten vorweisen? Der Studiengang Bauingenieurwesen an der Hochschule für angewandte Wissenschaften machte daraus direkt einen Wettbewerb.

Um Studierenden einen besseren Zugang zum Thema Beton zu ermöglichen, richtete Prof. Dr.-Ing. Christian Fischer hierzu erstmals einen Betonwürfelwettbewerb aus. Aufgabe aus "Werkstoffe im Bauwesen 2" war, eine eigene Betonrezeptur zu erstellen und mit dieser drei Betonwürfel anzufertigen. Beton besteht zu rd. 70 % aus Gesteinskörnung und zu rd. 30 % aus Wasser und Zement. Zement ist dabei der "Klebstoff" im Beton. Zur Auswahl standen drei unterschiedlichen Zementarten - ein CEM I, ein CEM II/C-M (S-LL) und ein CEM III/A. Die Zemente weisen herstellungsbedingt unterschiedliche CO2-Werte auf. Diesen Aspekt sollten die Studierenden bei der Herstellung ihrer Betonrezeptur berücksichtigen. Betone mit einem geringen CO2-Fußabdruck unterliegen meist einer langsameren Festigkeitsentwicklung. So galt es den Spagat zwischen Festigkeitsentwicklung und CO2-Fußabdruck zu bewerkstelligen. Neben der gewählten Zementart spielt jedoch auch das Mischverhältnis von Wasser und Zement (w/z-Wert) sowie die Abstufung der Gesteinskörnung eine wesentliche Rolle. Doch nicht nur der Betonentwurf selbst, sondern auch eine gewissenhafte Herstellung der Betonwürfel mit guter Verdichtung und dem Schutz vor Austrocknung sind entscheidend für optimale Betoneigenschaften.

Um das letztendliche Gewinnerteam zu ermitteln wurde aus den drei Betonwürfeln jeder Gruppe ein Punkteschema aus Festigkeit, CO2-Fußabdruck der gewählten Zementart und Zementmenge sowie dem w/z-Wert vergeben. Bei Letzterem handelt es sich um den Wasserbindemittelwert, also das Mischverhältnis von Wasser zu Zement. Je nachdem gab es hier nochmals zusätzliche Punkte oder Punktabzug. Zur Ermittlung der Festigkeit wurden die Betonwürfel in einer Prüfmaschine bis zum Versagen belastet. Durchgeführt wurden die Prüfungen von FAB-Mitarbeiter Egon Müller und der Promovendin Hannah Drenkard.

Das Ergebnis des Betonwürfelwettbewerbs überraschte sogar das Baustofflaborteam und Prof. Dr. Fischer. Das Gewinnerteam siegte mit dem Zement, der den geringsten CO2-Fußabdruck aufwies und erreichte trotzdem vergleichsweise hohe Festigkeiten, die den schneller erhärtenden Zementen ebenbürtig waren. Eine gut zusammengesetzte Betonrezeptur sowie eine optimale Herstellung der Betonwürfel hat diesen Sieg ermöglicht. Es ist denkbar, dass der Wettbewerb auch in den kommenden Jahren fester Bestandteil des Lehrplans wird, so Prof. Dr. Christian Fischer. Dann gäbe es mit dem Tragwerkstest im Studiengang Architektur künftig zwei große Wettbewerbe am Röntgenring.