Erfolgreiche Prototypenherstellung – Metakaolinmodifizierter Bohrpfahlbeton
In unserem gemeinsamen Forschungskooperationsprojekt mit der Sehring Beton GmbH & Co. KG ist es uns gelungen, einen metakaolinmodifizierten Bohrpfahlbeton zu entwickeln
13.02.2023
Der Klimawandel und die zunehmende Ressourcenknappheit im Bauwesen erfordert die Entwicklung von alternativen Bindemitteln für die Betonherstellung. Im Rahmen unseres Forschungskooperationsprojektes (gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz) mit der Sehring Beton GmbH & Co. KG ist es uns gelungen, eine Bindemittelzusammensetzung ohne Flugasche zu entwickeln, bei der 50 % Portlandkompositzement ersetzt wird. Der Einsatz von Metakaolin ermöglicht die Realisierung von sehr guten Frisch- und Festbetoneigenschaften für den geplanten Einsatz in Bohrpfahlbeton.
Üblicher Beton für Ortbetonbohrpfähle enthält hohe Anteile an Flugasche und Hüttensand, um einen stabilen und dauerhaften Beton mit hoher Standsicherheit zu erzielen. Vor allem Flugasche ist jedoch aktuell durch die fortschreitende Energiewende nicht mehr in ausreichender Menge lokal verfügbar und wird in naher Zukunft weiter knapp.
Vor diesem Hintergrund war das Hauptziel des Forschungskooperationsprojektes (gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz) zwischen dem Institut für Bauwesen im Bauwesen (TU Darmstadt, Deutschland) und der Sehring Beton GmbH & Co. KG (Langen, Deutschland) die Entwicklung eines metakaolinmodifizierten Transportbetons für Bohrpfähle, der alle notwendigen Anforderungen wie unter anderem eine leichte Pumpbarkeit, ausreichende Systemstabilität sowie eine gute Dauerhaftigkeit und Festigkeit erfüllt. Dabei sollten insbesondere Rohstoffe verwendet werden, die auch in Zukunft in ausreichender Menge verfügbar sind. Die Entwicklung dieses Spezialbetons soll die Nachhaltigkeit und Leistungsfähigkeit von Transportbeton für Bohrpfähle in Zukunft ohne den Einsatz von Flugasche sicherstellen.
Im Dezember endete das Kooperationsprojekt erfolgreich mit der Herstellung eines Bohrpfahlbeton-Prototypen. Hierfür wurden 50 % des Portlandkompositzementes durch ein unreines Metakaolin und einen Feinsand ersetzt. Der verwendete Feinsand fällt bei unserem Projektpartner als Nebenprodukt bei der Sandgewinnung an und wird aktuell lediglich deponiert. Dementsprechend adressiert das neu entwickelte Bindemittel zwei wesentliche ökologische Aspekte: Zum einen wird der in der Herstellung sehr klimaschädliche Zement durch umweltfreundlichere Materialien ersetzt und zum anderen kann das anfallenden Nebenprodukt sinnvoll genutzt werden.
Die anspruchsvollen Eigenschaften des Frischbetons, die für die Herstellung von Ortbetonbohrpfählen notwendig sind, wurden im Laufe des Projektes durch gezielte Optimierungen sehr gut realisiert. Die 28-Tage Druckfestigkeit des Prototypenbetons lag bei 47 N/mm², entspricht damit gut 75 % der Festigkeit des Referenzbetons (ohne Zementersatz) und ist für übliche Bohrpfahlbetone verwendbar.
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