1. Fachkongress Konstruktiver Ingenieurbau - Mai 2022 207 Betontechnologie heute - Herausforderung für qualitativ hochwertiges Bauen - Steuerung der Qualität bei wechselnden Ausgangsstoffen und Baustellenbedingungen Prof. Dr.-Ing. Sefan Linsel Hochschule Karlsruhe Derzeit und in Zukunft werden sich die vorhandenen Ausgangsstoffe zur Herstellung von Betonen aus ökologischer und Ressourcen-Sicht ändern. Dies betrifft zum einen die Gesteinskörnungen, die mit ca. 70 % die größte Masse im Sechs-Stoff-Gemisch Beton darstellt. Feine und grobe Gesteinskörnungen, früher Sande und Kiese genannt, gehen zur Neige resp. werden auch aus ökologischer Sicht nicht in ausreichenden Mengen mehr insbesondere regional abgebaut bzw. gefördert. Dies führt dazu, dass für neu zu erstellende Bauwerke aus Beton und Stahlbeton im Neubau aber auch für Instandsetzungstätigkeiten nicht die Materialien in ausreichenden Mengen verfügbar sind. Alternativen sind notwendig. Aufgrund des erhöhten Rückbauvolumens von Bauwerken aus Beton und Stahlbeton, die oft bei Erreichen ihrer Nutzungszeit (50 bis 80 Jahre) abgetragen werden müssen, müssen diese Materialien wiederaufbereitet werden. Ziel ist es, den Werkstoffkreislauf hier zu schließen. Verfahrenstechnisch sind ausreichend beprobte und etablierte Aufbereitungstechnologien verfügbar. Aufbereitete Materialien, so genannte rezyklierte Gesteinskörnungen, können zur Herstellung auch hochwertiger Betone verwendet werden. Die besondere Herausforderung jedoch besteht hierin, eine gleichbleibende reproduzierbare Qualität des frischen und festen Betons sicherzustellen. Da die Eigenschaften der wiederaufbereiteten Materialien jedoch deutlich größeren Schwankungen unterliegen, sind hier besondere Qualitätssteuerungsmaßnahmen notwendig. So sind insbesondere die Rohdichten und die Porositäten und damit zusammenhängend die Aufnahmefähigkeit von Wassermolekülen und auch Zement im Vorfeld zu charakterisieren. Daraufhin sind die das Mischregime wie auch die Qualität des Festbetons besonders beeinflussenden Parametern ausreichend zu steuern. Die Qualitätssicherungskette muss sich in einem besonderen Augenmerk auf den Frischbeton erweitern. Vorhandene Prüfverfahren, wie beispielsweise zur Charakterisierung des Blut- und Sedimentationsverhaltens des Betons, sind bekannt und in der Praxis seit vielen Jahren bewährt. Normativ werden diese Werte bei Ansatz der üblichen Überwachungsklassen (ÜK1, 2 und 3) nicht ausreichend berücksichtigt, damit sind diese im Vorfeld bauvertraglich festzulegen und einzuführen. Ein entscheidendes Merkmal zur Sicherstellung der Qualität bei sensibleren Frischbetoneigenschaften ist die Etablierung und Umsetzung dieser erweiterten Prüfverfahren mit normativem Charakter. Festzustellen ist, dass die in der Baupraxis tätigen Prüflabore diese erweiterten Prüfverfahren beherrschen. Die Kosten für die erweiterten Prüfungen, die ursächlich durch die ausführende Bauunternehmung dann anfallen, sind bereits bei der Planung resp. der Erstellung einer Leistungsbeschreibung zu berücksichtigen und damit der bauausführenden Bauunternehmung zu vergüten. So kann sichergestellt werden, dass mit dem Einsatz ressourcenschonender Materialien qualitativ hochwertige Beton- und Stahlbetonbauwerke erstellt werden können, die der anzusetzenden Nutzungszeit von 50 bis 80 Jahren auch genügen. Neben der geschilderten Problematik der Notwendigkeit einer umfassenderen Etablierung einer Qualitätssicherungskette bei Verwendung rezyklierter Gesteinskörnungen muss auch der zunehmend in der Praxis verfügbaren und auch aus ökologischer Sicht gewollten Verwendung von CO 2 -neutraleren Bindemitteln Rechnung getragen werden. In der Vergangenheit hat sich gezeigt, dass insbesondere aus ökologischer Sicht oftmals bauherrenseits Zemente zur Ausführung vorgegeben werden, die einen geringeren Klinkeranteil aufweisen und damit weniger zum CO 2 -Ausstoß beitragen. Hierzu zählen beispielsweise CEM II, aber insbesondere die CEM III-Zemente. Nachteilig kann sich insbesondere bei Verwendung von CEM III-Zementen deren Einfluss auf die Stabilität des Frischbetons und auch auf die Dauerhaftigkeit des Festbetons darstellen. Bei Verwendung dieser Zemente, die ökologisch zielführend sind, müssen unter Hinzunahme der verwendeten Hochleistungszusatzmittel zwingend im Vorfeld erweiterte Frischbetonprüfungen hinsichtlich Blut- und Stabilitätsverhaltens des Frischbetons durchgeführt werden, vgl. oben. Insbesondere mit Hinzunahme weiterer Zusatzstoffe, wie beispielsweise Kalksteinmehl, aber auch der Optimierung der Sieblinie im Feinstbereich, ist es durchaus in der Praxis gut möglich, die Stabilität des frischen Betons für eine baustellengerechte Verwendung sicherzustellen. Besonderes Augenmerk muss insb. bei Verwendung langsamerer Zemente auf eine ausreichend lange, oft über normative Forderungen hinausgehenden Nachbe- 208 1. Fachkongress Konstruktiver Ingenieurbau - Mai 2022 Betontechnologie heute - Herausforderung für qualitativ hochwertiges Bauen handlung gelegt werden. Nur die Einhaltung hier normativer Nachbehandlungszeiten ist oft nicht hinreichend. Die hohe Sensibilität des Systems erfordert eine ausreichend lange Nachbehandlungszeit. Nur damit ist es möglich, dichte Zementsteingefüge auch im Betonrandzonenbereich umzusetzen, die die eingelegte Stahlbetonbewehrung ausreichend lange vor korrosiven Einflüssen schützt. Da hier die Nachbehandlungszeiten auch mit Betrachtung normativer Vorgaben oft zu erhöhen sind, sind diese Maßnahmen ebenso als Bauleistung der ausführenden Bauunternehmung zu vergüten resp. im Vorfeld entsprechend in der Leistungsbeschreibung aufzunehmen. Dies bedarf also im Vorfeld umfangreicherer und gründlicherer Überlegungen und auch Frischbetonprüfungen. Viele sind normativ zwar beschrieben, jedoch nicht explizit verankert und müssen daher vertraglich vereinbart werden. Nur damit ist es aus Erfahrung möglich, mit ökologischeren Zusammensetzungen zielsicher hochwertige Beton- und Stahlbetonbauwerke herzustellen.