Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Vorhersage der Dauerhaftigkeit von Betonen mit neuen klinkerbasierten Zementen

Auf Grund unterschiedlicher klimatischer Bedingungen und Bautraditionen ist die europäische Betonnorm EN 206 bisher nicht harmonisiert. Entsprechend gelten in den europäischen Mitgliedsstaaten unterschiedliche Anwendungsregeln für die Verwendung verschiedener Zemente im Beton. Für die Anwendung von Zementen, die in einem Mitgliedsstaat bisher nicht verwendet werden dürfen, gelten in jedem Mitgliedsstaat unterschiedliche Zulassungsverfahren. In den meisten Fällen ist die Dauerhaftigkeit von mit diesen Zementen hergestellten Betonen nachzuweisen. In Zukunft werden neue Zemente gemäß den Anforderungen der Bauproduktenverordnung über eine „europäische technische Bewertung (ETA)“ zugelassen. Auch wenn die hier anzuwendenden Prüfverfahren im Einzelnen noch nicht bekannt sind, wird auch eine ETA auf Dauerhaftigkeitsprüfungen basieren.

Im Zuge der Entwicklung neuer, klinkereffizienter und ökologisch vorteilhafter Produkte wären einfach zu handhabende Methoden zur Vorhersage der Dauerhaftigkeit von Betonen mit neuen Zementen zeit- und kostensparend. In diesem Forschungsvorhaben sollen charakteristische Kenngrößen an Zement- und Mörtelproben ermittelt und mit den Ergebnissen von Dauerhaftigkeitsprüfungen korreliert werden. Damit könnten Prüfungen in Zulassungsuntersuchungen auf europäischer Ebene unterstützt bzw. beschleunigt werden.

Zusätzlich könnten derartige Kennwerte auch zur Qualitätsüberwachung eingesetzt werden, da die Betondruckfestigkeit keine hinreichenden Korrelationen zur Dauerhaftigkeit liefert. Im Zuge der Harmonisierung der europäischen Betonnorm könnten derartige Kennwerte in Zukunft ggf. auch zur Klassenbildung herangezogen werden.

Die Entwicklung von auf Zement- und Mörtelparametern basierenden Kennwerten würde die Prüfung der Betondauerhaftigkeit beschleunigen und damit auch kostengünstiger gestalten. Daher würden vor allem auch kleine und mittlere Unternehmen (KMU) ohne eigene Betonprüflabore von den Ergebnissen dieses Forschungsvorhabens profitieren.

Ergebniszusammenfassung:

In 2013, the concrete production in Europe acc. to ERMCO statistics was 338 m³ corre-sponding with a turnover of 9,656 million €. Due to different climatic conditions and construc-tion traditions, the European concrete standard EN 206 is not harmonised. Therefore, the rules for the application of concrete and the application of different cements in concrete are not the same in Europe. Every member state is allowed to have its own application document with respect to EN 206, giving, among others, different rules for the application of cements in concrete. If new cements or cements which are not well-tried and proven shall be introduced in a local market, each member state has its own technical assessment procedure or equiva-lent means of proof. In most cases, those procedures include durability tests on concrete. The assessment of new cements for application in concrete e. g. can follow an ETA acc. to the CPR, which will be based, among others, on durability tests.

Cement producers developing new clinker-efficient and ecologically beneficial cements need tools to predict, whether their products will fulfil the assessment criteria, defined in an ETA for cement or concrete. Characteristic values of cement with a correlation to durability test re-sults, which were developed in this project, could be helpful and cost-efficient.

Additionally, a cement or concrete, which is tested according to an ETA, has to be quality controlled. The compressive strength, as will be shown in the respective chapter of this report, is not a sufficient criterion for durability in every case. The defined characteristic values could also be used for quality control in combination with a durability test as a calibration or initial test.

The new method for predicting concrete durability, based on mortar properties, is much more cost-efficient and time-saving compared to testing concrete durability in the stage of develop-ing new cements and in the stage of quality control.