Flugaschereiche ultrahochfeste Betone

Projektnummer 298

Unter ultra-hochfestem Beton (Ultra High Performance Concrete, UHPC) wird ein neuer Werkstoff verstanden, dessen Festigkeiten 150 N/mm2 und mehr betragen. Dieser Beton hat auf Grund seiner Mikrostruktur und Eigenschaften wenig mit dem Alltagswerkstoff Beton gemeinsam und bedarf besonderer technologischer Maßnahmen zu seiner Herstellung.

UHPC ist ein Werkstoff, der es ermöglicht, mit Beton hoch tragfähige, dabei besonders leichte und filigrane Bauwerke zu erstellen, wie sie bislang vorrangig dem Stahl vorbehalten waren. Die möglichen Anwendungsbereiche sind z. B. Brücken, Parkdecks, Fassadenelemente etc. Weitere Anwendungsbereiche werden sich durch die ebenfalls hervorragenden Dauerhaftigkeitseigenschaften ergeben z. B. für Rohre o. ä.

Ultrahochfester Beton ist nach derzeitigem Entwicklungsstand ein Werkstoff mit sehr hohem Portlandzementanteil (ca. 800 kg/m³). Andere Komponenten sind Silikastaub (130 bis 200 kg/m³), Quarzsand (900 bis 1.000 kg/m³) und Quarzmehl (200 bis 400 kg/m³). Die Herstellbarkeit von ultrahochfestem Beton mit Flugasche als Betonzusatzstoff wurde bisher nicht nachgewiesen. Der Austausch des Quarzmehls, teilweise des Portlandzementes und/oder Quarzsandes durch Flugasche nach DIN EN 450 und/oder teilweiser Austausch des Silikastaubs durch aufbereitete Feinst-Flugasche kann einen wesentlichen Beitrag zur Wirtschaftlichkeit des UHPC leisten. Es ist zu erwarten, dass die puzzolanisch reagierende Flugasche, insbesondere während der Wärmebehandlung, zur Festigkeitsentwicklung beitragen wird.

Das Ziel der vorgesehenen Forschungsarbeit ist der Nachweis der Eignung von Flugasche als Betonzusatzstoff für die Herstellung ultrahochfester Betone. In diesen Betonen sollen durch Einsatz von ca. 200 bis 1.000 kg Flugasche pro m³ Beton die Anteile an energieintensiv hergestellten Komponenten - Zementklinker, Quarzmehl und ggf. Silikastaub - reduziert werden. Dabei sollen die technischen Vorteile des Einsatzes von Flugasche erarbeitet werden. Es sollen Betondruckfestigkeiten von über 150 MPa nach 28 d Erhärtung unter normalen Bedingungen oder mit Festigkeiten über 200 MPa bei wärmebehandelten Betonen erreicht werden.

Das Vorhaben wird von April bis November 2007 unter der Leitung von Prof. Detlef Heinz am Centrum Baustoffe und Materialprüfung (cbm) der Technischen Universität München durchgeführt. Es ist fachlich dem VGB-Schwerpunktforschungsprogramm „Entsorgung von Reststoffen aus Kohlekraftwerken und Müllverbrennungsanlagen” (ERKOM) zugeordnet und wird vom Arbeitskreis "Kraftwerksnebenprodukte“ begleitet.