Intelligentes Design mit nachhaltigem Beton bietet Chancen für Ingenieure

Beton ist einer der größten Verursacher von CO2-Emissionen im Bauwesen weltweit. Ein Großteil davon ist auf die Verwendung von Portlandzement zurückzuführen, der bei der Herstellung hohe CO2-Emissionen verursacht. Zum Glück gibt es Alternativen. Schon in der Planungsphase können Ingenieure durch die bewusste Wahl nachhaltigerer Betonmischungen viel erreichen. Ein Beispiel ist Beton mit gemahlenem Hüttensand, der die CO2-Emissionen ohne Qualitätseinbußen erheblich reduziert.

Die größten Chancen für Nachhaltigkeit liegen in der ersten Entwurfsphase. Hier werden Entscheidungen über Volumen, Bauverfahren und Materialisierung getroffen. Wenn in dieser Phase Beton mit geringeren CO2-Emissionen angestrebt wird, können Entwurf und Planung entsprechend angepasst werden. Daher ist es wichtig, dass sich Ingenieure in dieser Phase mit Betonlieferanten, Bauunternehmen und deren Nachhaltigkeitsspezialisten zusammensetzen.

Nachhaltiger Beton funktioniert anders

Beton mit einem hohen Anteil an Hüttensand entwickelt seine Festigkeit zunächst langsamer als Beton mit Portlandzement, CEM I, mit mehr als 95% Klinker. Diese langsamere Festigkeitsentwicklung erfordert ein anderes Verfahren. Ingenieure müssen ohne Maßnahmen längere Aushärtungszeiten und möglicherweise eine geänderte Bauphase einkalkulieren. In der Praxis bedeutet dies, dass mit dem Entschalen etwas länger gewartet und/oder mit alternativen Zeitplänen gearbeitet werden muss. Dies erfordert zunächst einige Anpassungen, zahlt sich aber auf jeden Fall aus, denn die erzielbaren CO2-Einsparungen sind groß. Die Zugabe von Wärme zu Beton mit gemahlenem Hüttensand trägt zur Erhöhung der Anfangsfestigkeit bei, wenn der Zeitplan dies erfordert. Beton auf der Basis von Hüttensand ist nicht nur dauerhafter, er entwickelt auch weniger Wärme und erfordert im Laufe der Zeit weniger Wartung. Er ist dichter und widerstandsfähiger gegen Chloride und Chemikalien, wodurch er sich ideal für Infrastruktur, Wasserbau oder Massenbeton eignet.

MFI als Steuerungsinstrument

Der Umweltkostenindikator (EKI) macht die Umweltauswirkungen von Materialien in Euro sichtbar. Bei immer mehr staatlichen Projekten wird der MKI daher als Zuschlagskriterium verwendet. Indem in der Ausschreibung ein maximaler MKI-Wert gefordert wird, wird der Markt gezwungen, nachhaltigere Lösungen zu finden. Die Ingenieure können so verschiedene Betonoptionen nebeneinander vergleichen. Eine Mischung mit 100% CEM I kommt schnell auf einen MKI-Wert von 26 € pro m3, während er bei einer Mischung mit mehr als 50% gemahlener Hochofenschlacke nur 13 € beträgt. Das ist eine Halbierung des MKI. Da 50 bis 60% des MKI von Beton durch CO2-Emissionen bestimmt werden, hat der Klinkerersatz unmittelbare Auswirkungen. Dies sind Zahlen, mit denen Ingenieure ihre Kunden überzeugen können. Denn nachhaltiger Beton ist nicht unbedingt teurer. In vielen Fällen ist er sogar kostenneutral, insbesondere wenn man die gesamte Lebensdauer des Gebäudes betrachtet. Ingenieure, die den MKI in ihre Entwurfsberechnungen einbeziehen, machen also wirklich einen Unterschied. Durch die frühzeitige Erörterung von Leistung, Anforderungen und Bauphasen entstehen machbare Lösungen, die auch nachhaltig sind.

Zusammenarbeit mit Wissenspartnern zahlt sich aus

Die Ingenieure müssen sich nicht alles selbst ausdenken. Lieferanten wie Ecocem Benelux denken in der VO- und DO-Phase aktiv mit. Sie bieten technische Unterstützung, geben Erfahrungen aus anderen Projekten weiter und können bei der Berechnung verschiedener Betonmischungen helfen. So werden Risiken frühzeitig erkannt und können gelöst werden. Es kommt vor, dass ein Ingenieur oder Bauunternehmer Zweifel an der langsameren Festigkeitsentwicklung bei niedrigeren Temperaturen hat. In diesem Fall kann die Betonmischung angepasst werden oder es kann Wärme zugeführt werden. 

Bestehen Zweifel an der Zulassung nachhaltiger Bindemittelsysteme im Rahmen der Vorschriften? Wenn ja, können zusätzliche Testdaten zur Verfügung gestellt oder mit der Aufsichtsbehörde konsultiert werden. Nachhaltige Bindemittelkombinationen mit gemahlenem Hüttensand sind im Rahmen der Vorschriften durch technische Zulassungen und Zertifizierungen einfach zulässig. So werden neue Betonmischungen mit größerer Wahrscheinlichkeit akzeptiert und verwendet.  

Der Innovation Raum geben

In Verträgen oder Spezifikationen werden eine Umweltklasse und eine Mindestfestigkeit nach 28 Tagen festgelegt. Insbesondere die Anforderung nach 28 Tagen könnte die Innovation einschränken, da ein dauerhaftes Bindemittel diese Festigkeit (noch) nicht erreicht. Ein nachhaltiges Gemisch fällt dann ab, während es z. B. nach 56 Tagen die Anforderungen perfekt erfüllt. Aus diesem Grund sind leistungsbezogene Spezifikationen auf dem Vormarsch. Hier gibt man dem Auftraggeber oder Ingenieur die Möglichkeit, die Festigkeit nach 56 oder sogar 91 Tagen anzugeben. Natürlich im Rahmen der Normen. Dies schafft Raum für innovative Mischungen mit gemahlener Hochofenschlacke, Flugasche oder Geopolymeren. Die NEN-EN 206 bietet diese Flexibilität bereits: Die Festigkeit kann auch nach 56 oder 91 Tagen nachgewiesen werden. Wenn man dies bewusst einsetzt, können Ingenieure nachhaltiger planen, ohne Zugeständnisse an die Qualität zu machen. 

Gemeinsam die Zukunft gestalten

Die Bauindustrie muss und will nachhaltiger werden. Beton mit geringeren CO2-Emissionen spielt dabei eine wichtige Rolle. Ingenieure können bereits in der frühen Entwurfsphase etwas bewirken, indem sie bewusst nachhaltige Mischungen wählen, den MKI in ihre Überlegungen einbeziehen und leistungsorientiert denken. Gemeinsam mit Lieferanten und Auftraggebern. Mit Werkzeugen, Daten und praktischen Beispielen wird nachhaltiges Design eher zu einer Chance als zu einem Risiko. Für die Umwelt, für die Branche und für das Image aller, die in ihr arbeiten. Denn wer jetzt klug gestaltet, trägt zu einer sauberen Zukunft bei.