Klimafreundlicher Beton durch weniger Zement

Bei der Zementproduktion entstehen erhebliche Kohlendioxidemissionen. Eine Reduzierung des Zementgehalts im Anlagenbeton sorgt somit unmittelbar für eine Reduzierung der Klimabelastung. Eine gängige und international bekannte Möglichkeit, die Zementmenge und Wärmeentwicklung zu reduzieren, ist die Zugabe von Nebenprodukten, die mit dem Zement reagieren. Dies in Kombination mit den Erfahrungen, die mit den großen Expansionsarbeiten bei Vattenfall in den 1950er und 1960er Jahren gemacht wurden, wurde zu einem modernen und klimafreundlichen Betonkonzept weiterentwickelt.  
  

Am Kraftwerk Lilla Edet im Fluss Göta Älv  in Schweden sind die ersten Konstruktionselemente aus klimafreundlichem Wasserbaubeton gegossen worden.

Im Kraftwerk Lilla Edet im Göta Älv bei Göteborg in Schweden wird Vattenfall bis 2024 Teile des bestehenden Staudamms durch einen komplett neuen ersetzen. Es wurden verschiedene Methoden untersucht, um die Zementmenge im Anlagenbeton zu reduzieren und damit sowohl die Klimabelastung als auch den Kühlbedarf in der Rohbaukonstruktionen zu reduzieren. Es wurden umfangreiche Prüfungen und Tests durchgeführt, um einen Beton zu erhalten, mit dem man arbeiten kann und der vor allem die Anforderungen hinsichtlich Dammsicherheit und Lebensdauer für die kommenden 100 Jahre erfüllt. 

Niedrigere Temperatur reduziert Rissgefahr  

Das Gießen von groben Betonkonstruktionen stellt hohe Anforderungen an die Handhabung der Temperaturentwicklung, die im Inneren des Betons auftritt, da es sonst zu Rissen kommen kann. Eine gängige Methode ist die Nachkühlung über Kühlrohre innerhalb der rohen Betonkonstruktionen, um den Temperaturanstieg zu begrenzen. Die reduzierte Zementmenge führt jedoch zu einer geringeren Temperaturentwicklung, als es normalerweise der Fall ist.  
 
Ein weiterer Bonus sind die positiven Auswirkungen auf das Arbeitsumfeld der Bauarbeiter. Bisher führten die zahlreichen Kühlrohre im Inneren der Gussform zu beengten Raumverhältnissen und im Falle eines Unfalls zu Schwierigkeiten bei der Bergung von Menschen. „Ziel war es, ein klimafreundliches Betonkonzept zu definieren, das zu Baubeginn direkt umgesetzt werden kann“, sagt Erik Nordström, der bei Vattenfall R&D für den Bereich Entwicklung verantwortlich ist. „Dies allerdings unter der Voraussetzung, dass eine gleich gute oder längere Lebensdauer der Konstruktionen gewährleistet werden kann und es sich aus Produktionsperspektive um ein robustes Betonkonzept handelt, das in der Bauphase keine Störungen und Kostensteigerungen verursacht.“

Um sicherzustellen, dass das entwickelte Betonkonzept in der Praxis funktioniert, wurde gemeinsam mit dem Auftragnehmer NCC und dem Betonlieferanten Thomas Concrete Group ein Großdemonstrationsguss durchgeführt. Dadurch hat sich die Möglichkeit ergeben, den Beton eine längere Strecke testweise zu pumpen, und die Betonarbeiter konnten versuchsweise mit dem Beton arbeiten, um zu beurteilen, ob die Eigenschaften in der Praxis funktionieren. Der Demonstrationsguss verlief hervorragend, ohne Pumpenstopps und zur Zufriedenheit der Betonarbeiter. Die Überwachung der Temperaturentwicklung und Dehnung während des Härtens erfolgte mithilfe von fiberoptischen Messungen, die in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Chalmers durchgeführt wurden. 

Weitere Einsatzmöglichkeiten 

Es existieren Zukunftspläne, um dieses Betonkonzept beispielsweise in der Windkraft zu nutzen, auch wenn hierfür einige Anpassungen bei der Betonzusammensetzung erforderlich wären. „Man könnte dieses Konzept zum Beispiel für den Guss von Windkraftfundamenten nutzen, auch wenn die tatsächliche Zusammensetzung des Betons dann wahrscheinlich leicht an die spezifische Expositionsumgebung angepasst werden muss“, sagt Erik Nordström.

Lesen Sie mehr darüber, was Vattenfall zur Reduzierung der Klimaauswirkungen unternimmt: 
→ Schritt für Schritt auf dem Weg zu einem fossilfreien Leben