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Fachthemen
DOI: 10.1002/best.200900655
Christoph Müller
Zemente mit mehreren Hauptbestandteilen
im Betonbau
Nachhaltige Lösungen für das Bauen mit Beton
Im Hinblick auf die Verminderung der klimarelevanten CO 2 -Emissionen
in der Zementindustrie kommt der Herstellung von Zementen
mit mehreren Hauptbestandteilen eine besondere Bedeutung
zu. Ein Grund dafür liegt – verglichen mit „traditionellen“ CEM I-
Zementen (Portlandzementen) – im energieeffizienteren und ökologischeren
Herstellungsverfahren. Aber auch die Dauerhaftigkeit
und die Leistungsfähigkeit beim Einsatz in Betonbauwerken
sorgen dafür, dass Portlandkompositzemente (CEM II) und Hochofenzemente
(CEM III) mittlerweile auch in Deutschland einen
Marktanteil von rd. 65% erreichen. Europaweit werden schon seit
einigen Jahren nur noch annähernd 30% Portlandzement eingesetzt
– bei stetig sinkender Tendenz. Nachfolgend werden die anwendungstechnischen
Eigenschaften, die Anwendungsmöglichkeiten
sowie die ökologischen Vorteile der bisher in Deutschland
eingesetzten Zemente mit mehreren Hauptbestandteilen dargestellt
und anhand von zwei Praxisbeispielen verdeutlicht. Mit Beispielen
für die Leistungsfähigkeit neuer Zemente im Beton erfolgt
ein Ausblick in mögliche weitere Entwicklungen.
Cements with Several Main Constituents in Concrete Construction
– Sustainable Solutions for Building with Concrete
In view of the reduction of climate-related CO 2 emissions in the
cement industry the manufacture of cements with several main
constituents is of particular significance. One reason is the production
process, which is more energy-efficient and more ecological
compared to “traditional” CEM I-cements (Portland
cements). But also the durability and performance in their use in
concrete constructions are reasons why Portland-composite
cements (CEM II) and blastfurnace cements (CEM III) have
meanwhile reached a market share of about 65% in Germany. For
a few years now, approximately only 30% Portland cements have
been used throughout Europe – with a continuous downward
trend. The application-specific properties, the possible areas of
use as well as the ecologic advantages of the cements with several
main constituents used in Germany so far are described in
the following and illustrated by two practical examples. An outlook
into possible further developments is given by examples of
the performance of new cements in concrete.
1 Einleitung
Zu allen Zeiten wurden in Deutschland auf der Basis der
regional verfügbaren Rohstoffe leistungsfähige Zemente
für eine sichere Betonbauweise hergestellt. Insofern hat
die Verwendung von Zementen mit mehreren Hauptbestandteilen
in Deutschland eine lange und erfolgreiche
Tradition. Aufgrund der stetig steigenden Anforderungen
an den Umweltschutz kommt heute der Herstellung und
Verwendung von Zementen mit mehreren Hauptbestandteilen
wegen ihrer ökologischen Vorteile eine immer größere
Bedeutung zu.
Bezogen auf die Verhältnisse in Deutschland belegt
der erfolgreiche Einsatz in der Baupraxis die Leistungsfähigkeit
von CEM II- und CEM III-Zementen für anspruchsvolle
und dauerhafte Betonbauwerke. Nachfolgend
werden die anwendungstechnischen Eigenschaften
dieser Zemente, ökologische Vorteile ihrer Verwendung
sowie praktische Anwendungsbeispiele vorgestellt. Darüber
hinaus wird die Situation in Deutschland mit den gesamteuropäischen
Verhältnissen verglichen. Abgeschlossen
wird der Beitrag mit einem Ausblick auf die Leistungsfähigkeit
möglicher neuer Zemente im Beton. Weitere Informationen
zum Thema bietet die aktuelle Broschüre
„CEM II- und CEM III/A-Zemente im Betonbau – Nachhaltige
Lösungen für das Bauen mit Beton“ des Vereins
Deutscher Zementwerke e. V. (VDZ) [1], die in Teilen als
Grundlage für diesen Beitrag diente.
2 Ökologische Anforderungen
Die Anforderungen an die Schonung der Ressourcen, an
die Verringerung des Energieeinsatzes und an den globalen
Klimaschutz sowie steigende Energiepreise stellen alle
Industrien vor erhebliche Herausforderungen. Als energie-
und rohstoffintensive Industrie ist die Zementindustrie
hiervon in ganz besonderem Maße betroffen. Die Zementhersteller
stellen sich dieser Herausforderung, indem
sie ihre Herstellprozesse im Hinblick auf Rohstoff- und
Energieeinsatz in den vergangenen Jahren fortlaufend optimiert
haben.
Der Einsatz natürlicher Rohstoffe und der Brennstoffenergiebedarf
für die Zementherstellung sind in erster Linie
durch die Herstellung des Zementklinkers bedingt.
Dieses gilt auch für die CO 2 -Emissionen, zu denen prozessbedingt
die CO 2 -Emissionen aus den eingesetzten
Kalksteinen als Rohmaterialkomponente beitragen. Darüber
hinaus wird CO 2 aufgrund des Einsatzes der fossilen
Brennstoffe emittiert. In den vergangenen Jahren hat die
Zementindustrie ihren Brennstoffenergiebedarf deutlich
gesenkt und dabei ein verfahrenstechnisches Optimum
nahezu erreicht. Insofern kommt für eine weitere Reduzierung
der CO 2 -Emissionen bei der Zementherstellung solchen
Zementen eine besondere Bedeutung zu, die neben
© 2009 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Beton- und Stahlbetonbau 104 (2009), Heft 2
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