Fakultät Bauingenieurwesen Institut für Massivbau

Konsequenzen aus Sicht der Planung von

Betonbauwerken

DAfStb – Fachkolloquium Ressourcenverfügbarkeit, Konsequenzen aus Sicht der Planung von BetonbauwerkenManfred Curbach, Institut für MassivbauBerlin, 18. September 2019

Folie 2

Motivation

Ressourcen-verbrauch

CO2 ‒ Emissionen

Stahlkorrosion

Flächen-verbrauch

Quelle: fotolia.de, verticalgalva.info

70 %

50 %

40 %

Lebensdauer 40 – 80 Jahre

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Folie 3

Lösung

Quelle: Ulrich van Stipriaan, TU Dresden, Betonwerk Oschatz, Filmaton

Korrosionsbeständige Materialien

Effizienter Einsatz von Ressourcen

CO2 ‒ ReduzierungSchlanke Konstruktionen

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Folie 4

Ressourcenverbrauch im Betonbau

Zementproduktion

Zementgehalt

im Beton 15%

Verwendungsquote

Betonindustrie 70 %

2 922 Mio. t

4 174 Mio. t

0,7 4 174 Mio. t

0,15= 19 480 Mio. t

Globale Betonproduktion

Wasserverbrauch 1 500 Mio. t

15 000 Mio. t

Welt Deutschland

≙ 8 000 Mio. m³

Abschätzung des jährlichen Betonverbrauchs weltweit (2017)Gesteinskörnung (inkl. Sand)

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Folie 5

Globale jährliche Betonproduktion

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Folie 6

Carbonbewehrung

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Folie 7

Carbonbewehrung ‒ Eigenschaften

1

2

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5

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8

9

10

Sta

hl

500

1000

1500

2000

2500

[N/mm²]

Ca

rbo

n

3000

[g/cm³]

Sta

hl

Ca

rbo

n

Dichte Zugfestigkeit

4-mal geringere Dichte

6-mal höhere Zugfestigkeit

24-fache Leistungsfähigkeit

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Folie 8

Carbonbewehrung ‒ Herstellung

Bewehrungsgelege BewehrungsstäbeCarbonfasern

Quelle: SGL Technologies, Filmaton, C³ e.V.

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Folie 9

Carbonbeton

Beton

Carbonbewehrung

Stahlbewehrung

Bestandsbeton

C³ ‒ Beton

Carbonbewehrung

Neubau Verstärkung

Quelle: C³ e.V.

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Folie 10

Anwendungen im Hochbau

Quelle: RWTH, Solidian, TU Dresden, Torkret; Hering

Neubau und Sanierung

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Folie 11

Anwendungen im Brückenbau

Quelle: TU Dresden, JEC, Universität Innsbruck, Solidian, ZHAW

Neubau und Verstärkungsmaßnahmen

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Folie 12

Brücke Albstadt Eibingen

Quelle: solidian

Stahlbeton Carbonbeton

Volumeneinsparung Beton = 61%Quelle: Susann Werdin

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Folie 13

Betonbinder aus Stahlbeton und Carbonbeton im Vergleich

Quelle: Thilo Schoch

Stahlbeton Carbonbeton

Betoneinsparung von 50%

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Folie 14

Betonbinder aus Stahlbeton und Carbonbeton im Vergleich

Stahlbeton Carbonbeton

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Folie 15

Hypothetische Ressourcen- und Emissionseinsparung

Quelle: Wiebke Seifert

Ressourcenverbrauch und CO2–Ausstoß von Stahlbeton (2017)

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Folie 16

Hypothetische Ressourcen- und Emissionseinsparung

Quelle: Wiebke Seifert

Ressourcenverbrauch und CO2–Ausstoß von Carbonbeton

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Folie 17

Hypothetische Ressourcen- und Emissionseinsparung

Quelle: Wiebke Seifert

Ressourcenverbrauch und CO2–Ausstoß von Carbonbeton

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Folie 18

Hypothetische Ressourcen- und Emissionseinsparung

Quelle: Wiebke Seifert

Einsparpotential durch Carbonbeton

52% 76%

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Folie 19

CO2-Senkung mit Algen und Kohlefasern ‒ Klimaneutrales Verfahren

Fotos: Andreas Heddergott / TUM

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Folie 20Quelle: HENN GmbH