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BETONTECHNOLOGIE50 BWI %u2013 BetonWerk International %u2013 4 | 2025 www.cpi-worldwide.comIm Infrastruktursektor und dort insbesondere im Tunnelbau werden aufgrund komplexer Boden-Bauwerks-Interaktionen und hoher Anforderungen an die Dauerhaftigkeit der Konstruktionen enorme Materialmengen verbraucht, deren Produktion u. a. mit ausgepr%u00e4gten CO2-Emissionen und Ressourcenverbr%u00e4uchen einhergeht. Standardm%u00e4%u00dfige Tunneltragsysteme bestehen in der Regel aus Betonsegmenten %u2013 sogenannten T%u00fcbbingen %u2013 die zu Ringen angeordnet die Tunnelr%u00f6hre bilden. Dabei werden im Tunnelbau derzeit standardm%u00e4%u00dfig noch T%u00fcbbinge mit sehr ausgepr%u00e4gten herstellungsbedingten CO2-Emissionen von ca. 700-1000 kg%u00b7CO2/m%u00b3 auf Basis von Portlandzement eingesetzt. Bedingt ist dies u.a. durch die hohen Anforderungen an die Fr%u00fchfestigkeitsentwicklung dieser Bauteile in Fertigteilbauweise. So ist die Erreichung einer Druckfestigkeit von 15 MPa nach 8 Stunden der Standard bei der Herstellung von T%u00fcbbingen. Zur Steigerung der Fr%u00fchfestigkeit stehen in der Praxis verschiedene Ma%u00dfnahmen zur Verf%u00fcgung, z. B. die Erh%u00f6hung der Frischbetontemperatur w%u00e4hrend der Erh%u00e4rtung [1], Erh%u00f6hung der Mahlfeinheit des Zements und damit der Oberfl%u00e4che der reaktiven Komponenten, um die Hydratationsreaktion zu beschleunigen [2], oder die F%u00f6rderung der C-S-H-Keimbildung durch Zugabe von fein gemahlenem Kalksteinmehl [3, 4] sowie Calcium-Silicat-Hydrat (C-S-H)-Keimen [5].Die Erh%u00f6hung des Feinheitsgrades durch Mahlung der reaktiven Bindemittelkomponenten bietet ein sehr gro%u00dfes Potenzial zur Steigerung der Fr%u00fchfestigkeit [6, 7]. So wird in der praktischen Anwendung vielfach selbst bei der Herstellung von Betonfertigteilen unter Verwendung von reinem Portlandzement eine Erh%u00f6hung der Mahlfeinheit, z. B. durch Verwendung eines CEM I 52,5 R, angestrebt. Bei Portland-Kompositzementen und hier insbesondere bei tern%u00e4ren Bindemittelzusammensetzungen, z. B. bestehend aus Klinker, H%u00fcttensand und Kalksteinmehl, m%u00fcssen die vielf%u00e4ltigen Wechselwirkungen der einzelnen Komponenten ber%u00fccksichtigt werden [8]. In [9] wurde gezeigt, dass die Feinheit der einzelnen Bindemittelkomponenten die Hydratationskinetik und die daraus resultierenden mechanischen Eigenschaften ma%u00dfgeblich beeinflusst. In systematischen Untersuchungen wurde gezeigt, dass die Hydratation von ultrafeinem H%u00fcttensand (d50 < 2,0 %u03bcm) um 67 % schneller ist als die von %u00fcblichem H%u00fcttensand (d50 < 10,0 %u03bcm) [7]. Mit zunehmender Feinheit des H%u00fcttensands %u00e4ndert sich die Phasenzusammensetzung und es bildet sich eine leistungsf%u00e4higere Mikrostruktur mit einem gr%u00f6%u00dferen Volumen an C-S-H-Phasen [9]. Aufgrund der h%u00f6heren Feinheit der anderen reaktiven Bindemittelbestandteile kann der Klinker durch andere Ausgangstoffe, wie z. B. Kalksteinmehl, ersetzt werden. So kann beispielsweise bei Verwendung von sehr feinem H%u00fcttensand (d50 < 5,2 %u03bcm) der Klinkergehalt auf bis zu 30 M.-% bei einem gleichzeitig hohen Anteil von Kalksteinmehl (40 M.-%) bei einem Wasser-Bindemittel-Verh%u00e4ltnis von 0,45 f%u00fcr standardm%u00e4%u00dfige Konstruktionsbetone reduziert werden [10]. Neben verbesserten mechanischen Eigenschaften weisen diese Betone auch verbesserte Dauerhaftigkeitseigenschaften auf. Es ist jedoch zu beachten, dass sowohl der Energiebedarf als auch die Kosten f%u00fcr den Mahlprozess und demnach auch f%u00fcr das Bindemittel mit zunehmender Feinheit der Ausgangstoffe deutlich steigen [11]. Daher m%u00fcssen die %u00f6kologischen sowie %u00f6konomischen Randbedingungen stets gemeinsam mit der technischen Leistungsf%u00e4higkeit solcher hochsubstituierten Bindemittel betrachtet werden.Vielf%u00e4ltige Untersuchungen in der Literatur zeigen zudem, dass die C-S-H-Keimbildung die Hydratation und die Fr%u00fchfestigkeit von Betonen mit Portlandzement [12, 13], aber auch Portland-Kompositzementen mit geringerem Klinkergehalt [14] deutlich steigern kann. C-S-H-Keime f%u00f6rdern die Bildung Betontechnologische Optimierungsans%u00e4tze zur Herstellung ressourceneffizienter und CO2-reduzierter Tunneltragsysteme Hohe Fr%u00fchfestigkeitsentwicklung trotz geringen %u00f6kologischen Fu%u00dfabdrucks n Dr.-Ing. Tobias Schack, Institut f%u00fcr Baustoffe/Leibniz Universit%u00e4t Hannover, DeutschlandDr.-Ing. Oliver Mazanec, Master Builders Solutions Deutschland GmbH, DeutschlandDipl.-Ing Stefan Schubert, Dyckerhoff GmbH, DeutschlandNicolai Klein, M.Sc., Master Builders Solutions Deutschland GmbH, DeutschlandDipl.-Ing. Ingo Helbig, TPA GmbH, DeutschlandDr.-Ing. Max Coenen, Institut f%u00fcr Baustoffe/Leibniz Universit%u00e4t Hannover, DeutschlandDr.-Ing. Peter-Michael Mayer, Ed. Z%u00fcblin AG, DeutschlandUniv.-Prof. Dr.-Ing. Michael Haist, Institut f%u00fcr Baustoffe/Leibniz Universit%u00e4t Hannover, Deutschland