Umweltorientierte Optimierung der Zugtragfähigkeit von faserverstärktem UHPC
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ultra-hochfester Beton (UHPC) erlaubt – im Vergleich zu Normalbeton – das Erstellen von filigraneren und damit leichteren Tragwerken. Mit dem neuen Werkstoff können somit ressourcenschonende Bauwerke hoher Dauerhaftigkeit erstellt werden. Da zum derzeitigen Stand der Technik UHPC i.d.R. mit einem hohen Zement-, Fließmittel- und Mikrostahlfasergehalt hergestellt wird, stellt sich jedoch die Frage, inwieweit die Vorteile infolge des reduzierten Ressourcenbedarfs durch den vergleichsweise hohen Einsatz dieser energieintensiven Ausgangsstoffe relativiert werden. Zur Beantwortung dieser Frage wurden im Rahmen dieses DFG-Forschungsprojekts Ökobilanzierungen auf Rezeptur-, Bauteil- und Bauwerksebene durchgeführt. Zunächst wurden die Herstellprozesse der notwendigen Ausgangsstoffe analysiert, um eine Ermittlung der Umweltwirkungen auf Rezepturebene zu ermöglichen. Die Analysen der herstellbedingten Umweltwirkungen haben gezeigt, dass UHPC – selbst bei jetzigem Stand der Technik – gegenüber Stahl- und Stahlverbundkonstruktionen deutliche Vorteile aufweist. Auch im Vergleich zu der hier betrachteten Normalbetonkonstruktion kann bei UHPC-Konstruktionen von geringeren Umweltwirkungen ausgegangen werden, wenn der Gehalt an energieintensiven Ausgangsstoffen auf ein Minimum reduziert wird. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass der Gehalt an Energie intensiven Ausgangsstoffen ohne Einbußen bei den mechanischen Eigenschaften verringert werden kann. Somit würde der Einsatz von UHPC auch unter Aspekten der Nachhaltigkeit zu Vorteilen für den Betonbau führen. Außerdem kann bei UHPC von einer im Vergleich zu Normalbeton deutlich höheren Dauerhaftigkeit ausgegangen werden, so dass sich hinsichtlich der Umweltwirkungen über die Lebensdauer betrachtet weitere Vorteile ergeben.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Life Cycle Assessment of UHPC Bridge Constructions: Sherbrooke Footbridge, Kassel Gärtnerplatz Footbridge and Wapello Road Bridge. In: Kotynia, R.; Gawin, D. (Ed.): Proc. of the 6th International AMCM Conference. Lodz, Polen, June, 2008
Stengel, Thorsten; Schießl, Peter
- Sustainable Construction with UHPC - from Life Cycle Inventory Data Collection to Environmental Impact Assessment. In: Fehling, E.; Schmidt, M.; Stürwald, S. (Ed.): Ultra High Performance Concrete (UHPC). Proc. of 2nd International Symposium on Ultra High Performance Concrete. University of Kassel, Germany, March 5-7, 2008 (Structural Materials and Engineering Series, 10), pp. 461–468, kassel university press, Kassel, 2008
Stengel, Thorsten; Schießl, Peter
- Life Cycle Assessment of UHPC Bridge Constructions: Sherbrooke Footbridge, Kassel Gärtnerplatz Footbridge and Wapello Road Bridge. In: acee Journal 2 (1), pp. 109–118, 2009
Stengel, Thorsten; Schießl, Peter
- Nachhaltigkeitsaspekte von Bauteilen aus UHPC. In: Zilch, K.; Gehlen, C.; Heinz, D. (Ed.): DAfStb-Forschungskolloquium. Beiträge zum 50. Forschungskolloquium. München, 8./9. Oktober 2009. Technische Universität München, pp. 55–62, Deutscher Ausschuss für Stahlbeton e. V., Berlin, 2009
Stengel, Thorsten; Gehlen, Christoph; Schießl, Peter
- Sustainability aspects of traffic bridges made from UHPFRC – State-of-the-art and challenges for concrete technology. In: Designing and Building with UHPFRC: State of the Art and Development. Proc. of the AFGC / fib International Workshop on Ultra High Performance Fibre Reinforced Concrete (UHPFRC). Marseille, France, November 17-18, 2009
Stengel, Thorsten
- Sustainable building with UHPC - Challenges and Limits. In: Proc. of the 24th biennal conference concrete 09 of the Australian Concrete Institute. Sydney, September, 2009
Stengel, Thorsten; Beckhaus, Karsten; Schießl, Peter
- Verbundverhalten und mechanische Leistungsfähigkeit von Stahlfasern in ultrahochfestem Beton. Dissertation. Technische Universität München, 2013
Stengel, Thorsten
