Durch Zusatzmittel gesteuerte Carbonatisierung und Rheologie von rezyklierter Feinfraktion des Betons

• Antragsteller: Professor Dr. Torben Gädt; Dr. Daniel Jansen
• Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 501844799

Der Antrag befasst sich mit der Verwertung von karbonatisiertem, recyceltem Zement bzw. Feinanteil aus recyceltem Beton und dessen Nutzung als reaktiver Zementersatzstoff. Dieser neue Ansatz kombiniert viele Nachhaltigkeitsansätze wie Betonrecycling, CO2-Verwertung und Klinkerreduktion in Zementen. Der Ansatz ist von besonderem Interesse für entwickelte Gesellschaften, da hier eine große Menge an Baustoffenabfällen wie Beton anfällt (in Deutschland ca 60 Millionen Tonnen pro Jahr). In diesem jungen Forschungsgebiet sind noch viele Fragen offen. Eine wichtige Fragestellung betrifft dabei die große Oberfläche der neuartigen Zementersatzstoffe, welche durch die Karbonatisierung des recyceltem Beton generiert wird. Insbesondere ist diese große Oberfläche eine Herausforderung für die Nutzung als Zementersatzstoff, da der damit einhergehende Wasserbedarf zu niedrigen Festigkeiten führen würde. Daher soll sich das Forschungsvorhaben mit Strategien befassen, die entstehende Oberfläche zu modifizieren (idealerweise zu verringern), entweder mit chemischen Zusatzmitteln und/oder durch hydrothermale Nachbehandlung. Außerdem sollen mögliche Fließmittel getestet werden, welche eine deutliche Wasserreduktion ermöglichen, allerdings in carbonatisierten Betonrezyklaten noch nicht bewertet wurden. Zusammenfassend sollen in dieser Arbeit folgende Punkte wissenschaftlich behandelt werden: a) Erarbeitung eines verbesserten Verständnisses zur Entstehung der Oberfläche während der Karbonatisierung von recyceltem Zement, b) Evaluierung von Strategien zur Reduzierung der entstehenden Oberfläche, c) Erarbeitung eines tieferen Verständnisses der Struktur-Wirkungs-Beziehung zwischen Fließmittelchemie und  Verflüssigung in Systemen bestehend aus Mischung von Portlandzement und Zementersatzstoffen basierend auf karbonatisiertem Betonrezyklat, d) Evaluierung der Reaktivität der neuartigen Ersatzstoffe als Funktion der Oberfläche, e) Erarbeitung eines tieferen Verständnisses des Einflusses der neuartigen SCMs auf die Zementhydratation. 

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen