Hintergrund und Ziele des Projekts
Der Einsatz klinkereffizienter, innovativer Zemente mit einem niedrigen CO₂-Footprint ist ein wesentlicher Baustein der Dekarbonisierungsstrategie der Zement- und Betonindustrie. Besonders die Kombination der beiden Zementhauptbestandteile calcinierter Ton (Q) und Kalkstein (L,LL) neben Portlandzementklinker (K) ist hinsichtlich ihrer Zementleistungsfähigkeit, ihrer Dauerhaftigkeitseigenschaften und ihres CO₂-Einsparpotentials sehr vielversprechend.
Vorliegende Erkenntnisse zu derartigen Zementen (z.B. LC3) beruhen jedoch meist auf Untersuchungen an Zementen mit Tonen mit einem hohen Metakaolinanteil (über 40%), die für deutsche Zementhersteller meist nicht verfügbar sind. Viele Zementhersteller bzw. die großteils mittelständisch strukturierte Tonindustrie haben jedoch Zugriff auf keramotechnisch minderwertige, aber für die Zementherstellung potenziell geeignet erscheinende Tone. Hier fehlen bislang Erkenntnisse, wie sich diese auf die Zementeigenschaften auswirken.
Deshalb sollen in diesem Vorhaben u.a. die Einflüsse
- der Tonart, -qualität (u.a. Kaolinitgehalt, Phasen),
- möglicher Synergien der Zementhauptbestandteile,
- der Sulfatträgerart und -menge (in Abhängigkeit der Tonart, -menge),
- der ablaufenden Hydratationsreaktionen
auf die Leistungsfähigkeit damit hergestellter Zemente und Betone systematisch ermittelt werden. Um einen weiten Zusammensetzungsbereich abdecken zu können und so eine deutliche Erweiterung des Wissensstandes auf diesem Gebiet zu erzielen, werden Methoden der statistischen Versuchsplanung und -auswertung genutzt.
Die Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens sollen die Zementhersteller sowie die Tonindustrie in die Lage versetzen, den Einfluss von Tonen auf die Leistungsfähigkeit von KQL-Zementen besser einschätzen zu können. Letztlich können die Zementhersteller der Bauindustrie somit leistungsfähigere KQL-Zemente zur Verfügung stellen. Darüber hinaus versetzen die Ergebnisse dieses Vorhabens die Zementhersteller in die Lage, wichtige Aussagen über die bei der Herstellung neuer Zemente zu erwartenden CO₂-Einsparungen und deren Optimierung hinsichtlich der Leistungsfähigkeit treffen zu können.
Die meist mittelständig strukturierten deutschen Betonhersteller können nach Abschluss des Forschungsvorhabens die Leistungsfähigkeit dieser derzeit noch nicht auf dem Markt befindlichen klinkereffizienten Zemente besser beurteilen. Dies ist von großer Bedeutung, da die Betonhersteller aus ökologischen und ökonomischen Gründen zunehmend nach leistungsfähigen Betonen und Betonfertigteilen mit immer geringerem CO₂-Footprint angefragt werden. Zudem ermöglichen die Ergebnisse den Betonherstellern, sich betontechnologisch (hinsichtlich Verarbeitbarkeit, Nachbehandlung, Dauerhaftigkeit) besser auf die KQL-Zemente einstellen zu können.
