Quarzmehlfreier UHPC mit Kalkstein- oder Basaltmehl

Ultrahochfester Beton wird aktuell in Deutschland insbesondere im Bereich der Betonfertigteile eingesetzt. Seine besonderen Eigenschaften resultieren aus einem geringen Wasser/Bindemittel-Wert von ca. 0,2 und dem Einsatz von Hochleistungsfließmitteln sowie Feinstoffen zur Optimierung der Packungsdichte. Neben der Verwendung von reaktivem Silikastaub als feinste Komponente ist ferner der Einsatz von Quarzmehl für die optimale Packungsdichte und somit neben weiteren Effekten für die besonders hohe Dauerhaftigkeit und die hohe Druckfestigkeit entscheidend. Da Quarzmehl lungengängig und nachgewiesen karzinogen ist, wird mit Hochdruck nach Alternativen gesucht. In dieser Arbeit wurde auf Basis einer bestehenden UHPC-Formulierung das Quarzmehl durch Kalkstein- und Basaltmehl substituiert. Nach der Optimierung der Frischbetoneigenschaften wurden die Eigenschaften des Festbetons charakterisiert. Die Kriterien eines UHPC können sowohl mit Kalkstein- als auch mit Basaltmehl erfüllt werden. Es ergeben sich im Falle von Basaltmehl sogar noch weitere Vorteile bezüglich der mechanischen Eigenschaften.

Quartz-powder free UHPC with limestone-powder or basalt-powder
In Germany ultra-high performance concrete is currently being used especially in the field of precast concrete elements. The special properties resulting from a low water/binder ratio of approx. 0.2 and the use of high-performance superplasticizers and fine particles to increase the packing density. In addition to the use of the reactive silica powder as the finest component, the use of quartz powder is also crucial for the optimum packing density and thus beneath other effects crucial for the particularly high durability and high compressive strength. Since quartz powder is respirable and proven to be carcinogenic, alternatives are urgently sought. Based on an existing UHPC-mix the quartz powder was substituted by limestone- and basalt powder in this study. After the optimization of the fresh concrete properties, the hardened concrete was characterized. The criteria of a UHPC can be met with limestone and basalt powder. In the case of basalt powder further advantages result for the mechanical properties.