Schwindverhalten von Beton aus kalksteinreichen Zementen

Mit der Zement- und Betonherstellung sind ein hoher Energieaufwand und mehr als 5 % der anthropogenen Kohlendioxidemissionen verbunden. Durch die Verwendung kalksteinreicher Zemente, deren Kalksteingehalte deutlich höher liegen als die in DIN EN 197-1 festgelegten Höchstwerte, könnte die Umweltwirkung von Beton signifikant reduziert werden. Bislang wurde das Schwindverhalten von Beton aus derartigen Bindemitteln nicht vertiefend untersucht. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse von Schwindversuchen an Zementleim und Beton aus kalksteinreichen Zementen mit Kalksteingehalten von bis zu 70 M.-% vorgestellt. Untersucht wurden das autogene Schwinden und das Trocknungsschwinden. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass das Schwindverhalten von Zementstein und Beton aus kalksteinreichen Zementen nicht nur vom Kalksteingehalt, sondern stark von den chemisch-mineralogischen Eigenschaften des Kalksteins abhängig ist. In diesem Zusammenhang wurden der Methylenblauwert und der Anteil alkalischer Oxide des Kalksteins als wichtigste Einflussparameter auf das Schwindverhalten identifiziert. Es wird aufgezeigt, dass Betone aus kalksteinreichen Zementen im Vergleich zu Betonen aus Portlandzement (CEM I) bei identischer Druckfestigkeit in der Regel geringere Schwindverformungen aufweisen. Abschließend wird ein Vorschlag zur Anpassung der Berechnungsansätze in DIN EN 1992-1-1 hinsichtlich des Schwindens von Betonen aus kalksteinreichen Zementen präsentiert.

Shrinkage of concrete made with limestone-rich cement
Concrete and cement production is responsible for more than five percent of global anthropogenic CO2-emission. Limestone-rich cements with limestone contents beyond the values of DIN EN 197-1 were developed as a proper alternative to reduce the environmental impact of concrete. However, the shrinkage behavior of concrete made of such cements with high limestone contents is not studied specifically yet. In this study, the results of the experiments conducted regarding the autogenous and drying shrinkage behavior of cement paste and concrete made of limestone-rich cements with limestone content up to 70 wt.-% are presented. Results indicated that drying shrinkage of cement paste and concrete with high limestone contents is strongly dependent on the amount and the chemical-mineralogical properties of limestone. In this context, methylene blue value (MB-value) and alkali oxide content of limestone were identified as the key parameters influencing the drying shrinkage. Lower or equal drying shrinkage deformation was observed in comparison to the reference concrete made of CEM I with a comparable compressive strength. Furthermore, a recommendation for adaption of DIN EN 1992-1-1 regarding the shrinkage of concretes made with limestone-rich cements is presented.