3 Beton unter Verwendung rezyklierter Zuschläge

3.1 Mischungszusammensetzung und Herstellung

Tabelle 2 zeigt die Zusammensetzung der für die Herstellung von Betonen ohne und mit rezyklierten Zuschlägen verwendeten Zuschlaggemische jeweils bezogen auf das Gesamtzuschlagvolumen.

Neben einer Rezeptur mit einem Zementgehalt z = 320 kg/m³ (CEM I 32, 5 R) und einem planmäßigen Wasserzementwert w/z = 0,55 wurde eine weitere Betonrezeptur mit einem Zementgehalt z = 485 kg/m³ (CEM I 42,5 R) und einem planmäßigen Wasserzementwert w/z = 0,33 verwendet. Diese Rezeptur wurde in /11/ als „Schnellprüfung" zur Überwachung von rezyklierten Zuschlägen aus mineralischen Baustoffgemischen vorgeschlagen, die für Betone der Festigkeitsklassen bis einschließlich B 35 verwendet werden sollen. Mit Hilfe dieser Betone, die unter Verwendung von natürlichem Zuschlag bereits nach 24 bis 48 h den relevanten Festigkeitsbereich durchlaufen, könnte somit relativ schnell entschieden werden, ob der zu prüfende rezyklierte Zuschlag einen gleichbleibenden Festigkeitsbeitrag liefert. Bei den mit rezyklierten Zuschlägen hergestellten Betonen wurden in den Korngruppen 2/8 und 8/16 jeweils 100 Vol.-% rezyklierte Zuschläge, bezogen auf den Zuschlaggehalt 2/16 verwendet. Als Naturzuschlag wurde in allen Betonen Rheinsand der Korngruppe 0/2 und in den Referenzbetonen Rheinkiessand der Korngruppen 2/8 und 8/16 eingesetzt. Zur Herstellung der Betone mit rezyklierten Zuschlägen wurde der zuvor ofengetrocknete Zuschlag (Natursand und rezyklierter Zuschlag) zunächst vorgenäßt. Bei den Zuschlägen BB und D wurden hierzu die Wassermenge, die der bei 105°C getrocknete Zuschlag innerhalb von 10 min. aufnimmt, bei den Zuschlägen ZB1 und C die Wassermenge, die der bei 105°C getrocknete Zuschlag innerhalb von 30 min aufnimmt sowie 20 % der Zugabewassermenge verwendet. Danach blieb der Zuschlag 10 Min. im Mischer (Mischer wurde abgedeckt). Anschließend wurden Zement und die Restwassermenge zugegeben. Die Mischungen wurden mit einem Fließmittel auf die Konsistenz KR (Zielgröße: a₁₀ = 450 - 490 mm) eingestellt. Nach Zugabe aller Bestandteile in den Mischer wurde 1,5 min. gemischt. Die verwendeten Fließmittelmengen lagen bei w/z = 0,55 zwischen 0,23 und 0,81 M.-% (v. Z.) bzw. zwischen 1,14 und 1,84 M.-% (v. Z.) für w/z = 0,33. Die zusätzlichen „Saugwassermengen" wurden in der Stoffraumrechnung jeweils gewichtsmäßig, nicht aber volumenmäßig berücksichtigt. Es wurde also davon ausgegangen, daß der Zuschlag diese Wassermenge vollständig aufnimmt. Die Volumenanteile der Zuschläge wurden in der Stoffraumrechnung über die im Pyknomterverfahren mit Wasser gemessene Kornrohdichte ermittelt.

3.2 Frischbetoneigenschaften

Alle Betone wiesen einen guten Zusammenhalt auf, zeigten weder Entmischungs- noch Bluterscheinungen und ließen sich problemlos verarbeiten. Das Ansteifverhalten der Betone (w/z = 0,55) ist in Bild 9 anhand der zeitlichen Veränderung des Ausbreit- und des Verdichtungsmaßes dargestellt.

Bei gleicher Ausgangskonsistenz (KR) zeigte der Beton mit Zuschlag BB im Vergleich zum Beton mit Rheinkiessand (N1) ein nur geringfügig stärkeres Ansteifverhalten innerhalb eines Zeitraums von 90 Minuten nach der Wasserzugabe. Mit steigendem Anteil „betonfremder Bestandteile" und sinkender Kornrohdichte bzw. steigendem Mauerziegelanteil steifen die Betone systematisch stärker an. Diese eindeutige Systematik kommt vor allem durch die deutliche Zunahme des Verdichtungsmaßes zum Ausdruck, während nach 60 bzw. 90 Minuten das Ausbreitmaß keine deutliche Differenzierung der rezyklierten Zuschläge mehr bringt (im Bereich von Ausbreitmaßen < 380 mm ist das Verfahren für vergleichende Untersuchungen nur noch bedingt aussagekräftig). Qualitativ kann das stärkere Ansteifen der Betone mit steigendem Ziegelanteil mit dem stärkeren Nachsaugen dieser Zuschläge in Verbindung gebracht werden. Bei allen Betonen konnte nach 90 min. durch eine weitere Zugabe von Fließmittel im Rahmen der zulässigen Zugabemengen wieder die Ausgangskonsistenz eingestellt werden. Die Abweichungen der im LP-Topf ermittelten Frischbetonrohdichten von den Sollwerten betrugen zwischen 0,1 (Beton RC4, Zuschlaggemisch C, w/z = 0,55) und 2,7 % (Beton RC2, Zuschlag ZB1, w/z = 0,33) und damit in einer Größenordnung, wie sie auch an Betonen mit reinem Betonsplitt in /1/ ermittelt wurden.