Betonwürfelwettbewerb im FHWS-Studiengang Bauingenieurwesen

Auf Suche nach „grünstem“ Beton: erster

Studierende erforschen „grünen“ Beton: Beton ist ein elementarer Baustoff, wenn es um das Bauen von Brücken, Tunneln oder Gebäuden geht. Jedoch werden bei der Herstellung große Mengen an CO2 freigesetzt. Mit Blick auf die Zukunft stellt sich somit die Frage: Wie kann Beton „grüner“, also klimafreundlicher werden und gleichzeitig hohe Festigkeit und Dauerhaftigkeit vorweisen? Der Studiengang Bauingenieurwesen an der Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt machte aus dieser Frage einen Wettbewerb.

Um Studierenden einen besseren Zugang zum Thema Beton zu ermöglichen, richtete Prof. Dr.-Ing. Christian Fischer hierzu erstmals einen Betonwürfelwettbewerb aus. Die Aufgabe war, eine eigene Betonrezeptur zu erstellen und mit dieser drei Betonwürfel anzufertigen. Beton besteht zu siebzig Prozent aus Gesteinskörnung und zu dreißig Prozent aus Wasser und Zement. Zement ist dabei der „Klebstoff“ im Beton.

Zur Auswahl standen drei unterschiedlichen Zementarten. Die Zemente weisen herstellungsbedingt unterschiedliche CO2-Werte auf. Diesen Aspekt sollten die Studierenden bei der Herstellung ihrer Betonrezeptur berücksichtigen. Betone mit einem geringen CO2-Fußabdruck unterliegen meist einer langsameren Festigkeitsentwicklung. So galt es, den Spagat zwischen Festigkeitsentwicklung und CO2-Fußabdruck zu bewerkstelligen.

Mischverhältnis und Abstufung der Gesteinskörung

Neben der gewählten Zementart spielt jedoch auch das Mischverhältnis von Wasser und Zement (der sogenannte w/z-Wert) sowie die Abstufung der Gesteinskörnung eine wesentliche Rolle. Doch nicht nur der Betonentwurf selbst, auch eine gewissenhafte Herstellung der Betonwürfel mit guter Verdichtung und dem Schutz vor Austrocknung sind entscheidend für optimale Betoneigenschaften.

Um das letztendliche Gewinnerteam zu ermitteln, wurde den drei Betonwürfeln jeder Gruppe ein Punkteschema aus Festigkeit, CO2-Fußabdruck der gewählten Zementart und Zementmenge sowie dem w/z-Wert vergeben. Zur Ermittlung der Festigkeit wurden die Betonwürfel in einer Prüfmaschine bis zum Versagen belastet. Durchgeführt wurden die Prüfungen von Fakultätsmitarbeiter Egon Müller und von der Promovendin Hannah Drenkard.

Überraschendes Ergebnis des Wettbewerbs

Das Ergebnis des Betonwürfelwettbewerbs überraschte sogar das Baustofflaborteam und Prof. Dr. Fischer: Das Gewinnerteam siegte mit einem Zement, der den geringsten CO2-Fußabdruck aufwies und trotzdem eine vergleichsweise hohe Festigkeit erreichte, die den schneller erhärtenden Zementen ebenbürtig war. Eine gut zusammengesetzte Betonrezeptur sowie eine optimale Herstellung der Betonwürfel ermöglichten diesen Sieg.

Es ist denkbar, dass der Wettbewerb auch in den kommenden Jahren fester Bestandteil des Lehrplans wird, so Prof. Dr. Christian Fischer. Dann gäbe es mit dem Tragwerkstest im Studiengang Architektur künftig zwei große Wettbewerbe am Röntgenring.

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Zur Auswahl standen drei unterschiedlichen Zementarten. Die Zemente weisen herstellungsbedingt unterschiedliche CO2-Werte auf. Diesen Aspekt sollten die Studierenden bei der Herstellung ihrer Betonrezeptur berücksichtigen. Betone mit einem geringen CO2-Fußabdruck unterliegen meist einer langsameren Festigkeitsentwicklung. So galt es, den Spagat zwischen Festigkeitsentwicklung und CO2-Fußabdruck zu bewerkstelligen.

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