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Carbon Concrete Composites C3 – Nachhaltige Bindemittel und Betone für die Zukunft

Schneider, Kai

Durch den radikalen Wechsel vom Verbundpartner Stahl zu Carbonstrukturen müssen die Anforderungen an die Matrix völlig neu überdacht werden. Dieser Aufgabe widmete sich das Basisvorhaben B2 im Rahmen des Großprojekts Carbon Concrete Composite C 3 . Bei der konkreten Entwicklung und Umsetzung der Bindemittel‐ und Betonkonzepte standen im Vorhaben eine langfristige Verfügbarkeit der Ausgangsstoffe, ökologische und wirtschaftliche Kriterien, das Erreichen bestimmter Frisch‐ und Festbetoneigenschaften sowie eine kurzfristige Umsetzbarkeit der Ergebnisse in die Baupraxis im Vordergrund. In der Summe ließen diese Vorgaben im aktuellen Stadium noch keine alternativen Bindemittel, Gesteinskörnungen sowie Betonzusatzstoffe zu. Daher erfolgte die Bindemittel‐ und Betonentwicklung durch Optimierung herkömmlicher Systeme für die Anwendung in Kombination mit Carbonbewehrung. Basierend auf dem Prinzip der Packungsdichte konnten auch bei feinkörnigen Betonen deutlich reduzierte Gesamtwasser‐ und Klinkergehalte in Kombination mit verbesserten Verarbeitungseigenschaften erzielt werden. Im vorliegenden Aufsatz werden einige der entwickelten Bindemittelsysteme und Betonzusammensetzungen vorgestellt. Die betontechnische Vorgehensweise bei der Optimierung von Zusammensetzung und Frischbetoneigenschaften wird am Beispiel eines selbstverdichtenden weißen Feinkornbetons veranschaulicht. Eine praxisnahe Erprobung der entwickelten Bindemittel und Betone erfolgte durch die Herstellung von C 3 ‐Demonstratorbauteilen. Carbon Concrete Composites C 3 – Sustainable binders and concretes for the future Due to the radical change from steel to carbon reinforcement, the requirements of the matrix must be completely reconsidered. Within the framework of the large‐scale project Carbon Concrete Composite C 3 , the basic project B2 was devoted to this task. In the actual development and implementation of the binder and concrete concepts, the project focused on the long‐term availability of the raw materials, ecological and economic criteria, the attainment of certain fresh and hardened concrete properties, and the short‐term implementation of the results in construction practice. In general, these specifications at the current stage did not permit the use of any alternative binders, aggregates, and concrete additives or admixtures. Thus, the binder and concrete development was carried out by optimizing ‘conventional' systems for application in combination with carbon fiber reinforcement. Based on the packing density principle, significantly reduced total water and clinker contents were achieved in fine‐grained concretes alone with improved processing properties. The article at hand introduces some of the binder systems and concrete compositions developed. The concrete technique for the optimization of the compositions and fresh concrete properties is illustrated in the example of a self‐compacting, fine‐grained white concrete. The binders and concretes developed were tested in the production of structural members made of carbon concrete composite (C 3 demonstrators).