Neuere Forschungen in Schweden und Finnland zeigen, wie die Lebensdauer von gebrauchtem Beton bei der Einbindung in den Neubau um weitere 50 bis 100 Jahre verlängert werden kann.
Ein Team des KTH Royal Institute of Technology und der Tampere University berichtet, dass sie ein Framework entwickelt haben, das es Bauherren ermöglicht, Strukturelemente souverän wiederzuverwenden, Ressourcen zu sparen und den Klimabilanzdruck des Baus zu verringern.
Kjartan Gudmundsson, Leiter der Abteilung für nachhaltige GebäudeSchule von Architektur und gebaute Umwelt Laut KTH bietet die Studie einen Weg für den Rundbau und einen nachhaltigeren Gebäudesektor.
“Die Wiederverwendung von Beton ist eine der effektivsten Möglichkeiten, Emissionen zu reduzieren, sagt Gudmundsson. “Unser Framework gibt Designern und Ingenieuren die Werkzeuge an die Hand, um fundierte Entscheidungen zu treffen, Abfall und Umweltverschmutzung zu reduzieren und Materialien länger im Einsatz zu halten —, was den Kern der Kreislaufwirtschaft darstellt.”
Die Ergebnisse wurden in der führenden Fachzeitschrift Materials and Structures veröffentlicht.
Ohne zuverlässige Methoden zur Bewertung von gebrauchtem Betonfertigteil ist die Wiederverwendung riskant. Vorschriften sind für neuen Beton konzipiert und es liegen keine klaren Leitlinien für die Wiederverwendung von Elementen vor.
Aber bewaffnet mit Daten von zwei demontierten Gebäuden in Schweden und Finnland führten die Forscher Tausende von Computersimulationen durch, die ihrer Meinung nach genaue Vorhersagen der Betonlebensdauer unter verschiedenen Szenarien ermöglichen, wie z. B. Wiederverwendung im Innen- und Außenbereich und mit oder ohne Reparaturen.
Um diese Risiken zu bewerten, berücksichtigten die Forscher auch Daten aus jahrelanger Forschung und Messungen zu Karbonisierung und Korrosion unter nordischen Bedingungen.
Diese probabilistischen Prognosen seien zuverlässiger, da sie leistungsbasiert seien, sagt der Hauptautor der Studie Arlind Derwischadsch, eine Doktorandin an der KTH. Mit anderen Worten werden reale Messungen des Zustands des Betons nach jahrzehntelanger Nutzung und Exposition verwendet. Um diese Vorhersagen zu treffen, können nicht nur allgemeine Regeln verwendet werden.
Zu den Ergebnissen gehörten neue Erkenntnisse darüber, wie Feuchtigkeit und steigende CO?-Werte den natürlichen Prozess der Karbonisierung beeinflussen und beschleunigen können. “Dies ist besonders wichtig zu berücksichtigen, wenn sich die Belichtungsbedingungen während der Wiederverwendung ändern, sagt” Dervishaj. Die Karbonisierung verringert die schützende Alkalität von Beton und kann zu Korrosion der Stahlbewehrung führen, beispielsweise wenn eine Betonplatte aus einer trockenen Innenumgebung in eine feuchte Außenumgebung bewegt wird.
Die Studie zeigt auch, welche dramatischen Unterschiede Oberflächenbehandlungen und gezielte Reparaturen bewirken können. Durch das Auftragen wasserabweisender Beschichtungen oder Behandlungen auf Silikonbasis können die Korrosionsraten um bis zu 70 Prozent gesenkt werden. Das würde die Zeit bis zum Auftreten erster Risse verlängern und die strukturelle Integrität und Lebensdauer über Jahrzehnte hinweg gewährleisten, so die Studie.
Auch nach jahrzehntelanger Nutzung können Betonelemente sicher aufgearbeitet und wiederverwendet werden, sofern ihr Zustand beurteilt und geeignete Maßnahmen ergriffen werden, heißt es in der Studie.
“Die Stärke der Studie ist ihr integrierter Ansatz, sagt” Dervishaj. Frühere Normen gingen oft davon aus, dass die Lebensdauer vorbei sei, sobald die Karbonisierung den Stahl erreicht habe. Diese Forschung geht noch weiter und modelliert sowohl die Anfangs- als auch die Endphase der Korrosion und berücksichtigt Lagerzeiten, Expositionsänderungen und Reparaturen, sagt er.
Die Arbeit sei ein Beitrag zur Schaffung eines nationalen Standards für die Wiederverwendung vorgefertigter Betonelemente, sagt Gudmundsson. Zu den Elementen gehören hohle Bodenplatten und massive Platten, Balken und Säulen, doppelte T-Platten, Wände und Treppen. Sowohl Gudmundsson als auch Dervishaj sind Mitglied des Ausschusses des Schwedischen Normungsinstituts für die Wiederverwendung vorgefertigter Betonprodukte.
Original Paper:
https://doi.org/10.1617/s11527-025-02914-4
