Brandschutz im nachhaltigen Betonbau

Nachhaltige Betonmischungen gewinnen in der Bauwirtschaft zunehmend an Bedeutung. Während sie in der Produktion nachweislich geringere CO2-Emissionen verursachen, sind ihre brandschutztechnischen Eigenschaften bisher allerdings kaum untersucht. Das Projekt „ZBnB“ der ACR-Institute VÖZ gemeinsam mit der Smart Minerals GmbH, IBS und ZFE zielt darauf ab, diese Lücke zu schließen.

Beton ist weltweit so oft im Einsatz wie kein anderer Baustoff. Und das hat gute Gründe: Neben einer Vielzahl an Vorteilen ist Beton äußerst hitzebeständig. Er behält auch im Brandfall seine Tragfähigkeit, ohne dabei gesundheitsschädliche Stoffe freizusetzen. Das macht ihn zu einem unverzichtbaren Material für die Konstruktion von Wohn- und Bürogebäuden, Infrastrukturbauwerken und Industrieanlagen. Zuletzt hat sich der Baustoff in seiner Zusammensetzung allerdings deutlich verändert. Grund dafür sind die hohen CO2-Emissionen, die mit der klassischen Zementklinkerherstellung und damit auch der Betonerzeugung einhergehen. Um die Klimaziele zu erreichen, setzt die Baustoffindustrie daher vermehrt auf Recyclingmaterialien und klinkerarme Zementsorten. Unklar ist bisher allerdings, ob die neuen Betonmischungen ihre brandschutztechnischen Vorteile beibehalten.

Genau hier setzt das Projekt „ZBnB“ („Zukunft Brandschutz mit nachhaltigem Beton“) der ACR-Institute VÖZ/SMG, IBS und ZFE an. Denn während die Zement- und Betonindustrie an verschiedensten Stellschrauben drehen, um ihren ökologischen Fußabdruck zu reduzieren, sind mit Blick auf den Brandschutz noch viele Fragen offen. Die zunehmende Nutzung von recycelten Gesteinskörnungen führt zu einer geringeren Materialhomogenität, wodurch im Brandfall Spannungen und letztlich Risse entstehen können.

„Mit unserer Forschung schaffen wir Klarheit für den Brandschutz und unterstützen damit die heimische Baubranche beim Einsatz nachhaltiger Baustoffe für den Klimaschutz.“

Tanja Manninger, Leiterin des Fachbereichs Forschung bei der Smart Minerals GmbH
Person mit Schutzanzug gegen große Hitze
Nahaufnahme von Beton

Im Rahmen des Projekts „ZBnB“ wird eine Versuchsmatrix aufgestellt, anhand der sich die Forscher*innen schrittweise an Betonmischungen mit unterschiedlichen Bindemitteln und Recyclingkörnungsarten bzw. -anteilen annähern und Einsatzmöglichkeiten erforschen. Zunächst werden relevante chemische und physikalische Kennwerte der nachhaltigen Betonsorten erfasst und anschließend Kleinbrandversuche durchgeführt. Mikroskopische Untersuchungen erlauben es dabei, bereits minimale strukturelle Abweichungen festzustellen und die Stabilität im Brandfall zu prognostizieren. Um die Simulationsmodelle bestmöglich an realistische Bedingungen anzunähern, stellen die Forscher*innen auch Löschvorgänge nach. In einer späteren Projektphase werden ausgewählte Betone in Großbrandversuchen beurteilt.

Auf diese Weise schaffen die Forscher*innen jene Datengrundlage und Simulationsmodelle, die es dringend braucht, um ressourcenschonende Betone hinsichtlich ihrer Brandbeständigkeit zu beurteilen und sicher einsetzen zu können. „Mit unserer Forschung schaffen wir Klarheit für den Brandschutz und unterstützen damit die heimische Baubranche beim Einsatz nachhaltiger Baustoffe für den Klimaschutz“, bringt es Tanja Manninger, Leiterin des Fachbereichs Forschung bei der Smart Minerals GmbH, auf den Punkt. Auf Basis der Forschungsergebnisse können auch einschlägige österreichische Normen und Regelwerke angepasst werden. Schließlich sind allein in Österreich 40.000 Unternehmen im Baugewerbe tätig und damit von steigenden Umweltanforderungen betroffen. Das Projekt „ZBnB“ stellt sicher, dass sie zukünftig auf brandschutztechnisch geeignete, nachhaltige Betonrezepturen zurückgreifen können und eröffnet damit ein neues Kapitel in der Erfolgsgeschichte des Betons.