BLF_C141_RC-Beton_GRUNDLAGE_HZ3.pdf

[Seite 1]

Anlage C.1.4.1

zum Bauleitfaden

RC-Beton

1

[Seite 2]

IMPRESSUM

Verfasser:

Hochschule München Prof. Dr.-Ing. Andrea Kustermann Prof. Dr.-Ing. Thorsten Stengel Kim Brunner, M. Eng.

Landeshauptstadt München Baureferat (Hochbau) Friedenstraße 40 81660 München Abteilung HZ3 Mail: nachhaltigkeit.hz3.bau@muenchen.de

ohne gesonderte Freigabe ausschließlich zur Verwendung bei Hochbauprojekten des Baureferates der Landeshauptstadt München

München, September 2025

2

[Seite 3]

INHALTSVERZEICHNIS

1 KLIMAGERECHTES & RESSOURCENSCHONENDES BAUEN 4 2 RECYCLINGBETON (RC-BETON) NACH NORM 6 2.1 REGELWERKE 6 2.1.1 Einsatzbereiche 7 2.1.2 Anforderungen an die rezyklierte Gesteinskörnung (RC-Körnung) 7 2.1.3 Anforderungen bei der Herstellung von Beton 9 2.1.4 Bemessungsregeln 10 2.1.5 Bezugsmöglichkeiten 11 2.1.6 Hinweise für Ausschreibung und Vergabe 11 3 RC-BETON ABWEICHEND VON DEN TECHNISCHEN BHBHLBAUBESTIMMUNGEN (SONDERBETON MIT ZIE) 13 3.1 ALLGEMEINES 13 3.2 RECHTLICHES 14 3.3 PLANUNGSPROZESS 16 3.4 BEZUGSMÖGLICHKEITEN 18 3.5 BETONEIGENSCHAFTEN 18 3.5.1 Frischbetoneigenschaften 18 3.5.2 Festbetoneigenschaften 19 3.5.2.1 E-Modul 19 3.5.2.2 Druckfestigkeit und Zugfestigkeit 19 3.5.2.3 Kriechen und Schwinden 20 3.5.2.4 Verbund 20 3.5.2.5 Verdübelung 20 3.5.2.6 Querkrafttragfähigkeit 21 3.5.2.7 Dauerhaftigkeit 21 3.5.2.8 Vorschläge für Bemessungsansätze 22 3.5.2.9 Monitoring und Überwachung der R-Betonbauteile während der Nutzungsdauer 22 3.6 AUSSCHREIBUNG UND VERGABE 23 4 ABLAUFPLAN UND VERANTWORTLICHE 28 5 FAZIT 29 6 ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS 30 7 APPENDIX 31 7.1 CO 2 -REDUZIERTER BETON 31 7.2 ÜBERSICHT ÜBER DIE NEUE 1045-2 32 8 LITERATUR 33

3

[Seite 4]

1 KLIMAGERECHTES UND RESSOURCENSCHONENDES BAUEN Die Baubranche richtet ihren Fokus zunehmend auf Nachhaltigkeit, und die Umweltauswirkun- gen von Bauprojekten werden verstärkt hinterfragt. Dadurch gewinnen Konzepte für klimage- rechtes und ressourcenschonendes Bauen zunehmend an Bedeutung. Im Kontext nachhaltiger Baupraktiken spielen Materialien wie rezyklierte Gesteinskörnung und CO -reduzierte Binde- 2 mittel eine zentrale Rolle. Bei der Planung nachhaltiger Bauprojekte ist zwischen den Begrifflichkeiten „klimagerech- tes Bauen“ und „ressourcenschonendes Bauen“ zu unterscheiden. Klimagerechtes Bauen legt den Schwerpunkt auf die Reduktion von Treibhausgasemissio- nen (THG-Emissionen), die mit Bauweisen, -prozessen und -materialien verbunden sind. Hier wird unter anderem auf die Verwendung von Bindemitteln mit reduziertem CO -Fussabdruck 2 gesetzt. Die CO Emissionen bei der herkömmlichen, energieintensiven Klinkerproduktion ma- 2 chen einen Großteil des klimaschädlichen CO -Fußabdrucks aus. Um die Emissionen während 2 der Produktion erheblich zu senken, kommen bei CO -reduziertem Zement (z.B. Portlandkom- 2 positzement CEM II-C, [1] [2]) innovative Technologien (z.B. [3]) zum Einsatz. Dadurch wird der CO -Fußabdruck von Bauprojekten gemindert und es kann ein wesentlicher Beitrag zur Be- 2 kämpfung des Klimawandels geleistet werden. Während klimagerechtes Bauen auf die Reduk- tion von THG-Emissionen abzielt, stellt ressourcenschonendes Bauen den schonenden und effektiven Umgang mit begrenzten Ressourcen in den Fokus [4]. Der Bedarf an Kies und Sand weltweit ist in den letzten Jahren relativ konstant geblieben (ca. 230-290 Mio. to. lt. statistischem Bundesamt), während die Ab- bauflächen abgenommen haben. Dies hat den Effekt, dass die Kosten für Sand und Kies seit 2005 um fast 100% gestiegen sind [5]. Zwischen 1995 bis 2023 wurden insgesamt rund 207,9 Mio. to an mineralischen Bauabfällen erfasst, wovon etwa 68 to. in diesem Zeitraum rezykliert wurden. Dies entspricht einem Anteil von rund 33% [6]. Vor allem aus Bauwerken wiedergewonnene Körnungen in variablen Anteilen kommen im Hin- blick auf die Betonherstellung zum Einsatz. So wird dazu beigetragen, die Deponierung von Abfallmassen zu reduzieren. Abbruchmaterialien bleiben im Stoffkreislauf, werden rezykliert und für den Bau wiederverwertet. Damit sinkt der Bedarf an neu abgebauten Ressourcen wie Kies und Sand, was wiederum die Umweltauswirkungen und den Flächenverbrauch reduziert. Ressourcenschonendes Bauen fördert somit die Kreislaufwirtschaft und trägt zur Schonung be- grenzter natürlicher Ressourcen bei. Um die Gewinnung qualitativer RC-Körnung in der Zukunft zu sichern, sollte in zukünftigen Projekten schon bei der Planung auch der selektive Rückbau (z.B. Querschnittserhöhung statt Verbundwerkstoff) bedacht werden, um auch in Zukunft der deutschen Nachhaltigkeitsstrategie gerecht zu werden [7]. Ziel des selektiven Rückbaus ist es, die verbauten Stoffe sortenrein wieder rückzugewinnen und sie so wieder dem Kreislauf zu- führen zu können. Daher sind reversible Verbindungen wie Schraubverbindungen oder mono- lithische Bauteile im Sinne der Nachhaltigkeit geklebten Verbindungen vorzuziehen. Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung wird nachfolgend als RC-Beton bezeichnet. In der Praxis sind beide Ansätze, klimagerechtes und ressourcenschonendes Bauen, nicht immer von- einander zu trennen, da sie oft Hand in Hand gehen. Beispielsweise kann die Verwendung rezyklierter Gesteinskörnung in Kombination mit CO -reduziertem Zement zu einer ganzheitli- 2 chen Nachhaltigkeitsstrategie führen, die sowohl die Reduzierung von Treibhausgas (THG)- Emissionen als auch den sparsamen Umgang mit Ressourcen berücksichtigt. Folgende Begrifflichkeiten sind im Kontext des klimagerechten und ressourcenschonenden Bauens und für den vorliegenden Leitfaden zur Verwendung von RC-Beton essenziell und wer- den hier kurz beschrieben: 4

[Seite 5]

 RC-Körnung (rezyklierte Gesteinskörnung): wiedergewonnene, aufgebrochene Ge- steinskörnung aus mineralischen Abbruchmaterialien (z.B. Altbeton). o Typ 1 rezyklierte Gesteinskörnung, die zum Großteil aus Betonabbruch be- steht, Details in Tabelle 2 o Typ 2 rezyklierte Gesteinskörnung, die bis zum 30% Ziegelanteil enthalten darf, Details in Tabelle 2  RC-Beton (Recyclingbeton): Beton, bei dem die Gesteinskörnung ganz oder teilweise durch rezyklierte Gesteinskörnung ersetzt wird.  RC-Anteil: Anteil rezyklierter Gesteinskörnung [Vol.-%] im R(C)-Beton  CO₂-reduzierter Zement: Zement mit geringerem Klinkeranteil durch Einsatz von Er- satzstoffen wie Hüttensand, Puzzolanen oder Kalksteinmehl sowie optimierten Her- stellprozessen, die insgesamt zu geringeren CO -Emissionen führen. 2  CSC-Betonzertifikat: Zertifikat des Concrete Sustainability Council, das die nachhal- tige und verantwortungsvolle Herkunft von Beton, Zement und Gesteinskörnungen nachweist. Bewertet z. B. Umweltaspekte, Arbeitsbedingungen und Lieferketten, Details dazu im Appendix.  Zustimmung im Einzelfall (ZiE): behördliche Genehmigung für die Verwendung ei- nes Bauprodukts oder einer Bauart, die nicht allgemein bauaufsichtlich zugelassen oder geregelt ist, basierend auf einer individuellen Prüfung des konkreten Anwen- dungsfalls. Die Landeshauptstadt München (im weiteren Text als LHM abgekürzt) strebt in ihrer Vor- bildfunktion an, bei der Errichtung von stadteigenen Gebäude Betonbauteile mit einem mög- lichst hohen Anteil an RC-Gesteinskörnung einzusetzen. (vgl. [8]) Dieser Leitfaden konzentriert sich daher im Nachfolgenden auf die Verwendung von RC-Beton.

5

[Seite 6]

2 RECYCLINGBETON (RC-BETON) NACH NORM

RC-Betone gemäß den aktuell gültigen technischen Baubestimmungen sind gleichwertig zu Normalbeton. Die LHM forciert in ihren Bauprojekten den Einsatz von RC-Beton. Um einen reibungslosen Einsatz zu gewährleisten, ist frühzeitig die Entscheidung zu treffen, welche Bau- teile aus RC-Beton gefertigt werden. Hierbei sind die statischen Anforderungen sowie die An- forderungen an die Dauerhaftigkeit der einzelnen Bauteile vor allem für den eingesetzten An- teil an RC-Körnung ausschlaggebend. Nach der Entscheidung, RC-Beton nach Norm zu verwenden, ist die lokale Verfügbarkeit von RC-Beton in der geforderten Qualität zu klären und sicherzustellen. Aktuell sind die Kosten für den RC-Beton meist vergleichbar mit denen für Beton mit natürlicher Körnung. Bei komplexen Aufgabestellungen (Art/Geometrie der Bauteile, Bewehrungsgrad, evtl. wei- teren Anforderungen, wie z.B. Sichtbetonqualität) kann es sinnvoll sein, Muster- oder Probe- bauteile mit dem vorgesehenen RC-Beton herzustellen. Unter Umständen ist, in Abstimmung mit der Bauleitung, die Durchführung eines Pumpversuches sinnvoll. Bei der Herstellung von Bohrpfählen ist das etwas andere Ansteif- und Erstarrungsverhalten von RC-Betonen zu beach- ten; daher empfiehlt sich in jedem Fall die Durchführung einer Testbetonage unter möglichst realitätsnahen Bedingungen, auch um das Baustellenpersonal ggf. zu schulen und mit dem Baustoff vertraut zu machen. In Kapitel 4. ist der grobe Ablauf inklusive der Projektverantwortlichen dargestellt, der auch für RC-Beton im Allgemeinen herangezogen werden kann.

2.1 REGELWERKE

Nach DIN 1045-2 gilt, dass RC-Beton mit ≤ 25Vol.-% grober, rezyklierter Gesteinskörnung wie Normalbeton (BK-N) zu behandeln ist. Die Verwendung eines höheren Anteils an RC-Körnung ist jedoch auch nach aktueller Normung möglich. Die Begrenzungen der erlaubten RC-Anteile im Beton sind in den Neufassungen der Normen angegeben. Vor allem in den neuen Fassungen der DIN 1045-2 (seit März 2025 bauaufsichtlich eingeführt) sowie der DIN EN 1992 (EC2) – Entwurfsfassung (voraussichtliche Zulassung 2026) sind spezifische Anforderungen an RC-Beton sowie zur Verwendung rezyklierter Körnungen gegeben, die die aktuell gültigen, nachfolgend erläuterten Regelungen aufweiten. Abbildung 1 gibt einen beispielhaften Überblick über die einzuhaltenden Regelwerke bei der Verwendung von RC-Beton nach Norm.

Abbildung 1 Übersicht der relevantesten Regelwerke für die Arbeit mit RC-Beton in Anlehnung an [9] (nicht abschließend)

6

[Seite 7]

Neben betonspezifischen Regelwerken sind zudem alle Gesetzgebungen vor allem hinsichtlich des Umweltschutzes zu beachten, unter anderem die im August 2023 in Kraft getretene Ersatz- baustoffverordnung [10]. Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass diese aufgrund ihres vor allem grundwasserschützenden Charakters nur für erdberührte Bauteile (Fundamente, Frostschutz- schichten etc.) mit entsprechender Art der Einbauweise Gültigkeit hat. Im Hochbau gelten wei- terhin die Bayerischen Technischen Baubestimmungen (Bay TB).

2.1.1 Einsatzbereiche Der Einsatz von RC-Beton wird bei Erhöhung des RC-Anteils über 25% auf die Festigkeitsklassen bis einschließlich C30/37 begrenzt. RC-Beton kann grundsätzlich für alle Arten von Bauteilen angewendet werden, sofern die limitierenden Regeln im Zusammenhang mit den Feuchtig- keits- und Expositionsklassen (vgl. Tabelle 1) eingehalten werden. Die Vorgaben der Alkali- Richtlinie [11] sind weiterhin stets einzuhalten. Details zu den Begrenzungen hinsichtlich der Anteile an feiner bzw. grober RC-Körnung sind der DIN 1045-2:2023, Kapitel E3.2, zu entneh- men. Unter den vorgenannten Voraussetzungen dürfen Bauteile nach DIN EN 1992-1 bemes- sen werden. [12]

Tabelle 1: Mögliche Expositionsklassen für den Einsatz von RC-Beton nach Norm unter Einhaltung der Begrenzung der zu- lässigen Anteile an rezyklierter Gesteinskörnung bezogen auf die gesamte Gesteinskörnung in Anlehnung an Tabelle E.5, DIN 1045-2 [18]

2.1.2 Anforderungen an die rezyklierte Gesteinskörnung (RC-Körnung) Die allgemeinen Anforderungen an die Eigenschaften von Gesteinskörnungen und Füllern so- wie spezielle Anforderungen für RC-Körnung mit einer Korndichte ≥ 1.500 kg/m³ werden in der DIN EN 12620 [13] definiert. Die DIN 4226-101 [14] regelt nicht nur die stoffliche Zusammen- setzung der verschiedenen Typen an RC-Körnung (vgl. Tabelle 2), sondern auch die zulässigen Höchstwerte gefährlicher Substanzen in Bauprodukten.

7

[Seite 8]

Tabelle 2: Bestandteile und Zusammensetzung der verschiedenen RC-Typen in Anlehnung an DIN EN 12620 [13] Typ 1 Typ 2 Typ 3 Typ 4 für Beton nach DIN 1045-2 für Beton außerhalb DIN 1045-2 Beton M.-% >90 >70 <20 >80 Klinker, nichtporöse Ziegel M.-% >80 <10 <30 Kalksandstein M.-% <5 Sonstige Fremdbestandteile & <1 <2 <2 <2 Glasanteil M.-% Bitumenhaltige Bestandteile M.-% <1 <1 <1 <20 Schadstoffbelastete Bestandteile <2 <2 <2 <5 [cm³/kg]

Hersteller von Bauprodukten müssen gemäß DIN 4226-102 [15] Erstprüfungen und werks- eigene Produktionskontrollen durchführen und ihre Produkte mit der CE-Kennzeichnung ver- sehen. Dabei ist auch eine erweiterte Eingangskontrolle erforderlich, die Informationen über die Art der Rohstoffe, deren Herkunftsort sowie Liefer- und Transportunternehmen ein- schließt. Chemische Anforderungen an die RC-Körnung und deren Prüfverfahren sind in der DIN EN 1744 [16] geregelt. Nachfolgend sind die wichtigsten zu beachtenden Eigenschaften laut DIN EN 12620 [13] knapp zusammengefasst. Weitere Details sind in den entsprechenden Normen nachzulesen.  Alkaliwiderstand: Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) ist ein schädlicher chemischer Prozess im Beton, der durch die Reaktion von Alkalien (aus dem Zement oder exter- nen Quellen) mit reaktiven Kieselsäuren im Gesteinskorn entsteht. Dabei bildet sich ein quellfähiges Alkali-Kieselsäure-Gel, das in Anwesenheit von Feuchtigkeit Wasser aufnimmt und sich ausdehnt. Diese Volumenvergrößerung führt zu einem inneren Druck, der Risse und Abplatzungen im Beton verursacht. Langfristig kann die AKR die Dauerhaftigkeit und Tragfähigkeit von Bauwerken erheblich beeinträchtigen. Um das zu verhindern, muss die Alkali-Richtlinie des DAfStb [11] berücksichtigt werden. Gemäß DAfStb-Richtlinie „Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung“ [17] ist RC-Kör- nung aus Bauschutt, der aus dem eiszeitlichen Ablagerungsgebiet Norddeutschlands stammt, in die Alkaliempfindlichkeitsklasse E III-O – E III-OF (bedenklich) einzustu- fen. Andernfalls erfolgt die Einstufung in die Klassen E I-S oder E III-S.  Chloridionen und Sulfate: Der Gehalt an säurelöslichen Chloridionen in RC-Körnun- gen muss gemäß EN 1744-5 bestimmt und vom Hersteller angegeben werden. Der Gehalt an wasserlöslichen Sulfaten muss entsprechend den in DIN 12620, Tabelle 22 aufgeführten Kategorien angegeben werden.  Organische Stoffe: Das Vorhandensein organischer Stoffe in RC-Körnungen kann durch die Natriumhydroxid-Prüfung und die Fulvosäure-Prüfung nach EN 1744-1 überprüft werden. Wenn die überstehende Flüssigkeit heller als die Standardfarben ist, gelten die Gesteinskörnungen als frei von organischen Stoffen.  Zur Abklärung von anorganischen Stoffen sind die Verfahren nach EN 1744-6 anzu- wenden.  Es ist der Einfluss von wasserlöslichen Bestandteilen der RC-Körnungen auf das Er- starren von Beton nach DIN EN 1744-4 zu bestimmen. Hierbei sind Kriterien wie eine Verlängerung der Erstarrungszeit des Mörtels von +120 Minuten und eine maximale Druckfestigkeitsabnahme nach 28 Tagen von 20 % festgelegt. 8

[Seite 9]

Umweltauswirkungen Die bei Bauprojekten verwendeten RC-Körnungen müssen nachweislich den Anforderungen von Anhang 10 der Bay TB entsprechen. Der Nachweis muss durch eine Leistungserklärung erbracht werden. Hier gibt es zwei Möglichkeiten:  eine Europäische Technische Bewertung (ETA) oder  eine Bewertung der Leistung gemäß DIN 4226-101 [15, 14] unter Berücksichtigung der DIN 4226-102 [15] in einer technischen Dokumentation durch eine notifizierte Stelle gemäß Artikel 43 der BauPVO [18]. Zusätzlich muss bei erdberührten Bauteilen die Ersatzbaustoffverordnung [10] beachtet wer- den.

2.1.3 Anforderungen bei der Herstellung von Beton Die allgemeinen Anforderungen an die Herstellung von Beton werden in der DIN EN 206 [19] definiert. Als maßgebendes Regelwerk ist immer die entsprechende Länderbauordnung einzu- halten. Diese verweist auf die entsprechenden technischen Baubestimmungen, welche wiede- rum die entsprechenden Normen rechtlich verbindlich machen. Grundsätzlich muss die Ge- steinskörnung den Regelanforderungen der DIN EN 12620 (siehe dazu Tabelle 2) genügen. In Bayern wurde die DIN 1045-2:2023-08 [12] im März 2025 bauaufsichtlich eingeführt, in welcher die Anforderungen und Klassifizierungen für Betone mit RC-Körnungen detailliert be- schrieben werden. Dort werden im Sinne der DIN EN 206:2021-06 zusätzlich zu den geläufigen Expositions- und Festigkeitsklassen drei Betonklassen neu definiert. Diese orientieren sich an konstruktiven und funktionellen Aspekten. In Abhängigkeit der Betonklasse und des RC-Anteils wurden spezifische Anforderungen an die Gesteinskörnungen sowie die Verarbeitbarkeit und den Frostwiderstand des Betons festgelegt.  Betonklasse BK-N (normale Anforderungen): Bis zu 25 Vol.-% Austausch der groben natürlichen Gesteinskörnung durch grobe RC-Körnung. Druckfestigkeitsklasse maxi- mal C50/60. Geeignet für feuchte Bedingungen WO und WF.  Betonklasse BK-E (erhöhte Anforderungen): Sobald mehr als 25 Vol.-% der groben Gesteinskörnung ausgetauscht wird oder Feuchtigkeitsklasse WA erforderlich ist, ist es BK-E. Die Verwendung sortenreiner, grober RC-Körnungen vom Typ 1 oder 2 ist gemäß Tabelle 2 möglich. Es gilt, die allgemeinen und besonderen Anforderungen an RC-Körnung nach DIN 1045-2 einzuhalten. Zulässige Anteile variieren je nach Feuchtigkeits- und Expositionsklasse, maximal jedoch 45 Vol.-% (Details in Tabelle 2. Druckfestigkeitsklasse maximal C30/37, Bemessung nach DIN EN1992-1-1).  Betonklasse BK-S (speziell festzulegende Anforderungen): Kommen mehr als 45 Vol.-% RC-Körnung zum Einsatz oder wird anderweitig von den Kriterien für die oben genannten Betonklassen abgewichen, ist ein Verwendbarkeitsnachweis (z.B. eine Zustimmung im Einzelfall, kurz ZiE) für den RC-Beton erforderlich.

9

[Seite 10]

Laut DIN 1045-2:2023-08 [12] dürfen nun auch feine rezyklierte Körnungen (RC-Sand) des Typ 1 eingesetzt werden, wenn sie bei der Produktion von grober RC-Körnung des Typ 1 ent- stehen und die stoffliche Zusammensetzung der DIN EN 933-11 [20] entspricht. Zudem muss gelten: 𝑓𝐺𝐾𝑟𝑐 𝑓𝐺𝐾 ≤ ≤25 𝑉.−% 𝐺𝐾𝑟𝑐 𝑔𝑟𝐺𝐾𝑟𝑐 𝑔𝑟𝐺𝐾 mit fGKrc feine rezyklierte Gesteinskörnung grGKrc grobe rezyklierte Gesteinskörnung fGK feine Gesteinskörnung grGK grobe Gesteinskörnung GKrc rezyklierte Gesteinskörnung Zusätzlich wird in der DIN 1045-2:2023-08 eine erweiterte Erstprüfung [12] für die Verwen- dung von RC-Beton verlangt. Das bedeutet, der Betonhersteller muss zusätzliche Prüfungen im Rahmen der Produktionskontrolle durchführen, wie z.B.  die zeitabhängige Konsistenzprüfung nach 10, 45 und 90 Minuten gemäß E.3.3.2  Erstellen von Dosieranweisungen für Fließmittel zur Verbesserung der Verarbeitbar- keit  Messung und Berücksichtigung der Kern- und Oberflächenfeuchte der RC-Körnung bei der Bestimmung der Betonrezeptur

2.1.4 Bemessungsregeln Die einschlägigen Normen für die Bemessung (z.B. EC2 [21]) arbeiten mit dem Teilsicher- heits-Konzept. Dabei wird für die Werkstoffseite der Teilsicherheitsfaktor γ sowie der Bemes- C sungsteilsicherheitsfaktor γ verwendet. Um dem Teilsicherheitskonzept gerecht zu werden, RD muss die Bewertung und Analyse des RC-Betons daher auf materieller und struktureller Ebene erfolgen. Die sorgfältige Erfassung aller Einwirkungen und die korrekte Einstufung der einzelnen Bau- teile in eine Expositionsklasse über die gesamte Lebensdauer des Bauwerks sind von besonde- rer Bedeutung, um die Langlebigkeit sicherzustellen. Um nachhaltig agieren zu können, sollen die Expositionsklassen auf den tatsächlichen Gegebenheiten basieren und nicht pauschal er- höht werden, um zusätzliche Sicherheit zu gewährleisten. Auch wenn dadurch mehrere Betone auf einer Baustelle anfallen. Wenn die Anforderungen gemäß der DAfStb Richtlinie 65080 [17] sowie der Normen DIN EN 12620 und DIN 1045-2 [13, 22] erfüllt sind, gibt es keine Einschrän- kungen hinsichtlich der Dimensionierung von Stahlbetonbauteilen nach EC2 [21] sowie dem Einsatz von Bauprodukten mit nachgewiesener Eignung gemäß der Bauaufsicht. Für Spannbe- ton- und Leichtbetonbauteile ist die Verwendung von RC-Körnungen zum heutigen Zeitpunkt noch nicht gestattet. Abweichend zur Regelung für natürliche Gesteinskörnung erlaubt die DIN 1045-2:2023-08 eine angepasste Prüfung des Frostwiderstands: Dieser kann auch durch Betonprüfungen nach- gewiesen werden. Details hierzu sind in den Tabellen E.6 und E.7 der DIN 1045-2:2023-08 und DIN CEN/TS 12390-9:2017-05 Abschnitt 5 enthalten. Die Chloridionen-Gehalte in RC-Körnungen aus erhärtetem Beton oder Mörtel sind in der Regel niedrig, da die Chloride in Calciumaluminaten als sog. Friedelsches Salz gebunden sind [13].

10

[Seite 11]

2.1.5 Bezugsmöglichkeiten Kommt bei einer Baumaßnahme RC-Beton zum Einsatz, ist neben der generellen Lieferbar- keit auch die zeitabhängige Verfügbarkeit von RC-Beton frühzeitig zu prüfen. Sofern möglich, sind Zeiträume für Betonagen in Abhängigkeit der Lieferzeit zu planen und mit allen Beteiligten und Fachplaner:innen engmaschig abzustimmen. Die Baufirma muss Betonwerke anfragen und die Lieferverzeichnisse der Hersteller prüfen, um geeignete Produkte zu finden. Zusätzlich sind online verfügbare Sortenverzeichnisse zu re- cherchieren, insbesondere mit Blick auf RC-Beton und dessen regional begrenzte Verfügbar- keit. Dabei können projektspezifische Bauteilkataloge hilfreich sein, um den Einsatz von RC-Be- ton zu planen.

2.1.6 Hinweise für Ausschreibung und Vergabe Vorbemerkungen für Planer und Vergabestelle Der Einsatz von Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung soll v.a. der Schonung der natürli- chen Ressourcen dienen. Es können sich jedoch bei lokaler Verfügbarkeit entsprechender Kör- nungen auch Vorteile bzgl. des Global Warming Potential (GWP) ergeben. Dies wäre im Einzel- fall zu prüfen. Dabei spielen insbesondere Transportdistanzen eine wichtige Rolle. Im Groß- raum München dürften mittelfristig ausreichend rezyklierte Gesteinskörnungen zur Verfügung stehen, insbesondere Körnungen vom Typ 2, die bisher eher selten eingesetzt werden. Daher ist v.a. der Einsatz von Typ 2-Körnungen entsprechend der technischen Baubestimmungen (DIN 1045-2:2023-08) bzgl. des Aspekts der Ressourcenschonung anzustreben. Grundsätzlich ist normkonformer RC-Beton, der alle in den technischen Baubestimmungen festgelegten An- forderungen einhält, wie herkömmlicher Beton zu behandeln. Ausnahme bildet hierbei die Verwendung von Befestigungsmitteln zum Verbinden tragender oder nichttragender Bauele- mente mit Betonbauteilen unter Verwendung von rezyklierter Gesteinskörnung, sofern der RC- Beton nicht in der Betonklasse BK-N und mit Gesteinskörnungstyp 1 nach DIN 1045-2:2023-08 hergestellt wurde. Grundsätzlich sollten im Zuge der Planung und vor einer Ausschreibung die Angebote der Marktteilnehmer in der Umgebung der Baumaßnahme hinsichtlich der Verfüg- barkeit des RC-Betons durch die Objektplanung abgefragt bzw. geklärt werden. Neben der Ressourcenschonung sind die mit der Beton-/Stahlbetonbauweise verbundenen CO -Emissionen bzw. deren Verringerung von erheblicher Bedeutung. Hier stehen neben den 2 Concrete Sustainability Council (CSC)-Leveln für Betone auch die Treibhausgasminderungsklas- sen für Tragwerke gemäß der DAfStb-Richtlinie „Treibhausgasreduzierte Betontragwerke“ Teil 1 (Grundlagen und Nachweis am Tragwerk) sowie Teil 2 (Deckenbauteile) zur Verfügung. Die Ausschreibung von CO -optimierten Betonen oder Tragwerken ist nicht Gegenstand dieses 2 Leitfadens.

Vorbemerkungen im LV bzgl. der Verwendung von RC-Beton nach Norm Zur Reduzierung des Ressourcenverbrauchs wird bei ausgewählten Bauteilen Beton mit gro- ber rezyklierter Gesteinskörnung vom Typ 1 und Typ 2 (RC-Beton T1 und RC-Beton T2) gemäß der Regeln in DIN 1045-2:2023-08 Kap. E.3 eingesetzt. Vorzugsweise ist Typ 2-Körnung der Zu- sammensetzung R /R /R gemäß DIN EN 12620 unter Ausnutzung des maximal zulässi- cu70 b30- a1- gen Ziegelanteils R zu verwenden. Die Übereinstimmungszertifikate/Leistungserklärungen b der rezyklierten Gesteinskörnung inkl. der genauen Zusammensetzung sind dem AG mind. 8 Wochen vor Beginn der ersten Betonarbeiten zur Prüfung und Freigabe zu übermitteln. Der mit der Verwendung von RC-Beton ggf. entstehende Mehraufwand (z.B. Bereitstellung Typ 2- 11

[Seite 12]

Körnung, Betonentwicklung, Betoneinbau, etc.) ist in den EP der jeweiligen Position einzukal- kulieren. Der AN ist mit seinem Betonlieferanten für die Sicherung der Qualität sowie die Ein- haltung der technischen Baubestimmungen unter Ausnutzung des maximal zulässigen Zie- gelanteils R verantwortlich. Der AG behält sich vor, während der Bauausführung eine Über- b prüfung der Zusammensetzung der rezyklierten Gesteinskörnung zu fordern (siehe separate Position).

Grau hinterlegte Textteile müssen entsprechend angepasst werden

Muster-Positionstexte für den Einsatz von RC-Beton nach Norm

en Einsatz von RC-Beton nach Norm Ortbeton C30/37 als RC-Beton T2, bewehrt Ortbeton C30/37 aus RC-Beton mit rezyklierter Gesteinskör-

nung Typ 2 inkl. erforderlicher Stützungen, Gerüste und allen erforderlichen Leistungen nach Zeichnung und nach Statik. Bei Decken mit Spannweiten ≥ 3 m: Stützung bis 56 d nach Betonage Liefern und Herstellen in fertiger Arbeit. Abmessungen: h = 10 - 120 cm Betonklasse gem. DIN 1045-1000:2023-08: BK-E Expositionsklasse: XC1-XC4, XF1/XF3, XA1, XD1/XD2 Feuchtigkeitsklasse: WO/WF/WA CSC-Level und/oder Treibhausgasminderungsklasse: Level 3/TM -30 Die CSC-Zertifizierung ist für jede Lieferung auf dem Lieferschein nachzuweisen. wk = 0,30 mm cv = 35 mm Masseanteil der groben rezyklierten Gesteinskörnung bezogen auf die gesamte Gesteins- körnung: 35/25/20 Vol.-% Masseanteil Ziegel in der groben rezyklierten Gesteinskörnung: 30 M.-% Schalung und Betonstahl wird in gesonderter Position abgerechnet. Lage im Gebäude: Bauteil: Arbeitshöhe: ca. 3 - 3,5 m

POS-Nr4321, Bestimmung der Bestandteile einer groben rezyklierten Gesteinskörnung ge- mäß DIN EN 12620:2008-07 Ermittlung der Bestandteile von rezyklierter Gesteinskörnung gem. DIN EN 12620:2008-07 Kap. 5.8 als zusätzliche Kontrollprüfung des AG. Ausführung nach Aufforderung durch den AG. Inklusive Probenahme beim Hersteller der rezyklierten Gesteinskörnung, Durchführung der Analyse und Ergebnisbericht durch eine notifizierte Stelle.

12

[Seite 13]

3 RC-BETON ABWEICHEND VON DEN TECHNISCHEN BAUBE- STIMMUNGEN (SONDERBETON MIT ZIE)

Die Nutzung von RC-Beton über die Norm hinaus ist ein weiterer Schritt zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und des nachhaltigen Bauens. In diesem Kapitel sollen spezifische Eigen- schaften dieses Sonderbetons erläutert und das mögliche Vorgehen für eine Umsetzung in der Praxis dargestellt werden. Grundsätzlich spricht nichts gegen die Nutzung von RC-Beton über die Norm hinaus. Alle aus der Literatur in diesem Leitfaden beispielhaft genannten Empfehlun- gen sind beton- und bauwerkspezifisch. Dass bedeutet, es müssen immer Prüfungen zur Vali- dierung der angenommenen Eigenschaften erfolgen.

3.1 ALLGEMEINES

Die LHM hat im Projekt „Campus Ost“ erfolgreich 100 % RC-Beton eingesetzt. Dabei bedeu- ten 100 % einen kompletten Austausch aller Gesteinskörnungsfraktionen (Durchmesser 0- 16 mm, inklusive feiner Gesteinskörnung ≤ 2 mm) bei gleichzeitiger betontechnologischer Op- timierung. Durch den Einsatz feiner RC-Gesteinskörnungen wird der Feinstanteil der Sieblinie erhöht, was sich positiv auf die Verarbeitbarkeit auswirken kann. Der eingesetzte Beton hat sich daher als pumpfähig und sehr gut verarbeitbar erwiesen. Einschränkungen hinsichtlich des Einbauverfahrens gibt es somit nicht. 100 % RC-Beton kann in fast allen Einsatzbereichen ver- wendet werden und dabei gleich- bis höherwertige Druck- und Zugfestigkeit gegenüber Norm- beton erreichen [23, 24]. Auch am Beispiel der Schweiz lässt sich die Machbarkeit von RC-Be- ton mit höheren RC-Anteilen ableiten, da hier häufig RC-Anteile von ca. 60 % zum Einsatz kom- men (z.B. [25]). Mögliche Expositions- und Druckfestigkeitsklassen Nach aktuellem Stand sind Bauteile aus Beton mit bis zu 100 % RC-Körnung für folgende Expositions- und Druckfestigkeitsklassen unter Verwendung üblicher Bewehrung erstellt wor- den. Die Tabelle 3 ist nicht abschließend (vgl. auch Abbildung 2). Tabelle 3: Bisher untersuchte Betone mit bis zu 100 % RC-Körnung

13

[Seite 14]

Bei anderen Expositions- und Feuchteklassen ist nach Rücksprache mit der Fachgutachter:in für Betontechnologie die Anwendung von RC-Betonen außerhalb der Norm zu klären. Berücksichtigung bei speziellen Bauteilgeometrien Besondere Aufmerksamkeit gilt flächigen, schlanken oder vorgespannten Bauteilen auf- grund der im Vergleich zu Tabellenwerten abweichenden mechanischen Eigenschaften (u.a. Zugfestigkeit, E-Modul) von RC-Betonen. Beispielsweise gilt:  Bei Bodenplatten (WU-Beton) erfolgt die Verwendung von RC-Beton nur nach Bewer- tung, was grundsätzlich möglich ist, wenn der RC-Anteil begrenzt wird [25]. Ein sinnvoller Ansatz könnte beispielweise nur der Austausch der groben Gesteinskörnung sein.  Bei Streifen/Flächenfundamenten ist es sinnvoll, Sollrissfugen einzubauen.  Bei Decken muss die maximale Durchbiegung und Verformung berücksichtigt werden. Basierend auf den bisherigen Erfahrungen ordnet Abbildung 2 die oben genannten Bauteile und Expositionsklassen entsprechend ihrer Machbarkeit nach derzeitigem Untersuchungs- stand ein.

Abbildung 2 Übersicht über mögliche Bauteile und deren Aufwand hinsichtlich RC und Expositionsklassen, die schon in Beispielprojekten mit RC-Beton mit bis zu 100% RC-Körnung umgesetzt wurden. [26, 23, 27, 28, 24]

3.2 RECHTLICHES

Sobald RC-Beton mit einem Anteil von über 45 % RC-Körnung oder feiner RC-Körnung (über das nach DIN 1045-2 erlaubte Maß hinaus oder Typ 2 Sand) zum Einsatz kommt, muss eine projektspezifische Zustimmung im Einzelfall (ZiE) beantragt werden. Eine ZiE ist immer dann erforderlich, wenn neue und innovative Bauprodukte wesentlich von den technischen Baube- stimmungen, von einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung (abZ) oder einem allgemei- nem bauaufsichtlichen Prüfzeugnis (abP) abweichen. Für Bauarten muss diese Zustimmung im Rahmen einer vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung (vBG) beantragt werden. Diese dient als Nachweis für neue und innovative Bauarten, aber auch für Bauarten, die wesentlich von Technischen Baubestimmungen, von einem abP oder einer vBG abweichen [29]. Im Zuge dieses Prozesses muss die Eignung der zu verbauenden Bauprodukte gesondert geprüft werden, da allgemeine Zulassungen, wie eine Europäische Technische Zulassung (ETA) oder eine abZ, bei wesentlichen Abweichungen ihre Gültigkeit verlieren. Dies betrifft insbeson- dere Verbindungs- und Befestigungsmittel wie Dübel oder Anker, deren Verwendbarkeit im Rahmen der vBG oder ZiE geprüft und gutachterlich bewertet werden muss. Diese Nachweise können durch gutachterliche Versuche erbracht werden, wobei auch die Hersteller der Bau- produkte in den Prozess eingebunden werden sollten.

14

[Seite 15]

Die Verwendung von Beton mit RC-Körnung als Bauprodukt unterliegt der jeweiligen Län- derbauordnung. Da für dauerhaft tragende, bewehrte RC-Betonbauteile mit RC-Gehalten au- ßerhalb der Norm keine Bemessungsregeln existieren, fallen sie nach Art. 15 Abs. 2 BayBO unter eine nicht geregelte Bauart und eine vorhabenbezogene Bauartgenehmigung wird erfor- derlich. Für die Erteilung dieser Genehmigung ist das Bayerische Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr [30] zuständig. Der entsprechende Antrag kann online über die Homepage des Ministeriums gestellt werden.

Tabelle 4: Übersicht über die gängigen Ver- und Anwendbarkeitsnachweise

15

[Seite 16]

3.3 PLANUNGSPROZESS

Im Planungsprozess ist besonderes Augenmerk auf erforderliche Vorlaufzeiten und die In- tegration in den zeitlichen Gesamtablauf zu legen (vergleiche Abbildung 3)

Abbildung 3 Ablaufplan für den Einsatz von RC-Beton über die Norm hinaus Es empfiehlt sich, mit einer Vor- bzw. Entwurfsplanung zu beginnen. Bereits während der Vor- bzw. Entwurfsplanung sollte der Einsatz von RC-Beton konzipiert und eine Analyse der geeigneten Bauteile gemeinsam mit betontechnologischen Fachgutachter:innen durchgeführt werden. Dabei ist eine Einschätzung der möglichen RC-Körnungsanteile je Bauteil vorzuneh- men. In Abbildung 2 wurden bereits mögliche Bauteile und Expositionsklassen gelistet, die bei der Vor- bzw. Entwurfsplanung helfen. Bei der Planung sind eine iterative Vorgehensweise und enge Abstimmung zwischen allen am Projekt beteiligten Personen und Firmen essenziell. Sobald die Vor- bzw. Entwurfsplanung (LPH 2-3) für das Bauprojekt abgeschlossen ist, muss für Bauteile, bei denen RC-Beton außerhalb der Norm eingesetzt wird, eine ZiE bei den zustän-

16

[Seite 17]

digen Behörden eingeholt werden (siehe Abschnitt 3.2). Es ist daher ein zeitlicher Mehrauf- wand zu berücksichtigen: Je nach Komplexität der Materialanforderungen und Umfang der er- forderlichen Prüfungen und Nachweise (Materialtests, Gutachten, Genehmigungsverfahren) kann die Vorlaufzeit ca. 6 - 12 Monate betragen. Dieser Prozess kann parallel zur Planung lau- fen, muss jedoch frühzeitig in die Terminplanung integriert werden. Es wird empfohlen, die zuständige Baubehörde frühzeitig in den Prozess einzubinden, insbesondere zur Klärung des Zulassungswegs und des Zeitbedarfs. Eine enge und kontinuierliche Abstimmung zwischen den Projektpartnern ist während der gesamten Planungs- und Ausführungsphase unerlässlich. Zudem sollte frühzeitig entschieden werden, ob Sichtbeton zum Einsatz kommt, da die für diesen Fall erforderlichen Musterflächen von höherer Bedeutung sind. Bei der Verwendung von RC-Körnung in Sichtbeton ist zu beachten, dass der Ziegelanteil in der RC-Körnung einen rötlichen Farbton verursachen kann, der je nach Typ (RC-Körnung Typ 1 oder Typ 2) unter- schiedlich stark ausfällt. Farbschwankungen der unterschiedlichen Betonierabschnitte können nachträglich beispielsweise durch Sandstahlen homogenisiert werden, um die gewünschte Qualität zu erhalten (Beispiel „13er Bürger-und Kulturtreff der Landeshauptstadt München“). Falls Betonrezepturen mit klinkerarmen Zementen zum Einsatz kommen, kann es Einschrän- kungen hinsichtlich Betonagen bei tiefen Temperaturen im Winter geben, welche in der Bau- ablaufplanung zu berücksichtigen sind. Ebenso kann es insbesondere bei Verwendung klinker- armer Zemente zu von der Norm abweichenden Anforderungen an die Nachbehandlung kom- men [25]. Besondere Beachtung sollten auch die für das Bauprojekt vorgesehenen Befestigungsmittel und Einbauteile finden. Ihre Zulassung ist zu prüfen und, falls erforderlich, in die Untersuchun- gen zur Erwirkung der ZiE einzubeziehen. Da die Verfügbarkeit von RC-Beton-Lieferanten mit 100 % RC-Körnung derzeit stark regional variiert, sollten mögliche Lieferanten frühzeitig identifiziert und kontaktiert werden. Ein aus- reichender zeitlicher Vorlauf ist erforderlich, um geeignete Betonmischungen, etwa durch Tastmischungen, festzulegen. Parallel zur Vor- bzw. Entwurfsplanung muss mit den Betonwer- ken abgestimmt werden, welche Betonmischungen lieferbar sind und welche Festbetoneigen- schaften erzielt werden können. Aufgrund der normabweichenden Anwendung wird für verformungsempfindliche Bauteile, wie beispielsweise Decken, ein zusätzliches Monitoring am Bauwerk empfohlen. Dieses sollte von betontechnologischen Fachgutachter:innen konzipiert und in Abstimmung mit der Bau- aufsichtsbehörde bewertet werden und visuelle Inspektionen sowie ergänzende Untersuchun- gen umfassen. Ein Überwachungskonzept zur Kontrolle von Verformungen – beispielsweise durch Live-Monitoring – könnte je nach Anwendungsfall in den ersten Nutzungsjahren hilfreich sein. Nach der erfolgreichen ZiE wird aufbauend auf der Vor- bzw. Entwurfsplanung die Detail- planung erarbeitet und bei Bedarf angepasst. Diese Detailplanung bildet die Grundlage für die Ausführung. Eine enge Abstimmung aller Beteiligten sowie ein vorausschauendes Zeitmanage- ment sind hier besonders wichtig, um Verzögerungen im Projektablauf zu vermeiden.

17

[Seite 18]

3.4 BEZUGSMÖGLICHKEITEN

Bei der Planung eines Bauprojekts mit RC-Beton als Sonderbeton ist es wichtig, frühzeitig die Lieferbarkeit im Hinblick auf den regionalen Transportbetonmarkt zu prüfen. Dabei sollte von der Objektplanung bzw. betontechnologischen Fachgutachter:innen geklärt werden, wel- che Bezugsquellen – etwa Transportbetonwerke oder mobile Mischanlagen – im Umkreis ver- fügbar sind und welche Festbetoneigenschaften sich mit den vorhandenen Möglichkeiten er- zielen lassen. Nähere Informationen dazu finden sich in Kapitel 3.6 Ausschreibung. Die Hochschule München hat bereits mehrere RC-Beton-Projekte [31] umgesetzt, bei denen unterschiedliche Bezugsquellen genutzt wurden.

3.5 BETONEIGENSCHAFTEN

Unter Berücksichtigung der Betoneigenschaften kann bei entsprechender Dimensionierung grundsätzlich jedes Bauteil mit RC-Beton ausgeführt werden. Das Erreichen der Druckfestig- keitsklasse C30/37 ist kein Problem und unter Auflagen (durch Nachweise und Anpassungsfak- toren in der Bemessung) können diese meist problemlos auf C50/60 (z.B. für Fertigteile) erwei- tert werden. Problematisch sind nach aktuellem Stand vor allem verformungsempfindliche sowie vorge- spannte Bauteile. Die Entscheidung, ob ein Einsatz von RC-Beton sinnvoll ist, ist objektspezi- fisch ist zu treffen. Hierbei muss auch abgewogen werden, ob Ausgleichsmaßnahmen sinnvoll sind. Dies können beispielsweise sein:  eine Erhöhung der Querschnitte,  eine längere Nachbehandlung,  eine Anpassung der Bewehrung oder  eine spätere Belastung/längere Unterstützung, um Kriechprozesse zu minimieren. Grundsätzlich sollten die Arbeiten mit RC-Beton immer von einem erfahrenen Polier durch- geführt und begleitet werden. Die erstmalige Auseinandersetzung mit dem Material stellt die größte Herausforderung dar. Hierfür ist es empfehlenswert, Probe-Betonagen (ggf. auch mit Pumpversuchen) auszuschreiben und durchführen zu lassen. Dies ist insbesondere ratsam, wenn der Sonderbeton zur Herstellung der Bauteile gepumpt werden muss, da er veränderte Frischbetoneigenschaften (Abschnitt 3.5.1) aufweisen kann. Die Festbetoneigenschaften wer- den in Abschnitt 3.5.2 detailliert betrachtet.

3.5.1 Frischbetoneigenschaften Aufgrund des Brechvorgangs weisen RC-Körnungen immer eine kantige Kornform auf. Eine höhere Porosität der in RC-Körnung immer vorhandenen Reste von Zementstein sowie Mau- erwerks- und Ziegelanteilen führt zu einer höheren Porosität der RC-Körnung gegenüber na- türlicher normaler Gesteinskörnung [24]. Durch die erhöhte Porosität der RC-Körnung ist auch die Wasseraufnahme erhöht, weshalb RC-Betone i.d.R. dazu neigen, schneller als konventionelle Betone anzusteifen. Um diesem ver- änderten Saug- und Fließverhalten vorzubeugen, kann es erforderlich sein, die RC-Körnung vorzunässen. Bei der angepassten Menge des Wassers muss unterschieden werden, ob es dau- erhaft von der RC-Körnung aufgesaugt wird oder erneut freigesetzt wird, ohne dass sich der Wasser-Zement (Bindemittel)-Wert und damit die Festigkeit und Porosität verändert. Die Menge des zuzugebenden Saugwassers hängt deshalb von der Kernfeuchte der RC-Körnung

18

[Seite 19]

und der jeweiligen RC-Beton-Mischung ab. Hier sind erfahrene betontechnologische Fachgut- achter:innen hinzuzuziehen. Folgende Maßnahmen sind neben der Zugabe von Saugwasser ggf. erforderlich:  Erhöhung des Bindemittelleims  Höhere Dosierung des Fließmittels zur Einstellung der gewünschten Konsistenz  Leicht erhöhter Verdichtungsaufwand aufgrund der kantigen Kornform.

3.5.2 Festbetoneigenschaften Im Folgenden werden die wichtigsten Erkenntnisse zu gängigen Kennwerten für Festbeton kurz erläutert. Hier ist vor allem die Tragwerksplanung involviert.

3.5.2.1 E-Modul Durch die geringere Dichte der Gesteinskörnung hat der RC-Beton eine geringere Steifigkeit. Da der E-Modul von Beton direkt mit dem E-Modul der Ausgangsstoffe zusammenhängt, ist der E-Modul des RC-Betons mit erhöhtem RC-Anteil grundsätzlich um ca. 20-25 % niedriger als der von herkömmlichen Beton [32]. Mit zunehmendem Anteil an RC-Körnung nimmt folglich auch der E-Modul ab. Der abgeminderte E-Modul hat hauptsächlich Auswirkungen auf das Schwingungs- sowie das Verformungsverhalten des Betons, was insbesondere bei Bauteilen mit großer zu erwartender Belastung aus Verformung berücksichtigt werden muss. Der Ent- wurf des EC2 [21] enthält Vorschläge zur Annahme des E-Moduls, die für die Grundlagenpla- nung herangezogen werden können. Der geringere E-Modul geht nicht zwingend mit einer niedrigeren Druckfestigkeit einher [33].

3.5.2.2 Druckfestigkeit und Zugfestigkeit Die Druckfestigkeit von RC-Beton hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der Festigkeit des Zementsteins, der Gesteinskörnung und des Verbunds zwischen RC-Körnung und Zementstein. Da RC-Betone in der Literatur [32, 34–36] meist nur einen einfachen volumetri- schen Austausch der Körnungen ohne weitere betontechnologische Optimierung der Betone vornehmen, weisen diese häufig (zum Teil deutlich) geringere Druck- und Zugfestigkeiten auf. Dabei nimmt mit zunehmendem Anteil an RC-Körnung die Betondruckfestigkeit nach [32, 37] ab. Durch Optimierung des Betonrezepts können allerdings Festigkeitsklassen von bis zu C50/60 erreicht werden. Bisherige bereits in der Praxis umgesetzte RC-Betone mit ZiE der LHM lagen bei einer Festigkeitsklasse C30/37. Bei gleicher Druckfestigkeit weisen RC-Betone meist von den Tabellenwerten für Normal- beton abweichende mechanischen Eigenschaften auf. Beispielsweise ist die Umrechnung von Zylinderdruckfestigkeit in Zugfestigkeit nach Norm nicht möglich. Hier werden in der Literatur Korrekturfaktoren und Annahmen zur Bemessung vorgeschlagen, z.B. in [38]. In jedem Fall empfiehlt sich jedoch die Prüfung der Spaltzugfestigkeit. Korrekturfaktoren ähneln denen in den Entwürfen verschiedener Neufassungen von Richtlinien und Normungen. Bis zur Veröf- fentlichung der entsprechenden Regelwerke können solche Vorschläge nur als Grundlage für die Vorbemessung genommen werden. Die tatsächlichen Eigenschaften müssen projektspezi- fisch, z.B. durch zusätzliche Prüfkörper, nachgewiesen werden. Die (Biege-)Zugfestigkeit von RC-Beton korreliert positiv mit der Druckfestigkeit. Die in der Literatur von Lü [34] untersuchten RC-Betone mit CEM I und 100 % grober RC-Körnung unter- scheiden sich bei einfachem volumetrischen Austausch der Körnung hinsichtlich der Zugfestig-

19

[Seite 20]

keit deutlich (Abnahme von 12 bis 18 %) gegenüber konventionellem Referenzbeton. Beton- technologische Optimierungen der Betonrezeptur können diese Abnahme jedoch verhindern. Es sind teilweise deutlich höhere Zugfestigkeiten als bei Beton ohne RC-Körnung möglich, wie Ergebnisse der Hochschule München sowie in der Literatur [38] zeigen. Bei erhöhter Zugfestigkeit des verwendeten RC-Betons ist der Rissbildung besondere Auf- merksamkeit zu widmen. Dabei ist abzuwägen, ob die Auswirkungen der erhöhten Zugfestig- keit beispielweise durch eine partielle Erhöhung des Bewehrungsgrads oder eine weiterge- hende Nachbehandlung abgemindert werden können. Die Haftzugfestigkeit von RC-Beton liegt in derselben Größenordnung wie die des Referenz- normalbetons. In Abhängigkeit der ersetzten Gesteinskörnung fallen die Empfehlungen zur Be- messung (z.B. [34]) sehr unterschiedlich aus, daher wird hier nochmal explizit auf eine Über- prüfung der tatsächlich vorliegenden Eigenschaften hingewiesen. Mit einer Bemessung nach EC2 [39] ist man auf der sicheren Seite [40].

3.5.2.3 Kriechen und Schwinden Aufgrund seiner Zusammensetzung (Feinkorn/Zementanteil) und Materialeigenschaften (erhöhte Wasseraufnahme, geringerer E-Modul, etc.) zeigt RC-Beton mit höherem RC-Anteil in der Regel ein größeres Schwindmaß [24, 41]. Dies geht mit einem erhöhten Rissrisiko [38] ein- her und kann insbesondere zu Verformungen in Decken und Flächenfundamenten führen. Bei langen oder flächigen Bauteilen müssen daher Maßnahmen zur Verringerung des Schwindens und zur Minimierung der Rissbildung getroffen werden: Einplanung von Schwindgassen und Sollrissfugen sowie die Anpassung der Geometrie. Auch die Möglichkeit des nachträglichen Verpressens sollte in Betracht gezogen werden. Zudem ist das ggf. ausgeprägtere Schwinden und eine von den Tabellenwerten abweichende Zugfestigkeit bei Rissbreitennachweisen zu be- rücksichtigen. Auf das Kriechen hat die Verwendung der RC-Körnung geringere Einflüsse. Hier kann in Ab- hängigkeit des verwendeten Materials von einem ähnlichen Verhalten [23] bis zu einer Zu- nahme von etwa 17 % gegenüber den nach EC2 erwarteten Werten ausgegangen werden, was innerhalb der normalen Schwankungen für Schwinden und Kriechen liegt [42]. Der Typ und Anteil der verwendeten RC-Körnung kann nochmal einen stärkeren Einfluss auf das Kriechver- halten haben [25].

3.5.2.4 Verbund Die schon erläuterten Eigenschaften des RC-Betons wirken sich auch stark auf dessen Ver- bundverhalten aus. Dieses wird in der Literatur kontrovers diskutiert. Einige Veröffentlichun- gen [35, 33, 41] schlagen deutliche Erhöhungen der Verankerungs- sowie Übergreifungslängen der Bewehrung vor, während andere [23] von ähnlichem bis gar besserem Verbundverhalten im Vergleich zu herkömmlichen Beton berichten. Auch Art und Anteil der feinen Gesteinskör- nung hat Auswirkungen auf den Verbund [23]. Aufgrund der doch stark unterschiedlichen Po- sitionen innerhalb der Literatur wird vor allem beim Verbundverhalten nochmals auf die zwin- gend notwendige Prüfung der tatsächlich vorliegenden Eigenschaften durch betontechnologi- sche Fachgutachter:innen hingewiesen.

3.5.2.5 Verdübelung Die Verdübelungswirkung ist im Wesentlichen vom Durchmesser der Zugbewehrung, dem Bewehrungsgrad und von der Zugfestigkeit des Betons abhängig. Größere Stabdurchmesser bewirken, ebenso wie eine höhere Zugfestigkeit des Betons, eine bessere Verdübelung. [33] 20

[Seite 21]

Bei bspw. einer Schubschlankheit von a/h = 3,4 [34] wird angenommen, dass die Verdübe- lungswirkung der Zugbewehrung den größten Traganteil ausmacht.

3.5.2.6 Querkrafttragfähigkeit Die Querkrafttragfähigkeit wird ebenfalls durch die Zugfestigkeit beeinflusst, da Risse, die durch Zugkräfte entstehen, die Tragfähigkeit gegenüber Querkräften reduzieren können. Da- her ist der Einfluss der Zugfestigkeit des Betons auf die Querkrafttragfähigkeit entsprechend groß. Neben herkömmlichen Nachweisen für die Querkrafttragfähigkeit werden auch alterna- tive Nachweismöglichkeiten empfohlen, um bspw. die Querkrafttragfähigkeit anhand vom Dü- bel-Tragverhalten nachzuweisen. Untersuchungen zur Rissverzahnung von RC-Betonen zeigen, dass die Ergebnisse unabhängig vom RC-Anteil im Streubereich des herkömmlichen Betons lie- gen. In Übereinstimmung mit Zilch und Roos [35] wird kein signifikanter Einfluss der Beton- druckfestigkeit auf die Rissverzahnung festgestellt, sondern im Wesentlichen eine Abhängig- keit der übertragbaren Schubspannung von der Rissöffnung und der Normalspannung. Die Rissverzahnung liegt je nach Quelle [36, 34, 35] zwischen den Gesetzmäßigkeiten von Normal- und Leichtbeton oder auf dem Niveau von Normalbeton.

3.5.2.7 Dauerhaftigkeit Bezüglich der Dauerhaftigkeit von RC-Beton sind bisher kaum Praxiswerte vorhanden, da die großflächige Nutzung erst in den letzten Jahren aufkam. Anhand durchgeführter, etablierter Prüfungen lassen sich jedoch folgende Annahmen treffen in Hinblick auf:  Chloridbelastung: Grundsätzlich ist durch die Verwendung von RC-Körnung keine dauerhaftigkeitsrelevante Chloridbelastung zu erwarten. Die Chloridgehalte der RC- Körnung liegen in der Regel gering unterhalb der Grenzwerte nach DIN 12620. Die Ermittlung nach DIN 1744 [16] führt zu einer Überbestimmung der Chloridgehalte und dient dadurch als zusätzlicher Sicherheitsfaktor [12].  Karbonatisierung: Versuche der Hochschule München zeigen eine sehr schnelle Kar- bonatisierung des Betons [43]. Durch gezielte Optimierung der Betonrezeptur und ausreichender Betondeckung in Kombination mit einer ggf. längeren Nachbehand- lung kann der Korrosionsschutz des konventionellen Stahls verbessert werden. Eine Abminderung (bspw. aufgrund der Festigkeitsklasse) ist grundsätzlich mit den be- tontechnologischen Fachgutachter:innen abzusprechen. Auch hier sind Versuche mit der genauen Betonrezeptur durchzuführen.  Frost-Tau(salz)-Widerstand: Aus den Ergebnissen nach den genormten Prüfverfah- ren und durchgeführten Versuchen kann eine Bemessungsdauer von 50 Jahren an- gesetzt werden. [23, 26]  Alkali-Kieselsäure-Widerstand: Hierfür ist vor allem die primär genutzte natürliche Gesteinskörnung (inkl. Herkunft) in der RC-Körnung ausschlaggebend. Im süddeut- schen Raum ist hier mit wenig problematischer RC-Körnung zu rechnen.  Brandschutz: Relevante Anforderungen sind mit RC-Beton gut einzuhalten, da auch hier laut Literatur [44, 45] verbesserte Eigenschaften bezüglich dem Feuerwider- stand festzustellen sind.

21

[Seite 22]

3.5.2.8 Vorschläge für Bemessungsansätze Durch betontechnologische Optimierung, beispielsweise durch die Wahl eines günstigeren Bindemittels sowie Anpassung des w/z-Werts, können bei ähnlicher Druckfestigkeit die Zug- festigkeit sowie das Verbundverhalten und somit auch die Querkrafttragfähigkeit erhöht wer- den. Um einen möglichst wirtschaftlichen und ökologischen Einsatz des RC-Betons sicherzu- stellen, ist es daher ratsam, Versuche zur Querkrafttragfähigkeit durchzuführen. Dies erscheint auf den ersten Blick etwas aufwändiger und kostspieliger. Liegen jedoch keine Versuchsergeb- nisse zur Querkrafttragfähigkeit vor, muss rein auf Basis theoretischer Betrachtungen ein An- satz zur Bemessung erarbeitet werden. Dabei sollte die Querkrafttragfähigkeit in Abhängigkeit der erzielten mechanischen Eigenschaften des RC-Betons auf der sicheren Seite etwas niedri- ger im Vergleich zu Normalbeton angesetzt werden. Die Abminderung der Querkrafttragfähig- keit von RC-Betonen anhand eines Abminderungsfaktors, bspw. auf Basis des RC-Anteils, ist aus betontechnologischer Sicht für eine korrekte Beschreibung des Werkstoff- und Bauteilver- haltens ungeeignet. Sinnvoller ist eine (zusätzliche) Berücksichtigung der Druck- und Zugfestig- keit des jeweiligen RC-Betons. Dies ist jedoch mit den einfachen empirischen Formeln zur Be- rechnung der Querkrafttragfähigkeit in den nationalen und internationalen Normen nicht ohne weiteres möglich. Im Vergleich zu den Prognoseformeln für Normalbeton sind die Querkrafttragfähigkeiten von RC-Beton ohne betontechnologische Optimierung bei einer Schubschlankheit a/h=3,4 um etwa 14 % bis 8 % (EC2 Version 1992) geringer [34]. Aus den o.g. Angaben ergeben sich Abmin- derungsfaktoren für die Querkrafttragfähigkeit ohne Querkraftbewehrung im Vergleich zu Normalbeton von 0,86 bis 0,92. Die Abminderungsfaktoren entsprechen den im Vergleich zum geprüften Normalbeton geringeren Druck- und Zugfestigkeiten [25]. Mit den o.g. Fakten und der Analogie zum Leichtbeton kann auf der sicheren Seite die Durchführung der Nachweise zunächst gemäß den Regeln für gefügedichten Leichtbeton er- folgen. Dabei ist lediglich der von der Rohdichte abhängige Abminderungsfaktor für den Son- derbeton festzulegen. Unter Ansatz einer Trockenrohdichte von z.B. 2.000 kg/m³ (auf der si- cheren Seite festgelegt) ergäbe sich für Leichtbeton ein Abminderungsfaktor von ɳ = 0,95. Auf 1 der sicheren Seite liegend sollte dieser Faktor nochmal etwas abgemindert werden, z.B. auf ɳ = 0,90. Die Festigkeitsklasse für den Nachweis als Leichtbeton sollte ebenfalls auf der siche- 1 ren Seite liegend gewählt werden. Somit ergeben sich für die Bauteile aus Sonderbeton mit 100 % RC-Körnung die folgenden Bemessungsregeln:

1. Betrachtung der Bauteile aus dem Sonderbeton mit 100 % RC-Körnung Typ 1 gemäß EC2 Kap. 11 „ZUSÄTZLICHE REGELN FÜR BAUTEILE UND TRAGWERKE AUS LEICHTBETON“.
2. Der Beiwert ɳ gem. Gl. 11.1 wird für alle Nachweise auf der sicheren Seite liegend, z.B. 1 auf 0,90 festgelegt. Dies entspräche ρ = 1.835 kg/m³, d.h. Rohdichteklasse 2,0. tr,Beton
3. Es ist eine Festigkeitsklasse für den Leichtbetonnachweis für Nachweise im Alter von 28 d auf der sicheren Seite anzusetzen.
4. E wird auf Basis von Versuchen festgelegt. lcm
5. Die Dichte des Sonderbetons für die Berechnung des Eigengewichts der Bauteile ist bei ungünstiger Wirkung auf der sicheren Seite wie bei Normalbeton anzusetzen.
6. Der Einsatz von Doppelkopfankern ist ohne experimentelle Nachweise nicht möglich.

3.5.2.9 Monitoring und Überwachung der R-Betonbauteile während der Nutzungsdauer Eine kontinuierliche Überwachung der Frisch- und Festbetoneigenschaften ist den Vorga- ben der ZiE entsprechend erforderlich und muss in der Ausschreibung berücksichtigt werden. 22

[Seite 23]

Zudem wird ggf. ein zusätzliches (Live-)Monitoring (z.B. für Durchbiegungen) in den ersten Nut- zungsjahren oder ein Korrosionsmonitoring im Zuge der Erwirkung der ZiE festgelegt. Für bei- des sollte die Zugänglichkeit zu den entsprechenden Bauteilen sichergestellt werden. Ggf. muss ein Überwachungskonzept bspw. für Verformungen von Deckenplatten (mit Vermesser) eingeführt werden. Derartige Maßnahmen sind in der frühen Projektphase je nach Anwen- dungsfall und je nach vorgesehener Betonzusammensetzung mit den betontechnologischen Fachgutachter:innen abzustimmen. Meist handelt es sich bei den Monitoringleistungen um Ortstermine mit Inaugenscheinnahme der Bauteile und Auslesen von Messsensoren einmal pro Jahr in den ersten 0-5 Jahren und ggf. alle 5 Jahre in den Folgejahren. Ja nach Projekt ist mit einmaligen Kosten zur Installation von Messtechnik in der Größenordnung von ca. 7.000,- Euro und Folgekosten pro Ortstermin mit ca. 1.500,- Euro (jeweils netto) zu rechnen.

3.6 AUSSCHREIBUNG UND VERGABE

Es ist bereits bei Vergabe der Planungsleistungen (u.a. Objektplanung) die Betonbauqualitäts- klasse BBQ-S mit der Betonklasse BK-S festzulegen; die Planungs- und Ausführungsklasse ist projektspezifisch mit den Planer:innen und den betontechnologischen Fachgutachter:innen zu definieren. Für die Ausschreibung und Vergabe von Bauleistungen (Beton- und Stahlbetonarbeiten) unter Verwendung eines 100 % RC-Betons außerhalb der technischen Baubestimmungen (Sonder- beton gemäß ZiE) ist grundsätzlich folgender Fall anzunehmen:

Der 100 % RC-Beton soll vom AN bzw. einem Subunternehmer hergestellt und geliefert werden

1. Die Zusammensetzung des Sonderbetons ist vor Veröffentlichung der Ausschreibung be- reits bekannt und eine projektspezifische ZiE wurde von der Bauaufsichtsbehörde bereits erteilt.
2. Zur Veröffentlichung der Ausschreibung liegt noch keine ZiE vor, die Machbarkeit der Ver- wendung von 100 % RC-Beton wurde durch Vorversuche und in Vorabstimmung mit der Bauaufsichtsbehörde jedoch bereits geklärt.

Fall 1: ZiE bereits erteilt: In beiden Fällen 1 und 2 muss frühzeitig ein:e Fachgutachter:in für Betontechnologie hinzu- gezogen werden und entsprechende Vorversuche durchgeführt werden; hierfür sind im Vor- feld der Veröffentlichung des LV min. 3 Monate einzuplanen. Im Fall 1 ist von einer Vorlaufzeit ab Vergabe bis zur Erwirkung der ZiE von rd. 8-10 Wochen zu rechnen. Der AN ist mit Vergabe auf den engen Zeitplan hinzuweisen. Um Produktneutralität zu wahren, darf nicht der Sonderbeton mit den in der ZiE hinterleg- ten Ausgangsstoffen inkl. der Hersteller in den jeweiligen Positionen vorgegeben werden. Es müssen auf Basis der zugrundeliegenden ZiE-Untersuchungen für die Betonausgangsstoffe zu- sätzliche technische Grenzen der Betonzusammensetzung über die normativen Grenzwerte der Betonzusammensetzungen hinaus durch den/die Fachgutachter:in definiert werden. Diese Grenzen sind in den technischen Vorbemerkungen oder der jeweiligen Position im LV festzu- legen. Beispiel: Im Zuge der ZiE-Versuche wurde eine Betonrezeptur C30/37 entwickelt und unter- sucht sowie eine zugehörige ZiE für folgende Betonzusammensetzung erwirkt.

23

[Seite 24]

Tabelle 5: Beispielhafte Rezeptur auf Basis der Vorversuche

Die zugehörige Ausschreibung kann dann wie folgt formuliert werden Grau hinterlegte Texte müssen entsprechend angepasst werden (Muster-Positionstexte für den Einsatz von 100 % RC-Beton gem. ZiE): POS-Nr1234, Musterbauteil, Ortbeton C30/37 als Sonderbeton nach Eigenschaften gemäß ZiE, bewehrt Stahlbeton-Musterbauteil in Ortbeton C30/37 aus RC-Beton mit rezyklierter Gesteinskör- nung (Typ 1/2/3) als Sonderbeton nach Eigenschaften gemäß ZiE inkl. erforderlicher Stüt- zungen, Gerüste und allen erforderlichen Leistungen nach Zeichnung und nach Statik. Bei Decken mit Spannweiten ≥ 3 m: Stützung bis 56 d nach Betonage Liefern und herstellen in fertiger Arbeit. Abmessungen: h = 10 - 120 cm Betonklasse gem. DIN 1045-1000:2023-08: BK-S Expositionsklasse: XC1-XC4, XF1/XF3, XA1, XD1/XD2 Feuchtigkeitsklasse: WO/WF/WA Überwachungsklasse: ÜK3, Vorlage der Prüf- und Überwachungsberichte inkl. aller Einzel- prüfergebnisse beim AG CSC-Level und/oder Treibhausgasminderungsklasse: Level 3/TM -30 Die CSC-Zertifizierung ist für jede Lieferung auf dem Lieferschein nachzuweisen. wk = 0,30 mm cv = 35 mm Masseanteil der groben rezyklierten Gesteinskörnung bezogen auf die gesamte Gesteins- körnung: 100/XX Vol.-% Wasseraufnahme der rezyklierten Gesteinskörnung 0/16 mm: max. XY M.-%. Rohdichte der rezyklierten Gesteinskörnung 0/16 mm: min. XY kg/l. Masseanteil Ziegel in der groben rezyklierten Gesteinskörnung: min. XX M.-%. Verwendet werden dürfen ausschließlich Zemente CEM I 42,5 N, CEM I 42,5 R, CEM I 52,5 N und CEM I 52,5 R gem. DIN EN 197/DIN 1164. Mindest-Zementgehalt: 280 kg/m³. Der w/z- bzw. äquivalente w/z-Wert darf max. 0,44 betragen. Mindest-Nachbehandlungsdauer: 7 Tage, Nachbehandlungsmethode nach Wahl des AN (Die Verwendung von Nachbehandlungsmitteln ist jedoch ausgeschlossen!) Schalung und Betonstahl wird in gesonderter Position abgerechnet. Lage im Gebäude: Bauteil: Arbeitshöhe: ca. 3 - 3,5 m

24

[Seite 25]

POS-Nr4321, Bestimmung der Bestandteile einer groben rezyklierten Gesteinskörnung ge- mäß DIN EN 12620:2008-07 Ermittlung der Bestandteile von rezyklierter Gesteinskörnung gem. DIN EN 12620:2008-07 Kap. 5.8 als zusätzliche Kontrollprüfung des AG. Ausführung nach Aufforderung durch den AG. Inklusive Probenahme beim Hersteller der rezyklierten Gesteinskörnung, Durchführung der Analyse und Ergebnisbericht durch eine notifizierte Stelle.

POS-Nr4231, Entwicklung eines Sonderbetons durch den AN (Tastmischungen) Der AN entwickelt (ggf. gemeinsam mit dem vorgesehenen Transportbetonlieferanten) auf Basis der in POS 1234 genannten Grenzwerte und der vom AG zur Verfügung gestell- ten Ergebnisse aus Vorversuchen eine für die geplante Verwendung geeignete Betonre- zeptur (Durchführung von Tastmischungen) inkl. Prüfung des Frischbetonluftgehalts, der Frischbetonrohdichte, der zeitabhängigen Konsistenz und der Würfeldruckfestigkeit nach 2 und 7 Tagen. Inkl. Ermittlung der Bestandteile der rezyklierten Gesteinskörnung gem. DIN EN 12620:2008-07 Kap. 5.8, Prüfung der Rohdichte und der Wasseraufnahme der rezyklierten Gesteinskörnung. Vorlage und Abstimmung der Betonrezepturen für Tastmischungen mit dem AG.

POS-Nr4213, Erweiterte Eignungsprüfung an dem vom AN vorgesehenen Sonderbeton zur Erwirkung/Anpassung einer ZiE An der in POS 4231 entwickelten Betonsorte werden zur Erwirkung/Anpassung der ZiE fol- gende Laborversuche durch den AN durchgeführt: Durchführung einer Erstprüfung gemäß DIN EN 206-1 / DIN 1045-2, dazu ergänzend: Zylinderdruckfestigkeit und statischer E-Modul nach 28 Tagen gem. DIN EN 12390-13, Druckfestigkeit nach 56 Tagen. Erstellung eines Prüfberichts mit allen o.g. Prüfergebnissen und Vorlage beim AG mind. 4 Wochen vor Beginn der Betonarbeiten.

Fall 2 - ZiE noch nicht erteilt: In beiden Fällen 1 und 2 muss frühzeitig ein:e Fachgutachter:in für Betontechnologie hinzu- gezogen werden und entsprechende Vorversuche durchgeführt werden; hierfür sind im Vor- feld der Veröffentlichung des LV min. 3 Monate einzuplanen. Im Fall 2 ist von einer Vorlaufzeit ab Vergabe bis zur Erwirkung der ZiE von rd. 12-15 Wochen zu rechnen. Der AN ist mit Vergabe auf den engen Zeitplan hinzuweisen. Um Produktneutralität zu wahren, darf nicht der Sonderbeton mit den in den Vorversuchen verwendeten Ausgangsstoffen inkl. der Hersteller in den jeweiligen Positionen vorgegeben werden. Es müssen auf Basis der zugrundeliegenden Voruntersuchungen für die Betonaus- gangsstoffe zusätzliche technische Grenzen der Betonzusammensetzung über die normativen Grenzwerte der Betonzusammensetzungen hinaus durch den/die Fachgutachter:in definiert werden. Diese Grenzen sind in den technischen Vorbemerkungen oder der jeweiligen Position im LV festzulegen. Beispiel: Im Zuge der Vorversuche wurde eine Betonrezeptur C30/37 entwickelt und unter- sucht.

25

[Seite 26]

Tabelle 6: Beispielhafte Betonrezeptur auf Basis der Vorversuche

Die zugehörige Ausschreibung kann dann wie folgt formuliert werden Grau hinterlegte Texte müssen entsprechend angepasst werden (Muster-Positionstexte für den Einsatz von 100 % RC-Beton gem. ZiE): POS-Nr1234, Musterbauteil, Ortbeton C30/37 als Sonderbeton nach Eigenschaften gemäß ZiE, bewehrt Stahlbeton-Musterbauteil in Ortbeton C30/37 aus RC-Beton mit rezyklierter Gesteinskör- nung (Typ 1/2/3) als Sonderbeton nach Eigenschaften gemäß ZiE inkl. erforderlicher Stüt- zungen, Gerüste und allen erforderlichen Leistungen nach Zeichnung und nach Statik. Bei Decken mit Spannweiten ≥ 3 m: Stützung bis 56 d nach Betonage Liefern und Herstellen in fertiger Arbeit. Abmessungen: h = 10 - 120 cm Betonklasse gem. DIN 1045-1000:2023-08: BK-S Expositionsklasse: XC1-XC4, XF1/XF3, XA1, XD1/XD2 Feuchtigkeitsklasse: WO/WF/WA Überwachungsklasse: ÜK3, Vorlage der Prüf- und Überwachungsberichte inkl. aller Einzel- prüfergebnisse beim AG CSC-Level und/oder Treibhausgasminderungsklasse: Level 3/TM -30 Die CSC-Zertifizierung ist für jede Lieferung auf dem Lieferschein nachzuweisen. wk = 0,30 mm cv = 35 mm Masseanteil der groben rezyklierten Gesteinskörnung bezogen auf die gesamte Gesteins- körnung: 100/XX Vol.-% Wasseraufnahme der rezyklierten Gesteinskörnung 0/16 mm: max. XY M.-%. Rohdichte der rezyklierten Gesteinskörnung 0/16 mm: min. XY kg/l. Masseanteil Ziegel in der groben rezyklierten Gesteinskörnung: min. XX M.-%. Verwendet werden dürfen ausschließlich Zemente CEM I 42,5 N, CEM I 42,5 R, CEM I 52,5 N und CEM I 52,5 R gem. DIN EN 197/DIN 1164. Mindest-Zementgehalt: 280 kg/m³. Der w/z- bzw. äquivalente w/z-Wert darf max. 0,44 betragen. Mindest-Nachbehandlungsdauer: 7 Tage, Nachbehandlungsmethode nach Wahl des AN (Die Verwendung von Nachbehandlungsmitteln ist jedoch ausgeschlossen!) Schalung und Betonstahl wird in gesonderter Position abgerechnet. Lage im Gebäude: Bauteil: Arbeitshöhe: ca. 3 - 3,5 m

POS-Nr4321, Bestimmung der Bestandteile einer groben rezyklierten Gesteinskörnung ge- mäß DIN EN 12620:2008-07

26

[Seite 27]

Ermittlung der Bestandteile von rezyklierter Gesteinskörnung gem. DIN EN 12620:2008-07 Kap. 5.8 als zusätzliche Kontrollprüfung des AG. Ausführung nach Aufforderung durch den AG. Inklusive Probenahme beim Hersteller der rezyklierten Gesteinskörnung, Durchführung der Analyse und Ergebnisbericht durch eine notifizierte Stelle.

POS-Nr4231, Entwicklung eines Sonderbetons durch den AN (Tastmischungen) Der AN entwickelt (ggf. gemeinsam mit dem vorgesehenen Transportbetonlieferanten) auf Basis der in POS 1234 genannten Grenzwerte und der vom AG zur Verfügung gestell- ten Ergebnisse aus Vorversuchen eine für die geplante Verwendung geeignete Betonre- zeptur (Durchführung von Tastmischungen) inkl. Prüfung des Frischbetonluftgehalts, der Frischbetonrohdichte, der zeitabhängigen Konsistenz und der Würfeldruckfestigkeit nach 2 und 7 Tagen. Inkl. Ermittlung der Bestandteile der rezyklierten Gesteinskörnung gem. DIN EN 12620:2008-07 Kap. 5.8, Prüfung der Rohdichte und der Wasseraufnahme der rezyklierten Gesteinskörnung. Vorlage und Abstimmung der Betonrezepturen für Tastmischungen mit dem AG.

POS-Nr4213, Erweiterte Eignungsprüfung an dem vom AN vorgesehenen Sonderbeton zur Erwirkung einer ZiE An der in POS 4231 entwickelten Betonsorte werden zur Erwirkung der ZiE folgende La- borversuche durch den AN durchgeführt: Durchführung einer Erstprüfung gemäß DIN EN 206-1 / DIN 1045-2, dazu ergänzend: Zylinderdruckfestigkeit und statischer E-Modul nach 28 Tagen gem. DIN EN 12390-13,

Erstellung eines Prüfberichts mit allen o.g. Prüfergebnissen und Vorlage beim AG mind. 8 Wochen vor Beginn der Betonarbeiten.

27

[Seite 28]

4 ABLAUFPLAN UND VERANTWORTLICHE

Folgendes Schaubild, welches auch schon in Kapitel 3. gezeigt wurde, zeigt grob die einzelnen Planungsschritte und die entsprechenden Verantwortlichen.

Abbildung 3 Ablaufplan für den Einsatz von RC-Beton über die Norm hinaus

28

[Seite 29]

5 FAZIT

Die Umwelt- und Klimaziele der LHM können nur durch den Einsatz alternativer Baustoffe erreicht werden, daher ist RC-Beton eine wichtige Stellschraube für das Einhalten der Ziele. Einer intensiveren Verwendung von RC-Beton über die normativen Vorgaben hinaus steht nichts entgegen. Unter Anpassung von Bemessung und Bauteilgeometrien lässt sich nahezu jedes Bauwerk größtenteils mit RC-Beton realisieren. Die aktuellen Entwurfsfassungen des EC2 greifen die Bemessung von RC-Körnungen verstärkt auf, sodass von einer weiteren Mark- tentwicklung hin zu RC-Beton auszugehen ist. Mit einem wachsenden Angebot werden RC- Körnungen zunehmend wirtschaftlicher. Erfahrungen aus Nachbarländern wie der Schweiz belegen zudem die breite Praxistauglichkeit. Auch wenn bislang Unsicherheiten etwa bezüglich Betongüte oder begrenzten Langzeiter- fahrungen bestehen, zeigen Forschungsergebnisse und praktische Anwendungen, dass keine tragwerksrelevanten Risiken zu erwarten sind. Die ökologischen Vorteile – insbesondere Res- sourcenschonung und CO₂-Reduktion – überwiegen deutlich. Damit stellt RC-Beton, bei fach- gerechter Anwendung und qualitätsgesicherter Herstellung, einen zukunftsweisenden Bau- stoff dar, der entscheidend zur Erreichung von Umwelt- und Klimazielen beiträgt. [25]

29

[Seite 30]

6 ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

aaRdT Allgemein anerkannte Regeln der Technik abP allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis abZ allgemeine bauaufsichtliche Zulassung AG Auftraggeber AKR Alkali-Kieselsäure-Reaktion AN Auftragnehmer BauPVO Bauproduktenverordnung BayTB Bayerische Technische Baubestimmungen BK-E Betonklasse erhöhte Anforderungen BK-N Betonklasse normale Anforderungen BK-S Betonklasse speziell festzulegende Anforderungen BU Bauunternehmer CSC Concrete Sustainability Council, EC2 Eurocode 2 EP Einzelpositionen ETA Europäisch Technische Bewertung GK Gesteinskörnung GWP Global Warming Potential = relatives Treibhauspotential LHM Landeshauptstadt München LPH Leistungsphase LV Leistungsverzeichnis RC-Beton Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung RC-GK rezyklierte Gesteinskörnung StMB Bayerisches Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr THG-Emission Treibhausgas-Emission vBG vorhabenbezogene Bauartgenehmigung WU-Beton wasserundurchlässiger Beton ZiE Zustimmung im Einzelfall

30

[Seite 31]

7 APPENDIX

7.1 CO -REDUZIERTER BETON 2

Das Gesamtprodukt Beton kann ebenso wie Zement als CO -reduziert betrachtet werden. Da- 2 bei geht es um das Gesamtpaket, wie beispielsweise den Einsatz von CO -reduzierten Binde- 2 mitteln oder auch Nachhaltigkeitsoptimierungen in der gesamten Wertschöpfungskette. Be- rücksichtigt wird z.B. auch die Verwendung alternativer Brennstoffe für die Zementproduktion. Hier kommt mitunter das häufig in Ausschrei- bungen geforderte CSC-Zertifikat zum Einsatz. Das CSC-Zertifikat (Concrete Sustainability Coun- cil) ist ein freiwilliges Nachhaltigkeitslabel für Be- tone, Zemente und Gesteinskörnungen. Es soll Transparenz und verantwortungsvolle Beschaf- fung fördern und je nach Stufe (Bronze bis Platin) einen Nachhaltigkeitsstandart erfüllen. Kritisch Abbildung 4 Wertschöpfungskette Beton betrachtet wird jedoch, dass das Zertifizierungssystem stark von der Beton- und Zementindust- rie selbst getragen wird, was Interessenskonflikte nahelegt (vgl. Heinrich-Böll-Stiftung, 2021). Zudem sind viele Anforderungen niedrigschwellig und erlauben bereits bei Erfüllung grundle- gender Umwelt- und Sozialstandards eine Zertifizierung, ohne tiefgreifende Nachhaltigkeits- maßnahmen umzusetzen. Somit besteht das Risiko, dass eine nach außen kommunizierte Um- weltorientierung nicht in allen Bereichen von umfassenden strukturellen Veränderungen be- gleitet wird. Diese Gefahr lässt sich grundsätzlich nie vollständig ausschließen; zugleich sind die bestehenden Bemühungen und Ansätze jedoch als wichtige Schritte in eine nachhaltigere Richtung zu bewerten. Ein freiwilliges, ergänzendes Zusatzmodul zum CSC-Zertifikat ist das CO -Modul. Sein Ziel ist es, Betone zu kennzeichnen, welche eine signifikante Reduzierung der 2 THG-Emissionen aufweisen. Es soll Transparenz hinsichtlich der mit der Betonherstellung ver- bundenen THG-Emissionen schaffen und CO -reduzierte Betone in sog. „CO -Klassen“ eintei- 2 2 len. Das CO -Modul ist eine Zertifizierung auf Produktebene – ersetzt jedoch nicht eine Um- 2 weltproduktdeklaration (engl. environmental product declaration, kurz EPD) nach EN 15804 /1/. [46, 47] Um das Ziel der Klima- / CO -Neutralität bis 2050 zu erreichen, müssen jedoch noch weitere 2 Breakthrough-Technologien entwickelt werden, die auf die Nutzung oder Speicherung von CO 2 (engl. carbon capture usage and storage, kurz CCUS) abzielen. Diese werden jedoch kritisch gesehen [48]und sind Bestandteil aktueller Forschung. Einen Überblick hierzu gibt [48].

Abbildung 5 Verfahren zur CO Abscheidung bei der Zementklinkerherstellung [48] 2 31

[Seite 32]

[Seite 32: Text nur als Bild — nicht lesbar]

[Seite 33]

8 LITERATUR

[1] Dyckerhoff: Dyckerhoff erhält als erster deutscher Hersteller die Zulassung für CEM II/C-Zement, 2023, https://www.dyckerhoff.com/-/cem-ii-c-zement [Zugriff am: 06.09.2023]. [2] beton.org – bauen mit CO2 reduziertem Beton, 2023, https://www.be- ton.org/news/aus-der-branche/details/bauen-mit-co2-reduziertem-r-beton/ [Zugriff am: 06.09.2023]. [3] Hoenig, V.: Minderungspotential von CO₂-Emissionen durch den Einsatz der Oxyfuel-Technologie in Drehofenanlagen der Zementindustrie – AiF Forschungs- vorhaben Nr. 16811N Ausgabe 2012. [4] Wirtschaft und Klimaschutz, BMWK - Bundesministerium für: 4. Ressourcenscho- nendes Bauen. BMWI, 2023 [Zugriff am: 18.10.2023]. [5] Statista: Sand und Kies: Preisindex in Deutschland bis 2023 | Statista, 2025, https://de.statista.com/statistik/daten/studie/1320210/umfrage/erzeugerpreisin- dex-von-sand-und-kies-in-deutschland/ [Zugriff am: 25.02.2025]. [6] Statista: Mineralische Bauabfälle: Verbleib bis 2023 | Statista, 2025, https://de.statista.com/statistik/daten/studie/1549725/umfrage/mineralische-bau- abfaelle-verbleib/ [Zugriff am: 25.02.2025]. [7] Bundesministerium des Innern: Leitfaden Nachhaltiges Bauen – Zukunftsfähiges Planen, Bauen und Betreiben von Gebäuden. Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) / Nachhaltiges Bauen, 2019, https://www.nachhaltiges- bauen.de/fileadmin/pdf/Leitfaden_2019/BBSR_LFNB_D_190125.pdf. [8] Timpe, C.; Mundt, J., Rudolf, A.: Massnahmenplan Klimaneutralitaet München. Freiburg, Öko-Institut e.V., 2021. [9] Zementmerkblatt Betontechnik: Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung-R-Beton, Düsseldorf Ausgabe 2021. [10] Verordnung über Anforderungen an den Einbau von mineralischen Ersatzbau- stoffen in technische Bauwerke – ErsatzbaustoffV, 2021. [11] DAfStb-Richtlinie: Alkali-Richtlinie:2013-10 Vorbeugende Maßnahmen gegen schädigende Alkalireaktion im Beton (Alkali-Richtlinie). DAfStb-Richtlinie. [12] 1045-2: DIN 1045-2 Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton - Teil 2: Beton - Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität. DIN, Ausgabe August 2023. [13] 12620: Gesteinskörnungen für Beton. DIN EN, Ausgabe Juni 2007. [14] DIN 4226-101: Rezyklierte Gesteinskörnungen für Beton nach DIN EN 12620 Ty- pen und geregelte gefährliche Substanzen. DIN, Ausgabe August 2017. [15] 4226-102: DIN 4226 - 102 Rezyklierte Gesteinskörnungen für Beton nach DIN EN 12620 - Typprüfung und Werkseigene Produktionskontrolle. DIN, Ausgabe August 2017. [16] 1744: Prüfverfahren für chemische Eigenschaften von Gesteinskörnungen –Teil 1: Chemische Analyse;. DIN EN, Ausgabe 2012. [17] DAfStb-Richtlinie: Beton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 mit rezyklierten Ge- steinskörnungen nach DIN EN 12620. DAfStb-Richtlinie, Ausgabe September 2010. [18] Europäisches Parlament; Rat der Europäischen Union: Verordnung (EU) Nr. 305/2011 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 9. März 2011 zur Festlegung harmonisierter Bedingungen für die Vermarktung von Bauprodukten

33

[Seite 34]

und zur Aufhebung der Richtlinie 89/106/EWG des Rates – BauPVO. Europäi- sches Parlament; Rat der Europäischen Union, 2011. [19] 2021-06: DIN EN 206. Deutsche Fassung EN 206:2013+A2:2021, Ausgabe Juni 2021. [20] 933-11: Prüfverfahren für geometrische Eigenschaften von Gesteinskörnungen – Teil 11: Einteilung der Bestandteile in grober recyclierter Gesteinskörnung;. DIN EN, Ausgabe Mai 2011. [21] DIN EN 1992-1-1:2011-01: Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahl- beton- und Spannbetontragwerken;. Deutsche Fassung EN 1992-1-1:2004 + AC:2010, Ausgabe 2011. [22] DIN 1045-2 : 2008. [23] Wild, P.; Stengel, T.; Kustermann, A.: Development of concrete with 100% recyc- led aggregate for use in structural engineering with exposure classes XC3 and XF1. In: Ilki, A.; Çavunt, D.; Çavunt, Y.S. (eds.): Building for the Future: Durable, Sustainable, Resilient – Proceedings of the fib Symposium 2023 - Volume 1, Lec- ture Notes in Civil Engineering no. 349. Springer Nature Switzerland; Imprint Springer, Cham, 2023, pp. 835-843. [24] Kustermann, A.; Stengel, T.; Wild, P.: Konzept und Erforschung von R-Beton mit 100% rezyklierter Gesteinskörnung zur Verwendung als Ortbeton am BV Campus Ost für Bauteile in den Expositionsklassen XC3, XF1, WF Ausgabe September 2023. [25] Nay, C.: Einsatz von Recyclingbeton im Hochbau, Frauenfeld Ausgabe 2021. [26] Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg, In Ko- operation mit: Ingenieurkammer Baden-Württemberg (INGBW), Industrieverband Steine und Erden Baden-Württemberg e.V. (ISTE), QRB, Akademie für Natur- und Umweltschutz Baden-Württemberg, ifeu, Landesvereinigung Bauwirtschaft Baden-Württemberg (Hrsg.): Optimierung der Ressourceneffizienz in der Bauwirt- schaft: R-Beton hilft Stoffkreisläufe schließen – Fachsymposium am 20. Januar 2016 und Fachexkursion am 21. Januar 2016, Stuttgart. Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg, Stuttgart, 2016. [27] Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg: Leitfaden zum Einsatz von R-Beton. Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württem- berg, In Kooperation mit: Ingenieurkammer Baden-Württemberg (INGBW), In- dustrieverband Steine und Erden Baden-Württemberg e.V. (ISTE), QRB, Akade- mie für Natur- und Umweltschutz Baden-Württemberg, ifeu, Landesvereinigung Bauwirtschaft Baden-Württemberg, Stuttgart Ausgabe 2017. [28] Böing, R.; Knappe, F.; Müller, C. et al. (Hrsg.): Schlussberichte zum BMBF-Ver- bundforschungsvorhaben "R-Beton-Ressourcenschonender Beton - Werkstoff der nächsten Generation" – Schwerpunkt 3: Ökobilanz, Praxistest und Transfer. Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Deutscher Ausschuss für StahlbetonHeft 641, Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2022. [29] Zustimmungen im Einzelfall / vorhabenbezogene Bauartgenehmigung - Bayeri- sches Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr, 2025, https://www.stmb.bayern.de/buw/baurechtundtechnik/bautechnik/einzelfall/in- dex.php [Zugriff am: 15.01.2025]. [30] Ministerialdirektor Dr. Thomas Gruber: Bayerisches Staatsministerium für Woh- nen, Bau und Verkehr – Startseite, 2023, https://www.stmb.bayern.de/ [Zugriff am: 26.09.2023].

34

[Seite 35]

[31] Wild, P.; Kustermann, A.; Stengel, T.: Beton mit 100 % rezyklierter Gesteinskör- nung – Erfahrungsbericht zu acht Praxisprojekten. In: Beton- und Stahlbetonbau 119 (2024), Heft 10, S. 722-734. https://doi.org/10.1002/best.202400049. [32] Xi, T.; Gholampour, A.; Ozbakkaloglu, T.: Toward the Development of Sustainable Concretes with Recycled Concrete Aggregates: Comprehensive Re- view of Studies on Mechanical Properties. In: Journal of Materials in Civil Engine- ering 2018 (2018), Vol. 30, Issue 9. https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943- 5533.0002304. [33] Guerra, M.; Ceia, F.; Brito, J. de et al.: Anchorage of steel rebars to recycled ag- gregates concrete. In: Construction and Building Materials 72 (2014), S. 113-123. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.08.081. [34] Lü, S.: Schubtragverhalten von Stahlbetonbauteilen mit rezyklierten Zuschlägen. Berlin, Zugl.: Bochum, Univ., Diss., 1999. [35] Zilch, K.; Roos, F.: Betonkennwerte für die Bemessung und das Verbundverhal- ten von Beton mit rezykliertem Zuschlag, Deutscher Ausschuß für Stahlbeton Heft 507, Beuth, Berlin, 2000. [36] Al Mahmoud, F.; R. Boissiere; C. Mercier et al.: Shear behavior of reinforced con- crete beams made from recycled coarse and fine aggregates. In: Structures (Elsevier) (2020), Vol. 25, S. 660-669. https://doi.org/10.1016/j.is- truc.2020.03.015. [37] Nikola Tošic; Jean Michel Torrenti; Thierry Sedran et al.: Toward a codified de- sign of recycled aggregate concrete structures: – Background for the new fib Mo- del Code 2020 and Eurocode 2. In: Structural Concrete (Journal of the fib) (2021), Band 22, Heft 5, S. 2916-2938. https://doi.org/10.1002/suco.202000512. [38] Borchers, I.; Müller, C.; Pancic, A. et al.: Schlussberichte zum BMBF-Verbundfor- schungsvorhaben "R-Beton - Ressourcenschonender Beton - Werkstoff der nächsten Generation" – Schwerpunkt 2: Praxisanforderungen an die neuen Werkstoffe. DAfStb, DAfStb-Heft Heft 640, Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2022. [39] 1992-1-1: Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spann- betontragwerken – Teil 1-1: Allgemeine Regeln – Regeln für Hochbauten, Brü- cken und Ingenieurbauwerke; Deutsche und Englische Fassung prEN 1992-1- 1:2021. DIN EN, Ausgabe Oktober 2021. [40] George Wardeh; Elhem Ghorbel; Hector Gomart et al.: Experimental and analyti- cal study of bond behavior between recycled aggregate concrete and steel bars using a pullout test. In: Structural Concrete (Journal of the fib) (2017), Heft 5, S. 1-15. https://doi.org/10.1002/suco.201600155. [41] Kustermann, A.; Stengel, T.: Gutachterliche Stellungnahme zum Einsatz von R- Beton mit 100% rezyklierter Gesteinskörnung im BV Campus Ost H1 Sportcam- pus zur Verwendung in Ortbeton für Bauteile der Expositionsklassen XC3, XF1, WF. [42] Thorsten Stengel; Christian Sodeikat; Peter Schießl: Zur Qualität von Betonbau- werken - Aktuelle Beispiele aus der Gutachterpraxis. In: beton (2017), Heft 67. [43] Kustermann: Gutachterliche Stellungnahme zur projektbezogenen Zustimmung im Einzelfall: – Beton mit 100% rezyklierter Gesteinskörnung für Innenwände EG und OG des Bauwerks Landratsamt Eichstätt, Burgberg-Gemmingenstraße 85072 Eichstätt. [44] Dong, H.; Cao, W.; Bian, J. et al.: The Fire Resistance Performance of Recycled Aggregate Concrete Columns with Different Concrete Compressive Strengths. In: Materials (Basel, Switzerland), Vol. 7 (2014), Iss. 12, pp. 7843-7860. https://doi.org/10.3390/ma7127843.

35

[Seite 36]

[45] Varona, F.B.; Baeza-Brotons, F.; Tenza-Abril, A.J. et al.: Residual Compressive Strength of Recycled Aggregate Concretes after High Temperature Exposure. In: Materials (Basel, Switzerland), Vol. 13 (2020), Iss. 8. https://doi.org/10.3390/ma13081981. [46] Bundesverband Transportbeton e. V. (BTB) – Regionaler Systembetreiber des CSC für Deutschland: Technisches Handbuch – CO₂-Modul. Concrete Sustaina- bility Council Ausgabe Januar 2022. [47] Hoffmann, T.: Hintergrundbericht – CO₂-Modul. Concrete Sustainability Council Ausgabe Dezember 2021. [48] VDZ: Dekarbonisierung von Zement und Beton – Minderungspfade und Hand- lungsstrategien. Verein Deutscher Zementwerke e. V., Düsseldorf Ausgabe 2020.

36