Weinhold, Karl

Diplomarbeit:
1909

Thema:
Lebenszyklusbasierte Ökobilanzierung von Carbonbeton
(Life cycle based life cycle assessment of carbon concrete)

Bearbeiter:
Karl Weinhold

Verantwortlicher Hochschullehrer:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Jens Otto

Betreuerin:
Universitärer Betreuer: Dipl.-Ing. Romy Wiel

Zeitraum:
25.10.2022 bis 29.03.2023

Kurzfassung:
Für stahlbewehrte Bauteile sind große Betonmengen erforderlich. Die Herstellung des Baustoffs Beton gilt aufgrund der hohen CO2 Emissionen bei der Zementproduktion als einer der größten Verursacher des Klimawandels in der Bauindustrie. Der Einsatz des Hochleistungsverbundwerkstoff Carbonbeton verspricht folgendermaßen einen positiven Beitrag zum Klima zu leisten: Die deutlich höheren Zugfestigkeit von Carbonfasern gegenüber Bewehrungsstahl und ihrer Korrosionsresistenz ermöglichen eine Reduktion der Betonmasse, wodurch gegenüber Stahlbetonbauteilen Ressourcen gespart und weniger Treibhausgase freigesetzt werden sollen. Die Arbeit hat zum Ziel, die ökologische Dimension der Nachhaltigkeit von Carbonbeton ganzheitlich zu betrachten. Dazu wurde eine lebenszyklusbasierte Ökobilanzierung von einem Decken- und einem Wandsystem aus Carbonbeton gemäß DIN EN ISO 14040 für alle Kernindikatoren durchgeführt. Als Vergleichsbauteile wurden äquivalente Stahlbetonbauteile herangezogen. Neben dem Ausgangsszenario wurden 4 weitere Szenarien untersucht. Diese dienten zum Aufzeigen des Optimierungspotentials sowie der Grenzen des Herstellungsprozesses von Carbonbeton im Hinblick auf die ökologische Nachhaltigkeit. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Umweltwirkungen durch Carbonbeton durchaus niedriger ausfallen als bei Stahlbeton, was auf die hohe Materialeinsparungen beim verbauten Beton sowie beimBewehrungsmaterial gegenüber Stahlbeton zurückzuführen ist. Die Arbeit hat ergeben, dass die meisten Umweltwirkungen in der Herstellungsphase verursacht werden. Es konnte auch festgestellt werden, dass die Verwertung der Carbonbewehrung einen entscheidenden Einfluss auf die Höhe der Umweltbelastungen über den kompletten Lebenszyklus hat.
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