Ökopfahl

Entwicklung eines umweltfreundlichen Betons für geotechnische Anwendungen im Untergrund.

Steckbrief

Lead-Departement Architektur, Holz und Bau
Institut Institut für Infrastruktur und Umwelt IIU
Forschungseinheit Fachgruppe Geotechnik und Spezialtiefbau FGGS
Förderorganisation Innosuisse
Laufzeit (geplant) 01.05.2023 - 30.04.2026
Projektverantwortung Prof. Dr. Jean-Baptiste Payeur
Projektleitung Dr. Gabriel-Ionut Pascu
Projektmitarbeitende Christoph Hert
Femi Reshiti
Partner Marti AG Bern
Schlüsselwörter Geotechnik, Untertagebau, Nachhaltigkeit, CO2-armer Beton, Dekarbonisierung der Bauindustrie

Ausgangslage

Pfähle, Pfahlwände und Schlitzwände sind Gründungstechniken und Baugrubenverbauten, die es ermöglichen, tiefe Baugruben und tiefe Fundamente auszuführen, ohne Verformungen an benachbarten Strukturen zu verursachen. Diese Techniken werden in der Schweiz in grossem Umfang für den Bau neuer Gebäude, unterirdischer Anlagen oder für die Verstärkung von Fundamenten bestehender Gebäude eingesetzt. Die Anforderungen an die Festigkeit und Verformungen dieser Bauwerke erfordern, dass sie sehr massiv sind und meist aus Stahlbeton bestehen, der in die abgeteuften Bohrlöcher gegossen wird. Neben einer ausreichenden Langzeitfestigkeit muss dieser Beton auch Verarbeitbarkeitseigenschaften aufweisen, die mit der Verwendung in Tiefgründungen, insbesondere in einer wassergesättigten Umgebung, vereinbar sind. Nach dem heutigen Stand der Technik weist der Beton, der diese Anforderungen erfüllt, im Allgemeinen eine sehr schlechte CO2-Bilanz auf und trägt erheblich zum CO2-Anteil des Bausektors bei.

Vorgehen

In Zusammenarbeit mit der Marti Gruppe Bern, welche sowohl im Spezialtiefbau als auch in der Betonproduktion tätig ist, sucht die Forschungsgruppe Geotechnik der BFH im Rahmen eines Innosuisse-Forschungsprojekts nach optimierten Rezepturen zum heutigen Beton für Tiefgründungen, die eine bessere CO2-Bilanz aufweisen. Durch die Arbeit an den verschiedenen Bestandteilen des Betons, an der Dauerhaftigkeit und an den Anforderungen an die Verarbeitbarkeit, die für den Spezialtiefbau spezifisch sind, soll der CO2-Fussabdruck der Betonmischung erheblich reduziert, die Bauprozesse und die Logistik optimiert und damit die Ökobilanz verbessert werden.

Ergebnisse

Das Projekt läuft seit Juni 2023. Die ersten Schritte des Projekts bestehen aus der Charakterisierung der Eigenschaften der verschiedenen Bestandteile im Labor sowie der Analyse ihres Lebenszyklus.

Ausblick

Ziel dieser Arbeit ist es auch, einen Pionieransatz im Bereich der Geotechnik vorzuschlagen, der sowohl zur Entwicklung von Normen für die Verwendung von Beton bei unterirdischen Bauwerken beiträgt als auch einen globalen Ansatz für die Lebenszyklusanalyse vorschlägt, der ein umfassendes Verständnis für den Bau von Tiefgründungen ermöglicht und in den gesamten Lebenszyklus von Gebäuden integriert ist.