Perspektiven zum Einsatz von Schwefelbeton in der Bauindustrie unter konstruktiven und wirtschaftlichen Aspekten

Diplomarbeit von Enrico Massel, Andreas Tech

Zusammenfassung:

Eine überschüssige Produktion von Schwefel in der Welt, hauptsächlich durch Entschwefelungsanlagen, führte in der Bauindustrie zu der Entwicklung eines neuen Bindemittels aus Schwefel. Schwefel ist ein relativ günstiger, technisch einfacher und mit hoher Reinheit gewinnbarer Rohstoff. Er ist lagerfähig, unkompliziert handhabbar und nicht giftig.

Die Eigenschaften des Schwefels machen es möglich verschiedene künstliche Mischungen wie Schwefelzement, Schwefelmörtel und Schwefelbeton zu fertigen. In vielen Ländern durchgeführte Untersuchungen haben gezeigt, dass mit schwefelgebundenen Zuschlägen eine energie- und zeitsparende Herstellung eines hochwertigen Baustoffs möglich ist.

Besonders die Herstellung von Schwefelbeton weckte das Interesse der Bauindustrie. Durch seine hohe Festigkeit und der hohen Korrosionsbeständigkeit ist Schwefelbeton überall dort von Interesse, wo andere Bauteile aufwendig und kostensintensiv hergestellt werden müssen. Ein weiterer Vorteil von Schwefelbeton ist seine Frühfestigkeit. Dadurch ist der Einsatz von Schwefelbeton in Bereichen mit kurzen Bauphasen möglich.

Schwefelbeton ist ein künstlicher Stein, der aus einem Heißgemisch von Schwefelzement und Betonzuschlägen durch Abkühlen entsteht. Die Herstellung erfolgt bei einer Mischtemperatur zwischen 125 und 140 °C. Zur Herstellung bestimmter Eigenschaften können dem Beton verschiedene Schwefelzemente, Betonzusatzmittel oder ausgewählte Zuschlagstoffe zugegeben werden. Die Güte und die Dauerhaftigkeit sind abhängig von der geeigneten Zusammensetzung, der Mischtemperatur und der einwandfreien Verarbeitung des Gemisches.

Das in der Arbeit als Schwefelzement beschriebene Bindemittel ist modifizierter Schwefel. Da elementarer Schwefel als Bindemittel keine Langzeitbeständigkeit besitzt und die bauwirtschaftlichen Anforderungen nicht erfüllt, muss dieser modifiziert werden. Die besten nutzbaren Ergebnisse für die Bauindustrie erreicht man durch das Einmischen des Modifizierungsmittels Dicyclopentadien.

Die Zuschlagsstoffe im Schwefelbeton sind bis auf die Sieblinie gleich dem Normalbeton.

Das Mischen und das Einbringen von Schwefelbeton sind vergleichbar mit Asphalt. Die Verarbeitung und Nachbehandlung erfolgt wie beim Normalbeton.

Da es in Deutschland noch keinen Vertrieb von Schwefelbeton gibt und somit keine Preisgestaltung möglich ist, erfolgt die Preisermittlung in dieser Arbeit auf Grundlage des Vergleichs mit bereits vorhandenen Produkten im Ausland.

Der konstruktive und wirtschaftliche Variantenvergleich zum Einsatz von Schwefelbeton im Kanalbau zeigt eine durchaus realistische Perspektive zu herkömmlichen Abwasserrohren und Abwassereinsteigschächten. Eine weitere Steigerung dieser Alternative ist möglich, wenn man davon ausgeht, dass die Schwefelbetonkosten noch gesenkt werden.

Der konstruktive und wirtschaftliche Variantenvergleich zum Einsatz von Schwefelbeton im Straßenbau zeigt ebenfalls eine realistische Perspektive unter bestimmten Vorraussetzungen zu Asphalt und Straßenbeton. Zur Herstellung von Straßen aus Schwefelbeton sind noch viele Erfahrungen mit Hilfe von Versuchsreihen zu machen, um eine optimale Straßenqualität zu erreichen.

Die Einsatzmöglichkeit von Schwefelbeton im Industriebau ist überall dort von Bedeutung, wo aggressive Chemikalien und grundwasserschädliche Stoffe zum Einsatz kommen bzw. gelagert oder umgefüllt werden. Weiterhin ist die Anwendung für hochbelastete Industrieböden aus Schwefelbeton denkbar.

Durch die Verwendung von Schwefelbeton als Beschichtungswerkstoff werden die Eigenschaften des Beschichtungsträgers, in Hinsicht auf die mechanischen Belastbarkeit und Korrosionsfestigkeit, deutlich verbessert.

Die Auswertung der eingangs gestellten Frage zu Perspektive von Schwefelbeton in der Bauindustrie zeigt, dass Schwefelbeton als Monolithbaustoff die größten Chancen im Industriebereich und Kanalbau hat. Damit stellt Schwefelbeton eine gute Ergänzung zu unseren bekannten Baustoffen dar.

Leider ist durch die derzeitige wirtschaftliche Lage der Einsatz von Schwefelbeton gehemmt. Hinzu kommt die Unsicherheit oder gar die Unwissenheit mit dem Umgang von Schwefelbeton. An dieser Stelle ist noch viel Aufklärungsarbeit erforderlich um Ingenieure, Auftragnehmer, Hersteller und Benutzer mit Schwefelbeton vertraut zu machen. Nur so kommt Schwefelbeton zum Einsatz. Mit der Anwendung kann weiterhin eine genauere Preisbestimmung erfolgen.

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