R-Beton: Betontechnik und Regelwerke

Eine der größten Herausforderungen unserer Zeit ist der schonende Umgang mit natürlichen Ressourcen, da diese aufgrund der zunehmenden Nutzungskonflikte immer knapper werden. Besonders der Bedarf an Baumaterialien für Infrastruktur und Gebäude soll möglichst umweltfreundlich und nachhaltig gedeckt werden. Eine Möglichkeit hierbei ist der Einsatz von ressourcenschonendem Beton, auch R-Beton genannt. Bei der Herstellung von R-Beton werden aus Bau- und Abbruchmaterial (Bauschutt), Beton-Fertigungsresten aus dem Produktionsprozess und Baustellenabfällen (z.B. Verschnitt) rezyklierte Gesteinskörnungen hergestellt und als Gesteinskörnungszuschlag im Beton eingesetzt. Dadurch können wertvolle mineralische Rohstoffe eingespart und Abfallmengen reduziert werden.

1 Einleitung

Welche Einsatzmöglichkeiten es für diese rezyklierten Gesteinskörnungen gibt, hängt von ihren bautechnischen und umweltrelevanten Eigenschaften sowie ihrer stofflichen Zusammensetzung ab. RC-Baustoffgemische aus Beton und Bauschutt bewähren sich seit Jahrzehnten als ungebundene Gesteinskörnungen in Trag- und Deckschichten des Straßen-, Wege- und Erdbaus und ersetzen rund 13% des Primärrohstoffbedarfs. Rezyklierte Gesteinskörnungen aus Beton werden zunehmend als Gesteinskörnungszuschlag im Beton eingesetzt. Im Sinne einer geschlossenen Kreislaufwirtschaft ist es erstrebenswert, alle genannten Einsatzwege zu fördern und je nach Verfügbarkeit, Transportwegen und Energiebedarf abzuwägen. Nur durch diese gesamtheitliche Betrachtung kann verhindert werden, dass Anteile des Stoffstroms dem Kreislauf entzogen und beseitigt werden müssen.

Der Einsatz von R-Beton erfordert eine genaue Kenntnis der technischen Regelwerke sowie der besonderen Anforderungen in der Planung und Ausschreibung. Hierauf möchten wir näher eingehen.

2 Arten und Einsatz von wiedergewonnener und rückgewonnener Gesteinskörnung im Beton

Die zur Verwendung in Beton erforderlichen Eigenschaften von wiedergewonnenen und rezyklierten Gesteinskörnungen sind in der DIN EN 12620 Gesteinskörnungen für Beton festgelegt. Dabei wird nach DIN 4226-101 unterschieden zwischen

• „Typ 1“ („Betonsplitt“, bestehend aus mind. 90 % Betonbruch) und
• „Typ 2“ („Bauwerksplitt“; Betonbruch mit max. 30 % Mauerwerksanteile). [1]

Andere rezyklierte Gesteinskörnung („Typ 3“ und „Typ 4“) darf ohne gesonderten Verwendbarkeitsnachweis, wie z. B. herstellerbezogene allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen nicht für den üblichen Hochbau in Beton eingesetzt werden.

Um die mit dem Einsatz von wiedergewonnener und rezyklierte Gesteinskörnung in Beton verbundene Zielsetzung „Ressourcenschonung“ ganzheitlich zu erreichen, müssen verschiedene Aspekte berücksichtigt werden:

• Der Einsatz von RC-Material muss frühzeitig geplant und mit dem Betonwerk abgestimmt werden.
• Das RC-Material muss kontinuierlich in der erforderlichen Qualität verfügbar sein.
• Das verfügbare RC-Material muss unbedenklich bezüglich Schadstoffgehalt und Auslaugungen sowie Fremdstoffgehalt sein.
• Die Transportentfernungen zwischen Entstehungsort, Recyclingunternehmen und Betonwerk sollten möglichst kurz sein.

Der Einsatz von rezyklierter Gesteinskörnung in Beton liegt in Deutschland zurzeit im Durchschnitt bei rund 1%. Diese Quote gilt es zu steigern. Zwar ist die Verfügbarkeit von Bau- und Abbruchmaterial begrenzt und eher gleichbleibend, wegen des sinkenden Bedarfs aufgrund des Vorzugs der Instandhaltung, z. B. von Straßen, vor dem Neubau werden Stoffströme aber unter Umständen in den Hochbau umgelenkt. Perspektivisch sollte der regelmäßige Einsatz von dieser Gesteinskörnung als „neues Normal“ erreicht werden. Auch durch einen geringen, aber konsequenten Einsatz von wiedergewonnener und rezyklierter Gesteinskörnung in Beton können erhebliche Mengen an natürlichem Material eingespart werden.

In der Kreislaufwirtschaft wird die Wiederverwendung von Produkten über das stoffliche Recycling rückgebauter Materialien als Sekundärrohstoffe gestellt. Dies ist im Betonfertigteilbau nur über die Wiederverwendung ganzer Bauteile wie Wände, Decken oder Treppenelemente denkbar. Serielles und modulares Bauen und eine selektive Rückbaubarkeit von Bauteilen und Modulen sind hier die wesentlichen Voraussetzungen. Da der Bestandsbau hierfür noch wenig geeignet ist, sind diese Zielsetzungen eher in die Zukunft gerichtet. Insgesamt bietet das Thema unter dem neuen Schlagwort zirkuläres Bauen ein großes Potenzial zur Ressourcenschonung und Klimaschutz im Baubereich in der Zukunft, da dadurch Energie und Primärrohstoffe eingespart sowie die CO₂-Emission reduziert werden können.

3 Regelwerke – Grundlagen und Begriffe

Als „R-Beton“ (Ressourcenschonender Beton) wird Beton unter Einsatz von wiedergewonnener und rezyklierter Gesteinskörnung bezeichnet. Dabei wird nach DIN 1045-2 grundsätzlich unterschieden [2]:

• Wiedergewonnene Gesteinskörnung wird entweder durch Waschen von Frischbeton oder durch Brechen von Festbeton gewonnen. In beiden Fällen wurde der Beton davor noch nicht beim Bauen verwendet. In der Regel handelt es sich dabei um Produktions- und Waschreste oder Fehlproduktionen.
• Rezyklierte Gesteinskörnung wird durch Aufbereitung von vorher beim Bauen verwendetem Beton oder anderen anorganischen Stoffen gewonnen. Die Gesteinskörnung muss die Anforderungen der DIN EN 12620 und DIN 4226-101 erfüllen, eine Leistungserklärung und eine CE-Kennzeichnung haben.

R-Beton ist in der Regel klassifiziert als Normalbeton mit Roh­dichten zwischen 2.000 und 2.600 kg/m³. Der Einsatz von wiedergewonnener und rezyklierter Gesteinskörnung in Beton muss nicht deklariert werden. Ein wichtiger limitierender Faktor für die Wiederverwendbarkeit der Gesteinskörnung ist deren Alkali-Empfindlichkeitsklasse. Diese kann bei Gesteinskörnung nach DIN EN 12620 der Leistungserklärung entnommen werden.

Für den Einsatz von R-Beton gelten unter anderem folgende Regelwerke:

• DIN 1045-2: Anforderungen an Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton
• DIN EN 12620 und DIN 4226-101: Spezifikationen für Gesteinskörnungen
• DAfStb-Richtlinie „Beton mit rezyklierten Gesteinskörnungen“: Ergänzende Anforderungen für den Einsatz von RC-Gesteinskörnungen in Beton.
• Technische Regeln für Bauprodukte (TRLs): Regelt die Zulässigkeit und Einsatzmöglichkeiten von R-Beton für verschiedene Bauwerke.

4 Regeln für die Verwendung

Wiedergewonnene Gesteinskörnung direkt aus dem Betonwerk darf in Deutschland bis zu einem Anteil von 5 V.-% der Gesamtmenge der Gesteinskörnung ohne Einschränkungen zugefügt werden. In Betonfertigteilwerken geschieht dies wann immer möglich. Allerdings ist die Menge der anfallenden Gesteinskörnung aus der Produktion in der Regel sehr gering. Höhere Volumenanteile sind zulässig (bis 25 V.-% für gebrochene Gesteinskörnung und mehr als 25 V.-% für gewaschene Gesteinskörnung), wenn diese nach DIN EN 12620 aufbereitet wurden bzw. mit der Norm 1045-2 übereinstimmen [3]. Diese Regelungen gelten auch für vorgespannte Bauteile.

Grobe rezyklierte Gesteinskörnung (Typ 1 oder Typ 2) darf bis 25 V.-% bezogen auf die gesamte Gesteinskörnung für Beton bis einschließlich C50/60 verwendet werden. Ebenfalls zugelassen ist die Verwendung feiner Gesteinskörnung Typ 1 [4]. Nicht zulässig ist die Verwendung in Spannbeton und Leichtbeton sowie für die Expositionsklassen XA2, XA3 und XM [5].

Bei Transportbeton wird der Einsatz bis 25 V.-% RC-Gesteinskörnung nach DIN 1045-1000 in die Betonbauklasse N (BBQ-N) eingestuft [6].

Liegt der Anteil der wiedergewonnenen oder rezyklierten Gesteinskörnung über 25 V.-% oder für Beton der Feuchtigkeitsklasse WA sind die Regelungen in DIN 1045-2, Anhang E zu beachten. Wesentlicher Punkt ist dabei die Begrenzung der zulässigen Betondruckfestigkeitsklasse auf C30/37. Damit ist für zahlreiche Betonfertigteile, für die üblicherweise höhere Druckfestigkeitsklassen verwendet werden, der Anteil an wiedergewonnener und rezyklierter Gesteinskörnung normativ auf 25 V.-% begrenzt. Im Rahmen dieser Regelung dürfen die Bauteile nach EC 2 bemessen werden. Es sind keine zusätzlichen Nachweise oder Prüfungen für die Bemessung erforderlich.

Bild 1 gibt einen schnellen Überblick zu den wesentlichen normativen Regelungen für den Einsatz rezyklierter Gesteinskörnung (Typ 1) in Beton.

Generell gilt für alle Anwendungsfälle: Bei Abweichungen von den festgelegten Grenzwerten oder sonstigen Anwendungseinschränkungen (z. B. Festigkeitsklasse) ist ein Verwendbarkeitsnachweis, in der Regel in Form einer Zustimmung im Einzelfall (ZiE) oder einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung (abZ), vorzulegen.

Gemäß DIN 1045-2 ist es auch möglich, feine rezyklierte Gesteinskörnung < 2 mm (nur Typ 1) zu verwenden [8]. Prinzipiell muss dabei das Verhältnis zwischen feiner und grober Gesteinskörnung gleichbleiben. Das Gesamtvolumen rezyklierter Gesteinskörnung darf 25 V.-% nicht übersteigen. Bei Anwendungen von Anhang E sind zusätzliche Regelungen beachten.

5 Hinweise für die Planung

5.1 Allgemeine Grundsätze

Die Verfügbarkeit von rezyklierter Gesteinskörnung, die ohne gesonderten Verwendungsbarkeitsnachweis eingesetzt werden darf, ist allgemein noch knapp und schwankt aufgrund der nicht planbaren Abbruchtätigkeiten stark.

Allgemein ist für ein Betonwerk zum Zeitpunkt der Angebotsabgabe/ Auftragserteilung kaum abzuschätzen, ob die erforderliche Menge und Qualität an wiedergewonnener und rezyklierter Gesteinskörnung zum erforderlichen Produktionszeitpunkt tatsächlich zur Verfügung steht. Die Anforderungen an den RC-Gehalt im Beton sollten daher möglichst flexibel gestaltet werden.

Sollte für ein Bauwerk explizit ein mindestens erforderlicher Gehalt an rezyklierter Gesteinskörnung gewünscht sein, so muss dieser bereits frühzeitig geplant und ausgeschrieben werden. Es sollte eine intensive Abstimmung mit dem Werk erfolgen. Eine nachträgliche Forderung nach „R-Beton/ RC-Beton“ ist unbedingt zu vermeiden.

Empfehlung 1: Umsetzung einer kontinuierlichen Austauschmenge von max. 20 bis 25 %, statt projektbezogene besonders hohe RC-Gehalte, um einen erhöhten Aufwand durch die erforderliche Anwendung von DIN 1045-2, Anhang E zu vermeiden.

Empfehlung 2: Nutzung innovativer Lösungen mit gesondertem Verwendbarkeitsnachweis (z. B. DIBt-Zulassung Z-3.51-2184).

Im Rahmen des Qualitätssiegels nachhaltiges Bauen des Bundes (QNG) wird für Nichtwohngebäude unter anderem ein Mindestgehalt an RC-Material gefordert.

• QNG-Plus: mindestens 30 Massen-%
• QNG-Premium: mindestens 50 M.-%

„des im Hoch- und Tiefbau neu eingebauten Betons, (…) [muss] einen erheblichen Recyclinganteil haben.“ Als Baustoff mit erheblichem Recyclinganteil gilt „Beton unter Verwendung rezyklierter Gesteinskörnungen nach DIN EN 12620 in den maximal zulässigen Anteilen nach der jeweils gültigen Richtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton e. V. (DAfStb).“ Dabei dürfen Betonbauteile aus der Massenbilanz abgezogen werden, die aufgrund der geltenden anerkannten Regeln der Technik nicht mit einem erheblichen Recyclinganteil ausgeführt werden können (wie z. B. alle vorgespannten Bauteile und Bauteile mit Festigkeiten über C30/37).

5.2 CO2-Reduzierung

Der Einsatz von rezyklierter Gesteinskörnung in Beton schont die natürlichen Ressourcen, führt jedoch nicht zwangsläufig zu einer Verringerung der Treibhausgasemissionen und ist im Einzelfall zu prüfen. Dies liegt am hohen Energieeinsatz für den Gebäudeabbruch und für die anschließend erforderliche Aufbereitung (Waschen, Zerkleinern und Sortieren) des Abbruchmaterials.

Positiv auf die sonstigen Umweltwirkungen von Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung wirkt sich aus,

• wenn durch das Recyclingmaterial gebrochene natürliche Gesteinskörnung (Splitt) ersetzt wird,
• wenn der Transportaufwand zwischen Abbruch-, Recycling- und Verarbeitungsstätte möglichst gering ist und
• wenn kein erhöhter Zement- und/oder Zusatzmitteleinsatz notwendig ist.
  

  5.3 Erste Planungsschritte

Ein projektbezogener Einsatz von RC-Gesteinskörnungen im ­Beton erfordert einen gewissen zeitlichen Vorlauf. Er muss ausgeschrieben und geplant werden. Dabei sollte dem Betonwerk weitgehende Flexibilität bezüglich der Einsatzmengen und betontechnologischer Entscheidungen gewährt werden.

Als grundsätzliche Einsatzgrenzen sind zu beachten:

• Betonfestigkeit bis maximal C50/60
• für vorgespannte Bauteile können ausschließlich wiedergewonnene Gesteinskörnungen eingesetzt werden.

Vor der Ausschreibung müssen zwingend folgende Fragen geklärt werden:

• Darf das Material für die geplanten Bauteile eingesetzt werden (Prüfung der (Expositions-, Feuchtigkeits- und Festigkeitsklassen)?
• Welcher Materialtyp soll eingesetzt werden (Typ 1 oder Typ 2, RC-Gesteinskörnung mit gesondertem Verwendbarkeitsnachweis, z. B. durch eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung)?
• Wieviel natürliche Gesteinskörnung soll ersetzt werden? Empfohlen wird eine flexible Austauschmenge von maximal 25 V.- %. Darüber hinaus gehende Austauschmengen nach DIN 1045-2, Anhang E sind mit dem Betonfertigteilhersteller abzustimmen oder die Regeln des Verwendbarkeitsnachweises anzuwenden.
• Wieviel des erforderlichen Materials ist maximal verfügbar?

  6 Fazit

Der Einsatz von ressourcenschonendem Beton ist eine zentrale Strategie zur Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks der Bauindustrie. Er ermöglicht die Einsparung von Primärrohstoffen und trägt zum zirkulären Bauen bei. Trotz dieser Vorteile gibt es verschiedene Herausforderungen, die den breiten Einsatz von ressourcenschonendem Beton derzeit noch limitieren.

Wichtig zu wissen ist außerdem: Sekundärmaterial kann Primärmaterial ergänzen, aber nicht vollständig ersetzen. Die Bauwirtschaft setzt sich für eine möglichst vollständige Nutzung von ­Recyclingmaterial ein. Allerdings ist die Verfügbarkeit von RC-Material regional begrenzt und kann nicht beliebig gesteigert werden. Das Angebot hängt stark von der Menge des anfallenden Rückbaumaterials ab, das wiederum von politischen und baulichen Rahmenbedingungen beeinflusst wird.

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Literatur

1. DIN 4226-101 Rezyklierte Gesteinskörnungen für Beton nach DIN EN 12620 – Teil 101: Typen und geregelte gefährliche Substanzen
2. 1045-2 Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton – Teil 2: Beton (Ausgabe 2023-08)
3. DIN 1045-2, 5.2.3.3 (1) bis (3)
4. DIN 1045-2, 5.2.3.4 (1) bis (5)
5. MVV TB, Anlage C 2.1.3, Nr. 1.5
6. DIN 1045-1000, Tabelle 2 Zeile 37
7. FDB-Merkblatt Nr. 15 (2025-1)
8. DIN 1045-2:2023-08, 5.2.3.4 (5)

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Autor:innen

Bauassessorin Dipl.-Ing. Alice Becke, becke@fdb-fertigteilbau.de

Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau e. V., Bonn
www.fdb-fertigteilbau.de

Dr.-Ing. Diethelm Bosold, diethelm.bosold@beton.org

InformationsZentrum Beton GmbH, Beckum
www.beton.org

Dipl.-Ing Dipl. Wirt.-Ing. Elisabeth Hierlein, hierlein@fdb.fertigteilbau.de
Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau e.V., Bonn
www.fdb-fertigteilbau.de