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    Brücken, Tunnel, Kühltürme, Windräder, Kanäle, Autobahnen, Fassaden – und natürlich Fundamente für moderne Bauwerke von klein bis groß: Als „Baustoff des 20. Jahrhunderts“ ist Beton in unserer Umgebung allgegenwärtig und inzwischen sogar für Wohnräume fein genug. Kooperationen, wie die zwischen Dyckerhoff und STEAG Power Minerals tragen dazu bei, dass das starke Material auch im 21. Jahrhundert beliebt bleibt.

    Es ist noch nicht lange her, da war Beton eher etwas für praktisch Denkende: Ein zuverlässiger Baustoff, der aber insbesondere dann, wenn es um Ästhetik ging, möglichst versteckt bzw. "verpackt" wurde. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhundert änderte sich dies. In Deutschland hatte daran nicht zuletzt die Image-Kampagne der Beton-Industrie ihren Anteil, die ab Ende der 1970er Jahre mit dem Slogan "Es kommt drauf an, was man draus macht" für den vielseitigen Werkstoff warb.

    Es kommt drauf an, was man draus macht
    Ein Gedanke, der möglicherweise auch die Verantwortlichen bei STEAG Power Minerals und Dyckerhoff vorangetrieben hat, als sie unabhängig voneinander die Bedeutung von Kraftwerksnebenprodukten für sich erkannten. Für STEAG Power Minerals erwiesen sich diese als aussichtsreiche Produkte, deren Vermarktung heute zu einer der tragenden Säulen des Unternehmens als Dienstleister der Kraftwirtschaft und Partner der Bauwirtschaft geworden ist. Und für den Zement- und Betonhersteller Dyckerhoff stellten sich Kraftwerksnebenprodukte als Rohstoffe heraus, die aus aktueller Sicht nicht zuletzt dazu beitragen können, Beton trotz seiner energieintensiven Herstellung seinen Platz als zukunftsfähigen Baustoff zu sichern. So kam es dazu, dass beide Unternehmen bereits in den 1980er Jahren in unabhängigen Verträgen für die zuverlässige Abnahme von Flugasche aus dem Kraftwerk Bergkamen sorgten. Neben REA-Gips, der als Sulfatträger ein wichtiger Erstarrungsregler in der Zementherstellung ist, geht es dabei insbesondere um Flugasche.

    Flugasche im Beton: das Plus für höhere Leistungsfähigkeit
    Aber warum gerade Flugasche? Flugasche besteht aus staubfeinen, mineralischen Partikeln, wie sie von der chemischen Zusammensetzung her sehr ähnlich auch in der Natur, beispielsweise als vulkanische Aschen und Erden, vorkommen. Genau diese Stoffe - die sogenannten Puzzolane - braucht es, damit Beton seine fundamentale Eigenschaft erhält: Sie sind wesentlich für den Erhärtungsprozess, der aus dem Gemisch aus Zement, Betonzusätzen und Gesteinskörnung in Verbindung mit Wasser einen dauerhaft festen, belastbaren Kunststein macht. Flugasche aus Steinkohlekraftwerken, wie sie von STEAG Power Minerals als gütegesicherter Baustoff vermarktet wird, ist mit ihrem hohen Anteil an Kieselsäure hierzu ideal. Und nicht nur das: Ihre feinen, runden Partikel wirken wie kleine Kugellager, die dazu beitragen, dass sich die Betonmasse leichter verarbeiten und verdichten lässt. Außerdem füllen die Partikel die Hohlräume im Beton und reagieren mit Calciumhydroxid aus der Hydratation des Zementes, was seine Festigkeit und Dauerhaftigkeit deutlich steigert.

    Kooperation zur Gewährleistung der Liefersicherheit
    Kein Wunder also, dass Flugasche als Zusatzstoff in der Betonherstellung schnell beliebt und gefragt war. Ebenso schnell wurde aber auch ein Manko deutlich: Flugasche fällt vermehrt in der Heizperiode, also im Winter, an. Hochsaison für Beton ist dagegen genau außerhalb dieser Zeit, nämlich in den Sommermonaten. Um diese saisonalen Schwankungen auszugleichen und die Liefersicherheit für die Kunden in der Zement- und Betonindustrie zu gewährleisten, suchte STEAG Power Minerals nach geeigneten Möglichkeiten zur Zwischenlagerung - und fand diese beim Kooperationspartner Dyckerhoff: im ehemaligen Zementwerk des Unternehmens in Neubeckum, ideal gelegen an der Ost-West-Achse Berlin-Hannover-Ruhrgebiet, nur wenige Kilometer von der A2 entfernt. 2009 schlossen STEAG Power Minerals und Dyckerhoff einen langfristigen Vertrag zur Anmietung von fünf der früheren Werkssilos für staubförmige Güter, um dort trockene Flugasche einzulagern und nachfragegerecht wieder bereitzustellen. In enger Zusammenarbeit beider Unternehmen wurden die Silos u.a. dazu mit Einblasleitungen und Verladeanlagen nach- bzw. umgerüstet sowie im Hinblick auf Schaltanlagen und Stromversorgung modernisiert.

    Kapazitäten zur sortenreinen Lagerung von mehreren Flugaschen verschiedener Kraftwerke
    Im ersten Schritt konnten so bis zu fünf sortenreine Flugaschen mit einem Gesamtvolumen von bis zu 23.000 m3 vorgehalten werden. Inzwischen wurden die Kapazitäten weiter ausgebaut. Heute stehen in neun verschiedenen Silos, zum Teil in Mehrkammerbauweise ausgeführt, rund 36.000 m3 Speichervolumen zur Verfügung. Die gesamte Infrastruktur wird, ebenso wie Energie in Form von Strom und Druckluft, Wiegeeinrichtungen sowie Personal für die Bedienung der Anlagen, Administration und Sicherheitsdienste von Dyckerhoff bereitgestellt.

    "Sowohl der Standort als auch die Zusammenarbeit mit Dyckerhoff gestalten sich sehr positiv, so dass wir erst kürzlich den Vertrag für die Nutzung um fünf weitere Jahre bis Ende 2024 verlängert haben", unterstreicht Dr. Hans Hermann, Leiter Logistik bei STEAG Power Minerals, die Bedeutung der Kooperation.

    Innovationspartnerschaft für zukunftsfähige Zemente
    Neben der Nutzung der früheren Zementwerks-Silos als Zwischenlager ist auch Flugasche selbst ein zentrales, verbindendes Element in der jahrzehntelangen Partnerschaft von STEAG Power Minerals und Dyckerhoff. Für den vertikal integrierten Baustoffhersteller, der neben Beton auch das dazu erforderliche Grundmaterial Zement produziert und vermarktet, sind Kraftwerksnebenprodukte, wie die von STEAG Power Minerals vertriebene Flugasche, heute ein wesentlicher Tragpfeiler zur Sicherung seiner starken Marktposition. Denn gerade in der Zementbranche stellt neben den üblichen Kostenaspekten insbesondere auch der Umwelt- und Klimaschutz große Herausforderungen dar: Die Herstellung von hochwertigem Zement verbraucht nicht nur Rohstoffe, sondern durch den Brennprozess des Klinkers, der bei sehr hohen Temperaturen erfolgt, vor allem viel Energie. Eine Lösung zeichnete sich vor einigen Jahren in Form von so genannten Kompositzementen ab, bei denen ein Teil des Klinkers durch andere Hauptbestandteile ersetzt wird, Beton, Zement, Kompositzement - was ist was? Beton ist ursprünglich ein Gemisch aus Zement, Gesteinskörnung (Sand und Kies, der so genannte Zuschlag) und Wasser, dessen Eigenschaften mit verschiedenen Zusatzstoffen (Gesteinsmehle, Farbpigmente, Flugasche, Hüttensand etc.) für spezifische Anforderungen gezielt beeinflusst werden können. Zement basiert auf in der Natur vorkommenden Puzzolanen: Stoffe wie Siliciumdioxid, Tonerde, Kalkstein, Eisenoxid etc., die hydraulische Fähigkeiten haben, also mit Wasser reagieren und dabei verhärten. Zur Zementherstellung werden die Rohstoffe auf ca. 1.450°C erhitzt, bis sie teilweise verschmelzen (sintern). Der so entstandene Zementklinker wird abgekühlt und dann fein zermahlen. Seit 1824 entsteht hochwertiger Zement nach dem patentierten Portland-Verfahren des Briten Joseph Aspdin (Portlandzement, CEM-I). Kompositzemente treten aufgrund ihrer - durch Ersatz von Teilen des Zementklinkers - günstigeren CO2-Bilanz bei immer mehr Anwendungen an die Stelle von Portlandzement. Zu den wichtigsten Vertretern zählt der Portlandkompositzement (CEM-II), der neben feinen Kalksteinmehlen ausgesuchte Hüttensande oder Steinkohleflugaschen enthält. Wird Flugasche als Haupt-Zusatzstoff im Zement eingesetzt, lässt sich der ökologische Fußabdruck von Beton mit jeder Tonne Flugasche um fast eine Tonne CO2 reduzieren. die vergleichbare Funktion übernehmen - beispielsweise Flugasche mit ihren puzzolanischen Eigenschaften. Und so beschloss man bei Dyckerhoff vor rund zehn Jahren, an der Entwicklung von neuartigen "M-Zementen" zu arbeiten - gemeinsam mit STEAG Power Minerals, damals noch unter dem Namen Evonik Power Minerals im Markt: "Dyckerhoff und Evonik hatten zum gleichen Zeitpunkt die gleiche Philosophie, nämlich die Idee, Flugasche nicht nur in Beton, sondern auch in einer vorgelagerten Stufe im Zement einzusetzen.", so der damalige Prokurist und Leiter Portfoliomanagement und Anwendungsberatung der Dyckerhoff AG, Dr. Ditmar Hornung, in der Sommer-Ausgabe der SEGMENT 2011.

    Die bewährte Zusammenarbeit zu einer Entwicklungspartnerschaft auszubauen, lag damit geradezu auf der Hand. Die Wahl zur Umsetzung fiel auf die Dyckerhoff- Standorte Deuna und Amöneburg, wobei Dyckerhoff im Werk Deuna zunächst in umfangreiche Umrüstungen investierte: Hier wurde ein ganzes Jahr lang gebaut, um die gesamte Logistik um die Flugasche - von der Station zur Entladung und Lagerung bis hin zur Dosiervorrichtung in die Zementmahlanlage - zu installieren. Im Ergebnis entstanden in den Anlagen zwei innovative, flugaschehaltige Kompositzemente, die als CEM-II-M-(V-LL) in den Festigkeitsklassen 32,5 bzw. 42,5 ihren festen Platz im Dyckerhoff-Liefersortiment fanden.

    Kompositzemente mit Flugasche: mehr Spielraum für die Zukunft
    Künftig wird Dyckerhoff im Werk Deuna den Fokus für den Kompositzement mit Flugasche auf die Festigkeitsklasse "42,5 R" legen: ein Portlandkompositzement, der sich vor allem durch ein gutes Wasserrückhaltevermögen und damit weniger "Bluten" bei weichen Betonen auszeichnet. Durch die hohe Feinheit und die gute Kornabstufung des Zementes werden gleichmäßige Oberflächen bei Sichtbetonen erzielt. Erdfeuchte Betone, die z. B. bei der Pflastersteinproduktion eingesetzt werden, lassen sich deutlich besser verdichten und sind unempfindlicher bei Schwankungen im Wassergehalt der Betonmischungen. Somit kommt der Zement für Fertigteile zum Einsatz, verstärkt aber auch im Kernbeton für die Produktion von Pflastersteinen, für die, so Paul Vogel, Verkaufsdirektor bei Dyckerhoff GmbH, mit M-(V-LL)-Zementen deutlich robustere Rezepturen möglich sind. Diese größere Flexibilität ist es denn auch, die Portland-Kompositzemente mit Flugasche aus Sicht von Paul Vogel für die Kunden von Dyckerhoff so interessant für die Zukunft machen: "Grundsätzlich wollen und müssen wir - insbesondere mit Blick auf die CO2-Reduzierung - den Klinkerfaktor an unseren Zementen senken. Die Kompositzemente mit Flugasche bieten uns hier großen Spielraum: Durch unsere Mahl- und Sichtertechnologie lassen sich sehr gleichmäßige Qualitäten herstellen, da wir sowohl über Veränderungen der Feinheit als auch der Mengenanteile der Flugasche bzw. des Kalksteinmehls mehrere Korrekturmöglichkeiten haben.

    "Und Dr. Thomas Sievert, Leiter Qualität und Technische Beratung bei der Dyckerhoff GmbH, ergänzt: "Zur Verbesserung der Nachhaltigkeit wollen wir den Klinkeranteil in unseren Zementen möglichst niedrig halten. Das erreichen wir, indem wir latent hydraulische Zumahlstoffe (Hüttensand) oder puzzolanisch aktive Zumahlstoffe (Flugasche) einsetzen. In Kombination mit Kalkstein, wie bei den CEM II/B-M Zementen, ergeben sich durch die Rezeptur und Kombination unterschiedlich feiner Komponenten sehr gute Voraussetzungen für eine hohe Gleichmäßigkeit der Produkte. Durch den reduzierten Klinkeranteil verlangsamt sich der Hydratationsverlauf, was zu einer geringeren Hydratationswärmeentwicklung führt. Die kugeligen Partikel der Flugasche senken den Wasseranspruch des Zements und begünstigen dadurch die Verarbeitungseigenschaften des Frischbetons. Der Einsatz von Flugasche im Zement sorgt somit letztlich für eine Veränderung in der Porenstruktur des Festbetons. Die Verdichtung des Porengefüges führt zu verbessertem Widerstand gegen Frost, gegen chloridinduzierte Diffusion sowie zu einem höheren Widerstand gegen chemischen Angriff."

    Beste Voraussetzungen also, um auch in Zukunft mit Beton große Ideen zu verwirklichen, wozu auch die aktuelle Image-Kampagne der Beton-Industrie (www.beton-fuer-grosse-ideen.de) inspirieren will. STEAG Power Minerals steht Dyckerhoff als einem der führenden Hersteller von Zement und Transportbeton auch in den kommenden Jahrzehnten dazu gerne zur Seite.

    Über Dyckerhoff

    • gegründet 1884 unter dem Namen "Portland- Cement-Fabrik Dyckerhoff & Söhne" in Amöneburg in direkter Nachbarschaft zu Wiesbaden
    • kontinuierlicher Ausbau zu einer internationalen, multiregionalen Unternehmensgruppe mit Schwerpunkt auf Zement, Beton und Zuschlagstoffen, heute integriert in die Buzzi Unicem S.p.A.
    • flächendeckende Präsenz in Deutschland mit sieben Zementwerken und 110 Transportbetonwerken; Hauptsitz (Dyckerhoff GmbH) nach wie vor in Wiesbaden
    • Tochterunternehmen und Produktionsstätten in Luxemburg, den Niederlanden, Polen, der Tschechischen Republik, der Slowakei, der Ukraine und in Russland

    Einer der Erfolgsfaktoren des Unternehmens ist eine langfristige Unternehmensvision mit klaren Zielen und Strategien für eine nachhaltige Entwicklung, mit hochwertigen und umweltfreundlichen Produktionsanlagen sowie unter verantwortungsvollem Einsatz begrenzter Rohstoffe.

    Dyckerhoff-Kunden profitieren nicht nur von Produkten nach neuesten Erkenntnissen der Baustoff-Technologie, sondern auch von Bauberatung und weiteren Serviceleistungen.