24.11.2014, 17:47:59
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Kolloquium Forschung & Entwicklung für Zement und Beton 2014 Forschung "on Demand" beim längsten Tunnel der Welt

Wien (OTS) - "Veränderungen von Anforderungen erfolgen immer rasanter
und immer öfter direkt auf der Baustelle", skizziert DI Dr. Johannes
Steigenberger, Leiter Forschungsinstitut der Österreichischen
Zementindustrie (VÖZfi), die Entwicklung am Bau. Mit 57 Kilometern
ist der Schweizer Gotthard Basistunnel ein europäisches
Rekordprojekt. Nach seiner Fertigstellung (geplant Sommer 2016) wird
dieser der längste Eisenbahntunnel der Welt und eines der größten
Umweltprojekte Europas sein. "Neue technische Fragestellungen führten
dazu, dass vorgegebene Betonmischungen nicht eingesetzt werden
konnten und während des Baus laufend neue Betonrezepturen entwickelt
werden mussten", berichtete Keynotespeaker DI Peter Wellauer,
Geschäftsführung Holcim Schweiz, über die Herausforderungen. Die
Erforschung einer Sicherheitstechnologie, die Beton als
"Knautschzone" fungieren lässt, und die einer neuen Betonsorte, die
höchste chemische Angriffe abwehrt, waren weitere Highlights des
Kolloquiums.

Infrastruktur und Beständigkeit des Baustoffs sowie angewandte
Forschung am Beispiel gelungener Prototypen standen im Fokus des
Kolloquiums Zement und Beton am 5. November. Wissenschaftler und
Experten präsentierten neueste Erkenntnisse aus Theorie und Praxis
vor rund 300 Führungskräften der Bauindustrie.

Technisches Neuland bei europäischem Rekordprojekt

Am 57 km langen Gotthard Basistunnel (entspricht etwa Strecke
Wien-St. Pölten) sind unterschiedliche petrografische Verhältnisse
anzutreffen. Da erprobte, zugelassene Betonsysteme allein nicht zu
den gewünschten Ergebnissen führten, starteten Holcim Schweiz und
Sika eine neue Entwicklungsoffensive "on Demand". Um die richtigen
Betone und Spritzbetone herstellen zu können, wurden sowohl im Labor
als auf der Baustelle neue Fließmittel und Mischungen erprobt und
ausgewertet. "Für den Bau des Gotthard Tunnels müssen die Betone eine
weiche Konsistenz, lange Verarbeitungszeit und eine schnelle
Festigkeitsentwicklung vorweisen", präzisierte Peter Wellauer.

Unvergleichlicher logistischer Aufwand

Im feucht-warmen Klima im Berg mussten Transportdistanzen bis 30
Kilometer überwunden werden. Damit waren mehr als sechs Stunden
zwischen Mischvorgang und Verarbeitung einzuplanen.
Wiederverwendbarkeit des Ausbruchmaterials, gute Verarbeitbarkeit
trotz überaus langer Offenzeit und hohe Umgebungstemperaturen bis zu
45 Grad Celsius stellten die Rahmenbedingungen für Betonproduktion
und Logistik dar. Weiters die rasche Zunahme der Frühfestigkeit nach
dem Betoneinbau, Resistenz gegen Sulfatangriff und eine 100-jährige
Lebensdauer. "Im Gotthard Tunnel entsteht die erste Flachbahn der
Alpen", erklärte Wellauer. Die gesamte Bahnstrecke ist eben und für
Hochgeschwindigkeitszüge geeignet, da keine signifikanten
Höhenunterschiede und engen Kurvenradien zu überwinden sein werden.

Betonfabrik im Berg

Strengste Prüfverfahren und Aufbereitungsversuche filterten aus den
anfallenden 28 Mio. Tonnen Ausbruchmaterial neun Mio. Tonnen für die
Herstellung von Beton und Spritzbeton. "Die gesamte Tunnelstrecke
wurde in fünf Teilabschnitte unterteilt, in jedem Abschnitt wurden
die Spritzbeton- und Betonrezepturen den Gesteinskörnungen und den
örtlichen Gegebenheiten angepasst", berichtete Wellauer vom
Baugeschehen im Tunnel. Um an den bis zu sieben Untertage-Baustellen
gleichzeitig arbeiten zu können, wurden zwei fixe Betonfabriken mit
insgesamt 12 Zement- und 12 Kiessilos an den Tunnelportalen Bodio und
Faido errichtet. Ein Betoneinbauzug wurde entlang der Baustrecke
mitgezogen, welcher durch gleistransportierte Fahrmischer bedient
wurde. Die gesamte Planungs- und Bauzeit des Gotthard Tunnels beträgt
mehr als 25 Jahre, verbaut werden rund vier Mio. Kubikmeter Beton.

Knautschzone für Beton - neue Sicherheitstechnologie

Im Falle einer Kollision verformen sich die Teile eines Fahrzeuges
und absorbieren dadurch Energie. Der Begriff "Knautschzone" wurde
zuerst in der Automobiltechnik bekannt, später bei Schienenfahrzeugen
oder beim Flugzeugbau. Seit 2011 forscht die Cooperative Leichtbeton
mit der Porr AG und weiteren Partnern der Bauindustrie und
Wissenschaft an einer "Knautschzone aus Beton, dem Absorptionsbeton".
"Damit weniger passiert, wenn etwas passiert", erklärte DI Thomas
Schönbichler, Cooperative Leichtbeton. Im Crashfall nimmt der Beton
beim Anprall die kinetische Energie (Bewegungsenergie) auf und
verformt sich. Um die Verformungsfähigkeit zu erhöhen, wurden
spezielle Leichtbeton-zusammensetzungen entwickelt. Eine
Prüfvorrichtung ermittelte mit Anpralltests die dynamischen
Parameter, um mit einem Simulationsprogramm die absorbierenden
Wirkungen berechnen zu können. So werden maßgeschneiderte
Produktentwicklungen möglich, zum Einsatz als Aufprallschutz bei
Tunnelportalen, Leiteinrichtungen oder Pfeilern bei Brücken sowie
Steinschlag- und Lawinengalerien. "Wir sind erst am Beginn der
Entwicklung dieser völlig neuen Sicherheitstechnologie, es liegt noch
viel Arbeit vor uns, bis Standards zur Umsetzung verfügbar sind, aber
die Vorteile dieser Innovation liegen schon jetzt auf der Hand", so
Schönbichler.

Saubere Bahn - eine der modernsten Waschanlagen Europas

Bis zu 40 Mal im Jahr muss ein Zug gewaschen werden. In einer
Eisenbahn-Waschanlage, vergleichbar mit einer herkömmlichen
PKW-Waschanlage - nur in größerer Dimension. Eine der modernsten
Zugreinigungsanlagen Europas ging kürzlich in Graz in Betrieb, die
nächste folgt 2015 in Wien/Matzleinsdorf. Unterbau und Fundamente
sind aus Beton. Die Reinigungsmittel haben darauf enorme
Auswirkungen. Im Winter wird weniger oft gewaschen, es kommen saure
Mittel zur Grundwäsche zum Einsatz. Von Mai bis Oktober werden die
Züge mind. einmal pro Woche gewaschen, mit neutralen oder
basisch/alkalischen Mitteln. DI Dr. Helmut Steiner, ÖBB
Infrastruktur: "Um der chemischen Beanspruchung gerecht zu werden,
wurde für die Gleistragplatten eine neue, spezielle Zusammensetzung
des Betons und der Oberflächenbeschichtung entwickelt." "Mit der
gewählten Betonsorte können überdurchschnittlich hohe chemische
Angriffe abgedeckt werden. Die bisherigen Versuche lassen eine sehr
lange Haltbarkeit erwarten. Damit könnte künftig eventuell auf eine
Oberflächenbeschichtung verzichtet, und Kosten könnten reduziert
werden", resümierte DI Alfred Hüngsberg, ÖBB Infrastruktur.