Die Fachhochschule Kiel und die Hochschule München haben gemeinsam mit Partnern aus der Industrie langlebige Brückenkappen aus Recyclingbeton mit einer Bewehrung aus nichtrostenden Basaltfaserstäben entwickelt. Die neuen Brückenkappen wurden erfolgreich bei der Sanierung der Carolabrücke in Dresden eingesetzt.
Tausende Brückenbauwerke müssen im Bundesgebiet erneuert werden, weil der hier eingesetzte Betonstahl korrodiert. Besonders anfällig sind die seitlichen Brückenkappen, auf denen Geh- oder Radwege, Geländer, Leitplanken und Lärmschutzeinrichtungen untergebracht sind. Sie müssen durchschnittlich nach 25 Jahren ausgetauscht werden. Das ist teuer und führt darüber hinaus zu erheblichen Beeinträchtigungen des Verkehrs.
Langlebiger könnten Betonbauteile sein, die nicht mit Stahl, sondern mit Elementen aus faserverstärktem Kunststoff bewehrt sind. Die Deutsche Basalt Stab GmbH hat entsprechende Stäbe aus Basaltfasern entwickelt. Für deren Verwendung an Brückenkappen musste ihr Herstellungsverfahren weiterentwickelt werden, um sie mit möglichst geringen Verlusten der Festigkeit in gebogener Form herstellen zu können.
Optimierung bei der Aufbereitung ermöglicht homogenes Recyclingmaterial
An der Hochschule München widmeten sich Fachleute dem Beton. Prof. Dr. Andrea Kustermann und Prof. Dr. Christoph Dauberschmidt vom Institut für Material- und Bauforschung der Fakultät für Bauingenieurwesen wollten den Baustoff nachhaltiger und gleichzeitig widerstandsfähig gegen Witterungseinflüsse machen. Der Beton sollte möglichst zu 100 Prozent aus rezyklierter Gesteinskörnung bestehen, der Zement weitestgehend durch aufbereitetes rezykliertes Feinmaterial ersetzt werden. Für dessen Entwicklung optimierte ein weiterer Projektpartner, die Erdtrans GmbH aus Zossen bei Berlin, den Herstellungsprozess. Am Ende war es möglich, den Zementleim fast vollständig von der Gesteinskörnung zu trennen. „Die Optimierung der Aufbereitungsverfahren beim Abbruch ermöglichen ein sehr homogenes Recyclingmaterial. Hiermit lässt sich ein zuverlässiger und dauerhafter neuer Beton herstellen, der Frost- und Tausalz-Angriffen standhält“, so Kustermann.
An der Fachhochschule (FH) Kiel führte Prof. Dr. Stephan Görtz die Teilprojekte zusammen. Der Professor für Konstruktiven Ingenieurbau untersuchte die Tragfähigkeit und die Entwicklung etwaiger Risse in der Brückenkappe experimentell und analytisch. Basierend auf seinen Untersuchungen entstand ein Bemessungsmodell, das an einem statischen Belastungsversuch einer Brückenkappe überprüft wurde.
Die Deutsche Basalt Stab GmbH hat den Recyclingbeton und die Basaltbewehrung in einem Teilbereich bei der Sanierung der 500 Meter langen Carolabrücke in Dresden eingesetzt, um dort die alten Brückenkappen im Bereich des Fuß- und Radweges. Bei einem anderen Bauabschnitt wurden die Brückenkappen durch Beton mit Carbonbewehrung ersetzt (wir berichteten). Projektleiter Prof. Görtz hofft, dass dieses Beispiel Schule machen wird: „Die Anwendung der nichtmetallischen Bewehrung und des Recyclingbetons ist nicht auf Brückenkappen beschränkt, sondern kann für viele Bereiche eine sinnvolle Alternative sein. Nichtmetallische Bewehrung bietet sich vor allem in korrosiver Umgebung an, zum Beispiel im Bereich von Meerwasser oder dort, wo im Winter mit Tausalz gestreut wird. Recyclingbeton kann für viele Massenbauteile, zum Beispiel konventionelle Deckenplatten im Hochbau, eine ressourcenschonende Alternative sein.“ Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie unterstützt. Weitere Informationen >>>