Stahl- und Kunststofffasern geben dem neuen Spritzbeton seine Stabilität.
RUBIN / Gorczany
Trotz einem nicht für möglich gehaltenen hohen Anteil an Stahl- und Kunstfasern, lässt sich ein neuentwickelter Spritzbeton aufspritzen. Er ist robuster als herkömmlicher Beton und soll Bauwerke widerstandsfähiger gegen Brände und Explosionen machen.
Die neue, von Ingenieuren der Ruhr-Universität Bochum entwickelte Rezeptur enthält 140 Kilogramm Stahlfasern pro Kubikmeter Beton. Zudem werden dem Beton noch drei Kilogramm Kunststofffasern beigemischt, sodass schließlich eine hohe Schutzleistung erreicht wird.
Laut Götz Vollmann vom Lehrstuhl für Tunnelbau, Leitungsbau und Baubetrieb ging man bisher davon aus, dass die Möglichkeit des Aufspritzen von Betons bei rund 70 Kilogramm Stahlfasern pro Kubikmeter Beton ende. Danach werde das Material zu steif, um es durch einen Schlauch zu pumpen und über eine Düse aufzuspritzen.
Aufgeschäumt mit Luft
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Doch die Forscher fanden einen Weg, dieses Eigenschaft zeitweise auszusetzen. Dazu schäumen sie den Beton solange auf, bis er etwa 20 Prozent Luftbläschen enthält. Beim Austritt aus der Düse setzen die Ingenieure dem Beton einen Entschäumer zu, der die Luft schlagartig wieder entzieht. Würden die Luftbläschen im Beton verbleiben, würde dies dessen Festigkeit herabsetzen.
Tritt der Beton aus der Düse, wird im ihm standardmäßig eine Substanz zum schnelleren Erstarren zugefügt. Diesem Erstarrungsbeschleuniger ist auch der Entschäumer beigemischt. Vollmann erklärt: „Wir gehen davon aus, dass dieses Vorgehen eine Art Kugellagereffekt erzeugt. Die Fasern rollen vermutlich auf den Luftbläschen ab, dadurch wird das Ganze geschmeidiger.“
Das Aufbringen auf beliebig geformte Flächen
Spritzbeton-Roboter: Eigentlich ist dieser Roboter der Firma „Kuka“ dazu gedacht, Autos zusammenzuschweißen.
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Die Projektpartner vom Ernst-Mach-Institut der Fraunhofer-Gesellschaft in Freiburg stellten bei kontrollierten Sprengversuchen zudem fest, dass der neue Spritzbeton eine Resttragfähigkeit bis zu 60 Prozent gewährleistet. Die Resttragfähigkeit von ungeschütztem Beton betrage laut den RUB-Wissenschaftlern im Vergleich dazu – und bei gleichem Versuchsaufbau – nur bis zu 20 Prozent.
Besserer Schutz bei Bränden und Explosionen
Vollmann und sein Team haben die neue Rezeptur entwickelt, um Bauwerke besser vor Großbränden und Terroranschlägen zu schützen. Seit siebeneinhalb Jahren beschäftigen sie sich mit Fragen rund um die Sicherheit von Tunneln, unter anderem in einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekt.