Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum haben einen Spritzbeton entwickelt, der wesentlich robuster ist als herkömmlicher Beton. Er kann Tunnel, Brücken und andere Bauwerke widerstandsfähiger gegen Brände oder Explosionen machen. Die neue Rezeptur enthält 140 Kilogramm Stahlfasern pro Kubikmeter Beton – ein Wert, der für Spritzbeton als unmöglich galt.
Luftbläschen ermöglichen hohen Faseranteil
Die hohe Schutzleistung erreicht der neue Beton durch die großen Mengen Stahlfasern und zusätzlich drei Kilogramm Kunststofffasern, die ihm beigemischt sind. „Eigentlich hieß es immer, bei rund 70 Kilogramm Stahlfasern pro Kubikmeter Beton ist das Ende der Fahnenstange erreicht“, sagt Götz Vollmann vom Lehrstuhl für Tunnelbau, Leitungsbau und Baubetrieb. Bei größeren Mengen würde das Material zu steif, um sich durch einen Schlauch pumpen und per Düse aufspritzen zu lassen. Der Trick seines Teams: Den Beton aufschäumen, bis das Gemisch etwa 20 Prozent Luftbläschen enthält.
„Wir gehen davon aus, dass dieses Vorgehen eine Art Kugellagereffekt erzeugt“, erklärt Vollmann. „Die Fasern rollen vermutlich auf den Luftbläschen ab, dadurch wird das Ganze geschmeidiger.“ Beim Austritt aus der Düse setzen die Ingenieure dem Beton einen Entschäumer zu, der die Luft schlagartig wieder entzieht.
Neuer Beton auf beliebig geformten Flächen
Es gibt bereits Baumaterialien, die die Wucht von Explosionen zum Teil aufnehmen können. Aufgrund ihres Herstellungsprinzips lassen sie sich allerdings fast ausschließlich in Form von Platten fertigen, mit denen man keine gekrümmte Flächen verkleiden kann. Im Gegensatz dazu lässt sich der Bochumer Spritzbeton auf beliebig geformte Flächen aufbringen.
In kontrollierten Sprengversuchen zeigten die Projektpartner vom Ernst-Mach-Institut der Fraunhofer-Gesellschaft in Freiburg, was der Schutzbeton leisten kann: Er gewährleistet bis zu 60 Prozent an Resttragfähigkeit der zu schützenden Konstruktion. Zum Vergleich: Die Resttragfähigkeit von ungeschütztem Beton beträgt bei gleichem Versuchsaufbau nur bis zu 20 Prozent.
(Ruhr-Universität Bochum, 05.05.2015 – AKR)
