Neue Rezeptur für hochfesten Spritzbeton - mit 140 kg Stahlfasern pro Kubikmeter

(30.6.2015) Mit einem neu entwickelten, besonders robusten Spritzbeton wollen In­genieure der Ruhr-Universität Bochum Tunnel, Brücken und andere Bauwerke wider­standsfähiger gegen Brände oder Explosionen machen. Die neue Rezeptur enthält 140 Kilogramm Stahlfasern pro Kubikmeter Beton – rund doppelt so viel, wie für Spritzbe­ton bislang als möglich galt.

RUB-Ingenieure mischen dem Beton Stahlfasern bei, um ihn robuster zu machen © RUBIN, Foto: Gorczany (Bild vergrößern)

Luftbläschen ermöglichen hohen Faseranteil im Beton

Für die hohe Schutzleistung des neue Betons maßgeblich sind außer dem hohen  Stahlfaser-Anteil auch drei Kilogramm Kunststofffasern, die pro Kubikmeter beige­mischt werden. Götz Vollmann vom Lehrstuhl für Tunnelbau, Leitungsbau und Baube­trieb erläutert, dass man bisher davon ausgegangen sei, dass bei mehr als 70 Kilo­gramm Stahlfasern pro Kubikmeter Beton die Masse zu steif würde, um sich durch einen Schlauch pumpen und per Düse aufspritzen zu lassen. Der Trick der Bochumer besteht nun darin, dass sie den Beton so lange aufschäumen, bis das Gemisch etwa 20% Luftbläschen enthält. Die Theorie dahinter geht davon aus, dass dadurch eine Art Kugellagereffekt erzeugt wird und die Fasern auf den Luftbläschen abrollen, wo­durch die Masse geschmeidiger wird. Beim Austritt aus der Düse setzen die Ingenieu­re dem Beton einen Entschäumer zu, der die Luft schlagartig wieder entzieht.

Während bisher bekannte Baumaterialien, die einen Teil der Wucht von Explosionen aufnehmen können, aufgrund ihres Herstellungsprinzips  fast ausschließlich als Platten verfügbar sind und sich von daher nicht für gekrümmte Formen eignen, 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, dass der Schutzbeton bis zu 60% an Resttragfähigkeit der zu schützenden Konstruktion gewährleisten kann. Demgegenüber liegt die Resttragfähig­keit von ungeschütztem Beton bei gleichem Versuchsaufbau nur bei bis zu 20%.