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Flexible Deckschicht schützt gefährdete Deiche

(9.4.2006) Rund 800 Kilometer Deiche schützen die deutsche Nordseeküste vor dem Ansturm der Naturgewalten. Um Flutkatastrophen zu vermeiden, investieren heute allein die Nordsee-Anrainer Schleswig-Holstein und Niedersachsen Jahr für Jahr fast hundert Millionen Euro in den Küstenschutz. Und diese Anstrengungen müssen in Zukunft noch verstärkt werden: In den nächsten hundert Jahren rechnen Wissenschaftler im Zuge der weltweiten Klimaerwärmung mit einem Anstieg des Meeresspiegels um bis zu 70 Zentimeter. Schon jetzt erhöhen deshalb die am stärksten gefährdeten Regionen viele ihrer Deiche auf bis zu neun Meter.

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Mehr denn je sind innovative Lösungen für einen effektiven und beständigen Küstenschutz gefragt. Eine davon ist ein speziell entwickeltes elastomeres Polyurethan-System der BASF-Tochter Elastogran: Unter dem Namen Elastocoast bietet das Unternehmen einen neuartigen Kunststoff zur Verklammerung von Deichdeckwerken aus Schotter an. Solche Deckschichten bilden die Frontlinie im Kampf gegen das Meer, sie schützen den Deich, indem sie die Kraft der anrollenden Wellen aufnehmen und die Wassermassen abbremsen. "Elastomere Deckwerke nutzen die Eigenschaft von Polyurethan, dauerhafte und elastische Verbindungen mit Gesteinsoberflächen zu erzeugen", sagt Professor Erik Pasche vom Institut für Wasserbau an der Technischen Universität Hamburg-Harburg, Entwicklungspartner der Elastogran für den "Orkankleber" Elastocoast. "So entstehen stabile, offenporige und gleichzeitig sehr widerstandsfähige Deckwerke."

Elastisch und offenporig - in diesen beiden Eigenschaften steckt das Geheimnis von Elastocoast: Die Fähigkeit, ein wenig nachzugeben, schützt das Deckwerk vor der Gewalt der aufprallenden Wassermassen; die miteinander verbundenen Hohlräume zwischen den Steinen absorbieren ihre Energie. Starre und massive Deckschichten mit den herkömmlichen "Klebstoffen" Beton oder Asphalt werden dagegen vom Wellenschlag oftmals regelrecht gesprengt: Von einer anfänglich winzigen Fehlstelle aus frisst sich die Brandung dann immer tiefer in das Deckwerk.

Die Philosophie, den tobenden Wassermassen mit etwas Nachgiebigkeit zu begegnen, habe sich bewährt. Sie steht auch hinter der Konstruktion moderner Deichbauten, die seeseitig extrem flach ansteigen. So können die Brecher nach und nach ausrollen ohne Schaden anzurichten, anstatt ihre Kräfte beim Aufprall explosionsartig freizusetzen. Doch die Deiche brauchen auch eine Schutzschicht gegen die schleichende Erosion, die an exponierten Küstenabschnitten wie beispielsweise auf Sylt dramatische Ausmaße annimmt und ganze Inseln gefährdet. Dies zu verhindern, ist Aufgabe von Elastocoast.

Seine Verarbeitung ist recht einfach: Die zwei flüssigen Komponenten des Spezialkunststoffs Polyurethan werden vor Ort miteinander verrührt. Dann wird er mit dem Schotter vermischt - etwa in einem Betonmischer - und legt sich wie ein dünner transparenter Film um die Steine. Mit relativ wenig Aufwand lässt sich der fertige Werkstoff-Mix, der etwa 20 Minuten verarbeitbar bleibt, zu 15-30 Zentimeter dicken Deckschichten auftragen. Die Mischung härtet sogar unter Wasser aus. Alternativ kann das umweltverträgliche Elastocoast auch mit dem High-Pressure-Verfahren auf eine lose Schotterdeckschicht aufgesprüht werden.

Nach dem erfolgreichen Einsatz bei der Sanierung einer Buhne am Hamburger Elbufer steht Elastocoast jetzt auf Sylt im Härtetest. Vor allem im Winter nagt die Nordsee an der Insel: Im vergangenen Jahr verschlang allein das Aufschütten erodierter Küstenabschnitte mit Sand gut 3,5 Millionen Euro. Seit September 2005 schützt ein Deckwerk aus Elastocoast einen Teil des besonders exponierten Nordendes, den Sylter Ellenbogen. Ein ähnliches Pilotprojekt wurde auf der Hamburger Hallig nördlich von Husum realisiert. Dr. Marcus Leberfinger, Projektleiter für maritime Anwendungen bei Elastogran, ist mit den Ergebnissen des ersten Winters hochzufrieden: "Selbst in der Brandungszone der offenen Küste vor Sylt hielt das Deckwerk den hohen dynamischen Belastungen aus Wellenschlag, Salzwasser und Frosteinwirkung zuverlässig stand."

Die Forschungsergebnisse sprechen für sich, doch ist der Küstenschutz mit Elastocoast auch finanzierbar? "Die Kostenkontrolle hatte bei der Produktentwicklung von vornherein hohe Priorität", sagt Leberfinger. "Die Verarbeitung von Elastocoast ist einfach und auf Grund erheblicher Materialeinsparungen durch die reduzierte Stärke des Deckwerks und den preiswerteren Schotter kleinerer Körnung liegen die Kosten unterm Strich sogar etwas niedriger als bei konventionellen Konstruktionen."

Und auch die Natur profitiert von Elastocoast, das durch seine ökologischen Eigenschaften überzeugen möchte: In den Hohlräumen der offenporigen Struktur der Deckschichten könnten Tiere und Pflanzen neue Lebensräume finden - und so hätten Strandkrabbe, Napfschnecke und Strandhafer auch noch etwas von dieser Innovation.

Die Perspektive

Die Idee, Schottersteine mithilfe von Polyurethan-Kunststoffen zu verkleben, um ihnen so dauerhaften Halt zu geben, wurde zuerst äußerst erfolgreich beim Bau von Bahntrassen umgesetzt. Mit Elastocoast lässt sich die große Stabilität und Haltbarkeit solcher Steinschüttungen nun auch ins feuchte Element übertragen. Deiche wie auf Sylt oder der Hamburger Hallig sind aber nur einer von vielen möglichen Einsatzorten für Deckwerke aus Schotter und Elastocoast. An der Küste können sie auch Hafenanlagen, Sturmflutsperrwerke und Uferpromenaden schützen. Und die Naturgewalten nagen durchaus auch am Ufer von Binnengewässern, zu deren Schutz Deckwerke mit Elastocoast ebenfalls geeignet sind. Das Potenzial ist immens: Allein Bayern besitzt fast 1.200 Kilometer Hochwasserdeiche. Für sein kürzlich erstelltes "Aktionsprogramm 2020" will der Freistaat insgesamt 2,3 Milliarden Euro für den Hochwasserschutz bereitstellen, fast 500 Millionen Euro gehen dabei in die Sanierung und Erweiterung von Deichbauten.

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