Schon konventioneller Beton bringt im direkten Vergleich zum Asphalteinbau in puncto Langlebigkeit und Widerstandsfähigkeit Vorteile mit sich. Doch durch eine immer mehr steigende Belastung durch Schwerlastverkehr fallen Reparaturen auch an traditionellen Betonbauwerken schneller an als in der Vergangenheit. Hier sollen die Vorteile von UHFB zum Tragen kommen, denn laut Daniel Hardegger, Leiter für spezielle Projekte bei Implenia Schweiz, wird mit UHFB die Lebensdauer von Bauwerken deutlich verlängert, während die Lebenszykluskosten minimiert werden.
In UHFB befindet sich kein Kies, dafür dreimal so viel Zement, zudem Feinsand, Stahlfasern und Mikrosilikate. Das führt dazu, dass UHFB in seiner Konsistenz fester ist als Beton, dünner eingebaut werden kann, schneller trocknet und daher beim Einbau witterungsunabhängig ist. Nach 48 bis 72 Stunden ist die Festigkeit erreicht, die herkömmlicher Beton nach 28 Tagen aufweist. Auftraggeber sollen in Summe sechs bis acht Wochen Bauzeit einsparen können.
Weitere Vorteile von UHFB zeigen sich besonders bei Bauwerken wie Brücken, die starken Umwelteinflüssen ausgesetzt sind. Hier wird der Beton häufig rissig, es dringt Wasser ein und durchfeuchtet den Beton. Infolge dessen entsteht eine Spannungskorrosion. In der Vergangenheit wurden solch poröse Brücken meist abgerissen und neu gebaut.
UHFB ist säure-, sulfat- und frostbeständig sowie dampfdicht und gilt damit als korrosionshemmend. Zudem hat UHFB eine abdichtende Funktion gegen Salzwasser und dient als Schutzschicht für einen Betonkonstruktionskörper. Dies führt dazu, dass lediglich die alte Schicht einer porösen Brücke abgetragen und eine neue dünne Schicht aufgetragen wird, die bei geringem Gewicht alle statischen und abdichtenden Funktionen übernimmt. Außer einer Aufrauhung der Oberfläche wird zudem keine Nachbearbeitung notwendig.
Mehrmonatige Testphase
Implenia Schweiz gilt als führendes Bauunternehmen der Schweiz, arbeitet übergreifend in Deutschland, Österreich und anderen Ländern und beschäftigt europaweit mehr als 10 000 Mitarbeiter. Um in der Lage zu sein, Brückenprojekte mit UHFB erfolgreich auszuführen, benötigte Implenia eine mehrmonatige Testphase. Zunächst wurde der Baustoff entwickelt, dessen genaue Zusammensetzung geheim bleibt, dann eine spezielle Betonmischanlage. Ebenso wurde eine neue Bohle für den maschinellen Einbau mit dem Gleitschalungsfertiger GP 2400 von GOMACO entwickelt. Dieser kann Betondecken bis zu 7,32 m fertigen. »Der GP 2400 ist eine kompakte Maschine mit Möglichkeiten für verschiedene Bohleneinsätze sowie der Montage einer Heckbohle, die wir besonders in Tunneln für Betonfahrbahnen und Gleistragplatten einsetzen. Auch Gewicht und Kompatibilität passen zu unseren Anforderungen. Die Maschine ist flexibel und sehr geeignet für die Anwendungen bei den Projekten in der Schweiz«, betont Daniel Hardegger. Flexibel, weil Implenia mit nur drei verschiedenen Einbaubohlen eine große Anzahl möglicher Projekte abdeckt. Mit der extra entwickelten zero-clearance-Heckbohle hat Implenia erfolgreich ein großes Tunnelprojekt abgeschlossen. Die besondere Kombination aus Heckbohle und Fertiger ermöglichte es, dass Implenia 3,55 m breit fertigen konnte, ohne dass weiterer Platz am Rand benötigt wurde. Mit dem GOMACO-Fertiger und der UHFB-Bohle wurden insgesamt bereits 2 400 m³ UHFB auf Plätzen, in Wannen und Banketten, sowie in diversen Fertigteilen verbaut. Die Schichtdecken beliefen sich auf eine Höhe von 4 cm bis 12 cm.
Praxisprobe auf Nord-Süd-Achse
Erstmals im großen Stil wurde der neue Faserbaustoff im Auftrag des Schweizer Bundesamts für Straßen ASTRA auf einem 20 km langen Streckenabschnitt der Schweizer Nord-Süd-Achse A4 zwischen Küssnacht und Brunnen verbaut. Nach 40 Jahren war der Abschnitt dringend sanierungsbedürftig. Die Gesamtfläche der Baumaßnahme belief sich auf 20 000 m². Gearbeitet wurde in vier Etappen von 2018 bis 2019, damit der Verkehrsfluss für die rund 27 000 Fahrzeuge täglich so wenig wie möglich beeinträchtigt war. Insgesamt wurden 1 350 m³ UHFB durch den GP 2400 eingebaut bei einer Einbaustärke von 4,5 cm bis 10 cm und einer Einbaubreite von 4,55 m. Die Einbauleistung pro Schicht von neun Stunden lag bei 65 m³ bis 80 m³ oder 750 m² bis 1 200 m², wobei der GP 2400 laut Implenia schneller hätte arbeiten können.
Die komplizierte Herstellung und Anlieferung des Baustoffs hinderte die Einbauleistung. Der Baustoff kam von einer bis zu 3 km entfernt aufgebauten und speziell konzipierten Betonmischanlage, die es auf eine Leistung von 14 m³/h bis18 m³/h brachte. Zwei bis drei Lkw haben zugeliefert, zumeist mit einem Ladevolumen von 2 m³. Der Beton wurde dann mit Bagger und Betonkübel in den Fertiger eingespeist, eingebaut wurde mit 3D-Steuerung.
Das reibungslose Zusammenspiel zwischen Werkstoff, Gleitschalungsfertiger und die Abstimmung des Gesamtprozesses durch die Experten führte dazu, dass die Anforderungen an Ebenflächigkeit und Maßhaltigkeit von 4 mm problemlos eingehalten bzw. unterboten werden konnten. Auch die Kantenabmaße waren im Millimeterbereich und nahezu perfekt.
Der Faserbaustoff wurde mit einer Stabarmierung nach Norm SIA MB 2052 und Statikvorgaben bewehrt. UHFB ist fugenlos, auch eine Nachbearbeitung oder Strukturierung waren nicht nötig, da der Beton durch die spezielle Materialstruktur bereits einen guten Reibungskoeffizienten besitzt. Der Prozess ist komplex, alle Schritte müssen aufeinander abgestimmt und von erfahrenen Einbauspezialisten durchgeführt werden. Der UHFB-Einbau machte nicht nur auf dem Papier Sinn, sondern bestand auch den Praxistest. t
