Frisa Schraubarmie-rungssystem für hohe Ansprüche in allen Situationen

Neuartige und immer komplexere Tragwerke verlangen von Planern stetig innovative Lösungen und mutige Entscheidungen. In gleicher Weise steigt der Druck auf Bauunternehmer, immer schneller und unter be-engten Platzverhältnissen effiziente Leistung zu erbringen. Da ist es beruhigend, sich auf einen verlässlichen, sicheren und erprobten Partner im Bereich der Bauzulieferung verlassen zu können.

Zur laufenden Qualitätssicherung ist die Systemsicherheit des Schraubarmierungssystems auch durch Systemprüfungen an der Empa bestätigt.
Zur laufenden Qualitätssicherung ist die Systemsicherheit des Schraubarmierungssystems auch durch Systemprüfungen an der Empa bestätigt.

Mit dem Firisa-Schraubarmierungssystem bietet die Fischer Rista AG ein in der Handhabung einfaches und dennoch den höchsten Sicherheitsansprüchen gerech-tes System zur mechanischen Verbin-dung von Bewehrungsstäben. Die Verbin-dung erfolgt dabei durch ein auf den Bewehrungsstab aufgebrachtes Parallel-gewinde und eine Verbindungsmuffe. Bemessen, um die maximale Stabzug-kraft aufnehmen zu können, bieten die kurzen und schlanken Muffen ein perfek-tes Zusammenspiel an Sicherheit und leichter Montage, sodass das Schraub-system auch bei ungünstigen Platzver-hältnissen problemlos und ohne Drehmo-mentschlüssel eingesetzt werden kann und ein mit einem ungestossenen Stab vergleichbares Verhalten aufweist.

Höchste Duktilitätsansprüche garantiert

Das breite Sortiment und die verschiede-nen Produktionsmethoden ermöglichen es, die unterschiedlichsten Anforderun-gen zu erfüllen und weit mehr als nur den grundlegendsten Bedürfnissen der Bau-stellenverwendung gerecht zu werden. Das beim Firisa-Schraubarmierungssys-tem standardmässig eingesetzte Verfah-ren des Gewinderollens garantiert einen verbesserten Kraftfluss und eine erhöhte Systemsicherheit gegenüber geschnitte-nen Gewinden. Durch eine vorgängige Stauchung des Stabendes am Beweh-rungsstahl werden zusätzlich zur Gewähr-leistung der Bruchlast des Bewehrungs-stabes auch höchste Duktilitätsansprüche garantiert.

Empa-geprüftes System

Die einfache und effiziente Handhabung von Firisa ist durch zahlreiche Einsätze in der Praxis erprobt. Durch die Verfügbar-keit diverser unterstützender Zubehör-teile wird die korrekte und einfache Ver-legung des Schraubarmierungssystems zusätzlich unterstützt und die Anwen-dung auf der Baustelle eindeutig gewähr-leistet.

Neben der laufenden Qualitätssicherung ist die Systemsicherheit des Firisa-Schraubarmierungssystems auch durch normgerecht durchgeführte Systemprü-fungen an der Empa bestätigt. Dabei konnte die Erfüllung der Anforderungen der SIA 262 als auch der ISO 15835 ein-deutig nachgewiesen werden. ■

Rückbau einer Brücke – Stück für Stück

Ein spektakuläres Projekt beschäftigt die Abbruchspezialisten des süd-deutschen Bauunternehmens Max Wild. In Saarlouis wurde die alte Saarbrücke durch einen leistungsfähigen Neubau ersetzt. Beim Abbruch des alten Bauwerks galt es, die Konstruktion aus hochfestem Spannbeton zu leichtern, um sie später auf Schwimmpontons ans Flussufer zu beför-dern und komplett zu zerkleinern.

Rückbau einer Brücke – Stück für Stück

Eindrucksvolle Bilder liefert ein grosses Abbruchprojekt im Zuge des neu gestal-teten Autobahndreiecks Saarlouis. Dort verzweigen sich am linken Flussufer der Saar die Autobahn 620 und die Auto-bahn 8. Letztere überquert hier den Hauptfluss des Saarlandes in Richtung Dillingen. Das erste Teilbauwerk der neuen Saarbrücke wurde Ende November 2020 vierspurig in Betrieb genommen. Damit wurden die Voraussetzungen für den Abriss der alten Brücke geschaffen. Die anspruchsvolle Massnahme wurde als gesondertes Fachlos ausgeschrieben. Der Auftrag der Bauherrin, das ist die Autobahn GmbH des Bundes, Niederlas-sung West, ging an die Arbeitsgemein-schaft Schnorpfeil / SEH. Diese ARGE setzte für den Abbruch der alten Beton-konstruktion die Abbruchprofis der Max Wild GmbH als Nachunternehmer ein.

Das alte Bauwerk demontierten die Abbruchprofis von Max Wild erstmals mithilfe eines Schneidrades von Kemroc.
Das alte Bauwerk demontierten die Abbruchprofis von Max Wild erstmals mithilfe eines Schneidrades von Kemroc.

Etappenweiser Rückbau

Das Bauunternehmen Max Wild mit Hauptsitz im oberschwäbischen Berkheim und mehreren Standorten in Süddeutsch-land unterhält einen modern ausgerüste-ten Leistungsbereich Abbruch und reich-lich Erfahrung im Gebäude-, Industrie-und Brückenabbruch. Ein Projekt wie den Abbruch der Saarbrücke bekommen je-doch selbst die Spezialisten von Max Wild nicht alle Tage. Naturgemäss kann eine Autobahnbrücke, die einen Fluss über-spannt, nicht einfach vom Boden aus ab-gebrochen werden. Im detailreichen Ab-bruchkonzept war deshalb vorgesehen, die Hohlkörper der beiden Richtungsfahr-bahnen so weit möglich zu leichtern, das heisst, von allen konstruktiv nicht notwen-digen Bauteilen zu befreien, um sie dann von den Brückenköpfen zu trennen, auf Schwimmpontons ans Ufer zu befördern und dort weiter zu zerkleinern.

Rückbau einer Brücke – Stück für Stück

Saubere Schnitte durch Spannbeton

Zu den konstruktiv nicht notwendigen Bauteilen gehörten die seitlichen Krag-arme der Brücke sowie die Mittelplatte zwischen den beiden Hohlkästen der Richtungsfahrbahnen. Um sie rückzu-bauen, gingen die süddeutschen Spezialisten mit einer neuartigen Maschi-nentechnik vor. Nach eingehenden Unterredungen mit dem Anwendungsbe-rater Marco Schön von Kemroc entschie-den sie sich für die Kombination eines Schneidrades DMW 220 / 1000 / 130 (Nennleistung 220 kW, Schneidtiefe 550 – 1000 mm, Schneidbreite 130 mm) mit einem firmeneigenen 40-t-Bagger. Die Schneidräder der Serie DMW von Kemroc wurden für harte Einsätze an den Auslegern von Hydraulikbaggern konzi-piert. Mit ihren zwei seitlichen, drehmo-mentstarken Hydraulikmotoren entwi-ckeln sie hohe Antriebsleistungen und extreme Schneidkräfte. Sie durchdringen damit selbst hartes Gestein mit einer ein-axialen Druckfestigkeit von 120 MPa und stark bewehrten Beton.

Die einzelnen Betonseg- mente des Kragarmes wurden mit Längsschnitten per Betonsäge aus dem Verband getrennt und per Kran herausgehoben.
Die einzelnen Betonseg-mente des Kragarmes wurden mit Längsschnitten per Betonsäge aus dem Verband getrennt und per Kran herausgehoben.

Hohlkästen werden segmentweise entfernt

Auf heftigen Widerstand stiess man mit dem Schneidrad DMW 220 bei der alten Saarbrücke, die mit einem ihrer beiden Felder den Fluss überspannte. Der Plan bestand darin, sie mit zwei Pontons und speziellen Tragkonstruktionen unter dem Brückenfeld zu positionieren und die bei-den Hohlkastenelemente auszuschwim-men. Um das Gewicht der Brücke zu re-duzieren, mussten die Kragarme auf beiden Seiten und die Mittelplatte zwi-schen den Hohlkästen segmentweise ent-fernt werden. Beim herkömmlichen Ein-satz einer Betonsäge hätte man wegen der verwinkelten Betonkonstruktion sehr häufig neu ansetzen müssen und damit viel Zeit beim Umrüsten verloren. Zudem waren Schneidtiefen bis 65 cm notwen-dig. Deswegen entschied sich das Team rund um den Bauleiter Max Fus, nur die Längsschnitte durch den Brückenüber-bau mit der Betonsäge auszuführen, die Querschnitte aber mit dem Schneidrad am 40-t-Bagger. Die einzelnen dabei ent-stehenden, 6 – 10 t schweren Betonseg-mente sollten anschliessend per Kran aus dem Verband gelöst und am Flussufer nachzerkleinert werden.

Mit dem Schneidrad wurden die Kragarme der alten Brücke quer durchschnitten. Auf dem neuen Brückenbauwerk rollt schon wieder der Verkehr über die Saar (Hintergrund).
Mit dem Schneidrad wurden die Kragarme der alten Brücke quer durchschnitten. Auf dem neuen Brückenbauwerk rollt schon wieder der Verkehr über die Saar (Hintergrund).

«Die Brücke leistete heftigen Widerstand»

Der konkrete Einsatz des Schneidrades verlief in den Kalenderwochen 6 und 7 dieses Jahres im Schutz eines Hängege-rüstes über der Saar. Dabei ging das Schneidrad durch den Beton nicht ge-rade wie durch Butter – aber doch mit einer sehr ansehnlichen Geschwindig-keit, berichtet Max Fus, ein Master im Bauingenieurwesen mit bisher fünf Jah-ren Praxiserfahrung bei seinem Arbeit-geber Max Wild: «Die Brücke war quer vorgespannt und leistete konstruktiv heftigen Widerstand. Trotzdem war ich überrascht, dass das Schneidrad im Ar-beitseinsatz keinen Unterschied machte zwischen Spannbeton und schlaffem, nicht vorgespanntem Beton. Mit unserer Kombilösung aus Diamantsägetechnik und Schneidrad kamen wir relativ schnell voran und erzielten Schnittgeschwindig-keiten von rund zehn Laufmetern pro Stunde.» Auch beim relativ hohen Ver-schleiss der Hartmetallmeissel, ergänzt Max Fus, habe sich dieses neuartige Ver-fahren durch die hohe Prozessgeschwin-digkeit als die wirtschaftlichste Lösung herausgestellt. ■

Der Aufschwung ist da

Der Aufschwung ist da – früher und stärker als bislang erwartet: Gemäss Konjunkturprognose der KOF wird das Bruttoinlandprodukt in diesem Jahr um 4 Prozent ansteigen. Für 2022 erwartet die KOF einen Zuwachs von 2,8 Prozent. Dank eines starken Wertschöpfungswachstums dürfte die Wirtschaftsleistung der Schweiz bereits im aktuellen Quartal ihr Vorkrisenniveau überschreiten.

Text: KOF Konjunkturforschungsstelle

Konjunktureinbruch nahezu wettgemacht
Die Schweizer Wirtschaft ist kurz davor, noch in diesem Quartal den massiven Einbruch wettzumachen, den die Folgen der COVID-Pandemie im letzten Jahr verursacht haben. Zwar ging die Wirtschaftsleistung gemessen am Bruttoinlandprodukt (BIP) im ersten Quartal 2021 aufgrund der Eindämmungsmassnahmen im Winterhalbjahr 2020/21 wie erwartet zurück, allerdings war der BIP-Rückgang kleiner als prognostiziert.

Höchste BIP-Wachstumsrate seit 2007
Das BIP wird gemäss KOF-Prognose im Jahr 2021 um 4 Prozent wachsen, was die höchste BIP-Wachstumsrate seit 2007 wäre. Die Rate folgt allerdings auf einen aussergewöhnlichen Einbruch im vergangenen Jahr. Im Jahr 2022 verlangsamt sich die Wachstumsdynamik zwar etwas, bleibt mit einer Zuwachsrate von 2,8 Prozent aber rund doppelt so hoch wie das geschätzte Potenzialwachstum der Schweiz. Damit würde das BIP im Verlauf des nächsten Jahres fast wieder auf jenen Wachstumspfad zurückkehren, der vor Eintreten der Corona-Krise erwartet wurde. Der langfristige Wertschöpfungsverlust, welcher der Schweizer Volkswirtschaft aus der Corona-Pandemie erwächst, würde dann gering ausfallen und bliebe auf einige besonders von der Pandemie betroffene Branchen beschränkt.

Privater Konsum zieht wieder an
Grund für die positive wirtschaftliche Entwicklung ist die deutliche Verbesserung der epidemiologischen Lage in den letzten Wochen. Der starke Rückgang der Fallzahlen erlaubte es den Regierungen in der Schweiz und wichtigen Auslandsmärkten, etwas früher als erwartet Einschränkungsmassnahmen zurückzunehmen. Der Abbau dieser Massnahmen führte im laufenden Quartal zu einem Anstieg des privaten Konsums, der insbesondere im Dienstleistungssektor zu einem kräftigen Wertschöpfungsplus führt.

Schweizer Güter im Ausland gefragt
Ein wichtiger Treiber der prognostizierten dynamischen Erholung ist die Nachfrage nach Schweizer Gütern aus dem Ausland. Nach einer Delle im ersten Quartal 2021, die auf die Corona-Eindämmungsmassnahmen im Winterhalbjahr zurückzuführen ist, dürften die für die Schweiz wichtigen Volkswirtschaften im zweiten und dritten Quartal 2021 kräftig wachsen. Neben Nachholeffekten, einer guten Konsumentenstimmung und einer erhöhten Investitionsbereitschaft der Unternehmen spielen hierbei auch die fiskalischen Stützungsmassnahmen eine zentrale Rolle, welche wichtige Handelspartner der Schweiz beschlossen und zum Teil bereits umgesetzt haben.

Unternehmen investieren in Erweiterung ihrer Kapazitäten
Die Zuversicht, dass ein Ende der Pandemie in Sicht ist, und die starke Erholung der Weltkonjunktur dürften sich im laufenden Jahr positiv auf die Investitionsbereitschaft der Schweizer Unternehmen niederschlagen. Bis zu Beginn dieses Jahres hatten viele Unternehmen wegen der Unsicherheit, welche die Pandemie verursachte, zugewartet, grössere Investitionsvorhaben umzusetzen. Gemäss den Ergebnissen der KOF Investitionsumfrage vom Frühling 2021 planen viele Firmen nun in diesem Jahr in die Erweiterung ihrer Kapazitäten zu investieren.

Inflation dürfte grösstenteils transitorisch sein
Die KOF prognostiziert einen Anstieg der Preise von 0,4 Prozent in diesem und 0,5 Prozent im nächsten Jahr. Die Inflation dürfte in der Schweiz damit markant tiefer ausfallen als etwa in den USA oder dem Euroraum. Trotzdem handelt es sich bei den prognostizierten Raten für Schweizer Verhältnisse um verhältnismässig hohe Preisanstiege – die Inflationsraten liegen über dem Mittelwert der letzten zehn Jahre. Die KOF geht aber nicht davon aus, dass die Preisanstiege eine Lohn-Preis-Spirale auslösen.

Entspannung auf dem Arbeitsmarkt
Der gesamtwirtschaftliche Aufschwung, der in der zweiten Jahreshälfte auch beschäftigungsmässig wichtige Branchen wie das Gastgewerbe erfasst, dürfte bereits im laufenden Jahr zu einer merklichen Verbesserung der Arbeitsmarktlage führen. So ist zu erwarten, dass sich bis zum Herbst kaum noch Beschäftigte in Kurzarbeit befinden werden. Über das gesamte Jahr betrachtet dürfte 2021 eine Arbeitslosenquote gemäss Konzept der International Labour Organization (ILO) von 5,1 Prozent resultieren, welches für internationale Vergleiche geeigneter ist, und gemäss Konzept der registrierten Arbeitslosen des SECO von 3,1 Prozent. Im nächsten Jahr sinkt die Quote unserer Prognose zufolge auf 4,8 Prozent (ILO) respektive 2,7 Prozent (SECO).

Virusmutationen als Prognoserisiko
Die KOF prognostiziert die starke Erholung der Schweizer Wirtschaft unter der Annahme, dass es im Zuge der Impfkampagnen hierzulande und im wirtschaftlich relevanten Ausland gelingt, die verbliebenen coronabedingten Einschränkungen in den nächsten Monaten schrittweise zurückzufahren. Die Erholung würde sich spürbar hinausziehen, wenn es in den kommenden Monaten zu Verzögerungen bei den Lockerungsschritten oder gar erneut zu einschneidenden Eindämmungsmassnahmen käme, etwa aufgrund neuer Mutationen des Coronavirus, die weniger wirksam durch die existierenden Impfstoffe bekämpft werden können. Umgekehrt könnte ein positiverer Verlauf der Pandemie – etwa ein starker Rückgang der Fallzahlen in Gebieten, die gegenwärtig weiterhin hohe Inzidenzen aufweisen – zu einer noch robusteren Erholung der Weltkonjunktur beitragen, mit entsprechend positiven Auswirkungen auf die Schweiz.

Inflation droht vor allem in den USA
Auch sieht die KOF ein Prognoserisiko in der Tatsache, dass sich die aktuellen Preissteigerungen verselbstständigen und sich die Inflationserwartungen auf einem höheren Niveau verankern könnten. Solche Zweitrundeneffekte könnten die Notenbanken zu einem restriktiveren Pfad – einer Erhöhung der Zinssätze -zwingen, wodurch der aktuelle Aufschwung schneller als angenommen abgebremst würde. Dieses Inflationsrisiko erachtet die KOF vor allem für die Vereinigten Staaten als relevant.

Hier geht’s zum vollständigen Bericht der KOF Konjunkturprognose

kof.ethz.ch

Minergie – sichere Positionierung als Baustandard

«2020 hat uns gezeigt, wie schnell sich die Realität verändern kann» begrüsste Regierungsrat und Minergie-Präsident Marc Mächler zur diesjährigen Mitgliederversammlung.

Marc Mächler, Präsident des Vereins Minergie und Regierungsrat des Kantons St. Gallen (l.) und Andreas Meyer Primavesi, Geschäftsleiter Minergie.

 

Trotz Pandemie konnte der Verein Minergie das herausfordernde Jahr gesund abschliessen. Das Abstimmungsresultat vom 13. Juni zur Revision des CO2-Gesetzes führt auch beim Verein Minergie zu lebendigen strategischen Diskussionen. Mehr denn je scheint die Positionierung als Baustandard, der sowohl wirksamen Klimaschutz als auch Komfort und Werterhalt garantiert, zukunftsgerichtet. Mit der Wahl von Regierungsrat Fabian Peter als designiertem Nachfolger von Marc Mächler ab Juni 2022 wurden die Weichen in die Zukunft frühzeitig gestellt und die Verankerung von Minergie in die kantonale und nationale Energiepolitik bekräftigt. Die 23. ordentliche Mitgliederversammlung des Vereins Minergie fand am 17. Juni im Kantonsratssaal St. Gallen mit anschliessender Besichtigung der Stiftsbibliothek statt. Der Minergie-Präsident und St. Galler Regierungspräsident Marc Mächler begrüsste die über 45 Anwesenden in seinem Heimatkanton. Im Anschluss blickte der Vorstandspräsident auf ein intensives und spezielles Jahr 2020 zurück, in welchem wir uns privat und beruflich immer wieder neu organisieren mussten.

Das Jahr 2020 im Rückblick

Der Verein Minergie ist gut durch das Pandemiejahr gekommen und konnte das Jahr 2020 finanziell erfolgreich abschliessen. Auch die Zertifikatszahlen waren sehr erfreulich und konnten im Vergleich zum Vorjahr wieder leicht gesteigert werden. Der Präsident bedankt sich bei allen, die zu diesen guten Ergebnissen beigetragen haben. In diesem schwierigen Jahr ist die Schweizer Gebäudelabel-Familie (Minergie, GEAK, SNBS und 2000-Watt-Areale) näher zusammengerückt. Es laufen derzeit Gespräche mit dem Ziel, das Portfolio zu vereinfachen, Synergien zu nutzen und die Nachfrage weiter zu steigern. Ein erster konkreter Schritt in diese Richtung konnte schon vollbracht werden, indem die beiden Geschäftsstellen des Vereins Minergie in Basel und Sion und die Agentur in Bellinzona nun für den gesamten operativen Betrieb des GEAK und die Zertifizierung und Vermarktung des SNBS Hochbau zuständig sind.

Überarbeitung des Miniergiestandards bis 2023

Eindeutig scheint, dass eine Mehrheit der Bevölkerung grossen Respekt vor den wirtschaftlichen Folgen der Klimapolitik hat. Auch die Hauseigentümer sehen in der stark subventionierten Dekarbonisierung des Gebäudeparks mehr die finanziellen Risiken als die sich daraus ergebenden Chancen. Entsprechend müssen die Minergie-Standards weiterhin einfach gehalten und aufs Wesentliche reduziert bleiben – und somit sowohl wirksamen Klimaschutz als auch Komfort und Werterhalt garantieren. Die enge Abstimmung der Minergie-Standards mit den kantonalen Energiegesetzen, dem GEAK und der sich nun am Horizont abzeichnenden Überarbeitung der MuKEn sind darum wichtiger denn je. Diese und weitere Entwicklungen im technischen und digitalen Bereich (Photovoltaik, Energiemonitoring, BIM) sollen in eine umfassende Überarbeitung der Minergie-Standards fürs Jahr 2023 einfliessen.

www.minergie.ch

Sorgt für Ruhe auf der Strasse – der BGS Grip

Die Sensibilität der Menschen gegenüber Abrollgeräuschen auf unseren Strassen ist sehr gross. Es ist unbestritten, dass beim Überfahren von Schachtabdeckungen Lärmgeräusche entstehen.

Beim Einsatz der Grip-Abdeckungen entstehen viel geringere Zusatzge- räusche.
Beim Einsatz der Grip-Abdeckungen entstehen viel geringere Zusatzge- räusche.

Diese Abrollgeräusche sind den Materialwechseln von Fahrbahn und Schachtabdeckung geschuldet. Zusatzgeräusche wie Schlagen, Klopfen, Zischen, Klappern in Bezug auf Schachtab- deckungen werden von Anwohnern und Bauherrn als störend wahrgenommen und kaum noch toleriert.

Verbesserung der Verkehrssicherheit

Die BGS hat zur Verbesserung der Sicherheit auf Schweizer Strassen die Abdeckungen mit der patentierten, rutschsicheren Oberfläche BGS Grip auf den Markt gebracht.

Rückmeldungen von Kunden und eigene Wahrnehmungen ha- ben gezeigt, dass beim Einsatz der Grip-Abdeckungen viel ge- ringere Zusatzgeräusche entstehen – diese Abdeckungsober- fläche also subjektiv dazu beiträgt, dass weniger Lärm entsteht. Dieses Empfinden konnte nun durch eine akustische Erhebung mittels spezifischen Lärmmessungen durch ein akkreditiertes Prüfinstitut bestätigt werden.

Optimierung der Lärmemissionen

Vergleichstests mit BGS-Standard-Gussabdeckungen haben ergeben, dass durch den Einsatz der Abdeckungen BGS Grip die Lärmemissionen bei der Überfahrt von Schachtabdeckun- gen mit 50 km/h deutlich messbar reduziert werden können.

Die Messresultate können als «gut wahrnehmbar» oder «deut- licher Unterschied» eingestuft werden und verbessern somit den Höreindruck stark.

Gerade bei lärmarmen Belägen – wie diese heute fast überall standardmässig innerorts eingebaut werden – ist es wichtig, die Spitzenpegel so gering wie möglich zu halten. Die Messungen zeigen, dass die Produktepalette Grip einen geringeren Spit- zenpegel als Standard-Gussprodukte aufweisen und somit als weniger störend empfunden werden und vom Höreindruck deutlich messbar besser sind.

Das Fazit daraus

Mit dem Einsatz der Produktegruppe BGS Grip kann ein wich- tiger Beitrag zur Lärmreduktion auf unseren Strassen erreicht werden. ■

Energieeffiziente Kühl-und Heizlösung für Frischbeton

Beim Bau von Flughäfen, Staudämmen, aber auch Tunneln, Brücken und anderen Infrastrukturprojekten kommen massive Bauteile aus Beton zum Einsatz, die aufgrund ihrer Dicke noch Monate nach dem Einbau Hydrata-tionswärme und damit rissbildende Spannungen entwickeln können.

Eine Platteneisanlage mit integrierter Kaltwassererzeugung auf einem Eislager und containerisiertem Wassertank (rechts) und die KTI-Sauter-Heisswasseranlage (links) bedienen die Betonmischanlage.
Eine Platteneisanlage mit integrierter Kaltwassererzeugung auf einem Eislager und containerisiertem Wassertank (rechts) und die KTI-Sauter-Heisswasseranlage (links) bedienen die Betonmischanlage.

Gerade in klimatisch anspruchsvollen Re-gionen wie dem Nahen Osten, Südost-asien oder Afrika, wo extreme Tempera-turen herrschen, ist eine umfassende Senkung der Betontemperatur noch beim Mischen erforderlich. Doch auch in kalten oder wechselhaften Regionen muss der Beton temperiert und damit beheizt wer-den: Eine zu kalte Charge kann sonst ge-frieren und so zu Strukturschäden im Bauteil führen.

Betontemperatur in klimatisch an-spruchsvollen Gebieten ist komplex

Darüber hinaus haben sich in den letzten Jahrzehnten die Anforderungen auf Bau-stellen an den Umgang mit Beton ver-schärft. Gesetzgeber in vielen Ländern stellen höhere Ansprüche an Festigkeit, Beständigkeit und Haltbarkeit des Be-tons, was sich auch in den geforderten Grenzwerten der Betontemperatur nie-derschlägt. Zudem verlangen öffentliche wie private Auftraggeber zur Vermeidung von nachträglichen Problemen mit der Qualität des Betons oftmals noch stren-gere Temperaturgrenzen für den Frisch-beton, die beispielsweise in Ländern der arabischen Halbinsel trotz gesetzlicher Vorgabe von 30 °C je nach Projekt nur 25 °C und weniger betragen darf – und das bei bis zu 50 °C Aussentemperatur im Sommer. Nicht zuletzt kommen oft-mals neuartige High-Performance-Ze-mente zum Einsatz, die deutlich höhere Temperaturen beim Aushärten entwickeln als Standard-Zemente. Auch die Frage nach der Energieeffizienz, die erst mit steigenden Strompreisen und knapper werdendem Öl aufgetreten ist, stellt eine neue Herausforderung dar. Hierzu bedarf es Anlagen, die zwar einerseits eine sig-nifikante Beeinflussung der Temperatur erreichen, aber auch andererseits Alter-nativen zu energieintensiven Methoden, wie beispielsweise dem Einsatz von Stickstoff, ermöglichen. Nicht zuletzt spielt gerade in urbanen Räumen der herrschende Platzmangel eine wach-sende Rolle. Die Systeme zur Betonküh-lung und -heizung sollen so kompakt wie möglich gehalten sein, sodass auch bei kleinen Baustellen eine funktionierende Betontemperierung realisierbar ist.

Platteneis (oben) und Scherbeneis (unten), als klassische Arten von Eis zur Betonküh- lung. Platteneis kann ca. 30–45 Prozent energieeffizienter produziert werden.
Platteneis (oben) und Scherbeneis (unten), als klassische Arten von Eis zur Betonküh-lung. Platteneis kann ca. 30–45 Prozent energieeffizienter produziert werden.

Betonkühlung durch Eis – Platteneis als energieeffiziente Option

In Abhängigkeit von den klimatischen Bedingungen und dem konkreten Bau-vorhaben können dabei die möglichen Lösungen zur Temperierung des Betons sehr unterschiedlich ausfallen. In einem exemplarischen Fall soll ein Tunnel bei gemässigtem Klima in der DACH-Region gebaut werden. Aufgrund gesetzlicher Bestimmungen muss der Beton beson-ders dicht gegenüber Sickerwasser sein, damit es zu keinem Eindringen von Feuchtigkeit und damit langfristigen Schäden kommt («Weisse-Wanne-Be-ton»). Das hydratationsbedingte Entste-hen von Rissen muss somit unbedingt vermieden werden. Dies bedeutet jedoch erhöhte Anforderungen an die Tempera-tur der Betonmischung: Maximal 20 °C sind für den einzubringenden Baustoff erlaubt. Dazu ist trotz des milden Klimas vor allem im Sommer der Einsatz einer effizienten Kühlvorrichtung nötig. Um diese Grenze nicht zu überschreiten und gleichzeitig ausreichend Beton bereit-stellen zu können, werden für die Vorküh-lung mehr als 50 t Eis pro Tag benötigt. Da bei diesem Projekt vonseiten des Auf-traggebers grosser Wert auf Energieeffi-zienz gelegt wurde, fiel die Wahl auf die energieeffiziente Erzeugung von Platten-eis anstelle von Scherbeneis. Platteneis-anlagen sind je nach Umgebungsbedin-gung mit einem Verbrauch von circa 30–45 Prozent weniger Energie pro Tonne Eis sparsamer als vergleichbare Scherbeneisanlagen.

Aggregatkühlung mit Luft als Alternative zu Eis

In tropischen Regionen wiederum, in de-nen Temperaturen um die 45 °C oder mehr herrschen können, kommen noch weitere Herausforderungen hinzu. So sol-len in einem weiteren Beispiel täglich 1000 m3 in einem Werk für Transport-beton produziert werden, der bei allen Arten von grossen Bauwerken als Funda-ment verwendet wird. Um hier die regio-nal vorgegebene Zieltemperatur von 23,5 °C zu erreichen, könnte man wie im europäischen Fall auf den Einsatz von Platteneisanlagen zurückgreifen, die,wenn gewünscht, gleichzeitig auch Kalt-wasser erzeugen können. Jedoch wäre in diesem Fall selbst mit Einsatz von über 78 kg Eis und 36 l Kaltwasser pro Kubik-meter Beton nur eine Frischbetontempera-tur von 28 °C erreicht worden. Dies war aufgrund des Wasser-Zement-Verhältnis-ses nicht möglich und die Festigkeit des Betons hätte nicht mehr gewährleistet werden können. Daher ist nun die Zu-schlagstoffkühlung als Ergänzung zu Eis und Kaltwasser eingesetzt worden. Der für das Anmischen des Betons ebenfalls not-wendige Kies wird dabei in entsprechend grossen Silos mithilfe von durch Düsen eingeblasener Kaltluft vor dem Mischvor-gang herabgekühlt. Dabei wird die Aus-senluft angesaugt und gereinigt, damit sich die Wärmetauscher nicht zusetzen und somit eine konstante Kühlleistung ge-währleistet werden kann. Auf diese Weise wird die mechanische Wartung der Anlage auf ein Minimum reduziert. Die Luft ge-langt schliesslich über ein mehrstufiges Kühlsystem mit Wärmetauscherpaketen von unten in das Siloinnere zum Kies, wo-durch die Temperatur der Zuschlagstoffe in diesem Beispielfall auf circa 20 °C gesenkt wird. In anderen Fällen dient die Zuschlagstoffkühlung auch als vollstän-dige Alternative zur Kühlung durch Eis. Im Ergebnis bleibt die Kombination von ge-kühltem Kies und Kaltwasser energetisch deutlich unter der Variante mit Eis, da die Abkühlung von Wasser ebenso wie von Luft weniger energieintensiv ist als die Herstellung von Eis. Aufgrund der Zusam-mensetzung von Beton (40–60 Prozent Kies) wirkt sich die Kühlung dieses Zu-schlagstoffes ausserdem erheblich auf die Mischtemperatur aus und macht sie somit sehr effektiv. Ganz allgemein lässt sich sagen, dass eine Änderung der Frisch-betontemperatur um 1 K durch eine Ände-rung der Temperatur der Gesteinskörnung um ca. 1,6 K bewirkt wird. Im Gegensatz dazu muss das zugegebene Wasser um 3,6 K abgekühlt werden, um den gleichen Abkühlungseffekt zu erzielen.

Staudammbau als Königsdisziplin

In einem dritten und letzten Beispiel soll schliesslich eine der grössten Herausfor-derungen bei der Kühlung und Heizung von Beton illustriert werden: der Stau-dammbau. Das Szenario spielt diesmal in einer weit im Süden gelegenen Region des amerikanischen Kontinents, in der sowohl niedrige Temperaturen im Winter als auch höhere Temperaturen im Som-mer auftreten. Kennzeichnend für jedes Staudammprojekt sind die komplexen Anforderungen an den temperaturkon-trollierten Beton, welche vor allem aus den Dimensionen der massiven Beton-bauteile resultieren. So findet beim Aus-härten ab einer gewissen Distanz zwi-schen Bauteilkern und Oberfläche praktisch kein Wärmeaustausch mehr zwischen Kern und Umgebung statt. In-folgedessen steigt auch die Wärme-und Volumenentwicklung im Inneren durch Hydratation, was die Struktur negativ be-einflusst – sei es das Nicht-Erreichen der gewünschten Druckfestigkeit oder eine verstärkte Bildung von Rissen durch ther-mische Ausdehnungen. Daher muss in diesem Fall beim Anmischen darauf ge-achtet werden, eine Anfangstemperatur von gerade mal 10 °C nicht zu über-schreiten. Gleichzeitig dürfen die tiefen Temperaturen im Winter nicht dazu füh-ren, dass die Betonmischung unter einen Wert von 10 °C fällt, da ansonsten die Gefahr der Bildung von Lunkern besteht, also Löchern mit gefrorenem Wasser im Beton. Diese stellen eine erhebliche Be-einträchtigung der Festigkeit und Struk-tur des Betons dar.

Kombination aus Kühlung und Heizung

Hier bietet sich nun aufgrund der klimati-schen Bedingungen eine Kombination aus Anlagen zur Betonkühlung und -hei-zung an. Als Grundlage dient dabei er-neut eine Platteneisanlage, die in die-sem Fall gegenüber Scherbeneis den Vorteil hat, dass für die täglich benötig-ten 110 t Eis nur eine anstatt zwei Anla-32 | Baustoffe gen erforderlich sind. Zudem kann die Platteneisanlage ebenfalls die Versor-gung mit Kaltwasser sicherstellen, so-dass keine separate Kaltwasseranlage nötig ist, um die täglichen 200 m3 Was-ser zur Kühlung der Betonmischung zu liefern. Allein durch diese Massnahmen sinkt der Energieverbrauch um circa 185 kW und die benötigte Menge an Kältemittel um über 50 Prozent. Nicht zuletzt wären durch zwei Scherbeneis-anlagen zusätzliche Transport-, Installa-tions-sowie Anlagenkosten entstanden, was bei besonders abgelegenen Gebie-ten wie diesem eine nicht unerhebliche Rolle spielt. Um den Beton jedoch auf die sehr niedrigen Temperaturen von 10 °C zu kühlen, kommt ergänzend eine Aggregatkühlung durch Kaltluft zum Einsatz. Der besondere Vorteil besteht nun darin, dass mit den gleichen Kies-silos, die im Sommer für die Kühlung verwendet werden, auch im Winter eine Beheizung gewährleistet werden kann. Hierfür sind lediglich eine Anlage zur Erzeugung von Kaltluft sowie eine von Warmluft erforderlich, sodass ganzjährig eine gleichmässige Temperatur des Be-tons sichergestellt ist. Je nach Bedarf wird die entsprechende Anlage dem Silo zugeschaltet und die warme bezie-hungsweise kalte Luft durch den Kies geleitet. Zum Einsatz kommen in diesem Fall drei Heissluftanlagen sowie eine Heisswasseranlage für das Anmischen des Betons. Da auf abgelegenen Bau-stellen eine Versorgung mit grünen Brennstoffen nur schwer möglich ist, entsteht die Wärme jeweils durch das Verbrennen von einfach zu lagerndem Heizöl. In urbanen Regionen wird jedoch auch oft Erdgas oder Biogas verwendet.

Trend in Richtung kompakter und energieeffizienter Anlagen

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Einsatz von Kaltwasser und -luft dem Einsatz von Eis in energetischer Hinsicht vorzuziehen ist. Wie bei dem Beispiel in Südamerika kann durch den Verzicht auf einzelne Anlagen Platz gespart werden, was sich bei städtischen und allgemein beengten Baustellen bezahlt macht. Hier besteht die Lösung vor allem in modula-ren Anlagen, die beispielsweise fest ins-talliert in 20-oder 40-Fuss-Containern gestapelt werden können, sodass in der Breite weniger Raum erforderlich ist. Da-mit kann in dicht besiedelten Gebieten, wo Raum teuer ist, Platz gespart werden, während sich in abgelegenen Regionen die Transportkosten verringern. ■

5,3 km Wasserleitung Goldach – St. Gallen

Um die Trinkwasserversorgung der Stadt St. Gallen sicherzustellen, bauen die St. Galler Stadtwerke im Auftrag der Regionalen Wasser-versorgung St. Gallen eine 5,3 km lange Transportleitung von Goldach nach St. Gallen. Die Stadtwerke forderten eine «Just-in-time»-Lieferung der 6 m langen und 1,2 t schweren Duktilgussrohre.

Mit durchdachter Organisation erfolgten die Just-in-time-Lieferungen und das reibungslose Abladen der Rohre auf der Baustelle.
Mit durchdachter Organisation erfolgten die Just-in-time-Lieferungen und das reibungslose Abladen der Rohre auf der Baustelle.

Damit die zuverlässige und pünktliche Lieferung gewährleistet ist, hat sich die Rohrlieferantin Wild Armaturen AG Unterstützung beim Logistikspezialisten Debrunner Acifer geholt.

Zwei Wassertransportleitungen sichern die Wasserversorgung der Stadt St. Gal-len und deren Umgebung. Die Hauptlei-tung führt vom Seewasserwerk in Frasnacht nach St. Gallen, die zweite Leitung erreicht die Stadt von Goldach aus. Die «Goldacher Leitung» dient der Noteinspeisung, sollte die Wasserversor-gung via Hauptleitung unterbrochen sein. Diese Ersatzleitung besteht aus zwei 400-mm-Graugussleitungen aus den Jahren 1907 und 1897. Diese über 100-jährigen Graugussrohre müssen ersetzt werden, weshalb die St. Galler Stadt-werke im Auftrag der Regionalen Wasser-versorgung St. Gallen auf 5,3 km eine neue Trinkwassertransportleitung bauen. Sie soll die Trinkwasserversorgung für die nächsten 80 bis 100 Jahre sichern, falls die Hauptleitung ausfällt.

Für die neue Leitung werden 600-mm-Duktilgussrohre mit einer Innen- und einer Aussenzementierung eingesetzt.
Für die neue Leitung werden 600-mm-Duktilgussrohre mit einer Innen- und einer Aussenzementierung eingesetzt.17Duktilgussrohre für 32 000 m3 Wasser pro Tag

Die Stadt St. Gallen hat einen Trinkwasser-tagesbedarf von 20 000 bis 25 000 m3. Dazu kommt der Bedarf von Partnern der Regionalen Wasserversorgung St. Gallen. Bei einem Ausfall der Frasnachter Hauptleitung muss die Ersatzleitung deshalb 32 000 m3 Wasser pro Tag liefern. Ihre Maximalkapazität beträgt 52 000 m3 Wasser im 24-Stunden-Be-trieb. Für die neue Leitung setzen die St. Galler Stadtwerke Duktilgussrohre mit einer Innen-und einer Aussenzementie-rung, einer Standardlänge von 6 m und einem Durchmesser von 600 mm ein. Wegen seiner robusten Eigenschaft wird das duktile Gussrohr mit Zement-Mörtel-Umhüllung oft eingebaut, wenn die Ent-sorgung des Aushubmaterials aufwendig ist. Das Aushubmaterial dient dann gleichzeitig als Bettungsmaterial und teureres Austauschmaterial (zum Beispiel Sand oder Betonkies) entfällt. Die hohe mechanische Belastbarkeit der Rohre erlaubt als Bettungsmaterial praktisch jedes Boden-oder Aushubmaterial, auch Steine mit mehreren Zentimetern Durchmesser.

Die neue Ersatzleitung (rot) sichert die Trinkwasserversorgung der Stadt St. Gallen.
Die neue Ersatzleitung (rot) sichert die Trinkwasserversorgung der Stadt St. Gallen.

Von der Goldacher Bruggmühle bis zur St. Galler Zil-Kreuzung

Die Kosten für dieses Projekt betragen 17,1 Millionen Franken. Die neue Leitung beginnt im Gebiet Bruggmühle in Goldach und endet an der Zil-Kreuzung in St. Gallen Neudorf. Sie verläuft ungefähr parallel zur Autobahn, jedoch über Wiesen, da sie dort nicht den Vibrationen des Schwerverkehrs ausge-setzt ist. Die erste Bauetappe vom Juni 2020 bis Dezember 2020 umfasst rund 900 m von der Bushaltestelle Obere Waid bis zur Zilstrasse. Die Transportleitung verläuft hier in der Rorschacher Strasse mit einem täglichen Verkehrsaufkommen von 10 000 Fahrzeugen. Die Bauarbeiten unter Verkehr sind denn auch eine der Herausforderungen bei diesem Projekt gewesen. Die andere ist die Logistik.

Die Leitung sichert mit 32 000 m3 Wasser pro Tag den Bedarf der Stadt St. Gallen und deren Umgebung.
Die Leitung sichert mit 32 000 m3 Wasser pro Tag den Bedarf der Stadt St. Gallen und deren Umgebung.

24 Stunden ab Abruf: Debrunner Acifer sichert kurzfristige Lieferbereitschaft

Eine der Anforderungen an die Rohrliefe-rantin Wild Armaturen AG ist die Liefe-rung «Just-in-time». Genauer gesagt: innerhalb von 24 Stunden ab Abruf. Die Lieferfrist ab Werk beträgt jedoch acht Wochen – zu lange für diesen Auftrag. «Um auf Abruf liefern zu können, haben wir nach einem erfahrenen Logistikpart-ner gesucht und ihn in Debrunner Acifer gefunden», sagt Salvatore Maiorana, Aussendienstmitarbeiter bei Wild Armaturen. «Debrunner Acifer stellt uns im Lager Weinfelden Platz zur Verfügung, damit wir die Rohre zwischenlagern können, und sichert so die Just-in-time-Lieferung.»

Nicht nur für den Lagerplatz ist Debrun-ner Acifer der ideale Partner, sondern auch für den Transport der je 1,2 t schweren Duktilgussrohre auf die Baustelle. Dazu ist ein LKW-Kran-Fahr-zeug nötig. Die Lieferung muss exakt auf die Uhrzeit eintreffen, damit genug Helfer zum Abladen auf der Baustelle sind, die Rohre am richtigen Ort abgeladen werden und sie auf ihre Qualität geprüft werden können. Salvatore Maiorana: «Zuverlässigkeit und Professionalität zeichnen Debrunner Acifer aus. Unser Partner hat die Logistik optimal organi-siert und die Zusammenarbeit hat hervorragend funktioniert.»

Die Leitung sichert mit 32 000 m3 Wasser pro Tag den Bedarf der Stadt St. Gallen und deren Umgebung.
Die Leitung sichert mit 32 000 m3 Wasser pro Tag den Bedarf der Stadt St. Gallen und deren Umgebung.

Trinkwassertransportleitung Ende 2023 betriebsbereit

Die Logistikpartnerschaft mit der Wild Armaturen AG wird im Frühjahr fortge-setzt. Während der Wintermonate ruht das Bauprojekt jeweils. Die nächste Etappe von der Bruggmühle Goldach aus nimmt das Bauteam im März 2021 in Angriff. Ende 2023 soll die Trinkwasser-transportleitung für den Betrieb bereit sein. ■

Korrosionsschutz für die Tiefgarage Rossignol Zermatt

Zustandsuntersuchungen an der eingangs Zermatt gelegenen Tiefgarage der Überbauung Rossignol zeig-ten stark erhöhte Chloridgehalte im Beton sowie Betonabplatzungen, welche auf Bewehrungskorrosion hin-deuteten. Der Eigentümerschaft wurde vom Planer empfohlen, die Geschossdecken und Böden der Tiefgarage mittels kathodischem Korrosionsschutz vor weiterer Korrosion zu schützen.

Fertig instand gesetztes Parkgeschoss.
Fertig instand gesetztes Parkgeschoss.

Die Überbauung Rossignol in Zermatt wurde 1986 erstellt. Die darunterliegende Tiefgarage bietet auf zwei Geschossen Park-plätze für Eigentümer und Mieter. Die Geschossdecken beste-hen aus Monobeton ohne Oberflächenbeschichtung. Zustands-untersuchungen im Jahr 2018 zeigten auf, dass in den Beton eingetragenes Tausalz einen Chloridgehalt bewirkte, der auf Bewehrungsniveau einen kritischen Wert erreicht hatte; die Wahrscheinlichkeit für Korrosion der Bewehrung war hoch. Das Gefälle der Parkdecks war ungenügend ausgebildet und so blieb durch Fahrzeuge eingetragenes Salzwasser stehen und drang in den Beton ein.

Der Einbau des Anodensystems auf den Flächen.
Der Einbau des Anodensystems auf den Flächen.

Korrosion in den Bewehrungen

Zahlreiche Betonabplatzungen an den Böden deuteten auf Lochfrasskorrosion hin. In den Decken verliefen zahlreiche, meist wasserführende Risse. An den Untersichten lag die Be-wehrung grossflächig in karbonatisiertem Beton, was eine Kor-rosionsgefährdung bedeutete. Aufgrund der lokal vorhandenen 28 | Reportage Rahmenbedingungen empfahl der Planer der Bauherrschaft den Einsatz des kathodischen Korrosionsschutzes. Insbeson-dere die lange Lebensdauer, eine deutlich kürzere Bauzeit, die geringeren Lärmemissionen sowie ein minimaler Eingriff in die Betonsubstanz waren ausschlaggebend für die Zustimmung der Bauherrschaft.

Die suicorr AG wurde von der Bauherrschaft als Subunterneh-merin des Hauptunternehmers beauftragt, auf den Zwischen-decken und bei den Rissen einen kathodischen Korrosions-schutz einzubauen. Auf den Zwischendecken wurden Bandanoden montiert, die mit einem leitfähigen Schutzmörtel eingebettet wurden. So können die obliegenden Bewehrungen vor weiterer Korrosion geschützt werden. Bei den Rissen in der Decke des 2. UG wurden von unten und oben Diskretanoden montiert. Es kann so die Bewehrung über die gesamte Decken-stärke in diesen Zonen vor Korrosion geschützt werden. So soll die geplante Restnutzungsdauer von mindestens 50 Jahren ermöglicht werden.

Vor Bewehrungskorrosion geschützte Zonen von Rissen.
Vor Bewehrungskorrosion geschützte Zonen von Rissen.

Anoden auf den Konstruktionsbeton

Die beim KKS benötigten Anoden installierten die Mitarbeiter der suicorr AG auf den Konstruktionsbeton der zu schützen-den Flächen. Der Mörtelüberzug wurde anschliessend über die Anoden eingebaut. Den Abschluss bildete ein Oberflächen-schutzsystem – dieses ist aus Sicht Korrosionsschutz nicht notwendig, gestaltet jedoch die Tiefgarage ästhetisch anspre-chend und wartungsfreundlich. Über Kabelverbindungen wur-den die Anoden mit einer Gleichstromquelle verbunden. Weiter stellte die suicorr AG elektrische Verbindungen mit der Beweh-rung (Kathode) her. Aufgrund einer geregelten, extern ange-legten Speisespannung zwischen den Anodenbändern und der Bewehrung tritt ein Schutzstrom in die Bewehrung ein und ver-langsamt den Korrosionsprozess auf ein technisch vernachläs-sigbares Niveau. Die dafür benötigte elektrische Leistung ist sehr gering. Üblicherweise wird zwischen der Bewehrung und den Anoden eine Speisespannung von rund 2 Volt angelegt. Für In-standsetzungen mit KKS wird mit einer Schutzstromdichte von 10–20 mA/m2 Stahl gerechnet.

Versetzen von Stabanoden.
Versetzen von Stabanoden.

Instandsetzungsmassnahme oder auch präventiver Schutz

Der kathodische Schutz kann als präventiver Schutz oder als Instandsetzungsmassnahme eingesetzt werden. Seit sehr lan-ger Zeit wird diese elektrochemische Korrosionsschutzmöglich-keit weltweit eingesetzt. 1824 entdeckte Sir Humphry Davy den kathodischen Korrosionsschutz für Kupferverkleidungen an Seeschiffen. Noch heute werden Schiffe mittels KKS vor Korro-sion geschützt. Der KKS schützt aber auch viele andere Kon-struktionen, welche sich in einem leitfähigen Medium befinden. Beispielsweise ist es bei Hochdruckgasleitungen gesetzliche Pflicht, eine solche Schutzeinrichtung zu betreiben. In der Schweiz wurde der KKS zum Schutz von Stahl im Beton zum ersten Mal 1988 eingesetzt. Die Chloride wurden vom Brücken-pfeiler bei Rodi Fiesso nicht entfernt. Trotzdem mussten bis heute keine weiteren Instandhaltungsmassnahmen durchge-führt werden. Der KKS für Stahl im Beton ist in einer ISO-Norm geregelt. Auf diese Norm (SN EN ISO 12696) verweisen diverse nationale Vorschriften wie die SIA-Regelwerke oder interne Astra-Richtlinien. In den letzten fünf Jahren hat die Anzahl der ausgeführten Bauwerke massiv zugenommen. Insbesondere aufgrund der nachstehenden Vorteile gegenüber einer konven-tionellen Instandsetzung geniesst der kathodische Korrosions-schutz zunehmend grosse Beachtung: – Deutlich geringere Lärmemission – Kürzere Bauzeiten – Geringere Nutzungseinschränkungen – Monitoring-Möglichkeit der durchgeführten Massnahme – Sekundäre Schutzwirkungen (Erhöhung des pH-Wertes am Stahl, Verschiebung der eingetretenen Chloride weg vom Stahl)

Aktuell wird der KKS bei Stahlbetonbauten meist als Instandset-zungsmassnahme genutzt. Ein präventiver Einbau bereits wäh-rend der Erstellungsphase eines Objektes würde viel Geld und Umtriebe sparen, da die Instandhaltungsintervalle deutlich grös-ser und im bedeutend kleineren Ausmass nötig werden. ■

Asche für ressourcenschonende Betonherstellung

Die TH Köln entwickelte ein Verfahren, um Aschen aus Abfallprodukten als neuen Rohstoff nutzbar zu machen.

Das Team des Labors für Bau- und Werkstoffprü- fung der TH Köln entwickelt im Projekt zusammen mit Industriepartnern modifizierte Grundrezeptu- ren für die Betonherstellung. Transportbeton und Betonwerkstein könnten demnach künftig aus Wasser, Müllverbrennungsreststoffen (unten links), Gesteinskörnung (oben rechts) und Zement (unten rechts) hergestellt werden.
Das Team des Labors für Bau-und Werkstoffprü-fung der TH Köln entwickelt im Projekt zusammen mit Industriepartnern modifizierte Grundrezeptu-ren für die Betonherstellung. Transportbeton und Betonwerkstein könnten demnach künftig aus Wasser, Müllverbrennungsreststoffen (unten links), Gesteinskörnung (oben rechts) und Zement (unten rechts) hergestellt werden.

Rückstände aus der Müllverbrennung werden bislang nicht hochwertig weiter-verarbeitet und verbleiben grösstenteils ungenutzt auf Deponien. Bestimmte An-teile des Stoffgemischs haben allerdings ähnliche Eigenschaften wie Bestandteile von Beton. Die TH Köln entwickelt im For-schungsprojekt ASHCON daher ein Ver-fahren für den Einsatz von aufbereiteten Müllverbrennungsaschen (MV-Aschen) für die Betonherstellung.

Vom Müll zum Beton

«Durch die Verbrennung von Siedlungs-abfällen fallen in Deutschland pro Jahr etwa 5,2 Millionen Tonnen Müllverbren-nungsaschen an. Ein Grossteil davon ge-langt bisher auf Deponien und sollte stattdessen aus Gründen der Ressour-ceneffizienz und zur Einsparung von De-ponieraum bestmöglich in den Stoffkreis-lauf zurückgeführt werden», sagt Prof. Dr. Björn Siebert vom Labor für Bau-und Werkstoffprüfung der TH Köln.

MV-Aschen bestehen ausser aus metalli-schen Anteilen zu einem grossen Teil aus mineralischen Stoffen. «Die mineralischen Anteile bieten sich wegen ihrer Körnung als Ersatzstoff für natürliche Ressourcen wie Kies oder Sand an, die bei der Beton-herstellung eingesetzt werden», so Sie-bert. «Im Vorhaben wollen wir herausfin-den, wie die MV-Aschen aufbereitet und verarbeitet werden müssen, um als alter-native Ausgangsstoffe für die Herstellung von Transportbeton – das ist Beton, der in frischem Zustand geliefert wird – und Be-tonwerkstein, zum Beispiel Pflastersteine, verwendet werden zu können.»

Modifizierung der Betonrezeptur

Die geplanten ersten Schritte im Projekt sind eine repräsentative Probenahme von MV-Aschen aus Deponien am Standort :metabolon in Lindlar und Müllverbren-nungsanlagen in Leverkusen sowie eine Charakterisierung und Aufbereitung der Proben. «Bevor die MV-Aschen weiter-verarbeitet werden können, müssen zu-nächst die schwermetallischen und me-tallischen Bestandteile abgetrennt werden. Anschliessend werden die Pro-ben ausgehend von der Grösse der jewei-ligen Körnung mittels eines neuen indus-triellen Mess-und Sortierverfahrens in Korngruppen eingeteilt», sagt Siebert.

Die Fliessfähigkeit und Viskosität des Betons verändern

Das Team des Labors für Bau-und Werk-stoffprüfung entwickelt in einem weiteren Schritt zusammen mit Industriepartnern modifizierte Grundrezepturen für die Be-tonherstellung. «Beton besteht aus meh-reren Komponenten und reagiert sensibel auf Veränderungen in der Zusammenset-zung», so Siebert. «Mit unterschiedlichen Korngrössen der aufbereiteten MV-Aschen können wir die Rezeptur sukzessive an-passen und Faktoren wie die Fliessfähig-keit und Viskosität, also Klebrigkeit, des Betons verändern.» Anschliessend wer-den Probekörper hergestellt und hinsicht-lich ihrer Verarbeitungseigenschaften, Umweltverträglichkeit und Langlebigkeit überprüft.

Ein interdisziplinäres Forschungsprojekt

Das Forschungsvorhaben «Einsatz von aufbereiteter Müllverbrennungsasche als Ausgangsstoff bei der Betonherstellung» (ASHCON) wird von Prof. Dr. Björn Sie-bert vom Labor für Bau-und Werkstoff-prüfung geleitet. Beteiligte innerhalb der Hochschule sind zudem Prof. Dr. Ram-chandra Bhandari vom Institut für Tech-nologie und Ressourcenschonung in den Tropen und Subtropen, Prof. Dr. Jan Wil-kens von der Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften sowie Prof. Dr. Chris-tian Wolf vom :metabolon Institute.

Fruchtbare Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie

Projektpartner sind das Institut für Infra-struktur, Wasser, Ressourcen und Umwelt (IWARU) an der FH Münster, das Institut für Bauforschung der RWTH Aachen, das Fraunhofer Institut für Bauphysik, der Bergische Abfallwirtschaftsverband, die Aachen Institute for Nuclear Training GmbH (AiNT), die Fertigbeton Rheinland GmbH & Co. KG, die METTEN Stein+De-sign GmbH & Co. KG, die AVEA GmbH & Co. KG sowie die Portlandzementwerk Wittekind Hugo Miebach & Söhne KG. Das Projekt wird über drei Jahre im Rah-men des Förderprogramms «Ressour-ceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Bauen und Mineralische Stoffkreisläufe» (Re-Min) vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. ■

Aufstockung in Holzbauweise

Wenn es eng wird im Bürogebäude oder Mehrfamilienhaus, wird über die Erweiterung von Raum nachgedacht. Zum Beispiel Raum nach oben.

 

Bauen mit Holz in allen seinen Facetten legt zu. Schon seit Jahren stellt Markus Rutz eine steigende Nachfrage fest. Und der Trend geht weiter. Er rechnet damit, dass sich der Holzbau auch in den nächsten 10 Jahren noch stärker und noch schneller entwickeln wird. Verantwortlich dafür sind etwa Architekten und Planer, die vermehrt mit Holz bauen aber auch die Investoren, Unternehmen oder die öffentliche Hand, die beim Bauen stark auf Nachhaltigkeit setzen sowie Bauten ganzheitlich in ihrem Lebenszyklus betrachten.

Tatsächlich ist Holz das perfekte Material und die Holzbauweise ideal, um beispielsweise mehr Wohnraum im Mehrfamilienhaus zu realisieren oder ein Bürogeschoss auf die Lagerhalle zu setzen. Weshalb ist das so, Markus Rutz?

Mit dem Werkstoff Holz verwenden wir ein sehr leichtes und trotzdem sehr tragfähiges Material. Deshalb verkraftet das Bestandsgebäude eine Aufstockung aus Holz in der Regel ohne Weiteres. Überhaupt: Aufstocken ist ja eigentlich die Paradedisziplin für den Holzbau. Denn mit der für den Holzbau charakteristischen Vorfertigung sind wir in der Lage, in sehr kurzer Bauzeit die Aufstockung umzusetzen – je nach Situation sogar bei laufendem Betrieb im Bürogebäude oder in der voll besetzten Mietliegenschaft. Die kurze Bauphase schlägt beispielsweise für Immobiliengesellschaften, die fortlaufend ihre Objekte erweitern, besonders positiv zu Buche.

Wie lassen sich die Kosten und Termine im Zusammenhang mit dem Bestandsgebäude verlässlich kalkulieren und gewährleisten?

Die Basis schaffen wir, indem wir den Bestand einschliesslich Fundation genau beurteilen sowie statisch und konstruktiv aufnehmen. Anhand dieses Modells lassen sich die Schnittstellen zwischen neu und alt klar definieren und der Aufwand genau planen – kostenmässig und auch zeitlich. Bei Bedarf erarbeiten wir zudem ein energetisches Konzept für das bestehende Gebäude in Zusammenhang mit der Aufstockung.

Welche Funktionen übernimmt Blumer Lehmann bei Aufstockungsprojekten?

Weil wir die Dienstleistungen von A bis Z, beziehungsweise von der Beratung bis zur Schlüsselübergabe, anbieten können, sind wir meist sehr früh ins Projekt involviert.

www.lehmann-gruppe.ch

Aktueller Trend: Module in Hybridbauweise

Modulares Bauen hat zahlreiche Vorteile: eine hohe, gleichbleibende Qualität, deutlich mehr Nachhaltigkeit als beim traditionellen Bau und eine schnellere Fertigstellung. Kein Wunder also, dass sich der Modulbau lang-sam, aber sicher immer grösserer Beliebtheit erfreut und oft als weitere Option für neue Bauvorhaben in Betracht gezogen wird.

Bei Jan Snel werden die Module in einem strukturierten Konstruktionsablauf in zertifizierten Produktionsstätten von eingespielten Teams vorgefertigt.

Bei Jan Snel werden die Module in einem strukturierten Konstruktionsablauf in zertifizierten Produktionsstätten von eingespielten Teams vorgefertigt.
Bei Jan Snel werden die Module in einem strukturierten Konstruktionsablauf in zertifizierten Produktionsstätten von eingespielten Teams vorgefertigt.

Als einer der wenigen Anbieter in Deutsch-land setzt der Modulbauspezialist Jan Snel Daiwa House auf eine Hybridbauweise aus Beton und Stahl. Diese Konstruktion ist nicht nur besonders langlebig, son-dern bringt auch viele weitere Vorteile mit sich.

Stabil und schlank zugleich

Die unter kontrollierten Bedingungen im eigenen Werk hergestellten Module von Jan Snel setzen auf die Kombination aus Beton und Stahl. Während andere Her-steller meist eine Beplankung mit Estrich nutzen, kommt bei Jan Snel ein stabiler Betonboden zum Einsatz. Das Beson-dere: Damit dieser wirklich absolut plan ist und kein zusätzlicher Estrich benötigt wird, wird er im Werk mit einem speziel-len Mechanismus um 180 Grad gedreht und perfekt ausgerichtet. Dazu bietet der Boden mehr Fläche, um Lasten abzu-tragen und ist daher stabiler als andere Konstruktionen. An diesen Betonboden wird anschliessend ein Stahlrahmen montiert. Der Vorteil: Mit Stahl lässt sich millimetergenau arbeiten, sodass bei der finalen Montage alles perfekt zusam-menpasst. Ausserdem ist der Rahmen gleichzeitig sehr schlank und erlaubt es, Wände nachträglich zu öffnen, um Mo-dule zu koppeln und so grössere Räume zu realisieren. «Als Hersteller mit nieder-ländischen Wurzeln haben wir bei Jan Snel Daiwa House uns schon immer sehr mit Design und Architektur beschäftigt. Es geht nicht nur darum, langlebige Ma-terialien zu nutzen, die wiederverwendet werden können, sondern auch darum, die bestmögliche Konstruktionsweise zu nutzen, um architektonisch flexibel und ästhetisch ansprechend bauen zu können», bringt es Olaf Bade, Manager Deutschland bei Jan Snel Daiwa House, auf den Punkt.

Maximale Nachhaltigkeit

Die Module in Hybridbauweise haben eine praktisch unbegrenzte Nutzungszeit, im Durchschnitt liegt sie für ein Gebäude bei 75 Jahren. Wird es nicht mehr in seiner derzeitigen Nutzungsform gebraucht, kann es schnell und einfach rückgebaut werden, die Module werden wieder auf-bereitet und einem neuen Zweck zu-geführt. Dank Stahl und Beton kommt es hier zu keinerlei Qualitätsverlusten.

Viele Möglichkeiten beim Bau

Die massive, stabile Konstruktion bie-tet Architekten und Planern auch beim Bau in Höhe viele Möglichkeiten: Zwölf oder mehr Geschosse für ein Hochhaus in Modulbauweise sind kein Problem. «Unser Modulbau ist kurz gesagt genau so massiv wie der konventionelle Bau, aber deutlich hochwertiger dank der gleichbleibenden und im Werk kontrol-lierten Qualität. Deswegen entkräften wir aktiv Vorurteile, die hier immer noch bestehen, um den modularen Bau zu einer echten Alternative zu machen», erklärt Olaf Bade. Regelmässig stellt sich beispielsweise die Frage nach der Trittschalldämmung und wie diese ohne zusätzlichen Aufwand realisiert werden kann. Der Elementhersteller wendet hier-bei ein cleveres Verfahren an: Das Unter-nehmen montiert die Module bei der Zu-sammensetzung vor Ort auf der Baustelle praktisch entkoppelt. Das bedeutet, dass jedes Modul über einen eigenen Beton-boden und einen isolierten Deckenauf-bau verfügt. Zwischen den Modulen ent-steht somit ein Hohlraum, welcher keine Schwingungen weiterleiten kann. So erhält das Modulbaugebäude eine Tritt-schalldämmung, die mit dem des kon-ventionellen Estrichaufbaus vergleichbar ist und alle Anforderungen erfüllt. «Die Tatsache, dass wir ohne Probleme alle strengen Bauvorschriften einhalten und zum Teil übertreffen, zeigt wie hochwer-tig der Modulbau tatsächlich ist», so Olaf Bade abschliessend. ■

Eleganter Schwung über den Neckar

Ingenieurbauwerke an Verkehrswegen überwinden Hindernisse, häufig harmonisch eingebunden in den Landschafts-oder Siedlungsraum durch eine entsprechende architektonische Gestaltung. Mit modernen Bau-weisen lassen sich unterschiedlichste Tragwerksformen realisieren – im geplanten Zeitrahmen und insbesondere unter Beachtung von Wirtschaft-lichkeit, Sicherheit und Dauerhaftigkeit.

Die Herstellung des 195 m langen Brückenüberbaus und der Gesimskappen erfolgte auf Basis des Ingenieurbaukastens.

Die elegante Brückenkonstruktion der neuen Neckarbrücke bei Benningen stammt aus der Feder des renommierten Stuttgarter Tragwerksplaners Leonhardt, Andrä und Partner. Die 195 m lange Brücke bildet in Verbindung mit einer 107 m langen Stützwand die Grundlage für die neue, 1,2 km lange Ortsumfah-rung der L 1138 zwischen Freiberg und Marbach. Ab 2022 dient diese der Verkehrsentlastung des Benninger Ortskerns und ermöglicht zudem wieder die Nutzung für den Schwerverkehr, dem die alte Neckarbrücke nicht mehr gewachsen war. Bauherr ist das Land Baden-Württemberg, vertreten durch das Regierungspräsidium Stuttgart.

Die Ausführung als gevoutete Rahmenbrücke passt sich harmonisch an die von Weinbauhängen geprägte Landschaft an.
Die Ausführung als gevoutete Rahmenbrücke passt sich harmonisch an die von Weinbauhängen geprägte Landschaft an.

Beschwingte Herausforderung

Die neue Neckarbrücke ist als Stahlver-bundkonstruktion mit Hohlkasten ge-plant und ausgeführt. Der Stahlgurt geht übergangslos und monolithisch verbun-den in die V-förmigen Flusspfeiler über. Die Ausführung als gevoutete Rahmen-brücke passt sich harmonisch an die von Weinbauhängen geprägte Landschaft an und ermöglicht zudem eine schlanke Konstruktion mit nur 1,90 m Bauhöhe in Feldmitte über dem Neckar.

Der elegant geschwungene Brückenneubau über den Neckar ist als Stahlverbundbrücke mit schmalem Stahlgurt und weit auskragendem Betonüberbau ausgeführt.
Der elegant geschwungene Brückenneubau über den Neckar ist als Stahlverbundbrücke mit schmalem Stahlgurt und weit auskragendem Betonüberbau ausgeführt.

Denn im Bereich der 86 m Stützweite des mittleren Flussfeldes musste ein 60 m breites und 6,30 m hohes Licht-raumprofil für die Binnenschifffahrt ein-gehalten werden. Die architektonisch und statisch anspruchsvolle Brückenkonst-ruktion war auch für die Bauausführung herausfordernd: Die mit nur 4 m Breite sehr schmalen Stahl-Hohlprofile wurden dichtgeschweisst teils am Neckarufer vormontiert und das 145 t schwere Mittel-stück mithilfe eines Schwimmkrans in die Endlage eingehoben. Durch die in zwei Achsen gekrümmte Brückengeometrie war auch der Betonüberbau mit entspre-chenden Herausforderungen verbunden: Die Brücke geht von einer Wendeklothoide in einen Radius von 125 m über und ist in Längs-und Querrichtung bis zu 7,5% geneigt. Und im Bereich des Neckars war beim Bauen über Wasser alles aus-schliesslich von oben bedienbar.

Die abgehängte Kragarmschalung ermöglichte die Herstellung des in 11 jeweils 15 bis 20 m lange Abschnitte eingeteilten Brückenüberbaus im regelmässigen Wochentakt.
Die abgehängte Kragarmschalung ermöglichte die Herstellung des in 11 jeweils 15 bis 20 m lange Abschnitte eingeteilten Brückenüberbaus im regelmässigen Wochentakt.

Angepasste Baukastenlösung

Das praxisgerechte Baukastensystem Variokit von Peri zielt darauf ab, wirt-schaftliche Lösungen für den Grossteil aller Anforderungen im Ingenieurbau zu ermöglichen. Im Fokus steht dabei ein hoher Anteil an mietbaren Kern-und Systembauteilen, die vielfältige Anwen-dungen im Tunnel-, Brücken-und allgemeinen Ingenieurbau abdecken. In Kombination mit dem baustellenbeglei-tenden Support durch den Stuttgarter Peri-Fachberater und den Ingenieuren des Weissenhorner Kompetenzzentrums Infrastruktur bei Planung und Ausführung wurde zusammen mit der Wolff & Müller Ingenieurbau GmbH eine projektspe-zifisch angepasste Baukastenlösung für die Benninger Neckarbrücke erarbeitet. Im ersten Schritt ermöglichte die abge-hängte Variokit-Kragarmschalung die Herstellung des in 11 jeweils 15 bis 20 m lange Abschnitte eingeteilten Brücken-überbaus im regelmässigen Wochentakt. Die anschliessende Aufbringung der Brückenkappen erfolgte mithilfe der Variokit-Gesimskappenkonsole.

Zur Herstellung der Brückenkappen stellte die ebenfalls an der Unterseite angehängte Gesimskappen- konsole die wirtschaftlichste Ausführungslösung dar.
Zur Herstellung der Brückenkappen stellte die ebenfalls an der Unterseite angehängte Gesimskappen- konsole die wirtschaftlichste Ausführungslösung dar.
Die Aufhängung der Bühnen schloss ohne Störstellen bündig mit der Betonoberkante ab und ermöglichte den Einsatz von Rüttelbohlen. Bei den Betonier- abschnitten über Wasser konnten diese anschliessend von oben gelöst und mit dem Kran umgesetzt werden.
Die Aufhängung der Bühnen schloss ohne Störstellen bündig mit der Betonoberkante ab und ermöglichte den Einsatz von Rüttelbohlen. Bei den Betonier- abschnitten über Wasser konnten diese anschliessend von oben gelöst und mit dem Kran umgesetzt werden.

Überbau mit nahezu 4 m Kragarm

Zur Herstellung der bis zu 45 cm starken Beton-Fahrbahnplatte der in Stahlver-bundbauweise ausgeführten Brücken-konstruktion wurde die Kragarmkonsole VCB verwendet. Trotz der enorm grossen Auskragung von beidseitig 3,95 m konnte mit einem grosszügigen Konsol-abstand von 90 cm gearbeitet werden. Ein weiterer grosser Vorteil war, dass sich die Variokit Systemlösung fächerförmig mittels zweier unterschiedlicher Aufhän-gungsvarianten an die jeweilige Baustel-lensituation anpassen liess: In den Bereichen über Land konnte nach dem Betonieren und Aushärten die Aufhän-gung von unten gelöst werden. Bei den Betonierabschnitten über Wasser war die Aufhängung so gestaltet, dass die Bühnen von oben gelöst und mit dem Kran umgesetzt werden konnten. In beiden Fällen war der Überbau frei zugänglich, die bündig mit der Beton-oberkante abschliessende Spannstahlauf-hängung vermied Störstellen und ermöglichte durch den Einsatz von Rüttel-bohlen hohe Betoniergeschwindigkeiten. «In nur 12 Wochen war der 195 m lange Brückenüberbau in Rekordzeit fertig», resümierte Bauleiter Hüseyin Aktas stellvertretend für das Wolff & Müller Baustellenteam.

Die Gesimskappenlösung sorgte für ausreichen- den Schutz für die Schifffahrt.
Die Gesimskappenlösung sorgte für ausreichen- den Schutz für die Schifffahrt.

Krönender Abschluss: Gesimskappe

Die einfach handhabbare Gesimskappen-konsole VGK war für die Brückenkappen der Neckarbrücke mit knapp 200 m Länge die wirtschaftlichste Ausführungs-lösung und ermöglichte zudem sicheres und effizientes Arbeiten. Durch die Verankerung der Bühneneinheiten an der Brückenunterseite konnten alle Arbeiten auf der Oberseite des Überbaus störungs-frei durchgeführt werden. Der durchdrin-gungslose Bühnenbelag sorgte für ausreichenden Schutz für die querenden Binnenschiffe und die dort trainierenden Wassersportler mit ihren Ruderbooten. Und die separate Schalungseinheit der VGK-Lösung liess sich stufenlos an die geforderte Kappengeometrie problemlos anpassen. ■

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