Die Carolabrücke ist eine von vier Elbbrücken in der Dresdner Innenstadt. Fertiggestellt 1971, war sie mit einer Gesamtlänge von 120 Metern im Strombereich die längste Spannbetonkonstruktion der DDR. Im Hintergrund: die Sächsische Staatskanzlei. (Foto: Patrick Eichler)
  • 16.04.2024

Basaltbewehrte Brückenkappen aus Recyclingbeton

HS München und FH Kiel entwickeln umweltfreundliche und witterungsbeständige Alternative

Die Fachhochschule Kiel und die Hochschule München haben gemeinsam mit Partnern langlebige Brückenkappen aus Recyclingbeton und nicht rostenden Basaltfaserstäben entwickelt. Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie unterstützt. Die neuen Brückenkappen wurden erfolgreich bei der Sanierung der Carolabrücke in Dresden eingesetzt. Diese Innovation bietet eine umweltfreundlichere und witterungsbeständigere Alternative zu herkömmlichen Brückenkappen und hat das Potenzial, in verschiedenen Bereichen des Bauwesens eingesetzt zu werden.


Tausende Brückenbauwerke müssen im Bundesgebiet erneuert werden, weil der hier eingesetzte Betonstahl korrodiert. Besonders anfällig sind die seitlichen Brückenkappen, auf denen Geh- oder Radwege, Geländer, Leitplanken und Lärmschutzeinrichtungen untergebracht sind. Sie müssen durchschnittlich nach 25 Jahren ausgetauscht werden; das ist nicht nur teuer, sondern führt auch zu erheblichen Beeinträchtigungen des Verkehrs.

Langlebiger könnten Betonbauteile sein, die nicht mit Stahl, sondern mit Elementen aus faserverstärktem Kunststoff bewehrt sind. Die Deutsche Basalt Stab GmbH hat entsprechende Stäbe aus Basaltfasern entwickelt. Für deren Verwendung an Brückenkappen musste ihr Herstellungsverfahren weiterentwickelt werden, um sie mit möglichst geringen Verlusten der Festigkeit in gebogener Form herstellen zu können.

An der Hochschule München widmeten sich Fachleute derweil dem Beton. Prof. Dr. Andrea Kustermann und Prof. Dr. Christoph Dauberschmidt vom Institut für Material- und Bauforschung der Fakultät für Bauingenieurwesen wollten den Baustoff nachhaltiger und gleichzeitig widerstandsfähig gegen Witterungseinflüsse machen. Der Beton sollte möglichst zu 100% aus rezyklierter Gesteinskörnung bestehen, der Zement weitestgehend durch aufbereitetes rezykliertes Feinmaterial ersetzt werden.

Für dessen Entwicklung optimierte der dritte Projektpartner, die Erdtrans GmbH aus Zossen bei Berlin, den Herstellungsprozess. Am Ende war es möglich, den Zementleim fast vollständig von der Gesteinskörnung zu trennen. »Die Optimierung der Aufbereitungsverfahren beim Abbruch ermöglichen ein sehr homogenes Recyclingmaterial. Hiermit lässt sich ein zuverlässiger und dauerhafter neuer Beton herstellen, der Frost- und Tausalzangriffen standhält«, erklärt die Expertin für Recyclingbeton Kustermann.

An der Fachhochschule (FH) Kiel führte Prof. Dr. Stephan Görtz die Teilprojekte zusammen. Der Professor für Konstruktiven Ingenieurbau untersuchte die Tragfähigkeit und die Entwicklung etwaiger Risse in der Brückenkappe experimentell und analytisch. Basierend auf seinen Untersuchungen entstand ein Bemessungsmodell, das an einem statischen Belastungsversuch einer Brückenkappe überprüft wurde.

Die Neuentwicklung setzte die Deutsche Basalt Stab GmbH bei der Sanierung der 500 Meter langen Carolabrücke in Dresden in der Praxis um und ersetzte mit ihr die alten Brückenkappen im Bereich des Fuß- und Radweges. Projektleiter Prof. Görtz hofft, dass dieses Beispiel Schule machen wird: »Die Anwendung der nicht metallischen Bewehrung und des Recyclingbetons ist nicht auf Brückenkappen beschränkt, sondern kann für viele Bereiche eine sinnvolle Alternative sein. Nicht metallische Bewehrung bietet sich vor allem in korrosiver Umgebung an, z.B. im Bereich von Meerwasser oder dort, wo im Winter mit Tausalz gestreut wird. Recyclingbeton kann für viele Massenbauteile, z.B. konventionelle Deckenplatten im Hochbau, eine ressourcenschonende Alternative sein.«


Wissenschaftlicher Ansprechpartner

Institut für Bauwesen an der Fachhochschule Kiel
Prof. Dr. Stephan Görtz
E-Mail: stephan.goertz@fh-kiel.de

 

Die Sanierungsarbeiten an der Brücke begannen Ende 2019. Um breitere Geh- und Fahrradwege anzubauen, mussten die Brückenkappen erneuert werden. Dabei kamen verschiedene nicht metallische Bewehrungen zum Einsatz. (Foto: Diana Petters / Landeshauptstadt Dresden)

 

Fachhochschule Kiel
Sokratesplatz 1
24149 Kiel
Telefon: 0431 210-0
Telefax: 0431 210-1900
E-Mail info(at)fh-kiel.de
Internet: www.fh-kiel.de

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