Die Fach­hoch­schu­le Kiel und die Hoch­schu­le Mün­chen ent­wi­ckeln ge­mein­sam mit den In­dus­trie­part­nern Deut­sche Ba­salt Stab GmbH und Erd­trans GmbH nach­hal­ti­ge und dau­er­haf­te Brü­cken­kap­pen. Diese sol­len aus Re­cy­cling­be­ton und einer nicht­me­tal­li­schen und des­halb nicht­ros­ten­den Be­weh­rung aus Ba­salt­fa­sern be­stehen. Das Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Wirt­schaft und En­er­gie för­dert das zwei­jäh­ri­ge For­schungs- und Trans­fer­pro­jekt mit einer Ge­samt­sum­me von 880.000 Euro.

Etwa 39.500 Brü­cken gibt es im Netz der Bun­des­fern­stra­ßen, die meis­ten von ihnen wur­den im Zeit­raum von 1965 bis 1985 ge­baut. Viele die­ser Bau­wer­ke sind in einem schlech­ten Zu­stand. Die Kos­ten der drin­gends­ten In­stand­set­zun­gen von rund 5.200 Brü­cken­bau­wer­ken be­zif­fert die Bun­des­re­gie­rung auf rund 9,3 Mrd. Euro. Neben dem ste­tig wach­sen­den Schwer­last­ver­kehr setzt den Brü­cken vor allem die Be­weh­rungs­kor­ro­si­on des Be­ton­stahls zu. Auf­grund des Tau­salz­ein­tra­ges in den Frost­pe­ri­oden sind die seit­li­chen Brü­cken­kap­pen be­son­ders an­fäl­lig. Auf ihnen sind Geh- oder Rad­we­ge, Ge­län­der, Leit­plan­ken und Lärm­schutz­ein­rich­tun­gen un­ter­ge­bracht. Die Brü­cken­kap­pen müs­sen des­we­gen rund alle 25 Jahre aus­ge­tauscht wer­den.

Lang­le­bi­ger könn­ten Be­ton­bau­tei­le sein, die nicht mit Stahl, son­dern mit nicht­ros­ten­der Be­weh­rung aus Ba­salt­fa­sern be­wehrt sind. Sol­che Be­weh­rungs­stä­be hat die Deut­sche Ba­salt Stab GmbH ent­wi­ckelt. Die Stäbe be­stehen aus hoch­fes­ten Ba­salt­fa­sern, die aus auf­ge­schmol­ze­nen Ba­salt­ge­stein ge­won­nen wer­den. Die Fa­sern aus dem vul­ka­ni­schen Ge­stein, er­klärt Ste­fan Burg­ard, Ge­schäfts­füh­rer der Deut­sche Ba­salt Stab GmbH, wei­sen viele Vor­tei­le auf: „Ba­salt ist in aus­rei­chen­dem Maße vor­han­den, die Fa­sern las­sen sich ver­gleichs­wei­se kos­ten­güns­tig her­stel­len und wei­sen Fes­tig­kei­ten von etwa dem Vier­fa­chen von kon­ven­tio­nel­lem Be­ton­stahl auf.“

Prof. Dr. Ste­phan Görtz von der Fach­hoch­schu­le Kiel be­schäf­tigt sich seit län­ge­rem mit den Ein­satz­mög­lich­kei­ten von Be­ton­bau­tei­len mit nicht­me­tal­li­scher Be­weh­rung. So be­glei­te­te er bei­spiels­wei­se die erste An­wen­dung von sta­tisch tra­gen­der Be­weh­rung aus glas­fa­ser­ver­stärk­tem Kunst­stoff in Deutsch­land bei einer Tun­nel­bau­gru­be im Zuge der Er­stel­lung des U-Bahn­hofs Bran­den­bur­ger Tor in Ber­lin. Am In­sti­tut für Bau­we­sen hat er die Trag­fä­hig­keit von Be­ton­bau­tei­len mit den Stä­ben der Deut­schen Ba­salt Stab GmbH un­ter­sucht. „In Vor­un­ter­su­chun­gen konn­ten wir die ge­ne­rel­le Trag­fä­hig­keit des Ver­bund­bau­stoffs be­stä­tig­ten. Die Bau­tei­le wei­sen so­wohl eine gute Trag­fä­hig­keit als auch eine gute Ver­for­mungs­fä­hig­keit aus. Jetzt geht es darum, die Be­weh­rung kon­struk­tiv so aus­zu­bil­den, dass pra­xis­ge­rech­te Bau­tei­le ent­ste­hen kön­nen.“ Eine be­son­de­re Her­aus­for­de­rung, so Prof. Görtz, stel­le die kom­pli­zier­te Be­weh­rungs­form der Brü­cken­kap­pen dar, weil die Trag­fä­hig­keit der Stäbe in den Eck­punk­ten bzw. ge­bo­ge­nen Tei­len oft re­du­ziert wird. Die Deut­sche Ba­salt­stab GmbH ent­wi­ckelt die Be­weh­rungs­ele­men­te, die FH Kiel er­forscht deren Trag­ver­hal­ten.

Am In­sti­tut für Ma­te­ri­al- und Bau­for­schung der Fa­kul­tät für Bau­in­ge­nieur­we­sen der Hoch­schu­le Mün­chen konn­te die Mög­lich­keit der In­stand­set­zung von Be­ton­fas­sa­den­ele­men­ten mit Ba­salt­fa­serstab­be­weh­rung be­reits er­folg­reich nach­ge­wie­sen wer­den. In­ner­halb des ak­tu­el­len For­schungs- und Trans­fer­pro­jekts be­fas­sen sich die Pro­jekt­part­ner der Hoch­schu­le Mün­chen, Prof. Dr. An­drea Kus­ter­mann und Prof. Dr. Chris­toph Dau­ber­schmidt, aber mit dem Beton selbst. Denn auch die­ser wird indenBrü­cken­kap­pen durch Frost und den Ein­satz von Tau­salz an­ge­grif­fen. Die Fach­leu­te aus Mün­chen wol­len den Beton nicht nur wi­der­stands­fä­hig, son­dern auch nach­hal­tig ma­chen: Neben dem Ein­satz der nicht­me­tal­li­schen Be­weh­rung soll der Bau­stoff mög­lichst mit 100 Pro­zent re­cy­cel­ter Ge­steins­kör­nung her­ge­stellt wer­den. „In ers­ten Pra­xis­ver­su­chen konn­ten wir Re­cy­cling­be­ton mit 100 Pro­zent re­cy­cel­ter Ge­steins­kör­nung Fes­tig­kei­ten über 30 N/mm² er­rei­chen und den­noch ak­zep­ta­ble Dau­er­haf­tig­keits­ei­gen­schaf­ten auf­zei­gen“, er­läu­tert Prof. Dr. Kus­ter­mann. Über­dies wird ver­sucht, den bis­her über­wie­gend de­po­nier­ten re­cy­cel­ten Sand auf­zu­be­rei­ten und mit ihm den Ze­ment teil­wei­se zu sub­sti­tu­ie­ren. Ge­mein­sam mit dem vier­ten Pro­jekt­part­ner, der Erd­trans GmbH, einem Ab­bruch­un­ter­neh­men aus Zos­sen bei Ber­lin, soll so ein sehr res­sour­cen­scho­nen­der und damit kli­ma­freund­li­cher Beton her­ge­stellt wer­den. Für die gleich­blei­ben­de Qua­li­tät des Be­ton­ab­bruchs wol­len die For­scher*innen ein spe­zi­el­les Auf­be­rei­tungs­ver­fah­ren ent­wi­ckeln. Ak­tu­ell ist der zu­läs­si­ge Ein­satz an re­cy­cel­ter Ge­steins­kör­nung in Beton in Deutsch­land auf ma­xi­mal 45 Pro­zent der ge­sam­ten Kör­nung be­grenzt und die tat­säch­li­che pro­jekt­be­zo­ge­ne An­wen­dung noch sehr ge­ring.

In Zu­sam­men­ar­beit der vier Part­ner soll ein Be­ton­bau­teil ent­ste­hen, das so­wohl dau­er­haft als auch - vor allem im Hin­blick auf den Res­sour­cen­ver­brauch - sehr nach­hal­tig ist. Die Wis­sen­schaft­ler*innen stre­ben da­nach, die­ses Kon­zept auch auf an­de­re Bau­tei­le zu über­tra­gen.