Heidelberg Materials liefert Beton per Rohrleitung und Autofähre
Der Binnen- und Seeschiffhafen Stade ist Niedersachsens drittgrößter Umschlagplatz. Jetzt wurde dieser bei laufendem Betrieb mit CO2-reduzierten Zementen und einem Beton mit Mikrohohlkugeln erweitert. Um den Beton zum Einsatzort zu liefern, kamen eine Autofähre und eine über 400 Meter lange Rohrleitung zum Einsatz.
Der Schlepperhafen Stade wurde im laufenden Schiffsbetrieb erweitert.
Foto: Heidelberg Materials/Sebastian Engels
Der Schlepperhafen in Stade wurde jetzt im laufenden Schiffsbetrieb erweitert. Der Grund: es wurden weitere Liegeplätze für Schlepper benötigt, die für den sicheren und präzisen Schiffsbetrieb unverzichtbar sind. Umgesetzt wurde die Bauaufgabe von der Arge AVG Stade, zu der sich die Depenbrock Ingenieurwasserbau GmbH, die Nordsee Nassbagger- und Tiefbau GmbH und die Tagu Tiefbau GmbH Unterweser zusammengeschlossen hatten. Über eine 400 m lange Rohrleitung und mithilfe einer eigens eingesetzten Autofähre lieferte Heidelberg Materials hierfür rund 5 000 m3 Ortbeton.
Zur Betonage der Leitwand und des Molenkopfes entschied sich die Bauleitung zur Anmietung einer Autofähre. Auf dieser befanden sich Fahrmischer sowie eine Mastpumpe.
Foto: Heidelberg Materials/Sebastian Engels
Hafenerweiterung bei laufendem Schiffsbetrieb
Zunächst mussten die Gründungselemente, alte Betonpoller und der Molenkopf der alten Hafenanlage zurückgebaut werden. Anschließend erfolgten die Rammarbeiten für die Erweiterung des bestehenden Löschkopfes 1 bis zum neuen Löschkopf 2. Um den Schiffsbetrieb am Löschkopf 1 weitgehend aufrechtzuerhalten, entschied sich die Bauleitung der Arge für eine Umsetzung mit Betonhalbfertigteilen. Dadurch konnten erhebliche Ein- und Ausschalarbeiten entfallen und die Einsätze des Schwimmkrans am Löschkopf 1 deutlich reduziert werden. Parallel zu den Rammarbeiten hoben die Spezialisten die großen Betonhalbfertigteile für die Sohle und die Wände mittels 650-t-Schwimmkran vor Ort ein. Anschließend erfolgten die Bewehrungs- und Betonbauarbeiten. Nach dem Einbringen der Gründungsrohre für den neuen Löschkopf 2, begann der Bau der neuen 147 m langen Leitwand mit abschließendem Molenkopf. Auch hier kamen Betonhalbfertigteile zum Einsatz, die nachträglich ausbetoniert wurden.
Eine klassische Betonage war aufgrund der Unzugänglichkeit des Einbauortes ausgeschlossen. Deshalb wurde eine Betonierrohrleitung mit einem Durchmesser von 125 mm vom Anfang der Zufahrtsbrücke bis zum Einbauort aufgebaut und immer wieder verlängert. Bis zum Ende des Löschkopfes 2 erreichte die Rohrleitung eine Länge von nahezu 400 m.
Foto: Heidelberg Materials/Sebastian Engels
Komplexe Betonage erfordert ebensolche Logistik
Eine klassische Betonage kam wegen der Unzugänglichkeit des Einbauortes durch Mischfahrzeuge oder Betonpumpen nicht infrage. Anstatt dessen wurde eine Betonierrohrleitung mit einem Durchmesser von 125 mm vom Anfang der Zufahrtsbrücke bis zum Einbauort aufgebaut. Diese wurde mit dem Baufortschritt sukzessive verlängert. Eine Betonpumpe am Anfang der Rohrleitung beförderte den Beton, der schließlich am Einsatzort mittels Betonrundverteiler (BHD18) eingebaut werden konnte. Bis zum Ende des Löschkopfes 2 erreichte die Rohrleitung eine Länge von nahezu 400 m. Danach wurde die Pumpstrecke zu lang, sodass die Bauleitung zur weiteren Ortbetonergänzung der Leitwand und des Molenkopfes eine Autofähre anmietete. Ein Fahrmischer und eine Mastpumpe befüllten von hier aus den Betonmischer.
Der via Betonpumpe durch die Leitung gepumpte Beton wurde an deren Ende mittels Betonrundverteiler (BHD18) eingebaut.
Foto: Heidelberg Materials/Sebastian Engels
Einsatz von Luftporen-Beton und CO2-reduzierten Zementen
Das Baustoffunternehmen Heidelberg mischte die erforderlichen Frischbetone im Transportbetonwerk Stade und lieferte diese termingerecht an. Für die Baumaßnahmen galten zusätzlich die Regelungen der ZTV-W (Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen für den Wasserbau). Diese schreiben vor, dass massive Bauteile von Wasserbauwerken der Expositionsklasse XF3/XF4 zwingend mit LP-Beton (Luftporen-Beton) herzustellen sind, um die Frostbeständigkeit zu gewährleisten. Gleichzeitig soll der Zementanteil im Beton möglichst gering sein und der eingesetzte Zement mit geringer Hydrationswärme abbinden, um Rissbildungen weitgehend zu vermeiden. Entsprechend der Vorgaben wurden im Laufe der Baumaßnahme Betone der Güte C35/45 XC4, XD3, XS3 und XF4, XA2 nach ZTV-W LB 125 in den Konsistenzen F3 und F4 verbaut. Hierfür kamen als Bindemittel ein CO2-reduzierter evoBuild 40 Zement (CEM III A) und ein CEM II ALL aus dem Werk Hannover sowie ein CO2-reduzierter evoBuild 70 Zement (CEM III B) zum Einsatz.
Die Betonmischer wurden in unmittelbarer Nähe zur Baustelle wieder befüllt, wodurch die Fahrzeiten der Fähre auf ein Minimum reduziert werden konnten.
Foto: Heidelberg Materials/Sebastian Engels
Mikrohohlkugeln gewährleisten Luftporengehalt
Um Beton über große Entfernungen zu pumpen, muss dieser fließfähig bleiben. Die geforderte Begrenzung der Hydrationswärmeentwicklung kann durch extrem geringe Bindemittelgehalte erreicht werden. Dies ist wiederum aufgrund des definierten w/z-Wertes mit niedrigen Anmachwassergehalten verbunden. Ein solcher Beton ist nicht nur entsprechend steifer sondern auch schwerer zu pumpen. Nicht zuletzt wird der Luftporengehalt durch die Förderlänge, den Pumpendruck und auch die Fallhöhe beeinflusst. Während bei konventionellen LP-Betonen das Luftporensystem über entsprechende Zusatzmittel während des Mischprozesses erzeugt wird, erweisen sich diese bei langen Pumpstrecken häufig als nicht immer stabil. Deshalb mischte Heidelberg Materials in Stade Mikrohohlkugeln in den Beton ein.
Logistische Meisterleistung: Mithilfe einer eigens eingesetzten Autofähre lieferte Heidelberg Materials Spezialbetone.
Foto: Heidelberg Materials/Sebastian Engels
Luftporen – Expansionsraum für gefrierendes Wasser
Mikrohohlkugeln sind sehr kleine, vorgefertigte und mit Luft gefüllte Poren, die von einer elastischen Kunststoffhülle umschlossen sind. Sie erzeugen ein robustes Mikroluftporensystem, das sich während Transport, Pumpen, Einbau und Verdichten des Frischbetons nicht verändert und im Festbeton zielsicher vorhanden ist. Vor allem aber unterbrechen sie wirksam das Kapillarporensystem und bieten effektiven Expansionsraum für gefrierendes Wasser. Der Einsatz von Mikrohohlkugeln als Betonzusatzmittel ist über eine Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des Herstellers durch das DIBt geregelt. Die geforderten Qualitäten der Betone wurden regelmäßig vor Ort überprüft.
Enge Zusammenarbeit
Für einen optimalen Ablauf der geplanten Betonagen arbeitete die Arge AVG Stade eng mit dem Transportbetonwerk und dem Fuhrparkmanagement von Heidelberg Materials zusammen. So wurden bauseits Taktpläne erstellt und entsprechende Betonieranzeigen als Bestellung für die benötigten Betone und Pumpen versendet. Ferner richteten sich die Betonage-Tage nach der Verfügbarkeit der Fähre. Ein Großteil der Bauarbeiten ist inzwischen abgeschlossen.
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