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2015 wurde im Alten Bebenroth-Tunnel 440 Kubikmeter Dränbeton mit dem Gleitschalungsfertiger eingebaut.

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© HeidelbergCement (Steffen Fuchs)

Ausgabe 4/2015Thema: Unterschied

Filmreife Betonflüsterer

Offenporiger Beton für Feste Fahrbahn im Bebenroth-Tunnel

Rund um die Schienen der Festen Fahrbahn hat die Deutsche Bahn AG im 1.030 Meter langen neuen Bebenroth-Tunnel bei Göttingen einen Belag aus Dränbeton verlegt. Entwickelt wurde der polymermodifizierte Baustoff von Betontechnologen der HeidelbergCement AG in Zusammenarbeit mit der Wacker Chemie AG.

Eine betonierte Fahrbahn, in der Tausende Liter Wasser minutenschnell versickern? Kaum zu glauben! Und doch stellte bereits vor Jahren Betonspezialist Siegfried Riffel von der HeidelbergCement AG die Eigenschaften des wasserschluckenden Betons in der populärwissenschaftlichen Fernsehsendung Galileo einem staunenden Publikum vor. Anstatt sich auf der Teststrecke am Hockenheimring auszubreiten oder oberflächlich abzulaufen, verschwand der Wasserschwall aus dem Betonfahrmischer „wie von Geisterhand“ im Straßenbelag, kommentierte Moderator Aiman Abdallah damals. Mehr als 6.000 Liter Wasser schluckte der offenporige Belag beim Test des Galileo-Teams, ohne dass sich ein Wasserfilm bildete. Dann war sein Aufnahmevermögen zeitweilig erschöpft, auch wegen der vergleichsweise geringen Dicke des Belages auf einer dichten Betonunterlage.

Wie schluckt Dränbeton den Schall?

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Offenporiger Beton reduziert sehr effizient das Reifen-Fahrbahn-Geräusch von rollenden Rädern. Für die Lärmbelästigung ist dieses Rollgeräusch bedeutsamer als das Motorengeräusch, sobald ein Pkw beispielsweise schneller als 40 Stundenkilometer fährt. Aus diesem Grund prüft die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) den offenporigen Beton der neuen Generation auf ersten Testflächen. Verläuft die Testphase erfolgreich, sollen bald Erprobungsstrecken auf deutschen Autobahnen gebaut werden.

Ursprünglich, in den frühen 1990er Jahren, war Dränbeton von erfahrenen Betonspezialisten bei ­HeidelbergCement nicht zum Wasserschlucken, sondern als „Flüsterbeton“ für den Straßenbau entwickelt worden, da Schall in den Hohlräumen des Betons sehr gut absorbiert wird. So kann offenporiger Beton (OPB) sehr effizient das Reifen-Fahrbahn-Geräusch reduzieren. Bis er allerdings zu einem neuen Baustoff für eine Bauweise mit Mehrwert werden konnte, dauerte es noch einige Jahre. „Es gab zunächst Probleme mit der Dauerhaftigkeit: Der Belag neigte zur Rissbildung und war gegenüber Frost- und Tausalzeinflüssen nicht beständig genug“, erklärt Siegfried Riffel.


Mit einem maßgeschneiderten Polymer wird der Zementleim modifiziert, der die einzelnen Gesteinskörner vollflächig umhüllt und sicher verbindet. Durch das Polymer ist der Dränbeton der neuen Generation auch gegen Frost und Taumittel widerstandsfähig. Des Weiteren werden durch das Polymer sowie durch Hochleistungs-Polymerfasern die mechanischen Eigenschaften des Dränbetons wie zum Beispiel die Druck-, Biegezug- und Spaltzugfestigkeit sowie der Elastizitätsmodul entscheidend verbessert.

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Was macht Dränbeton heute stabil?

Szenenwechsel: Rund 25 Kilometer von Göttingen entfernt hat die Deutsche Bahn Netz AG im Jahr 2012 den 1.030 Meter langen neuen Bebenroth-Tunnel in Betrieb genommen, bei dem der Einbau des offenporigen Betons (OPB) zweilagig per Hand erfolgt war. Nun hat sie im alten 1.100 Meter langen Bebenroth-Tunnel von 1875 im Bereich der Festen Fahrbahn (FF) – dieser Begriff steht für ein schotterloses Gleis, bei dem die Schienen in einem festen Fahrbahnstrang aus Beton liegen – die Befahrbarkeit ebenfalls mit offenporigem Beton von Heidelberger Beton wieder hergestellt. Zwischen und neben den Schienen der Festen Fahrbahn besteht der Belag in den Tunnelanlagen aus einem ebenen und fugenlosen OPB, der nach dem gleichen Prinzip funktioniert wie sein frühes Pendant am Hockenheimring. Allerdings hat er im Unterschied zu damals nicht mehr dessen Schwächen. In enger Kooperation mit ­HeidelbergCement hatten Experten von Wacker Chemie durch ein neues Polymer die früheren Defizite des OPB in Sachen Leistungsfähigkeit und Dauerhaftigkeit beseitigt. Beim aktuellen Bau wurden rund 440 Kubikmeter Beton maschinell mit einem Offset-Gleitschalungsfertiger „zur vollen Zufriedenheit aller Beteiligten“ eingebaut, wie Betontechnologe Riffel resümiert. Für diese von der Abteilung Entwicklung und Anwendung (E & A) von HeidelbergCement entwickelte OPB-Betonrezeptur wurde vom Eisenbahnbundesamt (EBA) eines zeitlich begrenzte Betriebserprobungszulassung erteilt. Wenn sich die Bauweise bewährt, erfolgt nach fünf Jahren vom EBA eine Allgemeine Zulassung. Ziel ist, die OPB-Bauweise nicht nur für die Befahrung von Tunneln und Großbrücken (mehr als 1.000 Meter Länge), sondern auch für den Einsatz als hochwirksamen Schallabsorber im Bereich der Festen Fahrbahn als DB-Standardbauweise zu etablieren. Sie soll für alle „Feste-Fahrbahn-Systeme“ (etwa Rheda 2000, RailOne, Bögl, Porr) einsetzbar sein. Neben der Zulassung für die Befahrbarkeit und als Schallabsorber könnte die OPB-Bauweise auch noch eine Zulassung für Entgleisungsschutz bekommen, der in verschiedenen Streckenabschnitten neuerdings gefordert wird.Siegfried Riffel / Susanne Ehrlinger

Warum kann Dränbeton Wasser schlucken?

Das Wasser kann durch ihn versickern, weil er Hohlräume besitzt: 15 bis 20 Prozent des Materials bestehen aus Poren. Klar allerdings, dass es da schwierig ist, Dränbeton ähnlich fest und haltbar hinzubekommen wie normalen Beton, in dem Zement und Gesteinskörner eine dichte Matrix bilden.

Wie kommen die Poren in den Dränbeton?

Um Dränbeton herzustellen, setzt man gebrochene Gesteinskörner – auch Splitt genannt – ein, die mit einem Durchmesser von fünf bis acht Millimetern alle ungefähr gleich groß sind. Mit einer solchen „Ausfallkörnung“, wie sie im Fachjargon genannt wird, entstehen die Hohlräume von selbst, denn sie lassen sich nicht vollkommen dicht packen: Jeder kann das mit Erbsen, die er in ein Glas schüttet, modellhaft nachvollziehen. Für dichten Beton dagegen verwendet man unterschiedlich große Gesteinskörner, deren Durchmesser üblicherweise von 0,5 bis 32 Millimetern variieren. So füllen jeweils kleinere Körner die Zwischenräume der größeren Körner auf. Genauso lassen sich in unserem Erbsenglas die Hohlräume beispielsweise verringern, indem man zusätzlich Reiskörner hineinmischt.

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