Für Stuttgart 21
Unternehmen liefern gekühlten Beton
Unterstützt wurde Porr durch verschiedene Produkte der Heidelberger Beton GmbH, Gebiet Stuttgart und der HeidelbergCement AG, die auf die jeweiligen Herausforderungen der Baustelle abgestimmt wurden. Dazu gehörte auch die Notwendigkeit der Kühlung von Beton in den Sommermonaten. Benötigt wurden LH-Zemente mit niedriger Hydratationswärme (LH= Low Heat of Hydration) zur Verwendung bei massigen Bauteilen und bei hohen Außentemperaturen sowie Spezialprodukte zur Verfüllung von Arbeitsräumen.
Stuttgart 21 ist ein Verkehrs- und Städtebauprojekt zur Neuordnung des Eisenbahnknotens Stuttgart. Im Zuge des Projekts werden nicht nur Schienenwege errichtet, es umfasst auch eine Vielzahl an Ingenieurbauwerken. Die Baustelle in Untertürkheim war nur über eine Rettungszufahrt, die bereits im Jahre 2016 fertiggestellt wurde, zugänglich. Die beengten Verhältnisse im Baufeld erforderten einen hohen Abstimmungsbedarf hinsichtlich der Transport-Logistik. Alles musste just-in-time geliefert werden.
Bei Tunneln in offener Bauweise tritt die ZTV-ING in Kraft. Diese besagt, dass die Frischbetontemperatur an der Einbaustelle 25 °C nicht überschritten werden darf. Da der Betoneinbau für den Tunnel im Sommer 2020 erfolgte, mussten die Betone an heißen Tagen gekühlt werden. Heiko Vielhauer von Heidelberger Beton in Stuttgart erklärt: "Wir hatten tageweise eine Betonierleistung von 350 m³. Das Schotterwerk hat die Splitte kurz vor Lieferung mit kaltem Wasser gewaschen und so kamen sie exakt gekühlt auf unser Werksgelände. Sie mussten sofort verarbeitet werden, denn eine Lagerung im Silo war nicht möglich, da die Splitte ansonsten wieder an Temperatur zugenommen hätten." Der für Beratung und Vertrieb zuständige Markus Siemund von HeidelbergCement ergänzt:"Als Zementsorte wurde ein CEM III/A 32,5 N-LH aus dem Zementwerk in Leimen eingesetzt, da im nähergelegenen Schwesterwerk Schelklingen ein solcher Zement nicht produziert wird."
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Der Zement hat eine langsame Wärme- und Festigkeitsentwicklung und dadurch können Risse und Spannungen im Bauwerk vermindert werden, versichert der Hersteller. Die Zusammensetzung hat die Betotech Baustofflabor GmbH, eine Tochter von HeidelbergCement, speziell für dieses Bauwerk in enger Abstimmung mit Porr entwickelt, erprobt und auf der Baustelle betreut. In dem Heidelberger Betonwerk Hafen wurden die Splitte und der Zement zusammengemischt.
Eine extra aufgebaute Kühlanlage mit Stickstoff, an die der Betonmischer direkt heranfahren konnte, übernahm die restliche Kühlung des Frischbetons vollautomatisiert. Vor Abfahrt nach Untertürkheim und auf der Baustelle musste die Temperatur des Betons gemessen und nachgeprüft werden. An besonders heißen Tagen fuhr der Betonmischer an der Rettungszufahrt durch eine Sprinkleranlage, um die Fahrmischer-Trommel vor der Betonage zusätzlich abzukühlen. Der Trog wurde mit der gleichen Betonsorte wie der Tunnel in offener Bauweise hergestellt, jedoch weitestgehend ohne Kühlung, da in Trogbauwerken eine Frischbetontemperatur von 30 °C zulässig ist.
Als Übergangsbauwerk verbindet der sogenannte "Block 2", ein etwa 1 m langer Bauabschnitt als Teil des Los 2A, den vorgelagerten bergmännischen runden Tunnel, der zum Bauabschnitt Los 1B "Tunnel Ober- und Untertürkheim" gehört, mit dem eckigen Tunnel in offener Bauweise. Der ICE fährt dann durch den bergmännischen Tunnel unterhalb Stuttgarts über die 480 m lange Strecke des Tunnels und Trogs (Los 2A) an die Oberfläche. Die Verantwortlichen bauten die Strecke an dieser Stelle mit einer Steigung von 2,5 %.
Tunnel und Trog sind mittlerweile fertiggestellt. Die Arbeitsräume zwischen Baugrubenverbau und Bauwerk wurden im Frühling 2021 verfüllt. "Das Bauwerk stört den Grundwasserfluss. Daher gibt es sehr hohe Anforderungen an die Verfüllung. Die Materialauswahl muss gezielt auf die vorher bestehenden Baugrundverhältnisse angepasst werden", erläutert Thomas Puschbeck von Heidelberger Beton. Zuerst brachten die Ausführenden eine dichte Schicht Flüssigboden mit der Betonpumpe in die erforderlichen Bereiche ein. Der spatenlösliche Baustoff besteht aus speziellen Compounden und Sanden. Darüber kam eine Schicht Gesteinskörnung und darauf wiederrum eine Schicht spezieller Dränbeton mit einem festgelegten Durchlässigkeitsbeiwert zum Einsatz. Dieser kann ohne größere Verdichtungsarbeiten vergossen werden und sorgt gleichzeitig dafür, dass eine gewisse Menge an Grundwasser durchfließen kann, heißt es vom Hersteller.
Thomas Puschbeck resümiert: "Unsere Sonderprodukte haben gerade auf sehr engen Baustellen einen großen Vorteil, denn sie sind selbstverdichtend und setzungsfrei und machen den lage-weisen Einbau über Rüttelplatte oder Verdichtungsgeräte überflüssig. Somit werden viele einzelne Arbeitsschritte eingespart." Insgesamt kamen mehr als 10.000 m³ Verfüll- und Dränmaterial für die Baustelle zum Einsatz.
