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Troubleshooter für den Tunnelbau

Vor zehn Jahren begannen die Anwendungsforscher bei WACKER mit der Erprobung neuer Modifiziermittel für Spritzbeton. Ihr Ziel war klar: die Produktivität im Tunnelbau zu erhöhen. Was hat das den Kunden gebracht?

Wer den Versuchsstollen Hagerbach im Schweizer Flums betritt, steht in der Zukunft. Hier werden die Materialien für die Tunnel von morgen getestet – auf Wasserdruck, Säure, Hitze, Kälte oder Verarbeitbarkeit. Ganze Tunnelabschnitte werden nachgebaut. Seit 2008 erprobt auch WACKER hier die Wirkung seines Betonzusatzmittels ETONIS®. Eine erste interessante Erkenntnis war: Schon zwei Prozent des Modifiziermittels verbessern die Haftung des Spritzbetons deutlich. Warum ist das wichtig? Spritzbeton wird unter hohem Druck appliziert. So verdichtet sich der Beton gut, was ihn weitgehend wasserundurchlässig macht. Allerdings prallt durch den Druck auch eine Menge Material ab. Doch dass die verstärkte Haftung den Rückprall so eminent beeinflussen könnte, erstaunte selbst die WACKER Spritzbetonexperten. Mit Zugaben von 2 bis 7,5 Prozent ETONIS®, abhängig von der jeweiligen Betonmischung, ging der Rückprall um die Hälfte und mehr zurück. Das bedeutet eine erhebliche Materialersparnis. Gleichzeitig fällt weniger Abraum an. Beides ist Musik in den Ohren der Tunnelbauer. Denn die Abraumentsorgung auf engem Raum ist zeitintensiv. Und um Zeit dreht sich beim Tunnelbau fast alles.

Bei optimalen Bedingungen arbeitet sich eine Tunnelbohrmaschine etwa 40 Meter pro Tag voran. An anderen Tagen kann es nur ein Meter sein, je nach Geologie. Für die Maschinenführer heißt es daher: Standzeiten minimieren, um keine Verzögerungen zu produzieren. Dank ETONIS® flutscht es buchstäblich auf der Baustelle. Denn die Polymerzugabe verbessert die Pumpbarkeit des Betons, die Gefahr von Stopfern sinkt. So lassen sich größere Mengen von Spritzbeton in kürzerer Zeit verarbeiten.

Modifizierter Spritzbeton unter dem Mikroskop

Der Polymerfilm verstärkt die Verbindung zwischen Beton und Aggregat sowie zwischen Beton und Untergrund. Das verleiht dem Spritzbeton die nötige Flexibilität zur Rissüberbrückung und verbessert seine Haftung.

Wasserbarriere für die Metro in Rio de Janeiro

Heute hat ETONIS® das Experimentierfeld verlassen. Das neue Modifiziermittel ist dabei, sich weltweit als "Troubleshooter" des Tunnelbaus zu etablieren. Als Rio de Janeiro 2014 anlässlich der Olympischen Spiele seine Metrolinie 4 erweiterte, hatte man es teils mit einer schwierigen Geologie zu tun: lockeres, sandiges Gestein. Zur Sicherheit wurden die Wände beim Vortrieb sofort mit Spritzbeton stabilisiert. Dennoch drang stellenweise Wasser durch die Tunnelschale. Im WACKER Produkt ETONIS® fand man eine schnelle Lösung. In wenigen Tagen waren die nassen Wände saniert. Zum Einsatz kam eine Mischung mit zehn Prozent ETONIS®. Die hohe Polymerkonzentration gewährleistete einerseits, dass sich der Beton sicher mit der nassen Tunnelwand verband. Andererseits wusste man aus früheren Tests, dass modifizierter Beton in dieser Dosierung eine zuverlässige Wassersperre ausbildet.

Vorher:

Nach Regenfällen drang Grundwasser durch die Tunnelwände ein.

Nachher:

Durch den Auftrag von modifiziertem Spritzbeton bleiben die Tunnelwände trocken.

Sanierung eines Druckstollens in Österreich

Dass ETONIS® Tunnel und Kanäle sicher abdichtet, zeigt ein weiteres Beispiel: das Pumpspeicherkraftwerk Hintermuhr im Salzburger Land. Es hat vorrangig Pufferfunktion. In verbrauchsarmen Zeiten wird das Wasser in einen höher gelegenen See gepumpt, damit es zu Hochlastzeiten zur Stromerzeugung bereitsteht. Zugleich schützt das Kraftwerk die tiefer gelegenen Ortschaften vor Hochwasser. Als 2009 im Druckstollen Wasserverluste gemessen wurden, musste im Eiltempo saniert werden – die Schneeschmelze stand bevor. Dafür ließ man den Stollen zunächst trockenlaufen. Dann wurde die Röhre im Trockenspritzverfahren abgedichtet. Da Wasserundurchlässigkeit gefordert war, entschied man sich für eine Modifizierung mit 7,5 Prozent ETONIS®. Dies bewirkte gleichzeitig eine Rückprallreduzierung um 50 Prozent. Statt den kalkulierten 308 Stunden für den Abraumtransport waren nur 152 Stunden nötig. So konnte die Sanierung noch rechtzeitig vor der Schneeschmelze abgeschlossen werden.

Der Druckstollen verläuft durch das Gebirge und hat einen Querschnitt von nur vier Metern. Dadurch kam nur das Trockenspritzverfahren in Frage. Zur Abdichtung der Leckagen genügte eine Modifizierung mit 7,5 Prozent ETONIS®.

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ETONIS® Modifiziermittel verleihen Spritzbeton hervorragende Eigenschaften. Diese bewähren sich besonders bei nassem Gestein oder bei im Grundwasser liegenden Bauwerken. Mehr Details finden Sie in unserem Produktportal.

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