Superbeton UHFB: Baustoff der Zukunft?
Witterungsunabhängiges Bauen, hohe Belastbarkeit und lange Lebensdauer. So beschreibt das Schweizer Bundesamt für Straßen den neuen Superbeton UHFB. Doch was kann der neue Hightech-Baustoff und wo liegen seine Grenzen?
Foto: Astra
Goldau, eine kleine Ortschaft südlich vom schweizerischen Zug, wurde kürzlich Schauplatz einer öffentlichen Vorführung: Der ersten Verlegung von UHFB. Mit diesem Superbeton sollen schon bald klimaunempfindliche Gebäude und Straßenbeläge entstehen – auch in Deutschland. Hinter dem Kürzel UHFB versteckt sich ein Baustoff namens Ultra-Hochleistungs-Faserbeton. Er weist mit 150 N/mm² eine hervorragende Druckfestigkeit auf. Doch er kann noch mehr. So ist der besonders bindemittelintensive Beton äußerst widerstandsfähig gegen Hitze und Feuchtigkeit. Während bisher die Armierung von Autobahnbrücken aufwändig mit Dichtungsbahnen und Epoxidharz bis zu 48 Stunden bei trockener Wärme aushärten musste, kann die Arbeit mit UHFB witterungsunabhängig durchgeführt werden. Die übrigen Arbeitsschritte entfallen einfach. Vor Rost sind Bauelemente wie Brücken dennoch geschützt.
Der Beton kommt ohne Kies aus
Die Stärke des neuen Baustoffes liegt vor allem in seiner Zusammensetzung. Wie alle Ultra-hochfesten Betonarten arbeitet auch UHFB vor allem mit Feinststoffen. Bis zu viermal mehr Zement und ein deutliches Plus an Bindemitteln sorgen für bessere Fließeigenschaften, während der Beton feucht aufgebracht wird. Dafür verzichtet die Mischung komplett auf Kies. Zweihundert Kilogramm Stahlfasern und Feinsand pro Kubikmeter sorgen dafür, dass das Material sich besser mit Stahlkonstruktionen und Untergründen verbindet.
Die Schweizer Firmen schwärmen bereits jetzt von dem Baustoff und sehen darin eine Möglichkeit, Instandhaltungskosten für alte und zu sanierende Bauwerke deutlich zu senken. Noch blieb die Langzeitprobe allerdings aus, wie UHFB täglichem Straßenverkehr und starken Klimaschwankungen standhält. Genutzt wurde er erstmals 2014. Damals hatte das Bundesamt für Straßen (Astra) den Stoff beim Bau des Chillon-Viaduktes bei Montreux VD einsetzen lassen. Forscher der ETH Lausanne begleiteten das Projekt und konnten gemeinsam mit dem Entwicklerteam zahlreiche Schwachstellen aufdecken. So war 2014 eine separate Abdichtung vonnöten. Heute soll der Baustoff weit genug entwickelt sein, um allein verbaut zu werden.
Bisherige Verwendung von Hightech-Betons
Der Ausbau der A4 stellt das erste große Bauvorhaben dar, für das der Superbeton zugelassen wurde. Doch während in der Schweiz alle Zeichen auf Zulassung des neuen Materials stehen, herrscht in Deutschland Zurückhaltung. Hier unterliegen Betons verschiedenen bauaufsichtlichen Regeln. Diese bestimmen nicht nur, welche Stoffe enthalten sein dürfen, sondern auch welche Festigkeit der Beton aufweisen muss. Die Ultrahochleistungsbetons aller Art erfüllen diese Vorgaben nicht – sie sind schlicht zu leistungsstark und widerstandsfähig.
Zwar wurden im öffentlichen Raum, beispielsweise bei der Umsetzung der Gärtnerplatzbrücke in Kassel, bereits Versuche mit Hochleistungsbetons gewagt, noch benötigen sie allerdings spezielle Baugenehmigungen, die nur im Einzelfall ausgegeben werden. Besonders ultra-hochfeste Betons wie UHP-HFRC, ein leichterer faserverstärkter Superbeton, weisen ideale Eigenschaften auf, um Neubauten widerstandsfähig gegen heiße Sommer und starke Winde zu gestalten. Und so haben Architekten rund um die Welt bereits beeindruckende Ergebnisse mit den modernen Betonarten erzielt. Das National Museum in Qatar, 2016 eröffnet und von Jean Nouvel entworfen, setzte beispielsweise maßgeblich auf die teuren Hightech-Produkte. Nur durch die einzigartige Struktur der Superbetons wurde die futuristisch leicht erscheinende Architektur des Gebäudes möglich.
Schweizer Zukunftsprojekt A4
Im Gegensatz zu seinen mit Aluminium und Glasfaser durchsetzten Verwandten, wird die Zukunft des in der Schweiz vorgestellten UHFB eher im Straßenverkehr und der Verkleidung dichter Fassaden liegen. Die Sanierung der Autobahn A4 von Küssnacht bis Brunnen soll bis 2022 abgeschlossen sein und wird sich über 24.000 Quadratmeter erstrecken. Die Brücken Boli, Mettlen und Linden sollen zudem durch den Hochleistungsbeton für den Durchgangsverkehr verstärkt werden. Günstig ist die Bauweise allerdings nicht: 206 Millionen Euro sind für das Projekt veranschlagt.
Der hohe Preis, zum Teil kosten Superbetons das 20-fache der gängigen Baustoffe, ist jedoch nicht der einzige Nachteil. Die Professoren Michael Schmidt und Ekkehard Fehling von der Uni Kassel untersuchten 2003 die damals aufkommenden Materialien auf ihre Eigenschaften. Sie stellten heraus, dass Entwurf und Berechnung des Baus deutlich mehr Zeit in Anspruch nahmen und die Nachbehandlung, bzw. Sanierung besonders aufwändig war. Zudem sei der Korrosionsschutz durch zugegebene Stahlfasern nicht gesichert. Die damals getesteten Betons platzten bei einem Brandversuch explosionsartig auf. Die Umweltverträglichkeit der Stoffe war nicht gesichert.
So bleibt zu hoffen, dass die neu vorgestellten Betone der letzten Jahre und UHFB diese Probleme bereits hinter sich gelassen haben. Gewissheit in Sachen Langlebigkeit und Nachbehandlung werden die neuen Bauherren jedoch erst nach Inbetriebnahme des neuen Autobahnabschnittes haben.
Mit Beton kann man übrigens noch ganz andere Sachen machen. Wussten Sie, dass es Schallplatten aus Beton gibt?
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