Neue Schleusen Münster: Konzeption und Einbau der Betone
Wasserbau
Kordts, Stefan
Der Neubau der Schleusen Münster erfolgt als Zwillingsschleuse aus Stahlbeton. Den Anforderungen an den Beton beim Neubau der Schleusen Münster liegen die Technische Empfehlung Bautechnik TEB „Massive Wasserbauwerke nach neuer Norm“, Ausgabe Dezember 2003, in Verbindung mit DIN EN 206-1/DIN 1045-2 zugrunde. In Ergänzung gelten anstelle der Anforderungen an den Beton für massige Bauteile der Tabelle 2.2 der TEB die Anforderungen der Tabelle 2.2 der Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen ZTV-W LB 215, Ausgabe Juni 2004. Die Hauptbetone und Betonmengen für das gesamte Bauvorhaben sind die Betone für die Sohle und Wände unter Wasser mit der Positionsnummer 2 (66#150 m³), die Kammerwände in der Wasserwechselzone mit der Positionsnummer 3 (40#500 m³) und die Plattformen mit der Positionsnummer 4 (2#350 m³). Als Betonausgangsstoffe standen verschiedene Zemente eines Herstellers aus dem Raum Erwitte, Steinkohlenflugasche als Betonzusatzstoff, Betonzusatzmittel und als Gesteinskörnung Rheinsand und Splitt zur Verfügung. Ein besonderes Augenmerk wurde auf die Entwicklung des Kammerwandbetons der Position 3 gelegt, da hier hohe Anforderungen an die Wärmeentwicklung, den Frostwiderstand und die Verarbeitungseigenschaften mit geringer Neigung zum Bluten zu erfüllen waren. So sollte der Beton eine niedrige Hydratationswärmeentwicklung aufweisen, was durch möglichst geringe Zementgehalte sowie durch Verwendung eines Zements mit niedriger Hydratationswärmeentwicklung erreicht wurde. Der Beton musste aber gleichzeitig als Luftporenbeton ausgeführt werden, um die Anforderungen an den Frostwiderstand bei hoher Wassersättigung erfüllen zu können. Dabei war zu beachten, dass die aus Sicht der Hydratationswärmeentwicklung geeigneten Zemente oft nicht die idealen Partner für den Luftporenbildner bei der Betonherstellung sind. Um hier ein Optimum zwischen Hydratationswärmeentwicklung und stabilen Mikroluftporen im Frischbeton zu erzielen, wurden im Rahmen der Eignungsprüfungen zwei Varianten des Kammerwandbetons geprüft. Die erste Variante enthielt einen Portlandkompositzement CEM II/B-S 32,5 R mit einem Hüttensandgehalt von rund 30 M.-%, die zweite Variante einen speziell für dieses Bauvorhaben hergestellten Hochofenzement CEM III/A 32,5 N-LH/NA mit einem Hüttensandgehalt von rund 45 M.-%. Die Konzeption des Sohlenbetons und des Plattformbetons gestaltete sich einfacher. Für den Sohlenbeton Position 2 mit den Anforderungen aus den Expositionsklassen XC1/XC2 konnte ein normaler Massenbeton mit einem hüttensandreichen Zement und einem hohen Flugascheanteil verwendet werden. Als Plattformbeton der Position 4 für die horizontalen Oberflächen mit den Anforderungen aus den Expositionsklassen XD3/XF4 kam ein üblicher Luftporenbeton mit einem Portlandzement zum Einsatz. Hier waren keine Vorgaben bezüglich der Hydratationswärmeentwicklung zu erfüllen. Der Beitrag fasst die Erfahrungen bei der Konzeption und dem Einbau der verschiedenen Betone zusammen. – New lock at Münster: design basis and placement of the concrete – The new lock at Münster is being constructed as a dual lock made of reinforced concrete. The requirements for the concrete for building the new lock at Münster are based on the TEB (Technical Recommendation for Construction Engineering) entitled “Massive hydraulic structures conforming to the new standard”, issued December 2003, in conjunction with DIN EN 206-1/DIN 1045-2. Additionally, the requirements of Table 2.2 of the ZTV-W LB 215 (Additional Technical Specifications for Hydraulic Engineering), issued June 2004, apply instead of the requirements for concrete for massive components in Table 2.2 of the TEB. The main types and quantities of concrete for the complete construction project consist of the concrete for the bottom and walls that will be under water (Item No. 2, 66#150 m3), the chamber walls in the “tidal” water zone (Item No. 3, 40#500 m3) and the platforms (Item No. 4, 2#350 m3). The constituents available for the concrete are various cements from a producer in the Erwitte region, coal fly ash as a concrete addition, concrete admixtures, and Rhine sand and chippings as the aggregate. Particular attention has been paid to the development of the chamber wall concrete (Item No. 3) as this had to fulfil strict demands with respect to heat evolution, freeze-thaw resistance and workability properties including a low tendency to bleed. For example, the concrete was required to have a low evolution of heat of hydration, which was achieved by the lowest possible cement content using cement with a low heat of hydration. However, at the same time the concrete also had to be produced as air-entrained concrete so that it could fulfil the requirements for freeze-thaw resistance at high levels of water saturation. It had to be borne in mind that cements that are suitable from the point of view of the evolution of heat of hydration are often not ideal partners for the air-entraining agents during the production of concrete. Two variants of the chamber wall concrete were tested during the suitability testing in order to achieve the optimum compromise between evolution of heat of hydration and stable micro air voids in the fresh concrete. The first variant contained a CEM II/B-S 32,5 R Portland composite cement with a granulated blastfurnace slag content of about 30 mass %, while the second variant contained a CEM III/A 32,5 N-LH/NA blastfurnace cement produced specifically for this construction project with a granulated blastfurnace slag content of about 45 mass %. The design basis for the bottom concrete and the platform concrete turned out to be simpler. A normal mass concrete made with slag-rich cement and a high proportion of fly ash was used for the bottom concrete (Item 2) to fulfil the requirements for exposure class XC1/XC2. A conventional air-entrained concrete made with Portland cement was used for the platform concrete for the horizontal surfaces (Item 4) to meet the requirements for exposure class XD3/XF4. No targets had to be fulfilled here with respect to the evolution of heat of hydration. The article summarizes the lessons learned during the design and placement of the different concretes.
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beton 1.2/2009 ab Seite 18
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