#SuccessStory: Ein Fundament für innovativen Beton

Ultrahochfester Beton (UHPC) stellt einen Quantensprung in der Werkstoffentwicklung auf Zementbasis dar. Eine neue Richtlinie soll Bauherren, Planungsbüros und Herstellern Sicherheit für die Erzeugung und den Einsatz von UHPC geben. Die notwendigen Forschungsarbeiten dafür wurden im Rahmen eines FFG-geförderten Projekts erbracht.

Die Österreichische Bautechnik Vereinigung (ÖBV) mit Sitz in Wien ist ein zentraler Knotenpunkt der heimischen Bauwirtschaft. 250 namhafte Firmen mit einem jährlichen Bauvolumen von über 40 Milliarden Euro arbeiten aktuell unter dem Dach der ÖBV zusammen. Ein wichtiges Aufgabengebiet der ÖBV ist es, Richtlinien für Materialien, Anwendungen und Verfahren im Bauwesen zu erstellen. Die Grundlagen dafür werden in Arbeitskreisen und Forschungsprojekten erarbeitet. In einem aktuellen Forschungsprojekt hat die ÖBV gemeinsam mit über 30 Konsortialpartnern die Basis für eine ÖBV-Richtlinie für den innovativen Werkstoff UHPC geschaffen.

Innovativer Baustoff für besondere Belastungen

Das Kürzel UHPC steht für Ultra High Performance Concrete, also ultrahochfesten Beton. UHPC ist ein Sammelbegriff für verschiedene Betonmischungen, die sich durch besonders hohe Dichtigkeit (Wasserzementwert < 0,25) und Festigkeit (≥ 150 Megapascal) auszeichnen. „Durch Zugabe von Fasern können die Duktilität und das Zugverhalten in einer großen Bandbreite entsprechend den Anforderungen der Konstruktion variiert werden“, erklärt Jürgen Silberknoll, Referent für Forschung und Fachausschüsse beim ÖBV. „Dank dieser Eigenschaften und seiner Langlebigkeit eignet sich UHPC für stark belastete Bauteile, bei denen geringe Materialstärke und schlanke Maße gefordert sind, zum Beispiel Brücken. UHPC bietet sich aber auch an, um bestehende Bauwerke mit geringem Materialaufwand dauerhaft zu verstärken oder sogar abzudichten. Ein weiteres Anwendungsgebiet können UHPC-Erzeugnisse mit nur untergeordneten statischen Anforderungen sein, etwa für Kanalgittereinläufe oder Wasserabläufe an Brücken.“

Die 2010 fertiggestellte, 70 m weite Wildbrücke ist die erste aus UHPC errichtete Brücke weltweit. Foto: ÖBV

Sicherheit in der Anwendung durch Standards

In der Baubranche weiß man um die Vorteile von UHPC durchaus Bescheid. Dass es bisher nur Pilotanwendungen für diesen Baustoff gab – etwa die 2010 errichtete Kärntner Wildbrücke bei Völkermarkt –, lag zu einem Gutteil an fehlenden Standards für seinen Einsatz. Dem wurde nun mit einer 70-seitigen ÖBV-Richtlinie Abhilfe geschaffen. Vorgestellt wird sie Anfang September 2022 beim 5. Grazer Betonkolloquium an der TU Graz durch Michael Kleiser von der ASFINAG, der den ÖBV-Ausschuss zur Erstellung der Richtlinie leitete, und Bernhard Freytag vom Labor für Konstruktiven Ingenieurbau der TU Graz, das einer der Forschungspartner war.

Richtlinie regelt Qualitäten, Herstellung und Bemessung

Die ÖBV-Richtlinie legt vier verschiedene UHPC-Typen fest, je nach Dichte und Festigkeit, und definiert die Herstellung dieser Sorten, ihre Materialeigenschaften und die Qualitätssicherung in der Erzeugung. Aber auch Bemessungsmodelle für die Planung und Verarbeitungsparameter sind in der Richtlinie beschrieben. „Auf dieser Basis können sich Planer, Zulieferer und Auftraggeber auf verbindliche Standards beziehen, wenn sie künftig UHPC-Elemente oder Bauwerke in eine Ausschreibung aufnehmen“, sagt Jürgen Silberknoll.

Umfassende Untersuchungen als Basis

Die Parameter für die Richtlinie wurden in einem zweijährigen Forschungsprojekt von einem Konsortium aus Bau- und Zulieferunternehmen, Planern und Universitätsinstituten erarbeitet. „Dabei wurde zum Beispiel auch untersucht, welche UHPC-Sorten sich mit den gängigen Betonmischer-Typen herstellen lässt und welche Vorgaben dabei zu beachten sind“, erklärt der ÖBV-Forschungsreferent. In insgesamt sechs Sparten hat das Konsortium von der Misch- und Fördertechnik über Anwendungen und Bemessungen bis zur Qualitätssicherung alle relevanten Aspekte für den Einsatz des Werkstoffes unter die Lupe genommen. Die Ergebnisse der Forschungstätigkeiten sind direkt in die Richtlinie eingeflossen.

„Ohne die Projektförderung durch die FFG wäre die Erstellung der Richtlinie nicht möglich gewesen“, ist Jürgen Silberknoll überzeugt. „Die Förderung hat es erst ermöglicht, für eine Dauer von zwei Jahren derart umfassende Untersuchungen vorzunehmen, wie sie zur Klärung der offenen Fragen nötig waren. Somit konnten mit Ende des Forschungsprojekts die Grundlagen für eine breite Praxisanwendung von UHPC zum speziellen Nutzen für die gesamte Bauindustrie, Planer und letztlich für die Bauherren und die Allgemeinheit in Österreich geschaffen werden.“