Erneuerung eines Kreisverkehrs mit Sika

Der Kreisverkehr liegt am Knotenpunkt der L 1136/L 1177 und Heimerdinger Straße in Ditzingen-Hirschlanden und sollte im Rahmen der Erneuerung an die Verkehrsbelastung durch Schwerverkehr angepasst werden. Im Rahmen eines Pilotprojekts entschied sich das Regierungspräsidium Stuttgart in enger Zusammenarbeit mit dem InformationsZentrum Beton bei der Sanierung des Kreisverkehrs zu dem Einsatz von Mikrohohlkugeln und PP-Fasern. Mit der Ausführung des Kreisverkehrs bei Ditzingen-Hirschlanden in Betonbauweise wird mit den Produkten von Sika ein wichtiger Schritt in Richtung nachhaltiges und zukunftsweisendes Bauen gegangen.

Fahrbahndeckenbetone haben strenge Anforderungen an die Betonzusammensetzung, um die besonderen Anforderungen des Betonstraßenbaus zu erfüllen. Der Beton ist hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt und muss dabei gleichzeitig eine hohe Frost-/Frost-Tausalz-Beständigkeit aufweisen. Um die technisch erforderlichen Eigenschaften zu erreichen, wurde in der Vergangenheit standardmäßig auf einen reinen Portlandzement CEM I zurückgegriffen.

Die Zustimmung des Auftraggebers, dem Regierungspräsidium Stuttgart, ermöglichte den Einsatz eines nachhaltigeren Zementes. Beim Bauvorhaben wurde ein CEM II/B-S, ein Portland-Kompositzement mit Hüttensandanteil, gewählt. Um die geforderten Festigkeiten zu erreichen, lag der Zementanteil bei einem w/z-Wert von 0,45 mit 360 kg/m³ knapp über dem geforderten Mindestzementgehalt von 340 kg/m³. Der vom Regelwerk vorgegebene maximale Sandanteil von 30 M-% wurde gänzlich ausgeschöpft. Zur Sicherstellung des Frost-Tausalz-Widerstandes ist ein Beton der Expositionsklasse XF4 gefordert. Hierfür muss der Beton einen gewissen Luftporengehalt aufweisen. Dieser ist jedoch abhängig von vielen Parametern und kann je nach Einbau- und Umgebungsbedingungen stark variieren. Auf der Baustelle muss jedes Fahrzeug deshalb auf den korrekten Luftporengehalt überprüft und im Zweifel zurückgeschickt werden. Aufgrund des langen Transportweges sowie der Tatsache, dass die Betonagen der beiden Abschnitte jeweils im Sommer und Winter stattfinden, entschied man sich für den Einsatz von den Mikrohohlkugeln Sika® Aer Solid. Die vorgefertigten Luftporen werden mit der Gesteinskörnung im Betonwerk dosiert und garantieren die zielsichere Herstellung eines XF4 Betons auch unter extremen Bedingungen. Anders als herkömmlicher Luftporenbeton kann der Beton maschinell geglättet, stark verdichtet oder gepumpt, ohne dass die benötigten Porenräume zerstört werden. Auch lange Fahrzeiten und Temperaturschwankungen sind so ausführbar. Weitere Vorteile bestehen darin, dass keinfestigkeitsmindernder Einfluss durch die Hohlkörper gegeben ist. Zwar ist für den Einsatz der Mikrohohlkugeln eine Erstprüfung erforderlich, weitere Prüfungen auf der Baustelle entfallen hingegen.

Zur Verbesserung der Abriebfestigkeit wurden zusätzlich 3 kg/m³ der Makro-Polymerfaser SikaFiber® Force-50 beigefügt. Die in Deutschland hergestellte Faser verteilt außerdem Spannungen im Beton, reduziert so die Rissbildung und trägt damit zu einem dauerhaften Beton bei. Dosiert werden die Faserpucks vorzugsweise auf die Gesteinskörnung. Um den Beton trotz der anspruchsvollen Zusammensetzung und den teilweise extremen Temperaturen verarbeiten zu können, wurde ein starkes PCE-Fließmittel verwendet. Die zuverlässig lange Wirksamkeit von Sika® ViscoCrete®-1059 war optimal für den knapp 50-minütigen Transportweg. Da beim ersten Bauabschnitt sommerliche Temperaturen herrschten, wurde zusätzlich der Sika® Verzögerer VZ10 eingesetzt.

Erforderliche Erstprüfung bei Verwendung von Mikrohohlkugeln
Im Rahmen der Erstprüfung ist für die Anwendung der Mikrohohlkugeln eine Frostprüfung nach dem CDF-Verfahren gemäß BAW-Merkblatt „Frostprüfung von Beton“ durchzuführen. Hierbei werden die Abwitterungswerte von Betonscheiben nach 28 Frost-Tau-Wechsel bestimmt. Die Durchführung des CDF-Verfahrens dauert rund acht Wochen, weswegen eine gewisse Vorlaufzeit notwendig ist, sofern keine Erstprüfung vorhanden ist. Beim Pilotprojekt war diese bereits Teil der Ausschreibung und konnte so berücksichtigt werden. Um die Regelmäßigkeit der Proben sicherzustellen, wurden im Rahmen des Pilotprojekts zwei Prüfserien in unterschiedlichen Instituten geprüft. Um den Einfluss des Komposit-Zements zu untersuchen, wurden Proben sowohl nach 28d wie auch nach 56d geprüft. Ebenfalls muss im Rahmen der Erstprüfung der zur Dosierung gehörende Roll-A-Meter-Wert im Betonwerk geprüft werden. Die Erstprüfung wurde im Betonwerk von der Anwendungstechnik von Sika unterstützt.

Innovative Lösungen für eine grüne Zukunft
Der Einsatz innovativer Lösungen im Bausektor ist ein wichtiges Instrument zum Erreichen der Klimaziele. Die Bauchemie ist hier ein wichtiger Punkt um Betone dauerhafter und nachhaltiger zu gestalten. Genauso wichtig ist gute Planung sowie eine offene Kommunikation und Zusammenarbeit aller am Bau Beteiligten, um gemeinsam den Weg in eine grüne Zukunft zu gehen.