Rund ist „bio“
Rundschalung für Bioerdgas-Einspeiseanlage
Zu den wichtigsten einheimischen Energiequellen mit glänzenden Zukunftsaussichten zählen die nachwachsenden Rohstoffe. Nicht mehr verwertbare Rohstoffe und Abfälle wie beispielsweise Maissilage, kommen nun in Gärtanks. Durch anaerobe mikrobielle Prozesse entstehen Feststoffe, die als wertvoller Dünger verwendet werden können, sowie große Mengen an Biogas. Dieses wird zur Energieerzeugung verwendet. Strom aus Biogas wiederum wird entsprechend des Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) durch die Betreiber der Stromnetze zu garantierten Preisen abgenommen. Der Bau einer solchen Anlage stellt hohe Anforderungen an die Beton- und Schalungstechnik.
Biogene Kraftstoffe lagen in der niederrheinischen Bucht über Jahrhunderte als Holz sowie als Braun- und Steinkohle vor. Mit Beenden des Steinkohle-Bergbaus jedoch beginnt ein Prozess der Umstrukturierung. Auch besinnt man sich auf die lokalen nachwachsenden Rohstoffe. Jedes Jahr kommen daher neue Biogas-Anlagen hinzu.
In Kerpen wird die bestehende sogar ausgebaut; es entsteht zurzeit ein Gär-Restlager in Form eines großen Rundbehälters mit 32,00 m Innendurchmesser, eine Höhe von 12,50 m und 35 cm Wandstärke. Das in der Anlage erzeugte so genannte „Bio-Erdgas“ oder Biogas wird aufbereitet und in das regionale Gasversorgungsnetz eingespeist.
Die Anlagenbetreiber beauftragten die Bauunternehmung Bruno Klein (Jünkerath), die Rohbauarbeiten zwischen Juni und August 2010 durchzuführen. Die Firma bedient vor allem Aufträge im Brücken- und Ingenieurbau, hat große Erfahrung im Klär- und Biogasanlagenbau und sieht in diesem prosperierenden Markt auch ihre eigene Zukunft.
Die Gründung dreieinhalb Meter unter der Geländeoberkante erfolgte auf tragfähigen Rheinkiesen. Die Fundamentplatte aus 268 m³ C35/45-Beton und 25 Tonnen Bewehrung wurde mit einem 50 cm breiten Überstand versehen. Innen anschließend sollte die Rundschalung aufgestellt werden.
Rundschalung – schnell und einfach in der Montage
Aber auch für dieses renommierte Unternehmen waren die 12,50 m Höhe kein Tagesgeschäft, und so wurde auf die technisch führende Trapezträger-Rundschalung (TTR) von Paschal gesetzt, um die schwierige Aufgabe zu lösen. Nach Abstimmungen zwischen dem Hersteller, dem Paschal-Handelspartner HSB (Ensdorf) sowie dem Bauausführer wurde beschlossen, dass die Schalung in 9,75 m hohen, vorgerundet montierten Segmenten angeliefert kommt und auf der Baustelle mit 3,00 m aufgestockt wird. Von dieser Methode zeigte sich der örtliche Bauleiter Jürgen Müller positiv überrascht: Das ging „so schnell und unkompliziert wie bei einer normalen Wandschalung!“ Dadurch, dass die verwendeten TTR-Schalsegmente sogar größer sind als manche Wandelemente, ist die Montagezeit pro Quadratmeter also geringer. Dabei war das Aufstocken besonders einfach durchzuführen.
Ein Takt war 12,50 m hoch und 16,76 m breit. „Die gesamte Wandschalung wurde auf der Innenseite mit einer Schutzfolie aus Polypropylen bespannt“, meint Projekt- und Bauleiter Dipl.-Ing. Rudolf Huth: „Diese Folie dient als Oberflächenschutz des Betons gegen die durch den Gärprozess entstehenden aggressiven Gase.“ Die Ablaufplanung sah sechs Schalungstakte vor, wobei die Segmente komplett eingerüstet wurden. Auf der Behälter-Innenseite lief ein zusätzlicher Stelltakt voraus. Nach dem Aushärten des Betons blieben die Schalungskombinationen über die gesamte Höhe (30 qm) erhalten und wurden großflächig umgesetzt – die Außenseiten zuerst. Das Zwischenreinigen erfolgte an den senkrecht stehenden Segmentekombinationen, indem diese einfach vor die Arbeitsgerüste gestellt und von dort aus bearbeitet wurden. Dies alles beschleunigte die Arbeiten derart, dass ein gesamter Takt pro Woche fertig gestellt werden konnte.
Sicherheit plus Geschwindigkeit: Ein wichtiger Aspekt bei diesem Projekt und den großen gekrümmten Wandflächen war auch die Anzahl der Spannstellen. Auf einem Schalsegment von typischerweise 2,40 x 3,00 Meter sind bei der TTR bei einem zulässigen Frischbetondruck von 60 kN/m² nur vier Spannstellen vorgesehen. Dies ergibt einen überaus geringen Anteil von nur 0,56 Spannstellen/m². Nutzt der Unternehmer dann noch die Möglichkeit des Überspannens der obersten Spannstelle, was durch den stabilen Trapezträger ohne Reduzieren des zulässigen Frischbetondrucks möglich ist, wird der Spannstellenanteil weiter reduziert, die Qualität der Betonoberfläche gesteigert und die Kosten gesenkt.
Auch nach den insgesamt sechs Arbeitstakten blieb die Schalung maßhaltig im Radius und musste nicht nachjustiert werden.
„Da so viel Schalung auch etwas wiegt“, meint Jürgen Müller, „braucht man einen kräftigen Kran. Mit diesem funktioniert dann, wie bei uns, alles hervorragend.“
„Auf engstem Raum“, erklärt Bauleiter Huth, „mussten je Woche rund 400 m² Gerüst polygonal auf- bzw. umgebaut, 400 m² Rundschalung umgesetzt, 200 m² Betonschutzbahnen aufgespannt, Fugenbleche, Einbauteile etc. montiert sowie 200 m² Wandfläche bewehrt, zugeschalt und betoniert werden.“ Da die Wände segmentweise hergestellt wurden, konnten diese Arbeiten nicht parallel, sondern nur nacheinander ausgeführt werden.
Als Beton dienten pro Takt 76 m³ C35/45 mit 0,16-er Körnung. Es wurden pro Takt 12 Tonnen Armierung aus Listenmatten und 16-mm-Monierstahl verwendet.
Wirtschaftlichkeit und Sicherheit für den Auftraggeber
Die bewusst verwendete Methode der Taktung, also das taktweise Betonieren in gebäudehohen Segmenten, spart die Aufwendungen für eine Kletterschalung.
Daneben hat die Taktbauweise den Vorteil, dass deutlich weniger Schalungssegmente eingesetzt werden müssen. Dies mindert Miet- und Transportkosten und führt insgesamt zu einer verbesserten Wirtschaftlichkeit auf der Baustelle selbst.
Mit der Taktbauweise können die Richtlinien in Bezug auf den Behälterbau besser eingehalten werden.
TTR – die radienverstellbare
Trapezträger-Rundschalung
Die radienverstellbare Trapezträger-Rundschalung (TTR) wurde ganz gezielt für dieses Bauvorhaben eingesetzt. Die TTR hat eine 21 mm starke, 15-schichtige nagelbare Schalhaut aus finnischem Birkensperrholz und ist das einzige System, das flexibel bis auf einen Radius von 2,5 m heruntergekrümmt werden kann, während andere Schalhäute entsprechender Dicke hier brechen oder Wellen bilden. Als so genannte „Zweiträger-Segmente“ (d.h. ein Segment mit zwei Längsträgern) umfasst sie sogar Radien bis 1,0 Meter mit einer 18-mm-Schalhaut. Dabei ist die Schalung stabil, absolut rund und maßgenau und verzieht sich auch bei mehrmaligem Umsetzen nicht. Der Umfang kann dabei bis auf den Zentimeter und ohne bauseitige Restmaßausgleiche eingeschalt werden. Der Quadratmeter Schalfläche nimmt, obwohl es teilweise nur 0,28 Spannstellen pro Quadratmeter gibt, bis zu 60 kN an Frischbetondruck auf. Genau diese Vorteile, die vor allem bei anspruchsvollen technischen Bauten, aber auch in der hochwertigen Architektur zum Tragen kommen, nutzte man, um diesen Rundbehälter zu schalen. Aufgrund der schnellen Umsetzvorgänge, der herausstellenden geringen Anzahl an Spannstellen, und weil die Schalung weder nachgerundet noch zusätzlich mit Gurtungen gestützt werden musste, verliefen sämtliche Arbeiten bequem, sicher, in kürzester Zeit und somit in der bestmöglich bekannten Weise und effizient. Die geringe Anzahl der Spannstellen erhöhte zudem die Qualität der Betonoberfläche.
Der Rohbau ist inzwischen erfolgreich und plangemäß abgeschlossen. Die Anlagen werden installiert.n
