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Bild: BASF SE

Brandschutzmörtel und Zementinjektionen im Gotthard-Basistunnel

Der Gotthardtunnel ist der längste Eisenbahntunnel der Welt, rund neun Milliarden Euro hat dieses Bauprojekt gekostet.

Die neue Alpenquerung verkürzt die Reisezeit auf der Strecke von Zürich nach Mailand künftig um rund eine Stunde.

U.a. wird dies dadurch erreicht, dass die Steigung der Strecke deutlich reduziert wurde.
So liegt der höchste Punkt auf 550 Metern Höhe und liegt somit nur knapp 90 Meter höher als das nördliche Tunnelportal in Erstfeld.

Dadurch können Güterzüge mit doppelter Last und Geschwindigkeit fahren.

Zum Vergleich:
Die alte Gotthardbahn muss zwischen Erstfeld und dem Scheitelpunkt des ersten, 1882 eröffneten Gotthardtunnels einen Höhenunterschied von rund 700 Metern überwinden.

Nun, nach fast 20 Jahren Bauzeit wurde der neue Gotthard-Basistunnel am 1. Juni feierlich eingeweiht:

Im 20 Kilometer langen Bauabschnitt zwischen Erstfeld und Sedrun wurden für die beiden parallelen Tunnelröhren und die Querverbindungen, die alle 300 Meter die Röhren miteinander verbinden, Betonzusatzmittel von BASF verwendet.

„Für die Arbeiten unter Tage muss Beton widersprüchlichen Anforderungen gerecht werden:
Auf dem kilometerlangen Weg in den Berg muss der Beton stundenlang verarbeitbar bleiben und darf nicht fest werden. Gleichzeitig muss der Beton aber blitzartig erstarren, wenn er an die Tunnelwand gespritzt wird. Im Gotthardtunnel war dies eine der größten Herausforderungen“, sagt René Bolliger, Leiter Underground Construction bei BASF für Deutschland, Österreich und die Schweiz.

Möglich wurde das durch die richtige Kombination von Betonzusatzmitteln des Herstellers:
MasterGlenium-Fließmittel machen den Beton besonders fließfähig und verarbeitbar, Spritzbetonbeschleuniger der Produktreihe MasterRoc SA dagegen lassen den Beton nach dem Aufspritzen auf die Tunnelwand sofort erstarren und erhärten.

Darüber hinaus hat das Ludwigshafener Unternehmen eigens für den Bau des Gotthardtunnels ein Zusatzmittel der MasterSet-Produktfamilie entwickelt, das die Hydratation des Zements deutlich verlangsamt.

In Kombination mit den hauseigenen Fließmitteln konnte der Beton so auch nach langen Transportwegen und unter den hohen Temperaturen im Inneren des Berges optimal verwendet werden.
Das System aus Fließmittel und Langzeitverzögerer wurde sowohl zur Erstsicherung nach dem Ausbruch des Tunnels als auch beim Betonieren der Innenschale eingesetzt.

Zwei über 800 Meter tiefe, senkrechte Schächte führen vom Gebirgsort Sedrun hinab zu einer der beiden so genannten Multifunktionsstellen im Gotthard-Basistunnel.

Sie dient als Nothaltestelle und beherbergt Belüftungsanlagen und weitere technische Einrichtungen.

Auch hier sind Lösungen des Chemieunternehmens zum Einsatz gekommen:

Wie der Tunnel selbst wurde sie zunächst mit Spritzbeton abgesichert und dann mit einer Wand aus gegossenem Beton versehen.

„Der Transport des Betons über eine Fallleitung hinab in die Schächte stellte eine besondere Herausforderung dar. Wir mussten sicherstellen, dass sich während des Fallens die Bestandteile des Betons nicht voneinander trennen“, so Bolliger weiter.

Mit der Wahl des passenden MasterGlenium-Betonfließmittels und der optimalen Abstimmung der Dosierung auf die Einsatzbedingungen haben die Experten ermöglicht, dass sich der Beton auch nach mehreren hundert Metern freiem Fall gut weiter verarbeiten ließ.

Um Wassereinbrüchen vorzubeugen, wurde zusätzlich ein Mikrozement MasterRoc MP 650 mit Hilfe eines Injektionsverfahrens in Felsspalten und Hohlräume gepresst.

Eine große Gefahr in Tunneln sind Brände, die Anforderungen an den Brandschutz sind hoch.

Wird Beton heißer als 1000°C, verliert er seine Tragfähigkeit und der Tunnel stürzt ein.

Deshalb wurde im Gotthard-Basistunnel die Tunnelwand im Bereich des Südportals mit einem speziellen Brandschutzmörtel MasterRoc FP 1350 von BASF beschichtet.

„Damit halten die Tunnelwände einer Temperatur von bis zu 1400°C mindestens 90 Minuten stand. Für Löscharbeiten ist das wertvolle Zeit“, sagt Frank Clement, BASF-Experte für Brandschutzlösungen im Untertagebau.

Im Gotthard-Basistunnel mit einer Länge von 57 Kilometern wurden rund vier Millionen Tonnen Beton verbaut – rund vierzig Mal so viel wie im Burj Khalifa, dem höchsten Gebäude der Welt.

„Wir sind stolz darauf, dass wir mit unseren innovativen Lösungen und unserem Know-how unseren Kunden dabei helfen konnten, die Herausforderungen dieses Jahrhundertbauwerks zu meistern“, sagt Ralf Spettmann, Leiter des Unternehmensbereichs Construction Chemicals der BASF.

Juni 2016