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MAßSTÄBE
IM
BRANDSCHUTZ

06.04.2020  //  TunnelbauDer Tunnelbau ist ein Teilbereich des Tiefbaus, der sich mit der Herstellung unterirdischer Hohlräume (Tunnel, Stollen, Schächte, Kavernen u. ä.) beschäftigt.

Citytunnel Leipzig

Im TunnelbauDer Tunnelbau ist ein Teilbereich des Tiefbaus, der sich mit der Herstellung unterirdischer Hohlräume (Tunnel, Stollen, Schächte, Kavernen u. ä.) beschäftigt. gewinnt vorbeugender Brandschutz zunehmend an Bedeutung. Neue Konzepte weisen dabei die Schutzwirkung dem Beton selbst zu. Als erster seiner Art wurde der City Tunnel Leipzig im Jahr 2008 mit besonders hohen Brandschutzanforderungen fertiggestellt. Die TübbingsEin Tübbing ist ein vorgefertigtes Betonsegment für die Außenschale eines Schachtes oder eines Tunnels. Die Fertigteil-Segmente bilden einen vollständigen Ring. Die Tübbings werden im modernen Tunnelbau von einer Vortriebsmaschine (TBM) verlegt, die sich auch in axialer Richtung zum Erreichen des Vortriebs an den Rändern der bereits verlegten Tübbings abstützt. für die Auskleidung des Tunnels sind mit KrampeFibrin® Polypropylen-Fasern bewehrt.

Wissen warum
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Weil Tunnelwände und Felsgestein die Wärme nur sehr langsam weiterleiten, steigt die Lufttemperatur bei einem Tunnelbrand innerhalb kürzester Zeit auf mindestens 1300°C. Die Schwachstelle von herkömmlichem Beton liegt nun darin, dass das physikalisch und chemisch im Beton gebundene Wasser bei solchen Temperaturen sehr schnell verdampft. Als Wasserdampf nimmt es jedoch das 1000-fache seines bisherigen Volumens ein. Je dichter die Betonmatrix und je höher der Feuchtegehalt, desto größer ist der sich entwickelnde Dampfdruck. Wenn dieser Dampfdruck nicht oder nicht schnell genug abgebaut werden kann, führt er bereits nach wenigen Minuten zu Betonabplatzungen. Diese wiederum verursachen großflächige und tief reichende Beschädigungen an den Bauteilen. Dabei kann schnell die Bewehrung freigelegt werden und ihre tragende Funktion verlieren.



Internationale Forschungsvorhaben und verschiedene Praxisanwendungen haben gezeigt, dass durch Zugabe von PolypropylenfasernPolypropylenfasern werden hauptsächlich bei Hochleistungsbetonen und im Tunnelbau zum Brandschutz verwendet. Im Falle eines Feuers verbrennen Sie und hinterlassen kleinste Kanäle, durch die Wasserdampf entweichen kann, so dass die Randschicht des Betonbauteils nicht abplatzt und die Gesamtkonstruktion vor dem Versagen geschützt wird. die Gefahr von explosionsartigen Betonabplatzungen deutlich oder sogar vollständig reduziert wird. Das Prinzip dabei: der Kunststoff hat einen sehr niedrigen Schmelzpunkt von 160°. So schmelzen die PP-Fasern bereits unmittelbar nach Brandbeginn und hinterlassen dabei feinste Kanäle, durch die das verdampfende Wasser austreten kann. Je dünner die Fasern und je höher ihre Anzahl, desto wirkungsvoller ist dieser Effekt. Zusätzlich bilden sich durch das Zersetzen der Fasern verstärkt Mikrorisse im Beton, wodurch wiederum temperaturbedingte Eigen- und Zwangsspannungen abgebaut werden können.

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KrampeFibrin® Polypropylen-Fasern
erfüllen alle Vorgaben und
sind das Ergebnis langjähriger
Forschung und Entwicklung

In Versuchen hat sich gezeigt, dass insbesondere PP-Fasern mit einem Durchmesser von 16 bis 20 µm, einer Länge von 6 mm und einer Dosierung von 2 kg/m3 sich positiv auf das Brand- und Abplatzverhalten von Tunnelbetonen auswirken. Bei dieser Dosierung ist der Faserbeton noch gut verarbeitbar und pumpbar. Die PP-Fasern müssen einen Verwendbarkeitsnachweis zur Erhöhung des Brandwiderstandes im Beton besitzen, das heißt sowohl über eine bauaufsichtliche Zulassung verfügen als auch der DIN EN 14889-2 entsprechen. KrampeFibrin® Polypropylen-Fasern erfüllen alle Vorgaben und sind das Ergebnis langjähriger Forschung und Entwicklung. Gemeinsam mit Instituten wie der Gesellschaft für Materialforschung wurden sie auf ihre Brandschutzeigenschaften getestet und kamen bereits in Pilotprojekten wie dem City Tunnel Leipzig zum Einsatz.

Sie wollen mehr über die Anwendung von PP-Faserbeton im TunnelbauDer Tunnelbau ist ein Teilbereich des Tiefbaus, der sich mit der Herstellung unterirdischer Hohlräume (Tunnel, Stollen, Schächte, Kavernen u. ä.) beschäftigt. erfahren?
Nutzen Sie unseren Service+ oder informieren Sie sich über folgenden Fachartikel:


City-Tunnel Leipzig: Einsatz von Branschutztübbings – Max Bögl


BRANDSCHUTZ IM
CITY TUNNEL LEIPZIG



WISSEN, WARUM
MIT PP-FASERN NEUE
MAßSTÄBE GESETZT
WERDEN

Als erster seiner Art in Deutschland wurde der City-Tunnel Leipzig im Jahr 2008 mit besonders hohen Brandschutzanforderungen fertiggestellt. Die TübbingsEin Tübbing ist ein vorgefertigtes Betonsegment für die Außenschale eines Schachtes oder eines Tunnels. Die Fertigteil-Segmente bilden einen vollständigen Ring. Die Tübbings werden im modernen Tunnelbau von einer Vortriebsmaschine (TBM) verlegt, die sich auch in axialer Richtung zum Erreichen des Vortriebs an den Rändern der bereits verlegten Tübbings abstützt. für die Auskleidung des Tunnels sind mit KrampeFibrin® Polypropylen-Fasern bewehrt. Ein innovativer Schritt, der neue Maßstäbe gesetzt hat. Als wichtig erwies sich dabei neben der homogenen Verteilung der Fasern auch die genaue Dosierung des Fasergehalts – denn die Zugabe von PP-Fasern kann die Fließfähigkeit des Betons verändern und die Gefahr des Blutens erhöhen. Diese Aspekte müssen durch geeignete betontechnologische Maßnahmen, wie z.B. eine angepasste Sieblinie, Erhöhung des Bindemittelgehalts oder verlängerte Mischzeiten kompensiert werden.



Bauherren des City Tunnels Leipzig waren die Deutsche Bahn AG und der Freistaat Sachsen. Für den Einsatz der Kunststoffasern holten sie beim Eisenbahnbundesamt eine Zustimmung im Einzelfall ein. Um diese Zustimmung zu erreichen, wurden aufwendige Versuche gefahren: Die  Gesellschaft für Materialforschung und -prüfung Institut für Bauwesen MFPA Leipzig GmbH führte großflächige Tunnelbrandprüfungen in speziell konstruierten Prüföfen durch. Dabei beurteilte sie die Betonabplatzungen auf Grundlage der Richtlinie »Faserbeton« der Österreichischen Vereinigung für Beton- und Bautechnik.



Am 14. Dezember 2013 wurde der City Tunnel Leipzig schließlich feierlich eröffnet – mit dem Ziel, die Attraktivität des öffentlichen Personennahverkehrs in der bevölkerungsreichen Stadt Leipzig deutlich zu steigern. Und dabei langfristig für erhöhte Sicherheit zu garantieren.

Projekt: City Tunnel Leipzig

Bauwerk: 2 eingleisige Tunnelröhren mit 9 m Außendurchmesser und jeweils 3,9 km Länge

Bauteil: TübbingsEin Tübbing ist ein vorgefertigtes Betonsegment für die Außenschale eines Schachtes oder eines Tunnels. Die Fertigteil-Segmente bilden einen vollständigen Ring. Die Tübbings werden im modernen Tunnelbau von einer Vortriebsmaschine (TBM) verlegt, die sich auch in axialer Richtung zum Erreichen des Vortriebs an den Rändern der bereits verlegten Tübbings abstützt. mit 0,4 m Dicke und 1,8 m Breite

Beton: C 50/60
Fasertyp: KrampeFibrin® PM 6/15

Fasergehalt: 2 kg/m3


Autor // Wilhelm Nell
City-Tunnel Leipzig: Einsatz von Brandschutztübbings

Fortschritt baut man aus Ideen: Dem unternehmerischen Leitbild der Firmengruppe Max Bögl folgend arbeiten die Fertigteilwerke konsequent an der Weiterentwicklung von Produkten, Produktausstattungen und Herstellverfahren. Den infrastrukturbezogenen und wachstumsstarken Bereichen rund um Straße und Schiene fällt dabei besonderes Augenmerk zu.

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