Herstellung einer Bereitstellungshalle im Kernkraftwerk Grafenrheinfeld mit SCHWENK Zement

Die PreussenElektra GmbH errichtet auf dem Gelände des Kernkraftwerks Grafenrheinfeld eine Bereitstellungshalle (BeHa) zur Aufnahme von radioaktiven Abfällen und Reststoffen. Das KKW Grafenrheinfeld, südlich von Schweinfurt am Main gelegen, wurde im Jahr 1982 in Betrieb genommen und im Juni 2015 abgeschaltet. Seit 2018 läuft der Rückbau der Anlage.

Ausführende Baufirma für das Projekt ist die Bauunternehmung Glöckle Hoch- und Tiefbau GmbH aus Schweinfurt. Den Beton für das Bauvorhaben liefern die beiden Transportbetonhersteller TB Transportbeton Glöckle GmbH & Co. KG und Hochrein Beton GmbH. Beide verarbeiten SCHWENK Zement aus dem Lieferwerk Karlstadt. Die Qualitätssicherung der Baumaßnahme erfolgte durch das SCHWENK Technologiezentrum GmbH & Co. KG, vertreten durch die Prüfstelle Franken mit der Niederlassung Karlstadt.

Die Baumaßnahme besteht aus einer einschiffigen Halle in Stahlbetonweise, an der südlichen Stirnseite schließt sich zusätzlich ein dreigeschossiges Betriebsgebäude an (Achse 16-17). Die Abmessungen des Gebäudes (inkl. Betriebsgebäude) betragen ca. 101 m x 28 m, bei einer Höhe von rund 17 m.

Das Projekt ist unterteilt in die Halle 1 (Achsen 14 bis 16) und die Halle 2 (Achsen 1 bis 14). Während die Halle 1 dem An- und Abtransport der Gebinde mit radioaktivem Material dient, werden in Halle 2 diese Gebinde abgelagert.

Der Lastabtrag des Hallendaches erfolgt über schlaff bewehrte Halbfertigteildachbinder mit einer Firsthöhe von ca. 2,50 m und einer Spannweite von ca. 27 m. Die Dachbinder haben ein Achsmaß von ca. 6 m und werden in Auflagertaschen auf den Außenwänden gelagert.

Bild 1: Halle beim Einbau der Stahlbetonbinder  ©PEL KKG – H. Andreas Fassnacht

Die Bodenplatte und die Wände werden aus Stahlbeton in Ortbetonbauweise ausgeführt. Die Außenwände haben eine Stärke von 85 cm und sind in der Bodenplatte eingespannt, wobei die Dicke der Bodenplatte zwischen 40 cm und 1 m beträgt. Grundsätzlich waren Bauwerksfugen auf ein Minimum zu reduzieren.

Darüber hinaus waren die Bodenplatte und die Außenwände der Halle 2 aus Gründen des Hochwasserschutzes bis zu einer Höhe von 1,50 m als WU-Konstruktion („Weiße Wanne“) auszuführen.

Bautechnische und betontechnologische Besonderheiten

Eine besondere Herausforderung bei der Ausführung war die fugenlose (außer einer Arbeitsfuge in der Mitte) Herstellung der Außenwand mit einer Höhe von rund 17 m und der über 100 m langen Bodenplatte.

Ausführung der Bodenplatte:

Die Bodenplatte wurde von der Firma Lux-Commerce Betonboden GmbH als Subunternehmer in drei Abschnitten ausgeführt.

Bild 2: Herstellung des zweiten Abschnittes der Bodenplatte ©PEL KKG – H. Andreas Fassnacht

Es kam ein Beton der Festigkeitsklasse C30/37 mit 315 kg/m³ SCHWENK CEM III/A 32,5 N-LH, Werk Karlstadt, und 60 kg/m³ Steinkohlenflugasche zum Einsatz. Der w/z-Wert betrug dabei 0,50. Die Betonage der Bodenplatte erfolgte am 3. (ca. 1.000 m³), 7. (ca. 400 m³) und 9. September 2018 (ca. 500 m³). Dabei wurde der Beton im Bereich der Halle 1 (Achse 14 bis 16) lediglich gescheibt und im Bereich der Halle 2 (Achse 1 bis 14) gescheibt und geglättet. Nach Abschluss der Arbeiten wurde die Fläche mit einem Curing und zusätzlich durch Abdecken mit einer Folie nachbehandelt.

Bild 3: Betoneinbau der Bodenplatte mit Pumpen ©PEL KKG – H. Andreas Fassnacht
Bild 4: Abscheiben und Glätten der Bodenplatte ©PEL KKG – H. Andreas Fassnacht

Ausführung der Wände:

Für die Ausführung der fast 17 Meter hohen Wände mit einer Dicke von 85 cm hat sich die Firma Glöckle für den Einsatz einer Gleitschalung als technisch sinnvolle und wirtschaftliche Lösung entschieden. Dadurch konnten betontechnologische Probleme wie „Wasserläufer“ und zahlreiche Arbeitsfugen konzeptionell vermieden werden. Dazu wurde das Gebäude in zwei Abschnitte unterteilt, so dass lediglich am Stoß eine Arbeitsfuge anfiel.

Hier wurde ein Beton der Festigkeitsklasse C25/30 mit einem Zementgehalt von 340 kg/m³ SCHWENK CEM II/A-S 42,5 N, Werk Karlstadt, und einem w/z-Wert von 0,52 ausgeführt. Dabei wurde zur Reduzierung der Schwindneigung insbesondere auf eine Begrenzung des Zementleimgehaltes geachtet (≤ 280 l/m³). Die Einbaukonsistenz lag im Bereich F3. Um die konstante Steiggeschwindigkeit (ca. 10 cm/h) beim Gleiten der Schalung zu gewährleisten, wurde durch die Zugabe von Warmwasser auf eine stets gleichbleibende Frischbetontemperatur von 20 °C geachtet. Damit konnte eine Veränderung der Betonzusammensetzung vermieden werden und die erforderliche Grünstandsfestigkeit von ca. 2 N/mm² des Betons beim Gleitvorgang, unabhängig von den Umgebungstemperaturen, jederzeit zielsicher erreicht werden.

Bild 5: Gleitschalung zur Ausführung der Wände, Abschnitt 2 ©PEL KKG – H. Andreas Fassnacht

Diese Arbeiten führte die Firma Slipform Systems Austria (SSA) als Subunternehmer aus. Die Ausführung erfolgte in zwei Betonierabschnitten. Abschnitt 1 mit ca. 1.400 m³ wurde vom 04.10.2018 bis 13.10.2018 und Abschnitt 2 mit ca. 2.000 m³ vom 12.11.2018 bis 21.11.2018 ausgeführt. Nachdem der Beton die Gleitschalung verlassen hatte, wurde er nochmals leicht nachbearbeitet und dann sofort mit einem Curing nachbehandelt.

Bild 6: Logistik beim Betoneinbau ©PEL KKG – H. Andreas Fassnacht

Fazit

Durch den Einsatz innovativer Bauverfahren, einer guten Arbeitsplanung, sowie der guten Abstimmung aller Beteiligten, konnte ein Rohbau in hervorragender Qualität errichtet werden. Die Fertigstellung der Maßnahme (Gesamtbausumme ca. 9,5 Mio. €) ist für Mai 2020 vorgesehen.

Wolfgang Hemrich, Anwendungstechnik SCHWENK Zement KG