PCI Bauprodukte AG: Effizient Bewehren mit «MasterFiber»

Mit einem neuen Betriebsgebäude und -gelände investiert die Firma Fischer Kies & Beton AG in Staffelbach in die Zukunft. Sie setzte dabei auf innovative Lösungen: Für die Ausführung der Aussenflächen des Betriebsgebäudes und des LKW-Hallenbodens wurde ein Beton mit Polymer-Makrofasern von Master Builders Solutions verwendet. Damit konnte auf eine teurere Bewehrung des Betons mit Stahl verzichtet werden.

Quelle: PCI Bauprodukte AG

Jedes Bauprojekt – sei es Neu- oder Umbau oder eine Sanierung – hat seine ganz speziellen Herausforderungen. Die Pläne für die Neugestaltung des Areals der Firma Fischer Kies&Beton AG mussten beispielsweise berücksichtigen, dass das Terrain des Kieswerks in drei verschiedenen Bauzonen liegt. Für die Recycling-Fläche bestand zum Beispiel nur eine begrenzte Bewilligung. Ausserdem sollten im Zuge der Neugestaltung eine Waschstrasse sowie ein LKW-Unterstand gebaut werden. Kurzum: Die Firma Fischer Kies& Beton AG entschloss sich für einen Neubau des Betriebsgebäudes und eine Verlegung des Recyclings.

Für die Gestaltung der Aussenflächen des neuen Betriebsgebäudes und des Bodens der LKW-Halle entschied sich der Bauherr für Beton, den er gleich selbst liefern konnte. Ausführendes Bauunternehmen war die Aregger AG aus Buttisholz. Die Schnitzler Architektur AG aus Celerina übernahm die Planung. Bereits 2017 hatte die Fischer Kies&Beton AG gute Erfahrungen mit Faserbeton gemacht, der für die Zufahrtstrasse zum Kies- und Betonwerk sowie die Aussenfläche des Kieswerks verbaut wurde. Der ursprüngliche Plan des Bauingenieurs eine Stahlbewehrung einzusetzen, wurde deshalb zugunsten der erneuten Verwendung von Polymer-Makrofasern des Bauchemie-Experten geändert.

Situations- und Konstruktionskriterien

In einem ersten Schritt wurde die Datenerfassung für eine Berechnung der Betonrezeptur an die Spezialisten geschickt. Die Aufgabe: Eine Betonmischung erstellen, die LKWs mit 100 Kilonewton Radlast und eine RC-Brechanlage mit 50 Tonnen Gewicht aushält. «Die geplante Nutzung ebenso wie der Untergrund sind entscheidend für die Auswahl des Fasertyps und der entsprechenden Dosierung», erklärt Julien Bizzozero, Innovation&Fiber Manager für die Schweiz, von Master Builders Solutions bei der PCI Bauprodukte AG. Der vorhandene Untergrund war eine Wandkies-Abdeckung auf einem seit 30 Jahren aufgefülltem Terrain. Setzungen waren deshalb nicht zu erwarten. Die Grösse der zu betonierenden Flächen betrug 621 Quadratmeter bei der LKW-Halle und 4900 Quadratmeter bei den Aussenplätzen.

Aufgrund der Prämissen arbeitete ein Statiker von Master Builders Solutions folgenden Vorschlag aus: Für beide Einsatzbereiche wurde – bei einer Bauteilstärke von 25 Zentimetern – die Verwendung von 6kg/m3 Polypropylen-Makrofasern empfohlen. Für die LKW-Halle wählten die Experten die PP-Makrofasern «MasterFiber 236 SPA» aus, für die Aussenfläche die «MasterFiber 246 SPA», die sich nur in ihrer Länge – 30 mm bei «MasterFiber 236 SPA» und 40mm bei «MasterFiber 246 SPA» – voneinander unterscheiden. «Die ‘MasterFiber 246 SPA’ ist von ihrer Leistung her in der residuellen Biegezugfestigkeit (Restbiegezugfestigkeit) etwas höher, was sie für den Einsatz auf der Aussenfläche des Betriebsgebäudes qualifizierte. Bei Rissen bringen die längeren Fasern einen besseren Verbund», erklärt Julien Bizzozero. Alle Vorschläge von Master Builders Solutions wurden vom zuständigen Bauingenieur geprüft und befürwortet.

Entsprechend den vorgegebenen Situations- und Konstruktionskriterien wurden der Beton mit den Fasern in der gewünschten Verarbeitungskonsistenz eingestellt und die Produktion im Betonwerk der Firma Fischer Kies&Beton AG begleitet. «Bei so grossen Flächen prüft unsere Anwendungstechnik, ob das Betonrezept in Ordnung ist, und auch ob die Qualität des Betons stimmt. Je nach Fasertyp und -dosierung werden dem Beton Millionen von Fasern zugegeben, was sich auf den Wasser- bzw. Zementleimanspruch auswirkt. Wir setzen unsere Experten so früh wie möglich ein, damit Probleme in der Verarbeitung gar nicht erst auftreten», berichtet Julien Bizzozero. So werden zum Beispiel Probekörper hergestellt, um die Berechnungen zu verifizieren. «Wir stehen den Kunden immer zur Verfügung. Auf Wunsch begleiten der Technische Verkaufsberater oder ein Anwendungstechniker die Produktion des Betons und die weitere Verarbeitung auf der Baustelle, gerade wenn der Anwender nicht viel Erfahrung mit Faserbeton hat.»

Quelle: PCI Bauprodukte AG

Der Polymerfaser-Beton mit «MasterFiber246SPA» lässt sich ganz normal und wie gewohnt verarbeiten.

«MasterFiber»-Makrofasern und ihre Vorteile

Die «MasterFiber»-Makrofasern bestehen aus extrudiertem Polypropylen und weisen in der Anwendung viele Vorteile auf: Sie zeichnen sich durch einen geringen Einfluss auf das rheologische Verhalten, beziehungsweise die Verarbeitbarkeit des Frischbetons, aus. Die Fasern wirken auf Grund des dreidimensionalen Fasernetzwerks aufeinander ein und vermindern so die Rissbildung infolge behinderter Verformung (Schwinden, Temperatur). Zudem sind die Kunststoff- respektive die Polymerfasern korrosionsbeständig.

Ein weiterer Vorteil: Durch ihre Tragwirkung lässt sich eine Stahlbewehrung teilweise oder komplett ersetzen. Stahl hat ein hohes Gewicht, ist teuer und in der Verarbeitung sehr arbeitsintensiv. Zum Vergleich: Eine Dosierung von 6kg/m3 der «MasterFiber 236 SPA» entspricht ca. ​35kg/m3 an Stahlfasern​. Die Verwendung der «MasterFiber»-Makrofasern ist also nachhaltiger und kostengünstiger. Je nach Anwendungsfall entsteht so ein Kostenvorteil von 20 bis 40 Prozent gegenüber konventioneller Bewehrung. Die Abkürzung SPA bedeutet «soluble packaging». Diese wasserlösliche Dosierverpackung garantiert eine einfache und sichere Verarbeitung der Fasern sowohl bei der Zugabe auf dem Förderband der Gesteinskörnung, als auch bei Zugabe der Fasern in den Betonmischer, was mehr Flexibilität bei der  Produktion und auf der Baustelle erlaubt.

Erfolgreiche Bauausführung mit Polymer-Fasertechnologie

Die LKW-Halle wurde in fünf Etappen erstellt, bei denen die Fläche durch die Streifenfundamente vorgegeben waren. Verwendet wurde hierbei «MasterFiber 236 SPA». Bei den Aussenflächen konnten grössere Felder bis 15×15m unter Einsatz von  «MasterFiber 246 SPA»  realisiert werden. Der Boden der LKW-Halle wurde noch im Herbst 2019 fertig gestellt. Ab Februar 2020 wurden die Aussenflächen in 40 Etappen laufend betoniert. Um die Oberflächen griffiger zu machen, wurden sie mit einem Besenstrich versehen und anschliessend mit einer Plastikfolie nachbehandelt, um eine Austrocknung zu vermeiden. 

Das Ergebnis kann sich sehen lassen. Die guten Erfahrungen mit der Verwendung von Polymer-Makrofasern der Bauchemie-Experten Master Builders Solutions konnten zum zweiten Mal ohne Abstriche bestätigt werden. «Unsere Fasertechnologie ersetzt bei vielen Kunden, wie zum Beispiel bei Transportbetonfirmen und Fertigteilwerken, die Stahlbewehrung. Unsere Polymerfasern werden auch mit grossem Erfolg im Spritzbeton verwendet», unterstreicht Julien Bizzozero.