Aktuelle Einsatzmöglichkeiten von MgO-Beton

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Abbildung 4: Prinzipielle konstruktive Gestaltung des Verschlussbauwerkes /12/ Derzeit wird im Rahmen des o. g. Projektes der Großversuch 1 durchgeführt. Dazu wurde ein Streckenstummel mit einer Versuchsnische auf der 3a-Sohle neu aufgefahren (siehe Abbildung 6). Das geologische Umfeld entspricht dabei dem der zukünftig zu errichtenden Dammbaustandorte. Abbildung 5: Lage des Versuchsortes /13/
Abbildung 5 zeigt einen Längsschnitt des im Bau befindlichen Bauwerks. Das Versuchsbauwerk soll eine Länge von 8,40 m und an der Druckseite einen Durchmesser von 5,70 m aufweisen. Für den Bau werden insgesamt 365 t MgO-Beton benötigt. Die Betonierabschnitte werden als Scheiben mit einer Stärke von etwa 0,6 m hergestellt. 5,1° 9,15 m Volumen: 163 m³ 365 t MgO-Beton 4,20 m 5,70 m 8,40 m 0,25 m Druckkammer Ortsbrustverfüllung 0,50 m Abbildung 6: Großversuch 1: Längsschnitt des Versuchpfropfens /13/ Die komplexen geologisch-mineralogischen Verhältnisse der Grube Teutschenthal mit tachyhydritreichem Carnallitit und Kieserit als Hauptbestandteile des anstehenden Salzgesteins stellen besondere Anforderungen an das Baumaterial. Der Baustoff muss gegenüber magnesiumhaltigen Lösungen langzeitbeständig sein. Beton auf Zementbasis ist in diesem Milieu nicht beständig. Aus diesem Grund wurde auf ein Bindemittelsystem auf MgO-Basis zurückgegriffen, das gegenüber magnesiumgesättigten Lösungen resistent ist Das nahezu volumenkonstante bzw. sogar quellende Verhalten des Bindemittels ist bei der Betonage eines Hohlraumquerschnittes von Vorteil, da die aus dem Tunnelbau bekannte Gefahr einer Firstspaltbildung durch Schrumpfung des Betons verringert wird. Eine weitere Prämisse für die Errichtung des Widerlagers ist die Verwendung von Baustoffen, die steifer sind als das sie umgebende Gebirge. Die höhere Steifigkeit soll bewirken, dass sich die Eigenschaften der Auflockerungszone im Konturbereich des ehemaligen Hohlraumes nicht weiter verschlechtern bzw. sogar verbessern. Im Kalibergbau kommt bevorzugt Salzzuschlag für die Herstellung von MgO-Beton zur Anwendung. Zum Erreichen der entsprechenden Materialsteife wird statt Salzzuschlag ein Normbetonzuschlag aus Quarzsand und Quarzkies mit einer Körnung 0-8 mm verwendet. Dieser Magnesiabeton mit üblichen Betonzuschlägen wurde von KAMMÜLLER & SCHEIBE /5, 6, 7/ beschrieben. Eine weitere Besonderheit bei der Entwicklung eines geeigneten Baustoffes ist die Lösungsempfindlichkeit des anstehenden Gebirges. So wird als Anmachlösung eine R- Lösung eingesetzt, die gegenüber Halit (NaCl), Carnallitit (KMgCl3*6H2O) und Kieserit (MgSO4H2O) gesättigt ist. Keine Sättigung liegt gegenüber Tachyhydrit (CaMg2Cl6*12H2O) vor. Eine Sättigung gegenüber Kieserit und zugleich Tachyhydrit kann chemisch nicht erreicht werden. In Abbildung 7 ist die verwendete Anmachlösung im Jänecke-Diagramm dargestellt. Die zur Errichtung des Bauwerkes beim Großversuch 1 verwendete Rezeptur MB10 setzt sich folgendermaßen zusammen:
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