CEMEX-Beton für sauberen Strom

Testanlage für Windkraft-Rotorblätter aus Spezialbeton gegossen

Der Anblick eines sich gemächlich drehenden Rotors an einer Windkraftanlage hat immer etwas Besonderes. Nicht nur das Wissen, dass hier mit den Kräften der Natur „sauberer“ Strom produziert wird; es sind auch die Kräfte, die zu ihrer Nutzbarmachung von einer solchen Anlage bezwungen werden müssen. Dabei erschließt sich nur den wenigsten die Höhe der Belastungen, denen ein solcher Rotor ausgesetzt ist: Dass die Rotorblätter notwendigerweise dem Wind und damit auch dem Winddruck ausgesetzt sind, versteht sich dabei von selbst. Hinzu kommen aber auch Belastungen durch Vibrationen, durch Fliehkräfte und nicht zuletzt durch das eigene Gewicht. Denn trotz der Verwendung modernster Werkstoffe auf der Basis von Kohlefaser-Verbundwerkstoffen erreichen einzelne Windflügel doch Eigengewichte von bis zu 50 Tonnen. Der Grund dafür ist im steigenden Strombedarf zu suchen, der nur mit immer größeren Windkraftanlagen (WKA) gedeckt werden kann. Und so sind für den Offshore-Betrieb bereits heute Multi-Megawattanlagen mit Windrad-Durchmessern von bis zu 200 Metern in der Diskussion.

Bei der Betonage wurden die Fahrzeuge im Interesse der besonderen Betonqualität nur in einem Mischwerk beladen

Da bei WKAs mit derart gewaltigen Ausmaßen auch für ein Höchstmaß an Sicherheit gesorgt werden muss sorgt das Fraunhofer-Center für Windenergie und Meerestechnik (CWMT) in Bremerhaven als wissenschaftliche Prüfstelle dafür, dass nur optimale Materialien, Oberflächen, Verbindungen und Fertigungstechniken zum Einsatz kommen. Gleichzeitig hat sich das Institut zur Aufgabe gemacht, in seinen neuen Gebäuden die Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit von Anlagen und deren Komponenten zu prüfen. Herzstück der Prüfanlage ist dabei ein nahezu monolithischer Betonblock von 7, 80 Meter Höhe, 6,80 Meter Länge und 5,80 Meter Breite. Diesen Block durchzieht eine 1,8 Meter im Durchmesser messende Durchführung, in die die zu testenden Rotorblätter eingespannt werden.

Gerade einmal etwas mehr als 20 Stunden dauerte es, bis der Betonmonolith gegossen war

Für den Bau dieser Testeinrichtung liefert die CEMEX-Tochter Transportbeton-Bremerhaven insgesamt 2.100 Kubikmetern Beton. 300 Kubikmeter dieser Liefermenge besteht aus Aaton Ultra für den Spannblock. Dabei handelt es sich bei weitem nicht um eine Standardrezeptur: „Da im Testbetrieb Schwingungen, Torsionen und Vibrationen simuliert werden, wurden an unseren Beton ganz besondere Qualtätsvorschriften gestellt“, erklärt der zuständige Gebietsverkaufsleiter Thorsten Hein. Und Betontechnologe Dipl.-Ing. Klaus Schmidt von der Baustofftechnik Unterweser (BTU) fügt hinzu: „Um einen den besonderen Anforderungen entsprechenden optimalen Beton zu liefern, haben wir sowohl das betontechologische Konzept, wie auch die eigentliche Rezeptur zusammen mit der Materialprüfanstalt in Braunschweig erarbeitet.“ Das Ergebnis war ein Beton C 50/60 für massige Bauteile mit einem CEM III/B 42,5 N-LHHSNA. Aufgrund der extremen Bewehrungsführung und einer großen Anzahl an Durchdringungen war die Ausführung nur mit einem selbstverdichtenden Beton (Aaton Ultra) mit einem Größtkorn von 8 mm möglich. Insgesamt 90 t Armierungsstähle sorgen zusätzlich dafür, dass der Betonmonolith den extremen Belastungen während des Rotorblatt-Tests sicher widerstehen kann.

Während des gesamten Einbaus wurde die Qualität des gelieferten Betons nicht nur von Experten der CEMEX Bremerhaven sondern auch von Mitarbeitern der TU Braunschweig kontinuierlich überprüft

Die eigentliche Betonage des „Klotzes“, wie der riesige Betonquader auf der Baustelle genannt wird, war dank der optimalen Vorbereitung in nur 20 Stunden erledigt. Dabei musste die geforderte Einbauleistung mit Rücksicht auf die Belastungsgrenze der Schalungen auf 15 Kubikmeter pro Stunde beschränkt werden. Eine weitere Besonderheit bei der Betonlieferung war, dass die Gesamtmenge an Aaton Ultra ausschließlich über das, während der Betonage für andere Aufgaben gesperrte, Bremerhavener Mischwerk Luneort bereitgestellt wurde. Grund dafür war, so Gebietsverkaufsleiter Hein, dass man auf diese Weise eine gleich bleibend hohe Betonqualität sicherstellen konnte. Eine, auf der Baustelle durch Mitarbeiter der TU Braunschweig kontrollierte, Qualität, die unter Garantie nicht durch zwischenzeitliche Produktwechsel im Werk möglichen Schwankungen unterworfen war.

Noch befindet sich die Prüfanlage im Bau, doch schon jetzt bereitet sich die CEMEX in Bremerhaven auf den Bau einer zweiten Testanlage für Rotorflügel vor, die bereits im nächsten Frühjahr ebenfalls in Bremerhaven in Angriff genommen werden soll.