Die Anforderungen hinsichtlich Langzeitbeständigkeit der Werkstoffe in modernen Tunnelbauwerken sind mit Mindestlebenszeiten von 100 Jahren durchaus anspruchsvoll. Im Rahmen der aktuellen COMET-Projektphase 2014-2016 wurde an der Polymer Competence Center Leoben (PCCL) GmbH ein neues Projekt gestartet, das sich der Lebensdauerabschätzung von Kunststoffen im Tunnelbau widmet.Kunststoffdichtungsbahn im Koralmtunnel (Foto: AGRU Kunststofftechnik GmbH)
Um die Funktionalität von Tunnelbauwerken über viele Jahrzehnte hinweg sicherzustellen, sind die hohen Anforderungen hinsichtlich Betriebslebenszeit auch von den im Bauwerk eingesetzten Kunststoffen zu erfüllen. Injektionskunststoffe und Kunststoffdichtungsbahnen werden dabei in einem nicht zu vernachlässigenden Volumen in Tunnelprojekten verarbeitet. Verschiedene Arten von Injektionskunststoffe werden zum Beispiel zur Gebirgsverfüllung und -verfestigung oder zum Stoppen von Wassereinbrüchen eingesetzt und Kunststoffdichtungsbahnen übernehmen die wichtige Aufgabe der Abdichtung des Tunnelbauwerks gegenüber Grund- und Bergwasser.
Während in der Vergangenheit in Österreich vor allem PVC-Dichtungsbahnen verwendet wurden, kommen heutzutage immer häufiger polyolefine Werkstoffe zum Einsatz. „Die Forschungen und Entwicklungen der modernen Kunststofftechnik führen erfreulicherweise zu maßgeschneiderten Materialien, welche immer längere Lebenszeiten der Endprodukte ermöglichen. Die immer langlebigeren Werkstoffe führen jedoch auch zu neuen Herausforderungen in der Prüftechnik, da nach relativ kurzen Prüfzeiträumen zuverlässige Aussagen über Lebenszeiten getroffen werden müssen, mit denen erst nachfolgende Generationen konfrontiert sein werden.“ so Projektleiter Dr. Andreas Frank. Ein wesentliches Ziel des Projektes ist daher die Entwicklung von beschleunigten Prüfmethoden, die in Ergänzung mit bestehenden Regelwerken zuverlässige Lebensdauerabschätzungen erlauben.
Die am Projekt beteiligten Partner aus der einschlägigen Industrie sind DOW Europe GmbH (Rohmaterial), A. Schulman GmbH (Additive), AGRU Kunststofftechnik GmbH (Kunststoffdichtungsbahnen), TPH Bausysteme GmbH (Injektionswerkstoffe und –systeme) sowie STRABAG AG (Tunnelbau). Durch die Projektpartner wird die gesamte Wertschöpfungskette vom Rohstoff über die Verarbeitung bis zur Installation im Tunnel abgedeckt. Als wissenschaftliche Partner konnte mit dem Lehrstuhl für Werkstoffkunde und Prüfung der Kunststoffe (Prof. Pinter) und dem Lehrstuhl für Subsurface Engineering (Prof. Galler) erstmals die naheliegende Symbiose zwischen den Kompetenzen Kunststofftechnik und Tunnelbau an der Montanuniversität Leoben realisiert werden. Die Forschungsarbeit wird im Rahmen des Kompetenzzentren-Programms COMET des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie und Bundesministeriums für Wirtschaft, Familie und Jugend durchgeführt und mit Mitteln des Bundes und der Länder Steiermark, Niederösterreich und Oberösterreich gefördert.
Bild: Kunststoffdichtungsbahn im Koralmtunnel © AGRU Kunststofftechnik GmbH
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