Ressourceneffizientes Tunneltragsystem

Durch den Einsatz von schlanken und leichteren Bauteilen können im konstruktiven Bereich Ressourcen eingespart und CO₂-Emissionen nachhaltig gesenkt werden. Daher fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) die Technologieentwicklung im Leichtbau durch ein eigenes Technologietransfer-Programm (TTP) mit dem Ziel, Forschungsergebnisse aus dem Bereich Leichtbau in die wirtschaftliche Anwendung zu bringen.

Das seit November 2023 über drei Jahre laufende Vorhaben „Ressourceneffizientes Tunneltragsystem – RTTS“ erhält die Unterstützung des BMWK im Rahmen des Förderbereiches CO₂-Einsparung durch Ressourceneffizienz und -substitution.

Das Tragsystem eines Tunnels besteht aus Betonsegmenten – sog. Tübbingen – die zu Ringen angeordnet die Tunnelröhre bilden. Der Spalt zwischen Fels und Tübbingen wird mit sog. Ringraummasse ausgefüllt, deren Herstellung ebenfalls mit großen CO₂-Emissionen einhergeht. Weltweit werden für die Produktion der Tübbinge noch überwiegend klinkerreiche Standardzemente eingesetzt, was zu ausgeprägten CO₂-Emissionen von ca. 700-1000 kg CO₂(/m³ Tübbing) führen kann.

Modernere Ansätze verfolgen das Ziel, den Betonverbrauch durch innovative Leichtbau-Designlösungen zur reduzieren. Diese Designkonzepte ermöglichen den weiteren Austausch von Portlandzement durch Klinkerersatzstoffe und den Ersatz der klassischen Stahlbewehrung durch eine moderne hybride Faserbewehrung. Es wird erwartet, dass durch diese Maßnahmen der CO₂-Ausstoß auf ca. 200 kg CO₂(/m³ Tübbing) reduziert werden kann.

Eine zentrale Herausforderung stellt jedoch die zielsichere Beherrschung solcher Lösungen in der Praxis dar. Im Rahmen des RTTS-Projektes sollen daher Verfahren entwickelt und demonstriert werden, die es ermöglichen, diese neuartigen Betone unter Praxisbedingungen zielsicher herzustellen. Zur Steuerung der Prozesse soll der Einsatz moderner Technologien in Form von Computer Vision basierter Sensormethoden und digitaler Produktionsregelungsverfahren sowie der Einsatz hoch entwickelter Simulationstechniken untersucht werden.