Worauf beim Bauen mit Beton zu achten ist

ALB-Fachtagung über landwirtschaftliches Bauen

Zusammen mit der Arbeitsgemeinschaft für Rationalisierung, Landtechnik und Bauwesen in der Landwirtschaft Hessen (ALB Hessen) wurde ein Architekten- und Ingenieurforum Ende August im Landwirtschaftszentrum Eichhof in Bad Hersfeld durchgeführt. Das Symposium befasste sich mit der Planung, den Anforderungen sowie den Ausführungen beim Bauen mit Beton in der Landwirtschaft.

Beton ist besonders in der Landwirtschaft ein vielseitig einsetzbarer Baustoff und kommt beim Errichten von Ställen, Lagerstätten für Jauche, Gülle und Silagen (JGS-Anlagen) wie auch beim Bau von Biogasfermentern und Gärrestbehältern zum Einsatz. Gerade beim Einsatz von Beton in Ställen, Siloanlagen, Güllegruben und Biogasanlagen wird der Werkstoff Beton extremen mechanischen, chemischen und witterungsbedingten Beanspruchungen ausgesetzt, die besondere Eigenschaften erfordern und spezielle Kenntnisse bei der Bauplanung und -ausführung voraussetzen, um einen dauerhaf­ten und kostengünstigen Betrieb der Anlagen zu gewährleisten.

Hohe Belastbarkeit bei Betrieb und Witterung

Darüber hinaus wird Beton auch häufig beim Wirtschaftswegebau eingesetzt. Otmar Hersel vom gleichnamigen Ingenieurbüro in Hofheim auf den ländlichen Wegebau mit Beton ein. Vorteile betonbefestigter Wege seien darin zu sehen, dass sie zum einen über eine hohe Tragfähigkeit verfügen und damit bei Betrieb und Witterung hohe Belastbarkeiten aushalten und eine lange Lebensdauer aufweisen und zum anderen Betonwege selbstreinigend seien, kaum Unterhalt und Instandsetzung forderten und letztlich der Beton problemlos wiederverwendbar sei. Hersel wies auf die baulichen Besonderheiten im landwirtschaftlichen Wegebau hin, wie sie auch in den Richtlinien der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA) und der Forschungsgesellschaft für Straßen-und Verkehrswesen (FGSV) vorgege­ben sind.

Standardbauweisen haben bei Betonwegen eine Tragschichtdicke zwischen 10 und 35 cm und eine Dicke der Betondecke von 12 bis 16 cm. Der Fugenabstand sollte in der Regel 4 m betragen. Der Referent ging auf die Anforderungen an die Betonqualität und die Technik und Verfahrensweisen beim Herstellen ländlicher Wege aus Beton ein. Gerade der Wegebau mit Beton lasse durch Spurwege durch die Reduzierung der befestigten Fläche einen sehr umweltfreundlichen Wegebau zu. Mit der Verminderung der Flächenversiegelung werde auch die Barrierewirkung von Straßen und Wegen gemindert, es entstehe zusätzlicher Lebensraum für Kleintiere und unerwünschter Verkehr werde zurück gedrängt.

Auf was beim Bauen von Spurwegen zu achten ist

Spurwege würden in der Regel über eine Breite von 4 m angelegt. Zwischen den jeweils 1 m breiten Spurstreifen werde ein 1 m breiter Zwischenraum und jeweils circa 50 cm breite Banketten mit Schottergemisch eventuell mit einer Deckschicht aus Oberboden oder Rasengittersteinen angelegt. Insgesamt wird der Wegebau durch eine 20 cm dicke Tragschicht aus Schotter bei 14 cm dicken Betonspuren mit einem Fugenabstand von etwa 3,5 m ausgeführt.

Für Betonspurwege ließen sich auch werksmäßig vorgefertigte Betonelemente mit hoher Quali­tät verwenden. Der Vorteil liegt nach Angaben des Referenten bei einer witterungsunabhängigen Verlegung, der Weg sei sofort befahrbar und Schäden ließen sich hier leicht beseitigen.

Zudem soll diese Bauweise in Steillagen einsetzbar sein. Das gelte auch für das Verwenden von Verbundsteinen oder von Rasengittersteinen. Weitere Möglichkeit besteht im Bauen von hydraulisch gebundenen Trag­deckschichten (HGTD). Dies seien kostengünstige Systeme mit einem belastbarem Verformungsmodul als Unterlage und einer mindestens 12 cm starken HGTD-Schicht aus Schotter (0/22 bis 0/32) und mindestens 3 Prozent Bindemittelgemenge. HGTD-Wege seien einfache, fugenlose Konstruktionen, die ein naturnahes Bild ermöglichen, das Oberflächenwasser zurückhalten und für Gefällstrecken geeignet sind.

Obwohl sich die Herstellungskosten ländlicher Wege aus Beton über den Kosten von Asphaltwegen bewegen, sind nach Angben des Referenten Betonwege durch geringere Unterhaltskosten und durch eine längere Nutzbarkeit wirtschaftlicher. Hersel nennt hierzu folgende Kosten: Baukosten je km Asphaltweg circa 105 000 Euro. Zuzüglich der Unterhaltung entstünden bei Asphaltwegen nach 15 Jahren Gesamtkosten in Höhe von 140 000 Euro, nach 25 Jahren 170 000 Euro und nach 40 Jahren 202 000 Euro.

Demgegenüber entstehen bei Betonwegen Gestehungskosten von 115 000 Euro pro km Wegstrecke, die im Laufe der Nutzungszeit bis 40 Jahre keine Unterhaltskosten verursachen würden. Herstellungskosten für Wege aus HGTD bezifferte er mit 105 000 Eu­ro pro km aus Verbundsteinen bei 160 000 Euro und Spurwege mit Ortbeton bei 110 000 Euro, mit Betonfertigteilen bei 160 000 Euro und mit Verbundpflaster bei 155 000 Eu­ro.

Belastungen durch Jauche, Gülle und Silagesickersäfte

Andreas Hackeschmidt vom Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft (KTBL) aus Darmstadt nahm zum Stand der wasserrechtlichen Anforderungen an JGS-Anlagen (Jauche, Gülle, Silagesickersäfte) Stellung. Die wasserrechtlichen Rahmenbedingungen fordern nach § 5 Wasserhaushaltsgesetz das Einhalten allgemeiner Sorgfaltspflichten, um die Verschmutzung von Gewässern zu vermeiden.

Bei Anlagen, die wassergefährdende Stoffe speichern, muss nach dem Besorgnisgrundsatz (§62 WHG) ein Primärschutz (Anlagen sind dicht und standsicher) bestehen, Undichtigkeiten und Schäden müssen erkennbar sein und ein Sekundärschutz durch doppelwandige Anlagen oder Rückhalteeinrichtungen existieren.

Im Entwurf über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (AwSV) vom 22. Juli 2013 werden die Bestimmungen weiter präzisiert. Obwohl für die Lagerung von Jauche, Gülle und Silagesickersäften weiterhin einwandige Behältnisse zulässig sind, wird gefordert, dass Undichtigkeiten aller Anlagenteile schnell und zuverlässig erkennbar sind. Auch müssen die Stof­fe zurückgehalten und schadlos verwertet oder beseitigt werden können.

Im Regelfall müssen die Anlagen nach der AwSV mit einem dichten und beständigen Auffangraum ausgerüstet werden, sofern sie nicht doppelwandig und mit Leckanzeigegerät versehen sind. Dies gilt auch für unterirdische Rohrleitungen, deren lösbare Verbindungen und Armaturen in überwachten dichten Kontrollschächten unterzubringen sind. Im Schadensfall müsse eine Anlage zur Vermeidung von Gewässerverschmutzungen unverzüglich entleert werden.

Was für Biogasanlagen aus Beton zu gelten hat

Dr. Thomas Richter von der Firma BetonMarketing Nordost GmbH ging über die Anforderungen an Biogasanlagen aus Beton auf die wasserrechtlichen Bedingungen an JGS- und Biogasanlagen ein. Nach dem Entwurf AwSV sollen Biogasanlagen, welche ausschließlich Gär­substrate landwirtschaftlicher Herkunft einsetzen, vergleichbare technische Anforderungen wie JGS-Anlagen aufweisen.

Das heißt, dass künftig eine Umwallung das oberirdische Volumen des größten Behälters auffangen können müsse, einwandige unterirdische Rohrleitungen mit Leckageerkennung auszustatten sind, die Errichtung der Anlagen nur durch zertifizier­te WHG-Fachbetriebe durchgeführt werden dürfen und künftig im Abstand von fünf Jahren eine Sachverständigenprüfung stattfinden muss.

Als problematisch bezeichnet Richter bei der Vergärung organischer Verbindungen die Entstehung von Schwefelwasserstoff, der besonders bei der Vergärung von Gülle und Stallmist entsteht. Schwefelwasserstoff führe im Zuge verschiedener Reaktionen im Fermenter zur Entstehung von aggressiver Schwefelsäure, die an den Bauteilen zu Korrosion führen könne. Biogasentschwefelung sei daher wünschenswert, jedoch auch relativ teuer. Richter erläuterte verschiedene Betonqualitäten mit erhöhtem Säurewiderstand, hoher Dauerhaftigkeit und Dichtheit.

Dichtheitsprüfungen seien sowohl am freistehenden nicht hinterfüllten Behälter mit einer 0,5 m hohen Wasserfüllung durchzuführen, als auch im Betrieb bei Vollfüllung zu vollziehen, wobei hier nach sechs Monaten die Leckageerkennung zu kontrollieren sei. Details seien aus der Planungshilfe Biogas www.beton.org – Suchbegriff „Planungshilfe Biogas“ zu entnehmen, die neben Grundlagen auch eine Checkliste enthalte, die die Planung von Biogasanlagen erleichtere.

Diethelm Bosold vom Unternehmen BetonMarketing West GmbH vertiefte in seinem Beitrag Aspekte zum chemischen Angriff auf Beton am Beispiel landwirtschaftlicher Betonbauwerke. Der Referent ging auf die vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten von Beton in der Landwirtschaft ein, der bei Hof- und Wegbefestigungen, Ställen, Spaltenböden, Futtertischen, Gärfuttersilos, Entmistungsbahnen, Güllebehältern, Biogasanla­gen, Spurwegen, Eigenbedarfs­tankstellen und Waschplätzen Anwendung findet.

Betonkorrosion durch chemische Umgebung

Entsprechend der chemischen und physikalischen Umgebungsbedingungen wird Beton unterschiedlichen Expositionsklassen zugeordnet. Für landwirtschaftliche Bauten ist zum einen in Viehställen bei mäßig feuchter Umgebung mit einer Bewehrungskorrosion durch Karbonatisierung und zum anderen bei Güllebehältern und Futtertischen mit einer Betonkorrosion durch aggressive chemische Umgebung zu rechnen. Bosold erläuterte die chemischen und physikalischen Vorgänge und die Einstufungen in Angriffsgrade und deren Bezeichnung sowie die entsprechende Auswahl geeigneter Betonqualitäten. An zahlreichen Praxisbeispielen erläutert er die Mindestanforderungen der Betonklassen und die geeigneten Betonzusammensetzungen.

Harald Feldmann von der Firma Drössler GmbH Umwelttechnik, Siegen ging außerdem auf die Planung von Behältern für Biogasanlagen und Güllebehältern ein. Unter den Anforderungen zur Standsicherheit und zur Gebrauchs­tauglichkeit unterzog Feldmann auch die standortspezifischen Anforderungen, wie Mindestabstände zu Wasserschutzgebieten, vorhandenen Ver- und Entsorgungsleitungen, der Zufahrtsmöglichkeit für Baustellenfahrzeuge sowie geländespezifische Gegebenheiten und Besonderheiten des Baugrunds einer Betrachtung. Feldmann gab außerdem Empfehlungen zu Mindestbetongüten für Bodenplatten und Wände bei Güllebehältern und Biogasanlagen. Bei der Dichtigkeit seien Risse nicht zu vermeiden, bis zu einer Breite von 0,20 mm allerdings unschädlich.

Neben detaillierten Darstellungen zur Leckerkennung und Leckagekontrolle ging der Referent weiterhin auf die technische Ausrüstung von Güllebehältern und Biogasanlagen ein und machte deutlich, dass der Hersteller von Behältern den Betreiber durch eine schriftliche Betriebsanleitung über jeweils zu beachtende Maßnahmen bezüglich der In- und Außerbetriebnahme der Anlage zu informieren habe.