Einsatz von Meer- und Brackwasser für Offshore-Grouts

Overview

Offshore-Windenergieanlagen oder -Substations werden häufig über so genannte pile-sleeve-Verbindungen als Rohr-in-Rohr-Steckverbindungen gegründet. Dabei wird der Spalt zwischen den ineinander gesteckten Rohren mit einem hoch- bis ultrahochfesten Vergussbetons (Grouts) verfüllt. Mit erforderlichen Druckfestigkeiten bis zu 200 MPa werden enorme Anforderungen an die Tragfähigkeit und Ermüdungsfestigkeit des Materials gestellt. Da die eingesetzten Materialien im Sinne der deutschen Bauordnung als nicht geregelte Bauprodukte angesehen werden, wird seitens der Baubehörden eine Zustimmung im Einzelfall für das Bauprodukt „Grout“ gestellt. Dieses für Deutschland spezielle Verfahren wurde bereits vielfach erfolgreich durchgeführt, sodass die Bauweise von Grout-Verbindungen als etablierte Methode angesehen werden kann. Gleichwohl ist der Installationsprozess kostenaufwändig und muss durch einen optimierten und bauaufsichtlich zertifizierten Prozess erfolgen, da im Falle von Pumpstopps die Verbindung nicht über die erforderliche Trag- und Ermüdungsfestigkeit verfügt und der Standort im Notfall aufgegeben werden muss. Zudem darf für das offshore angemischte GroutMaterial nach aktuell geltender deutscher Normung nur trinkfähiges Wasser eingesetzt werden. Diese Forderung resultiert aus einer möglichen Bewehrungskorrosion bei Stahlbetonbauteilen an Land. Im Vergleich zu klassischen Stahlbetonbauteilen wird die Grout-Fuge aber unbewehrt ausgeführt, so dass Bewehrungskorrosion nicht entstehen kann. Trotzdem wird seitens der Bauaufsichten offshore der Einsatz von trinkfähigem Wasser gefordert, was einen erheblichen ökonomischen und ökologischen Aufwand bedeutet. Entweder muss für Windparks, die 80 bis 100 km vor der Küste liegen, das Wasser mitgeführt oder im Offshore-Feld das Meerwasser aufwändig entsalzt werden. Beides führt zu erheblichen Mehrkosten und enormen zeitlichen Aufwand. Vor diesem Hintergrund wäre es zielführend, den Einsatz von Meer- oder Brackwasser für die Herstellung von Grout zu erlauben. Um die Offshore-Bauweise ökologisch und ökonomisch effizienter zu gestalten, hat dieses Forschungsprojekt das Ziel, die Einsatzfähigkeit von Meer- und Brackwasser sowie anderer vor-Ort-Ressourcen (Sand) zur Herstellung von Grouts zu untersuchen. Insbesondere der Einfluss von im Meer- oder Brackwasser enthaltenen Salze und Mikrobestandteile auf die Trag- und Ermüdungsfestigkeit des Grouts ist wissenschaftlich zu untersuchen. Ferner sollen Sande, die am Meeresgrund verfügbar sind, eingesetzt werden. Durch diese Maßnahmen ließe sich wertvolles Trinkwasser und Sand als Baustoff reduzieren. Um diese Ziele nachhaltig zu erreichen, ist geplant, das Projekt in einer interdisziplinären Zusammenarbeit zur Verbindung von umweltrelevanten, konstruktiven und baustofftechnologischen Gesichtspunkten durchzuführen.