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HeidelbergCement: Freie Fahrt für große Schiffe

Neubau der Dortmund-Ems-Kanal-Schleuse Gleesen, Nordrhein –Westfalen

Der Dortmund-Ems-Kanal ist eine der wichtigsten Wasserstraßen Deutschlands. Innerhalb des rund 29 Kilometer langen nördlichen Kanalabschnitts befinden sich sechs Schleusen, die garantieren, dass Schiffe von Bevergern nach Gleesen einen Höhenunterschied von circa 29 Metern überwinden können. Viele Schleusen entlang des Kanals sind mittlerweile über 100 Jahre alt und entsprechen nicht mehr den Anforderungen der modernen Schifffahrt. Daher wurde das Projekt „Neue Schleusen DEK-Nord“ ins Leben gerufen. Die alten Schleusen entlang der Nordstrecke des Kanals werden durch Neubauten ersetzt, so dass die Strecke für die Binnenschifffahrt zukunftssicher gemacht wird. Auch die Schleuse Gleesen aus dem Jahr 1914 wird aus diesen Gründen modernisiert. Damit zukünftig der Kanalabschnitt für Großmotorgüterschiffe befahrbar ist, wird eine komplett neue Schleusenanlage mit den Abmessungen von 140 Meter Nutzlänge und 12,5 Meter Breite bei einer Hubhöhe von 6,37 Metern errichtet.

Zuständig für die Planung und Realisierung des Projekts ist das Wasserstraßen-Neubauamt-Datteln. Umgesetzt wird die Planung vom Bauunternehmen Johann Bunte. Ein wesentlicher Bestandteil des Bauauftrags sind die Betonarbeiten für die Baugrube mit Sohle und das neue Schleusenbauwerk. Um den unterschiedlichen Anforderungen der Bauwerke gerecht zu werden, kommen zwei Sorten klinkerarmer Zemente von HeidelbergCement AG zum Einsatz: der CEM III/A 32,5 N-LH (na) für die Sohle und Wände und der CEM III/A 42,5 N für die Baugrubengründung mit Unterwasserbeton.

Massige Verkehrswasserbauwerke werden durch Wetter und Wasser stark beansprucht. Diesen Einwirkungen müssen sie sich dauerhaft widersetzen, um die erwartete Nutzungsdauer von mindestens 100 Jahren erreichen zu können. Daher werden in der Regel CEM III Zemente mit niedriger Hydratationswärmeentwicklung eingesetzt, um die Temperaturentwicklung bei der Betonage niedrig zu halten.

Insgesamt werden circa 15.000 Tonnen CEM III Zemente bei diesem Projekt von HeidelbergCement geliefert. Diese zeichnen sich durch einen verringerten Zementklinkeranteil aus. Normalerweise wird bei der Zementproduktion gemahlener Kalkstein (CaCO3) bei hohen Temperaturen zu Portlandzementklinker (CaO) gebrannt. In dem Prozess − der sogenannten Entsäuerung − werden die Moleküle aufgespalten und dabei CO2 freigesetzt. Je nach Zementsorte ist es möglich, den Zementklinkeranteil zu verringern und durch alternative zementartige Materialien zu ersetzen – zum Beispiel mit Hüttensand, einem Abfallprodukt der Stahlindustrie. Die Vorteile liegen dabei auf der Hand: Neben dem Recycling eines Abfallstoffs verringert sich auch der CO2-Fußabdruck des Zements.

Da der Schleusenstandort in Gleesen sehr beengt ist, war zuerst der Betontransport zur Baustelle auf der Straße vorgesehen. Das hätte aber mit zirka 6.000 Fahrten eine erhebliche Verkehrsbelastung dargestellt und so wurden stattdessen vor Ort zwei mobile Betonmischanlagen errichtet. Die Anlagen bieten durch die räumliche Nähe eine optimale Abstimmung und kurze Wege bei der Betonage. Die mobilen Mischer reduzieren die Verkehrsbelastung, da keine LKW-Fahrmischer Beton anliefern. Auch die Gesteinskörnung wird umweltschonend per Schiff über den Dortmund-Ems-Kanal zur Baustelle geliefert. Die Zementsorten kommen per Silo-LKW aus dem Lieferwerk HeidelbergCement Ennigerloh.


Björn Kranz, Projektleiter der Firma Johann Bunte, erklärt: „Das Interessante am Schleusenbau sind die Abmessungen. Die Schleusensohle ist drei Meter dick und die Wände an einigen Stellen sogar bis zu sechs Metern. Bei der Aushärtung des Betons handelt es sich um eine exotherme chemische Reaktion, bei der Wärme entsteht. Je dicker die Bauteile sind, umso schlechter kann die Wärme abgeführt werden. Bei hohen Temperaturdifferenzen über die Bauteildicke kann es dabei zu Spannungsrissen kommen. Deshalb haben wir bei der Sohle den CEM III/ A 32,5 N-LH (na) Zement von HeidelbergCement eingesetzt. Hier ist die Wärmeentwicklung sehr langsam und Risse können vermieden werden. Denn die Schleuse soll ja mindestens wieder die nächsten 100 Jahre halten.“  

Die Baugrube ist seit Mitte letzten Jahres fertiggestellt. Björn Kranz erinnert sich: „Wir haben zuerst eine Schlitzwand als Baugrubenumschließung hergestellt und dann die Unterwasserbetonsohle im Baugrund errichtet, um die Schleuse im Trockenen bauen zu können. Hier wurde der CEM III/A 42,5 N genutzt, da er über eine hohe Druckfestigkeit verfügt. Die Unterwasserbetonsohle dient als Abdichtung der Baugrube gegen Grundwasser. Die Baugrube ist bis zu 30 Meter breit, 200 Meter lang und über 17 Meter tief. Der größte betonierte Abschnitt hat ein Volumen von 5.500 Kubikmeter. Die Betonage dauerte drei Tage und lief rund um die Uhr. Zeitweise waren sogar drei Betonpumpen gleichzeitig im Einsatz. Da der Beton für die Unterwasserbetonsohle mit Hilfe von Tauchern eingebracht wurde, musste eine fließfähige Konsistenz hergestellt werden. So konnte sich der Beton selbst nivellieren. Dies ist auch der Grund, warum er zügig und ohne Unterbrechung in einem Guss verbaut wurde.“ Nachdem die Unterwasserbetonsohle hergestellt war, konnte das Wasser herausgepumpt werden, um eine trockene Baugrube zu erhalten. Anschließend wurde die Schleusensohle in sieben Betonierabschnitten eingebaut.

Aktuell werden die Schleusenwände betoniert. Die drei bis sechs Meter dicken Wände werden in einzelnen Abschnitten von bis zu 700 Kubikmeter betoniert. Dabei kommen je nach Geometrie und erforderlicher Betoniergeschwindigkeit auch wieder bis zu drei Betonpumpen zum Einsatz. Nach der Betonage verbleibt der Beton im Regelfall sieben Tage in der Schalung.

Die Rohbauarbeiten der Schleuse sollen im Herbst 2021 abgeschlossen sein. Danach beginnt der Einbau der Schleusentore, der Antriebs- und Elektrotechnik. Wenn alles weiter nach Plan läuft, heißt es dann Anfang 2023 „Schleuse auf“ – dann auch für Großmotorgüterschiffe.

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