Lärmarmes Betonsteinpflaster
F. Duran, D. Lowke
Förderer: BMVI/bast
Fahrbahnbeläge aus Betonsteinen stellen insbesondere im innerstädtischen Bereich eine etablierte Alternative zu Beton- und Asphaltbelägen dar, da sie einfache und schnelle Bauvorgänge ermöglichen und ästhetisch einen hohen Wert bieten. Obwohl sie überwiegend in bewohnten Bereichen zum Einsatz kommen, standen ihre lärmtechnischen Eigenschaften bislang nicht im Fokus der Produktentwicklung. Am Centrum Baustoffe und Materialprüfung (cbm) der TU München wurde im Rahmen eines Verbund-Forschungsprojekts das Ziel verfolgt, lärmmindernde Eigenschaften durch ein offen-poriges Betongefüge im Pflasterstein zu erreichen. Das hinsichtlich Lärmminderung zu optimierende offene Gefüge soll den Schall aus dem Reifen-Fahrbahn-Kontakt sowie aus anderen Quellen des Fahrzeuges absorbieren.
Zur Entwicklung des lärmarmen offenporigen Pflastersteins wurden die Untersuchungen in 3 Arbeitspakete (AP) gegliedert. Zu Beginn wurden Grundlagenuntersuchungen zum Einfluss der Porenstruktur auf die Schallabsorption ungebundener Partikelpackungen durchgeführt (AP1). Die in den Grundlagenuntersuchungen gewonnenen Erkenntnisse wurden anschließend schrittweise auf zementgebundene Pflastersteine übertragen (AP 2). Dazu wurden im Labor ein- und zweischichtige Pflastersteine hergestellt (Bild 1), wobei der Hohlraumgehalt gezielt durch Variation von Leimgehalt, Leimkonsistenz und Sandanteil verändert wurde. Weiterhin wurde der Einfluss von Polymersuspensionen, Silicastaub, Gesteinskörnungsart und w/z-Wert untersucht. Neben den Schallabsorptionseigenschaften wurde insbesondere der Frost-Tausalz-Widerstand bestimmt. Alle untersuchten betontechnologischen Variationen wiesen einen hohen Frost-Tausalz-Widerstand auf.
Um die gewonnenen Erkenntnisse in die Praxis zu übertragen, wurden abschließend Pflastersteine mit den im Labor entwickelten Betonzusammensetzungen großmaßstäblich in einem Betonwerk her-gestellt (AP 3). Dabei zeigte sich, dass mit den im Labor entwickelten und optimierten Betonen auch im Werk zweischichtig-offenporige Betonpflastersteine mit guten Schallabsorptions- und Dauerhaftigkeitseigenschaften hergestellt werden können. Bei optimierter Betonzusammensetzung wiesen die Betonpflastersteine Schallabsorptionsgrade zwischen 0,55 und 0,82 bei hohen Frost-Tausalz-Widerständen mit Abwitterungen im CDF-Test zwischen 83 und 294 g/m² nach 34 Frost-Tau-Wechseln auf.
(Foto: SF Kooperation, Bremen)
Mit dem im Werk hergestellten Steinen stellte der Projektpartner SF-Kooperation in der Stadt Melle einen 500 m² großen Demonstrator auf einer Anwohnerstraße her, Bild 2. Die offenporigen Betonpflastersteine wiesen dabei gute Gebrauchseigenschaften, wie eine hohe Kantenfestigkeit, sowie eine hohe Präzision beim Spalten auf. Anschließende statistische Vorbeifahrtsmessungen (SPB-Messungen) durch den Verbundpartner Müller-BBM konnten zudem eine deutlich reduzierte Schal-emission nachgewiesen werden. Die Ergebnisse des Demonstrators ergeben einen Vergleichswert zum DStrO-Wert von -7,6 dB(A).