​BASF sponsert 17. Betonkanuregatta

Im Betonkanu über den Neckar

Vom 28. bis 29. Juni findet auf dem Neckar in Heilbronn, Deutschland, die 17. Deutsche Betonkanuregatta mit BASF als Sponsor statt. In München bereitet sich das Team der Technischen Universität auf den großen Tag vor: Projektleiterin Mareike Thiedeitz, Wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Ingenieurfakultät Bau, Geo, Umwelt und Elena Woydich, Studentin des Bauingenieurwesens im 3. Mastersemester, erzählen, wie der Bau abläuft und wie die Experten von Master Builders Solutions das Team unterstützen.

17.Betonkanuregatta - BASF

Beton gilt als besonders dauerhaftes und massives Material. Wie kann man es zum Schwimmen bringen?

Mareike Thiedeitz: Da könnte ich die Gegenfrage stellen – Stahl ist wesentlich dauerhafter und schwerer. Wie bringen wir also beladene Containerschiffe zum Schwimmen? Das Geheimnis ist das 2.000 Jahre alte Archimedische Prinzip: „Der statische Auftrieb eines Körpers in einem Medium ist genauso groß wie die Gewichtskraft des vom Körper verdrängten Mediums.“ Wenn ich mit einem Körper Wasser verdränge, entsteht gemäß dem über die Höhe entstehenden Druck und der verdrängten Fläche, auf der der Auftrieb wirkt, eine Auftriebskraft. Ist die Gewichtskraft des Körpers, der schwimmen soll, insgesamt geringer, schwimmt der Körper im Wasser. Andernfalls geht er unter. Natürlich darf unser Kanu nicht zu schwer werden. Es muss zusätzlich ja auch noch zwei Personen tragen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kanus ist unseres natürlich doch etwas schwerer; und viel Tiefgang haben Kanus generell auch nicht. Daher müssen wir in einem Auftriebsnachweis überprüfen, wie viel Wasser gemäß unseres Gesamtgewichts verdrängt werden muss, damit das Kanu schwimmt, und ob der berechnete notwendige Tiefgang auch beim Fahren eingehalten werden kann. Hoffentlich liegen wir richtig – das Bergen eines Betonkanus ist dann doch nicht so lustig.

Wie läuft der Bau ab?

Mareike Thiedeitz: Die herkömmlichste Art ist, das Betonkanu im Spachtelverfahren herzustellen. Das ist recht einfach und erinnert an Spachteln beim Fliesenlegen. Allerdings muss die Betonmischung auch entsprechend des Spachtelverfahrens verarbeitbar sein, also weder zu flüssig noch zu steif. Man kann das Kanu allerdings auch in Spritzbetonbauweise herstellen – dann benötigt die Betonmischung ganz andere Inhaltsstoffe und die entsprechenden Maschinen. Außerdem kommt es darauf an, ob man ein besonders leichtes oder eher schweres Kanu entwickeln möchte. Die Planung des Kanus nimmt daher fast mehr Zeit in Anspruch als die Ausführung.

Elena Woydich: Wir haben uns für ein Schalsystem mit geringem Zeitaufwand entschieden und konzentrieren uns auf die Rezeptur und auf das angewendete Verfahren. Wir versuchen, den Beton in einem Spritzbetonverfahren herzustellen. Die Versuche führen wir mit Laboranten im „Centrum Baustoffe und Materialprüfung“ in München durch. Dabei erstellen wir eine Spritzbetonrezeptur und spritzen diese auf eine Unterlage. Nach und nach wird die Rezeptur optimiert, bis wir das gewünschte Ergebnis erreichen.  

Wie unterstützen Euch die Experten von Master Builders Solutions?

Mareike Thiedeitz: Dankenswerterweise erhalten wir von der BASF viele der eher unkonventionellen Betonzusatzmittel. Unser Fließmittel beispielsweise ist aus der MasterGlenium-Reihe von Master Builders Solutions. Da wir an unserem Institut allgemein recht viel mit Zusatzmitteln aus dieser Reihe arbeiten – der BASF-Standort in Trostberg ist ja nicht weit entfernt – können wir meist relativ gezielt sagen, welche Zusatzmittel wir benötigen. Dabei stehen uns die Experten von Master Builders Solutions immer mit Rat und Tat zur Seite.

17. Betonkanuregatta - BASF

Welche Rolle spielen Betonzusatzmittel?

Elena Woydich: Zusatzmittel helfen uns, den Beton auf unsere Wünsche einzustellen, sodass wir überhaupt ein schwimmendes Kanu bauen können. Mit den Zusatzmitteln können wir sowohl die Frischbetonkonsistenz als auch die Festbetonmerkmale bestimmen.

Mareike Thiedeitz: Ohne Betonzusatzmittel ist der Bau eines so dünnwandigen Bauteils mit einem so hohen Anteil an Feinstoffleim wohl gar nicht möglich. Wir nutzen sehr viel Fließmittel auf Polycarboxylatether-Basis für die Verbesserung der Verarbeitbarkeit und ein leichteres Spachteln.

Welche Wirkung sollen die Betonzusatzmittel haben?

Mareike Thiedeitz: Die Festbetoneigenschaften sind besonders wichtig, damit unser Kanu wirklich schwimmt. Dafür brauchen wir einen wasserundurchlässigen und trotz Wasserdruck beständigen Festbeton. Er braucht eine geringe Porigkeit, eine hohe Festigkeit und ein möglichst geringes Gewicht. Das Gewicht wird hauptsächlich über eine leichte Bewehrung erreicht. Die Festigkeit und die Porigkeit lassen sich vor allem durch die Zusatzstoffe einstellen. Als Zusatzstoff verwenden wir Metakaolin. Metakaolin wirkt puzzolanisch (Anm. d. Redaktion: Die puzzolanische Reaktion ist die Reaktion von Calciumhydroxid und Siliziumdioxid zu Calciumsilikathydraten). Während der puzzolanischen Reaktion entstehen festigende, kristalline Phasen im Beton. Der Beton erhält somit eine hohe Festigkeit und kann dem Druck des Wassers standhalten. Die geringe Porigkeit bzw. ein wasserundurchlässiges Gefüge, lässt sich am einfachsten durch einen geringen Wasser/Zement-Wert erreichen. Damit der Beton nicht zu steif wird, verwenden wir das oben genannte Fließmittel. Fließmittel ermöglichen die gleiche Verarbeitbarkeit bei einem geringen Wasser/Zement-Wert. Wir erreichen somit einen Festbeton mit geringem Porenanteil und hoher Wasserundurchlässigkeit.

Wie viele Zeit nimmt das Projekt in Anspruch?

Mareike Thiedeitz: Ein ausgefallendes Boot mit kompliziertem Konzept kann natürlich ganze Wochenenden in Anspruch nehmen. Ich würde bei diesem Projekt aber nicht die Stunden zählen, sondern versuchen, möglichst viel mitzunehmen – sowohl mehr Wissen über den Baustoff als auch neue Softskills. Das Projekt ist dafür da, sich spielerisch und „outside the box“ mit dem Material Beton auseinanderzusetzen.

Elena Woydich: Die Bauphase ist schon sehr zeitintensiv, jedoch schaffen wir es mit einem guten Zeitmanagement und viel Motivation, Unialltag und Freizeit zu kombinieren. Wir verstehen uns im Team alle sehr gut, sodass wir großen Spaß beim Bau und der Planung haben. So verfliegt die Zeit oft wie im Flug und es fällt nicht auf, wenn man mal eine Stunde länger am Kanu arbeitet.

Lasst ihr Euch von anderen Booten inspirieren?

Elena Woydich: Da wir alle zum ersten Mal bei der Regatta teilnehmen, ist es natürlich spannend, zu sehen, was es schon alles gab. Bei den vielen verrückten “Booten” mussten wir uns oft den Bauch vor Lachen halten und haben dabei überlegt, was wir bauen wollen. Einige der diesjährigen Gruppen verfolgen wir über ihre Accounts in den sozialen Medien. Insgesamt steigert sich die Lust auf die Regatta, je mehr Videos und Boote man sich anschaut.

Wird es eine Probefahrt geben?

Mareike Thiedeitz: Wir sind alle keine geübten Kanuten – es sollte zumindest jeder schon einmal in einem Kanu gesessen und festgestellt haben, dass er dabei nicht seekrank wird. Mein Traum wäre ja, mit dem Betonkanu die Isar runterzudüsen. Allerdings glaube ich, dass das Kanu das nicht so toll findet. Wenn die Kanus rechtzeitig fertig werden, werden wir sie auf die Regattastrecke nach Oberschleißheim fahren.

Wollt Ihr gewinnen oder steht das Bauen im Vordergrund?

Elena Woydich: Wir versuchen natürlich, unser Wissen über den Werkstoff Beton bestmöglich einzusetzen und dabei noch etwas zu lernen. Wenn wir am Ende das schnellste oder leichteste Kanu bauen, wäre das schön, aber nicht unser primäres Ziel. Wir versuchen, unser Bestes zu geben, ohne dabei den Spaß zu verlieren.

17. Betonkanuregatta - BASF