Wärmeleitfähiger Beton: Schutzrohre kompakt & leistungsstark betten

Beim Stromtransport über Erdkabel entsteht Wärme. Kann diese nicht ausreichend ins Erdreich abfließen, drohen Überhitzungen, die die Stromtragfähigkeit der Leitungen begrenzen. Die thermische Leitfähigkeit des Bettungsmaterials ist daher der entscheidende Faktor für die Übertragungskapazität.

Um die neue 110-kV-GIS-Schaltanlage auf dem bestehenden Areal anzubinden, mussten vier Rohrsysteme mit insgesamt 3,1 Kilometern Kabelschutzrohren auf engem Raum verlegt werden. Die Rohre wurden in offener Bauweise in Dreierpaketen nebeneinander gebettet und über Haltebänke fixiert, um ein Aufschwimmen der Rohre während der Betonage zu vermeiden.

Als Bettungsmaterial wählten die Verantwortlichen den Spezialbeton Powercrete von Heidelberg Materials. Dieser weist im getrockneten Endzustand eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 3 W/(m·K) auf – deutlich mehr als herkömmlicher Beton. Durch die hohe Wärmeableitung ließen sich die Kabelschutzrohre in den Gräben platzsparend betten.

Neben der Wärmeleitfähigkeit spielte die Verarbeitbarkeit eine zentrale Rolle. Da eine Oberleitung die direkte Anfahrt mit dem Mischfahrzeug an den Kabelgraben verhinderte, musste der Baustoff über eine Distanz von rund 130 Metern gepumpt werden.

Dank der hohen Fließ- und Pumpfähigkeit umschloss der Beton die Rohre vollflächig, homogen und porenfrei. Das verhinderte Hohlräume und reduzierte die benötigten Freischaltungen der Oberleitung deutlich: An einem Tag konnte so viel Material eingebaut werden wie sonst in drei bis vier Bauabschnitten mit mehreren Freischaltungen der Oberleitungen. Ende April dieses Jahres war die Betonage abgeschlossen. Im 4. Quartal soll die Anlage schließlich ans Netz gehen.

Dank der eng getakteten Probenahme und Überprüfung vor und während des Projekts wurde die Qualität des Produkts jederzeit sichergestellt. Neben Konsistenz, Rohdichte, Druckfestigkeit und Kornzusammensetzung standen die Mischzeit und Temperatur des Frischbetons sowie die Wärmeleitfähigkeit im Fokus.

Die Prüfung der Wärmeleitfähigkeit erfolgte nach DIN EN 12390-2. Zum Einsatz kam ein Wärmeleitfähigkeitsmessgerät mit einer Oberflächensonde, welche auf die saubere, glatte Oberfläche des getrockneten Prüfkörpers aufgesetzt wurde. Alle Proben bestätigten durchgehend eine Wärmeleitfähigkeit größer 3 W/(m·K).