Superlaser in Hamburg in Betrieb gegangen – Baustoffe und Services von Holcim für 1,2 Milliarden teure Forschungsanlage

European XFEL ist eine Großforschungsanlage, die zwischen 2009 und 2016 in Hamburg und im benachbarten Schenefeld gebaut wurde und an der elf europäische Länder beteiligt sind. Es ist der größte und leistungsfähigste Röntgenlaser seiner Art in der Welt. Die Bau- und Inbetriebnahmekosten lagen bei rund 1,2 Milliarden Euro. Seit September 2017 wird diese Röntgenlaser-Einrichtung von ausgewählten hochkarätigen Wissenschaftlern aus aller Welt im Regelbetrieb genutzt, um neue Einblicke in den Nanokosmos zu erhalten.

Copyright: European XFEL / Jan Hosan

Die ultra-intensiven Röntgenblitze des European XFEL - 27.000 Mal pro Sekunde und damit 200 Mal mehr als andere Röntgenlaser - werden neue Einblicke in chemische und biologische Prozesse ermöglichen. Das lässt beispielsweise auf die Entwicklung innovativer Medikamente und Werkstoffe hoffen. Die überwiegend unterirdisch gelegene Forschungsanlage reicht von Hamburg-Bahrenfeld über 3,4 Kilometer in Tunneln in nordwestlicher Richtung bis nach Schenefeld (Schleswig-Holstein). Nach zwei Kilometern fächert der Beschleunigertunnel sich in insgesamt fünf Photonentunnel (Durchmesser 5,30 Meter) auf, in denen aus beschleunigten Elektronen das Röntgenlicht erzeugt wird. Die Tiefe der Tunnel liegt zwischen 6 bis 38 Metern. Zudem wurden in Bahrenfeld, Schenefeld und den vier Verzweigungspunkten der Tunnel verschiedene mehrgeschossige unterstützende Gebäude erstellt.

Holcim lieferte bis 2013 für verschiedene massige über- und unterirdische Gebäudeteile sowie für die Betonsohlen der Tunnel insgesamt 120.000 Kubikmeter Beton – größtenteils im Jahr 2009. Geliefert wurden unter anderem Hochleistungsbetone, etwa pumpfähige Schwerbetone als Strahlenschutz oder Unterwasserbetone für Schlitzwände und Sohlen.

Eine besondere Herausforderung stellte aus Sicht der Holcim Betontechnik die für einige Betone mit erhöhter Rohdichte geforderte Begrenzung der Gehalte von üblichen Betoninhaltsstoffen wie Aluminium, Natrium, Silizium und Magnesium dar. Der Festlegung der Mischungszusammensetzungen gingen daher umfangreiche chemische Analysen der Ausgangsstoffe voraus. Bei einigen Betonsorten wurden besondere Kalksteinsplitte verwendet, um beispielsweise den zulässigen Siliziumgehalt nicht zu überschreiten. Um die geforderte Trockenrohdichte der Schwerbetone mit bis zu 3.700 kg/m³ zu erreichen, wurden schwere Gesteinskörnungen wie Magnetit und Hämatit eingesetzt. Jede Rezeptur musste durch die Bauherren und den Generalunternehmer nach chemischen und physikalischen Gesichtspunkten geprüft und freigegeben werden.

Ein mobiles Holcim Betonwerk auf der Baustelle sicherte die reibungslose Betonlieferung ab. Die auf dieses Projekt speziell abgestimmte Logistiklösung der Baustoffe – unter Beachtung strenger Auflagen für Verkehr sowie Staub- und Lärmemissionen – gab letztlich den Ausschlag zugunsten von Holcim.

In dieses Bauprojekt gingen unter anderem auch 75.000 Tonnen Zement von Holcim (Duo 3 N-LH/NA und Duo 4 N-NA aus Höver und Pur 4 R-NA aus Lägerdorf) und 180.000 Tonnen Splitt aus Glensanda des Schwesterunternehmens Yeoman mit ein.

Baulose 1 und 2 (ARGE der Bauunternehmen Hochtief & Bilfinger): Hier wurden – zumeist unterirdisch – verschiedene unterstützende Gebäude errichtet sowie die fünf Sohlen der Tunnel. Den passenden Beton dafür lieferte im Rahmen einer Liefergemeinschaft auch die Holcim Beton und Zuschlagstoffe GmbH (HBZ), die zudem hier die technische Federführung übernahm. Auch die anderen Lieferanten setzten dabei Zemente von Holcim und Gesteinskörnungen von Aggregate Industries (Yeoman: Werk Glensanda Schottland) ein. Die sehr präzise ausgerichteten Tunnel wurden nacheinander im Schildvortriebverfahren gebaut. In diesen fünf Tunneln, die aus einzelnen Tunnelringen mit jeweils mehreren Stahlbetonfertigteilen bestehen, wurden später Betonsohlen eingebaut, die völlig eben sein mussten. Zudem galt es, beim Einbau der Betonsohlen Pumpstrecken von bis zu 370 Metern zu bewältigen.

Baulos 3 (ARGE der Bauunternehmen Ed. Züblin AG & Aug. Prien): Der Beton für die mehrgeschossige Einhausung des Elektronen-Injektors (Injektorkomplex) wurde allein von Holcim geliefert. Auch hier waren für die Decken, Wände und Fundamente besondere Anforderungen zu erfüllen. Der Injektor steht am Anfang des Teilchenbeschleunigers und hat die Aufgabe, maßgeschneiderte Elektronenpakete zu liefern. Die Qualität dieser Elektronenpakete ist entscheidend für die Qualität der Röntgenlaserblitze an den knapp 3,4 Kilometer entfernten Experimentierstationen.

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Kontakt:
Holcim (Deutschland) GmbH
Dr. Jens Marquardt
Leiter Unternehmenskommunikation
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