Anwendung von Geotextilien aus nachwachsenden und mineralischen Rohstoffen im Küsten- und Hochwasserschutz – Grundlagenstudie zu möglichen Einsatzgebieten und Anforderungen

Projektleitung: Dr.-Ing. Stefan Cantré

Förderung: StALU MM

Kooperation:

Zeitraum: 15.08.-31.12.2021

Einordung:
Institut: Professur Geotechnik und Küstenwasserbau

Projektbeschreibung:
Der Einsatz von Geokunststoffen im Erd- und Wasserbau bewirkt i.d.R. erhebliche Einsparungen bzgl. Baustoffmengen und Massentransport im Vergleich zu den klassischen Alternativen, was zu erheblichen CO2-Einsparungen führt. Auf der anderen Seite fokussiert die Diskussion um Mikroplastik und Schadstoffen in den Gewässern aktuell auch auf Geokunststoffe, trotz der hohen Qualitätsanforderungen für den Einsatz im Wasserbau in Bezug auf die Dauerhaftigkeit, die Abriebfestigkeit und die Sicherheit gegen Auslaugungserscheinungen, die die Produkte einhalten müssen. Zumindest im Rahmen der Lebensdauer der Wasserbauwerke mit Geokunststoffen ist das Thema Mikroplastik deshalb nicht unmittelbar relevant. Der dauerhafte Verbleib der Produkte in der Umwelt weit über die Lebensdauer der Bauwerke hinaus könnte dagegen ein Ansatzpunkt für Kritik sein, da nicht alle Produkte aus allen denkbaren Baukonstruktionen rückstandsfrei wiedergewonnen werden können.
Unabhängig davon gilt entlang der deutschen Ostseeküste ein grundsätzliches Vermeidungsgebot für den Einsatz von Kunststoffen (Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie, MSRL,2008/56/EG; HELCOM-Empfehlung 16/3), auch für Küsten- und Hochwasserschutzbauwerke. Folglich sind die zuständigen Behörden im Rahmen ihrer Planungsaufgaben verpflichtet, gleichwertige alternative Baustoffe, wie z.B. Geotextilien aus Mineralfasern sowie anderen nicht-synthetischen Fasern bei entsprechender Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit den Kunststoffprodukten vorzuziehen.
Bislang sind qualitativ hochwertige Geotextilien für den Wasserbau ohne Kunststofffasern noch eine Randerscheinung auf dem internationalen Bauproduktmarkt. Allerdings ergeben sich durch neue Technologien, wie der Herstellung von Basaltfasern und der Entwicklung von qualitativ hochwertigen Fasern aus verschiedenen nachwachsenden Rohstoffen, neue Perspektiven für Produkte, die als Alter-nativen genutzt werden könnten.
Die bereits erhältlichen, häufig qualitativ gleichwertigen Produkte aus Recycling-Kunststoffen, die aus Gründen der Ressourceneinsparung grundsätzliche Vorzüge bieten, sind zur Lösung des hier definierten Problems dagegen ungeeignet.
Für die alternativen Produkte gelten zunächst grundsätzlich die gleichen Anforderungen wie für die bewährten Geokunststoffe. Allerdings ist noch unklar, zu welchen Produkten die verschiedenen Rohstoffe und Fasern tatsächlich verarbeitet werden können, ob sie alle relevanten Anforderungen einhalten können und ob darüber hinaus noch weitere Anforderungen zu erfüllen sind, die für Kunststoffprodukte (bislang) nicht relevant sind. Außerdem kann es basierend auf den Eigenschaften der neuen Rohstoffe auch Grenzen für die Anwendung / Verarbeitung geben, die sich z.B. auf die Art, die Abmessungen oder die Verarbeitbarkeit der Fasern und / oder Produkte auswirken können. Aus diesem Grund ist es erforderlich, vor dem ersten Einsatz solcher Materialien und Produkte die Rahmenbedingungen zu klären. Dazu sind z.B. Labor- und Felduntersuchungen durchzuführen und Pilotbauwerke zu realisieren. Unabhängig von diesen Gesichtspunkten und den betrachteten Materialien sollten in zukünftigen Untersuchungen auch die derzeit gültigen Anforderungen auf eventuelle Reserven geprüft und bewertet werden.
In einem ersten Schritt auf diesem Weg wurde die Professur Geotechnik und Küstenwasserbau vom StALU MM beauftragt, die Grundlagen und Anforderungen für solche neuen Anwendungen zusammenzustellen. Dies soll zunächst eine Entscheidungshilfe bieten, um das Potential o.g. alternativer Produkte für den Küsten- und Hochwasserschutz besser einschätzen zu können. Aufbauend darauf sind im Anschluss weitere Projektschritte bis hin zu Pilotvorhaben angedacht, abhängig von den Rechercheergebnissen.

Bearbeiter:

Zum Projekt: Mitarbeiter, Publikationen
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