GROWup OPC: Überwiegend axial wechselbeanspruchte Grout-Verbindungen in Tragstrukturen von Offshore-Windenergieanlagen mit Ordinary-Portland-Cement–Grout

Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) mit aufgelösten Stahltragstrukturen werden zukünftig aufgrund der in der deutschen See vorliegenden Wassertiefen von mehr als 30 m vielfach ausgeführt. Unabhängig vom Tragstrukturtyp wird der Übergang zwischen den Bodenpfählen (piles) und der Tragstruktur zumeist mit pile-sleeve-Verbindungen als Rohr-in-Rohr-Steckverbindung, sogenannten Grouted Joints, realisiert. Diese Verbindung besteht aus zwei ineinander gesteckten Stahlrohren unterschiedlicher Durchmesser, wobei der Zwischenraum mit einem Füllmaterial vergossen wird. Bisher wird überwiegend hochfester Feinkornbeton als Füllmaterial eingesetzt. Bedingt durch die schwierigen Offshore-Bedingungen muss der Fokus im Bereich der Forschung auf eine ökonomische Optimierung der Verbindung ausgerichtet werden. Ein großer wirtschaftlicher Vorteil ist beispielsweise durch den Ersatz des bisher verwendeten hochfesten Mörtels durch eine kostengünstige Zementleimsuspension, häufig als OPC-Grout (Ordinary Portland Cement – Grout) bezeichnet, zu erwarten. Diese Art des Verfüllmaterials wird bereits seit Jahrzenten bei Grout-Verbindungen von Offshore-Öl- und Gasplattformen eingesetzt. Um dieses Füllmaterial auch für Grout-Verbindungen in OWEA einsetzten zu können, müssen jedoch das Trag- und Ermüdungsverhalten sowie die Einflüsse aus Ausführungs- und Erhärtungsrandbedingungen des Materials besser bekannt und verstanden sein. Dies gilt insbesondere für größere Spaltmaße, da hierbei auch unter Wasser Temperaturen aus abfließender Hydratationswärme des OPC-Grouts von mehr als 100°C entstehen können. Durch solch hohe Temperaturen können neben frühzeitigen Gefügestörungen (Risse) auch Störungen hinsichtlich der Dauerhaftigkeit der Hydratationsprodukte nicht ausgeschlossen werden. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Ermittlung der Verwendbarkeit von Zementleimsuspensionen (OPC-Grout) als Füllmaterial für Grouted Joints in Jackets von Offshore-Windenergieanlagen. Die offenen Fragen sollen in Verfüllversuchen mit OPC-Grout im Großprüfstand und im Unterwasserprüfstand untersucht werden.