An verschiedenen Nordseehäfen und dem Rostocker Ostseehafen untersucht Niedersachsen Ports (NPorts) derzeit systematisch Wasser- und Materialproben an ausgewählten Spundwänden im Rahmen des vom Bundesministerium für Verkehr geförderten Forschungsprojekts Nimbus. Projektpartner sind die Fraunhofer-Gesellschaft sowie das Unternehmen Helmut Müller. Ziel des Projekts ist es, die Lebensdauer von Spundwänden verlängern.
Im weiteren Projektverlauf wird zudem gemeinsam mit Helmut Müller ein Testfeld am NPorts-Standort in Emden errichtet. Dort sollen verschiedene neuartige Nachbeschichtungen und Reparaturverfahren zur Ertüchtigung der Spundwände erprobt werden.
Prognosen für die Restlebensdauer der Hafenbauwerke ermitteln
Die Wasserproben werden in der Regel in vier verschiedenen Tiefen gezogen: nahe der Oberfläche, am Grund und dazwischen. Mit einer Multiparameter-Sonde werden noch vor Ort sogenannte Grundparameter wie pH-Wert, Temperatur, Leitfähigkeit und Sauerstoffgehalt gemessen. Für ein noch präziseres Bild werden die Wasserproben im Labor analysiert, etwa auf ihre Oxidierbarkeit, den Nitratgehalt, den Phosphorgehalt und die abfiltrierbaren Stoffe.
All diese Messwerte und Informationen werden gesichtet und mit speziellen Funktionsmodellen beziehungsweise aufwändigen empirischen Formeln vom Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF ausgewertet. Hierdurch werden die Einflüsse auf die Korrosionsart und die Abrostungsgeschwindigkeit für Spundwände für unterschiedliche Hafenstandorte ermittelt. Aus diesen Ergebnissen sollen die Prognosen für die Restlebensdauer der Hafenbauwerke erstellt werden.
Material der Spundwände im Labor untersucht
Neben den Wasserproben steht auch das Material der Spundwände selbst im Fokus. Dazu wird eine kleine Bohrung direkt in die Spundwand vorgenommen. Die entnommene Probe geht an das Fraunhofer LBF, wo sie im Detail untersucht wird: Mit einer speziellen Analyse wird die chemische Zusammensetzung des Stahls ermittelt. Außerdem schauen die Fachleute unter dem Elektronenmikroskop, ob sich die innere Struktur des Metalls verändert hat und somit auch die Materialeigenschaften. Das entstandene Bohrloch wird nach der Entnahme selbstverständlich wieder verschlossen.
An 15 Hafenstandorten verwaltet NPorts rund 28 Kilometer Umschlagskajen und zwölf Kilometer Ufereinfassungen aus Spundwandbohlen. Die Lebensdauer dieser Infrastrukturen ist durch Korrosion stark beeinträchtigt. Viele der Spundwände erreichen ihre geplante Nutzungsdauer von 50 bis 80 Jahren nicht, was zu erhöhten Kosten und Risiken führt.
