Was beeinflusst Leistung und Verschleiß?

Auf diese einfache Frage gibt es viele komplexe Antworten. Als ich mich vor fast 40 Jahren erstmals im Rahmen meiner Diplomarbeit mit dem Thema beschäftigt habe, waren der Stahlpreis und der für Wolframcarbid – die Grundlage für hartmetallbesetzte Werkzeuge – niedrig. In den ersten Diskussionen erntete ich daher eher Unverständnis dafür, dass ich mich dieser Frage überhaupt widmen wollte. Nun, seitdem hat sich einiges geändert. Neben dem Preis für Stahl beispielsweise auch der Preis für Wolfram auf dem Rohstoffmarkt: Für Wolfram – als Grundstoff für Wolframcarbid und Hartmetall – wurde im vergangenen Jahr und Anfang 2026 weltweit ein massiver Preisanstieg von rund 300% verzeichnet. Nicht zuletzt deswegen, da China im Februar 2025 als Reaktion auf die neuen US-Zölle eine Exportbeschränkung für fünf kritische Rohstoffe eingeführt hat. Wer also dachte, Probleme gäbe es nur mit den sogenannten „seltenen Erden“ in der High-Tech-Branche, hat sich geirrt. Für alle diese Rohstoffe hat China zwar kein Monopol, dominiert aber de facto den Markt. Und so rückt einmal mehr ein Problem in den Vordergrund: der Verschleiß. Und dieser steuert u.a. auch die Leistung. Beide – Leistung und Verschleiß – hängen insbesondere von den Materialeigenschaften der Gesteine ab, ihrer Abrasivität und ihrer Festigkeit. Glücklicherweise wurden in den letzten rund 50 Jahren eine Reihe von Abrasivitätsversuchen entwickelt und – nicht zuletzt mithilfe der DGGT Empfehlungen – immer weiter verbessert. Auch wenn wir als Spezialisten uns nicht immer einig sind, welche Versuche für welche Gesteine besser geeignet sind oder welche Parameter überhaupt bestimmend sind. Denn eines ist sicher: Wir bestimmen die Abrasivität grundsätzlich über den Verschleiß eines Versuchswerkzeugs – zumindest bei den am häufigsten angewandten Versuchen, dem Cerchar- und dem LCPC-Versuch. Relativ große Einigkeit gibt es bei den Verfahren zur Ermittlung der Abrasivität in Festgesteinen. Aber wie sieht es in Böden aus – also Lockergesteinen? Eine unangenehme Überraschung erlebte man beim Bau der rund 40 km langen Eisenbahn-Hochleistungsstrecke zwischen Kundl/Radfeld und Baumkirchen in Tirol vor nunmehr rund 20 Jahren. 32 km der Strecke wurden als Tunnel, Wannen, Galerien und Unterflurtrassen in den Flussschottern des Unterinntals realisiert. In den Hauptbaulosen kamen Hydroschild-Tunnelvortriebsmaschinen zum Einsatz, die sich an den abrasiven, kristallingeröllreichen Innschottern im wahrsten Sinne des Wortes die Zähne ausbissen. Obwohl bei den Voruntersuchungen bereits der damals noch wenig bekannte LCPC-Abrasivitätsversuch zum Einsatz kam, war der Verschleiß bei der Baudurchführung deutlich höher als prognostiziert. Warum? Leider waren damals noch nicht alle Zusammenhänge bekannt. So wurde beispielsweise für die LCPC-Versuche bei den Voruntersuchungen – streng nach Prüfvorschrift der damals gültigen Französischen Norm – nur die Körnung 4 bis 6,3 mm abgesiebt und im LCPC-Gerät getestet. Die Mittel- und Grobkiesfraktion blieb völlig unberücksichtigt. Dort waren aber die zähen Amphibolite und Eklogite, die abrasiven Gneise, Gangquarze und Prasinite enthalten, die, bei rund 30 m Überlagerung, fest in der Matrix eingebunden, durch die Rollenmeißel und Schälmesser zerspant wurden und als Bruchstücke die Werkzeuge und das Schneidrad der TVM verschlissen. Die Nachträge erreichten, addiert für drei Hauptbaulose, eine dreistellige Millionenhöhe. Diese Tatsache sollte bereits ein ausreichender Hinweis dafür sein, die in Arbeit befindliche DGGT Empfehlung im Hinblick auf die Versuchsdurchführung des LCPC-Versuchs in Lockergesteinen anzupassen und den Versuch auch an Bruchkorn des „made ground“, also des künstlich veränderten Bodens, durchzuführen. Die Abrasivität des Bruchkorns ist nachgewiesenermaßen etwa um das Doppelte höher als die des Rundkorns. Lässt man dies außer Acht, könnte man bei den nächsten Großprojekten erneut Probleme erleben: Beispielsweise den Freinbergtunnel, Linz, wo in der offenen Bauweise fast 50.000 Laufmeter Bohrpfähle zu erstellen sind oder dem DB Tunnelprojekt Offenburg, der bei 11 km Länge fast vollständig in Flussschottern von Rhein und Kinzig liegt. Die Diskussion um die Durchführung von Versuchen ist sicher noch nicht beendet. Doch den wichtigsten Test stellt die Bauausführung dar, in der sich herausstellt, ob die Prognose stimmt. Und daran müssen wir uns schlussendlich orientieren. Ihr Kurosch Thuro