Microbewehrter Hochleistungsbeton - Schutz gegen Explosionen, Terror, Erdbeben etc.

Zitat:

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Ausgabe 02/2010 - Bautechnik
Mikrobewehrter Hochleistungsbeton
Neue Perspektiven für Baukonstruktionen

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Mikrobewehrter Hochleistungsbeton

Zum Schutz gefährdeter Gebäude und Bauteile wurde ein Hochleistungsbeton mit Mikrobewehrung entwickelt. DUCON^® heißt der patentierte Hochleistungsbeton, der Druckfestigkeiten von 100 - 200 N/mm² und Biegezugfestigkeiten von 16 - 75 N/mm² erreicht. Der Name DUCON steht für Ductile Concrete und bezieht sich auf ein wesentliches Leistungsmerkmal dieses Werkstoffes: die hohe Duktilität und die damit verbundene hohe Energieabsorption. Ein Zuschlag im Korn.größenbereich 0-4 mm und die miteinander räumlich verknüpften feinen Stahlmatten im Betonbauteil führen dazu, dass das Material unter Einwirkung äußerer Kräfte nicht reißt oder bricht, sondern sich plastisch und dauerhaft verformt. Diese Fähigkeit (Duktilität) ermöglicht die Lastaufnahme selbst bei großen Verformungen und verhindert ein schlagartiges Versagen von tragenden Bauteilen. Die Eigenschaft ist zudem die wesentliche Grundlage für den erfolgreichen Einsatz des Baustoffs als Stützenverstärkung in Erdbebengebieten. Andere Produkteigenschaften, wie die hohe Druckfestigkeit, die außergewöhnliche Abrieb- und Verschleißfestigkeit und seine ästhetische Optik machen das Material zu einem idealen Beton für Fassadenplatten, Schutzmauern, Industriefußböden oder Dichtflächen.
Material und Art der Mikrobewehrung werden entsprechend der spezifischen Anforderungen an das jeweilige Bauteil gewählt und ermöglichen eine genaue Justierung der Bauteileigenschaften. Das gewünschte Materialverhalten des Baustoffes kann durch den Materialaufbau gezielt von extrem verformungsfähig bis zu hochfest einjustiert werden. Der hochfeste Materialaufbau kommt bei schlanken, tragfähigen Platten zum Einsatz. Der Energie absorbierende Aufbau findet Anwendung im Bereich des baulichen Schutzes gegen dynamische Einwirkungen.
Darüber hinaus werden optional Verdrängungskörper wie Hohl- oder Massivkugeln in die räumliche Bewehrung integriert, um die Materialeigenschaften zu optimieren. Der Werkstoff zeichnet sich neben der hohen Festigkeit auch durch seine Dauerhaftigkeit aus und ermöglicht zugleich die Realisierung sehr geringer Bauteilstärken (ab 15 mm). Die Herstellung erfolgt als Betonfertigteil und in Ortbeton.



Breites Anwendungsspektrum

Die Materialeigenschaften von mikrobewehr.tem Hochleistungsbeton in Verbindung mit der Möglichkeit einer schlanken Ausführung eröffnen ein breites Anwendungsspektrum für die Architektur. Die Anwendungen er.strecken sich von Explosions- und Erdbebenschutzmaßnahmen über nachträgliche Bauteil- und Gebäudeverstärkungen, hoch belast.bare Industrieböden bis hin zu filigranen architektonischen Sonderbauteilen. Das Material verfügt durch seine hohe Duktilität über einen hohen Widerstand gegenüber hochdynami.schen Lasten, wie Explosionen, Beschuss, Lastanprall und Erdbeben. In Versuchen wurde zudem die hohe Durchbruchhemmung nachgewiesen und zertifiziert. Als Faustformel gilt: Der mikrobewehrte Hochleistungsbeton verfügt im Vergleich zu Stahlbeton über mindestens die doppelte Leistungsfähig.keit und kann mit halber Bauteilstärke und mit halbem Gewicht ausgeführt werden. Darüber hinaus ist der Baustoff weitgehend splitterfrei. Der Baustoff wird aufgrund seiner hohen Schutzwirkung vorwiegend zum Schutz von gefährdeten Einrichtungen und kritischen Infrastrukturen eingesetzt. Dabei kommt das Material in Form von Schutzwänden, Fassadenplatten, Trümmerschutzdecken und Stützenverstärkungen zum Einsatz.

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http://www.dbz.de/artikel/dbz_Mikrob...en_828190.html

Ich erinnere mich noch gut an Vergleiche zwischen Stahl III und Stahl IV

Beton mit Stahl III bekommt durch Überbelastung erst sichtbare Risse und es dauert noch bis er schliesslich bricht.

Bei Stahl IV dagegen ist dazwischen nur eine kurze Zeitspanne, was eine gewisse erhöhte Gefahr darstellt, der Einsturz kommt schneller, unerwarteter, somit weniger Zeit sich in Sicherheit zu bringen.

Da ist dieser neue Hochleistungsbeton wirklich eine gute Lösung, er verformt sich und kann dennoch weiterhin Lasten aufnehmen ohne zu brechen.

Zitat:

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FOCUS Magazin | Nr. 32 (2004)
Perspektiven
Beton gegen den Terror
Montag, 02.08.2004

Ein neuer, leichter Hochleistungsbeton soll Militärstützpunkte, Botschaften und Infrastruktur-Einrichtungen schützen. Drahtgitter und Stahlkugeln machen das Material der Firma Ducon explosions- und schusssicher: Es verformt sich, aber splittert nicht. Selbst in dünnen Schichten hat es mehr Tragfähigkeit als Stahlbeton.

Die Nachrüstung mit dem Baustoff hat bereits begonnen. Mit Ducon-Beton wurden unter anderem Trümmerschutzdecken in Rechenzentren verstärkt. Geplant ist eine Schutzmauer für das jüdische Gemeindezentrum in Köln.

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http://www.focus.de/finanzen/news/pe...id_202398.html

Seite des Herstellers:

Zitat:

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Beton mit Flexibilität und Stabilität

Mit DUCON Security ist es möglich, den Schutz von Gebäuden vor gewaltsamen Ereignissen mit geringen Bauteilstärken effektiv zu erhöhen. Dabei lässt sich DUCON aufgrund vieler Gestaltungsmöglichkeiten an das architektonische Gesamtbild anpassen. Es wurden mit dem Sicherheitsbeton kritische Infrastrukturen, Botschaften, Hochhäuser, Gemeindezentren, Hochsicherheitsrechenzentren und Kernkraftwerke geschützt.

Zum Schutz vor Explosionen kann bereits mit nur 4 cm dünnen Schichten, eingebunden in die Aussenwand, eine erhebliche Steigerung der Schutzwirkung erzielt werden. Die Beschusssicherheit von Bauwerken kann mit DUCON nachhaltig vergrößert werden.
Die Leistungsfähigkeit wurde unter anderem über Discovery Channel, RTL Aktuell und die Große Show der Naturwunder veranschaulicht.

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http://ducon.eu/leistungen/ducon-security

Zitat:

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02.07.2014, 16:20 Uhr | 4 |
Schutz vor Sprengstoffanschlägen
Deutscher Beton für World Trade Center in New York hält Bomben stand

Ein neuartiger Stahlbeton kann Gebäude wesentlich besser vor Bombenanschlägen schützen als bisher. Mit einer von Forschern ermittelten mathematischen Formel kann jetzt die notwendige Dicke des Betons sehr schnell berechnet werden. Zum Einsatz kommen Baustoff und Formel im One World Trade Center auf dem Ground Zero in New York.


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Der neue Beton wurde in aufwendigen Versuchsreihen mit einer neuen Stoßrohranlage am EMI-Standort Efringen-Kirchen getestet. „Wir können hier Explosionen unterschiedlicher Sprengkraft simulieren – von 100 bis 2500 Kilogramm TNT in Abständen von 35 bis 50 Metern vor Gebäuden“, erklärt Stolz. Das Prinzip dieses Stoßrohrs: Es besteht aus einem Kompressions- und einem Expansionsteil, die durch eine feste Stahlmembran getrennt sind. Im Kompressionsteil können die Explosionsforscher den Druck auf den 30-fachen Atmosphärendruck erhöhen.
„Es gab keine Trümmerteile“

Stimmt der Druck, stechen die Wissenschaftler die Stahlmembran an. Als Folge entweicht die komprimierte Luft schlagartig. Sie läuft dann durch das Expansionsteil hindurch und trifft wuchtig als ebene Stoßfront auf das zu prüfende Betonelement, das die Forscher am Ende des Stoßrohrs befestigt haben. „Bei herkömmlichem Beton riss das Rohr Teile heraus und die Wand versagte nahezu schlagartig“, schildert Stolz. „Bei der duktilen, also der dehnbaren Variante hat sich der Beton lediglich verformt. Es gab keine Trümmerteile, der Baustoff blieb in sich geschlossen.“

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http://www.ingenieur.de/Branchen/Bau...t-Bomben-stand


Diese Betrachtung scheint mir gefährlich zu sein....

Zitat:

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Das Prinzip dieses Stoßrohrs: Es besteht aus einem Kompressions- und einem Expansionsteil, die durch eine feste Stahlmembran getrennt sind. Im Kompressionsteil können die Explosionsforscher den Druck auf den 30-fachen Atmosphärendruck erhöhen.

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Man geht offensichtlich davon aus, der Sprengsatz sei im Gebäudeinneren und die Detonation erfolge nach außen und richtet die Meterialzusammensetzung entsprechend aus. Falls der Sprengsatz aber wider Erwarten außen angesetzt wird, dann funktionierts nicht mehr, knickt ein. Oder verstehe ich da was falsch?

Zitat:

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Anwendung
Beschusshemmung

DUCON verfügt aufgrund seiner engmaschigen, räumlichen Mikroarmierung über einen hohen Widerstand gegenüber Beschuss. Die höchste Widerstandsklasse wird bereits mit einer Bauteildicke von 10cm erfüllt.

Widerstandsklasse: PM7 mit d = 100mm (Hartkerngeschosse, auch Wolframkarbid)


http://ducon.eu/img/130.jpg
Beschusshemmung Hartkerngeschosse, d=100mm


Als Faustformel für Beschusshemmung gilt wie beim Explosionsschutz, dass bei gleicher Schutzwirkung DUCON mit halber Bauteildicke wie Stahlbeton ausgeführt werden kann. Darüber hinaus verfügt der Hochleistungsbaustoff über Schutz gegen Multihit-Beschuss.
Es entstehen nur lokale Schädigungen.

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http://ducon.eu/anwendung/beschusshemmung

Zitat:

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Die Formel ist während einer Versuchsreihe mit der neuen Stoßrohranlage am Standort Efringen-Kirchen entstanden. »Wir können hier Explosionen unterschiedlicher Sprengkraft simulieren – von 100 bis 2500 Kilogramm TNT in Abständen von 35 bis 50 Metern vor Gebäuden. Und das, ohne Sprengstoff einsetzen zu müssen«, sagt Stolz. Das Prinzip: Das Stoßrohr besteht aus einem Kompressions- und einem Expansionsteil, getrennt durch eine Stahlmembran. Im Kompressionsteil können die Wissenschaftler die Luft auf bis zu 30 bar komprimieren, den Druck also auf den 30-fachen Luftdruck erhöhen. Ist der Druck eingestellt, wird die Stahlmembran angestochen: Die Luft entweicht schlagartig, läuft durch das Expansionsteil hindurch und trifft als ebene Stoßfront auf das Betonelement, das am Ende des Stoßrohrs befestigt ist. »Bei herkömmlichem Beton riss das Rohr Teile heraus und die Wand versagte nahezu schlagartig. Bei der duktilen, also der dehnbaren Variante hat sich der Beton lediglich verformt. Es gab keine Trümmerteile, der Baustoff blieb in sich geschlossen«, sagt Stolz. Wegen seiner duktilen Eigenschaften ist der Beton wesentlich filigraner und gleichzeitig fester als herkömmlicher Stahlbeton. Dünnere Bauteile sind möglich. »Als Faustregel gilt: selbe Festigkeit bei halber Dicke«, so Stolz.

Formel eignet sich auch für Erdbeben- und Explosionsschutz
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https://www.fraunhofer.de/de/presse/...net_Dicke.html



"Das Stoßrohr besteht aus einem Kompressions- und einem Expansionsteil, getrennt durch eine Stahlmembran."
ok, dann bezieht sich das innen und aussen auf das Rohr, nicht auf die Wandseiten.

Das alte WTC wurde auch so gebaut, dass es einen Zusammenprall mit einem Flugzeug standhält. Nur war das damalige Flugzeug nicht zu vergleichen mit jenen, die 30 Jahre später ins Gebäude rasten.