Untitled - DUCON Beton

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Einleitung
Die DUCON®-Technologie verbindet einen selbstverdichtenden hochfesten Beton mit einer räumlichen
Mikroarmierung (MicroMat®) zu einem innovativen Hochleistungsbeton mit herausragenden
Eigenschaften.
DUCON®-Beton zeichnet sich durch extreme Festigkeit und Tragfähigkeit bei gleichzeitig sehr hoher
Duktilität aus. In Kombination mit einer sehr guten Dauerhaftigkeit und Widerstandsfähigkeit werden
außergewöhnlich dünnwandige und frei formbare Bauteile möglich. Die Baustoffeigenschaften
können durch unterschiedliche Variationen des Materialaufbaus an ein spezifisches
Anforderungsprofil angepasst werden.
Aufgrund der ausgezeichneten Materialeigenschaften wird DUCON® als Sicherheitsbeton gegen
dynamische Einwirkungen wie Explosionen, Beschuss, Anprall oder Erdbeben eingesetzt. Zudem
besitzt der Baustoff durch die hohe Dauerhaftigkeit und Dichtheit eine Zulassung als Dichtschicht
nach Wasserhaushaltsgesetz (WHG) und wird über große Flächen fugenlos als Industrieboden verbaut.
Darüber hinaus ermöglichen die dünnen Bauteilstärken und die Formbarkeit architektonische und
designtechnische Sonderbauteile wie Betonfassaden, filigrane Treppen und Möbelstücke. Mit
DucoGlass® und DucoStone® kann die Tragfähigkeit und Schutzwirkung von DUCON®-Beton mit der
Optik von Glas und Naturstein kombiniert werden.
Der simple Materialaufbau und ein geringer Herstellungsaufwand machen DUCON® zu einer deutlich
wirtschaftlicheren Lösung als andere Hochleistungsbaustoffe. Die Herstellung reduziert sich auf das
Auslegen der Mikroarmierung (MicroMat®) mit anschließender Mörtelinfiltration. DUCON® ist sowohl
horizontal als auch vertikal verarbeitbar und kann als Ortbeton oder Fertigteil ausgeführt werden. Die
hohe Fließfähigkeit und eine moderne Schalungstechnik machen ein Rütteln des Betons und eine
Nachbehandlung der Oberfläche obsolet. Ausgeführte Flächen können durch eine hohe
Anfangsfestigkeit zügig wieder belastet werden.
Die patentierte DUCON®-Technologie ist einzigartig und trägt bereits seit über zehn Jahren
entscheidend zum Erfolg von Neubauprojekten und Sanierungen mit besonderen Anforderungen in
den Bereichen Sicherheit, Industriebeschichtung, Architektur und Design bei.
Abbildung 1: DUCON Anwendungsbereiche
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DUCON® Architectural & Design
Neben der Anwendung als Sicherheitsbeton, wofür DUCON® ursprünglich entwickelt wurde,
ermöglicht dieser innovative Hochleistungswerkstoff durch seine hohe Duktilität und geringe
Bauteilstärke eine neue Formensprache der Gestaltung von Gebäuden und Bauteilen. Form und
Funktion – vereint im Baustoff DUCON®.
DUCON®-Beton ist Bereicherung für Architekten weltweit. Der Baustoff deckt nicht zuletzt durch seine
hohe Fliessfähigkeit die Forderungen der Planer nach perfekten und makellosen Bauteilen in
mannigfachen Formen und Farben ab.
Die Formensprache der Architektur wird mit DUCON® durch Filigranität und extreme Formbarkeit im
Betonbau eindrucksvoll ergänzt: Dachtragwerke, Stützen, auskragende Bauteile, wie beispielsweise
Vordächer oder Balkone, können in neuen Formen und Dimensionen erstellt werden.
Stufenelemente, beispielsweise für Treppen oder als Tribünenfertigteile, können mit extrem dünnen
Querschnitten bei gleichzeitig höchster Festigkeit erstellt werden. Dabei wird DUCON® auch den hohen
Ansprüchen an die Oberflächenoptik für sichtbare Betonteile gerecht. Diese sind individuell
gestaltbar, in verschiedenen Farben und Strukturen, wie beispielsweise Marmorstrukturen. Matte,
raue, glänzende bis hin zu spiegelnden Flächen runden die Vielfältigkeit der Oberflächenoptik ab. Ein
weiterer Nutzenvorteil bilden die reduzierten Baumassen im Vergleich zu anderen Baustoffen, die zu
einer Baukostenreduzierung führen, unter anderem in den Bereichen Gründung und Transport.
Abbildung 2: Texturierte Platte (links); Sonnenschutzlamelle (rechts)
Auch die erhöhten Anforderungen an die Sicherheit, nicht erst seit dem 11. September 2001, können
durch die patentierte DUCON®-Technologie mit mondäner Architektur in Einklang gebracht werden.
Moderne Hochhäuser mit Gebäudekernen aus DUCON® können eine weitaus höhere Stabilität und
Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Einwirkungen aufweisen als bisher. Fassadenverkleidungen
als Schutz für gefährdete Gebäude sind auch nachträglich ausführbar. Die DUCON®-Technologie sorgt
dabei dafür, das Teile mit großen Bauteilstärken obsolet geworden sind. Dünne, vorgehängte und
individuell gestaltbare Fassadenplatten sind durchaus realisierbar.
DUCON®-Beton, eine Glanzleistung in Form und Funktion für Architektur & Design in Gegenwart und
Zukunft.
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Energiefassade
Mit der thermischen Aktivierung von DUCON-Platten durch den Einbau von Kapillarrohrmatten in die
vorhandene Mikroarmierung erhält die DUCON-Technologie eine weitere interdisziplinäre Eigenschaft.
Damit werden DUCON-Platten vom passiven zum aktiven Bestandteil eines Energiemanagements.
Diese innovative Eigenschaft macht sich bereits das einzigartige Forschungsvorhaben ETA-Fabrik
(Energieeffizienz-, Technologie- und Anwendungszentrum) der TU Darmstadt zu nutze. Das
Forschungsvorhaben untersucht repräsentative Produktionsanlagen der Metallverarbeitung unter
Energieeffizienzaspekten. Neben der energetischen Verbesserung der einzelnen Produktionsanlagen
wird das primäre Ziel verfolgt, die Maschinenperipherie, die Haustechnik und die Gebäudehülle
energetisch zu vernetzen, um weitere Einsparpotenziale und Effizienzen zu ermöglichen.
Abbildung 3: Die ETA-Fabrik am Standort Lichtwiese der Technischen Universität Darmstadt
Die Außenhülle der ETA-Fabrik ist dazu aus 11 m langen und 5,5 cm dünnen DUCON-Platten mit
thermischer
Aktivierung
hergestellt.
Durch
die
gute
Wärmeleitfähigkeit
und
hohe
Wärmespeicherkapazität von Beton eignen sich die DUCON-Platten im Winter und Sommer (durch die
Benetzung mit gesammeltem Regenwasser und anschl. Verdunstungseffekt) als effektive Kühlflächen
zur Maschinenkühlung.
Mit dem Verdunstungseffekt konnte an Sommertagen mit einer Tageshöchsttemperatur von 33 °C
einem Temperaturniveau des zugeführten Wärmeträgermediums von 40 °C eine Kühlleistung
386,4 kWh (bei 280 m2 aktivierter Fläche; zwischen 06:00 und 18:00 Uhr) erreicht werden. In
Nachtstunden betrug die Kühlleistung 537,6 kWh. Damit wird der tägliche Kühlbedarf
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und
von
den
der
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Produktionsanlagen von ca. 100 kWh um ein Vielfaches gedeckt. In den Übergangszeiten dienen die
DUCON-Platten als Massivabsorber zur Heizungsunterstützung.
In dieser Form leisten DUCON-Platten einen aktiven Beitrag in einem
Energiemanagement.
interdisziplinären
Abbildung 4: Herstellung mit Kapillarrohrmatte (links); Dimensionen einer Fassadenplatte (rechts)
Abbildung 5: Dach der ETA-Fabrik (links); Wärmebild aktivierter Fassadenplatte (rechts)
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Platten, Treppen & Freiformen
DUCON® bereichert die Formensprache der Architektur eindrucksvoll durch einzigartige Filigranität
und extreme Formbarkeit im Bereich des Betonbaus.
Dachtragwerke, Stützen, auskragende Bauteile, wie beispielsweise Vordächer oder Balkone, können
in neuen Formen und Dimensionen entwickelt werden. Stufenelemente für Treppen oder
Tribünenfertigteile können mit extrem dünnen Querschnitten bei gleichzeitig höchster Festigkeit
erstellt werden. Fassadenelemente können mit Bauteilstärken von 4,5 – 7 cm ausgeführt werden.
Faltwerktreppen weisen eine Bauteilstärke von 9 – 13 cm und 3D Sitzbankanlagen von 1 – 5 cm auf.
Gleichzeitig werden auch die hohen Ansprüche an die Oberflächenoptik für sichtbare Betonteile
erfüllt. Die Oberflächenoptik ist individuell gestaltbar. Die Auswahl erstreckt sich von verschiedenen
Farben bis hin zu den unterschiedlichsten Mustern wie beispielsweise Marmorstrukturen. Matte,
raue, glänzende oder spiegelnden Flächen runden die Vielfalt der Oberflächengestaltung ab.
Die Planungsabteilung von DUCON® bearbeitet Anfragen von Bauherren zur technischen
Realisierbarkeit von Fertigteilen oder kompletten Bauleistungen und erstellt entsprechende
Angebote. Mit modernster CAD-Technik werden anspruchsvolle Gebäudeplanungen bis zur
Realisierung durchgeführt. Die Ausführungsplanungen binden die DUCON®-Technologie technisch und
gestalterisch optimal in die zukünftigen Gebäude ein.
Abbildung 6: DUCON Treppe d = 8 cm, l = 4,3 m, freitragend (links); Vergleich DUCON vs. StB Treppe (rechts)
Abbildung 7: Freie Formen (links); Verschiedene Farben und Strukturen (Mitte); Glatte Oberfläche (rechts)
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Abbildung 8: Sichtfassade im Liberty Park, WTC NYC (links); Montierte Planter im Liberty Park (rechts)
Abbildung 9: Blick auf Liberty Park und Memorial (links); Fertiggestellter Planter in weiß (Freischwinger mit
Styroporfüllung und Bauteilstärke d= 6,5 cm (rechts)
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Abbildung 10: Architektur: Freigeformte Weißbetonplatten, d = 7 cm, Plattenformat
7,5 m x 2,8 m
Abbildung 11: Nach der Fertigstellung: Beton mit Marmorzuschlag, geschliffen und poliert
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Abbildung 12: Filigranes monolithisches Eingangsportal, d = 7-10 cm, h = 4 m, l = 4,3 m
Abbildung 13: Schwarze Faltwerktreppe (links); DUCON Bogen d = 1,5 cm (rechts)
Abbildung 14: Verschiedene Oberflächen (links); Gewölbte Fassadenelemente (Mitte); Kamin (rechts)
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Abbildung 15: Membrandach als „Raucherpilz“,
= 2 m, d = 3 cm
Abbildung 16: Weinberghaus, Wand- und Deckenstärke = 3 cm, Bauteile gesteckt und vermörtelt; TU
Kaiserslautern, Innovationspreis Rheinland-Pfalz 2011
Abbildung 17: Membrandach „Parapluie“: Dünne Platte, d = 2,5 cm, l = 3 m, b = 2 m
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Möbel und Oberflächen
Die einzigartige Eigenschaft der DUCON®-Technologie ermöglicht Designern völlig neue
Anwendungsfelder. Durch DUCON®-Beton ist die Herstellung von Produkten möglich, die
normalerweise aus anderen Baustoffen realisiert werden. Möbel wie Tische, Stühle, Waschraum- und
Küchenplatten, Treppen usw. sind aus DUCON®-Beton ausführbar. Der Fantasie in Form, Farbe und
Oberfläche sind dabei nahezu keine Grenzen gesetzt.
Glatte, spiegelnde Oberflächen können durch die Kombination aus selbstverdichtendem DUCON®Mörtel und einer speziellen Schalhaut eingestellt werden. Die Kombination aus Schalhaut und
DUCON®-Mörtel machen sogar eine Nachbehandlung der Betonoberfläche obsolet. Selbstverständlich
sind auch andere Oberflächenstrukturen denkbar.
Abbildung 18: DUCON Tisch in Restaurant (links); DUCON Waschtischplatte (rechts)
Abbildung 19: DUCON Stuhl (links); DUCON Arbeitsplatte (rechts)
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DucoGlass® & DucoStone®
Mit DucoGlass® & DucoStone® entsteht die Kombination von Beton mit Glas bzw. Naturstein. Glas
und/oder Naturstein können die gestalterischen Elemente beispielsweise einer Fassade bilden,
während DUCON®-Platten die Träger- und Schutzfunktion (siehe DUCON® Security) übernehmen.
Die Einsatzbereiche von DucoGlass® reichen von Gebäuden mit Glasfassaden über Rohre mit
Glasauskleidung gegen chemischen Angriff bis zu Designteilen, wie Tisch- oder Fassadenplatten.
DucoStone® ist als Verbundbauteil ähnlich aufgebaut wie DucoGlass®. Die Natursteinplatten können
großformatig und dünnwandig eingebaut werden. Einsatzbereiche sind Gebäude mit
Natursteinfassaden und Designteile in der Bauindustrie.
Abbildung 20: DucoGlass
Abbildung 21: DucoStone
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Technische Daten
Beschreibung:
Selbstverdichtender mikrobewehrter Hochleistungsbeton
Technische Daten:
Druckfestigkeiten:
Biegezugfestigkeiten:
Zentr. Zugfestigkeiten:
Schubtragfähigkeit:
Elastizitätsmodul:
Rohdichte:
Bauteilstärken:
Abrieb:
Ausbreitmaß:
Schwinden:
Bruchenergie:
Beschusshemmung:
Einbruchhemmung:
Explosionsschutz:
100 – 200 N/mm2
20 – 75 N/mm2
9 – 20 N/mm2
3 – 16 N/mm2
> 40.000 N/mm2
25 KN/m3
> 10 mm
Standardmörtel: 10 cm3/50cm2 (< 15 cm3/50cm2, Klasse 1)
2,8 cm3/50cm2 (< 15 cm3/50cm2 = Klasse 1)
< 3 cm3/50cm2 = Klasse A3 (DIN EN 13813 Betonflächen)
< 4 cm3/50cm2 = Klasse F11M (DIN EN 18560 Hartstoff)
> 35 cm (EN 196, Haegermann, extrem fließfähig)
0,5 – 0,6 ‰ (ohne Mikrobewehrung: 0,9‰)
Gf = 50 – 80 kN/m (unbew. Beton 0,1 – 0,15 kN/m)
FB7: FMJ PB HC bei d = 8 cm (DIN EN 1522)
RC6 mit d = 7,5 cm (DIN EN 1627)
> 1,0 bar bei d = 6 cm (gefährdete Einrichtung)
> 10 bar msec Impuls bei d = 6 cm
Weitere Merkmale:
Extrem duktil, d.h. große Verformbarkeit
Hohe Tragfähigkeit, hohe Schlagfestigkeit, hohe Energieaufnahme
Hohe Dauerhaftigkeit, Rissbreitenbeschränkung
Hohe Abriebfestigkeit, hoher Frost-Tausalz-Widerstand
Dichtheit gegen wassergefährdende Stoffe
Gute Wärmeleitfähigkeit und –speicherkapazität, elektrische Leitfähigkeit
Räumliche Steifigkeitsregulierung
Multifunktional, einstellbare Materialeigenschaften
Bauteile:
Beliebige Querschnitte (z.B. Rund-, Kasten-, Wellen-, T-Profile)
Verschleiß- und Dichtschichten, Flächen, Behälter, Rohre, Träger
Umwicklung von geschwächten Bauteilen (nachträgliche Verstärkung)
Fugenlos, Fertigteile, Vorspannung möglich
Herstellung:
Auslegen der Mikroarmierung mit anschließender Mörtelinfiltration
Baukastensystem bewirkt einfache, schnelle und wirtschaftliche Ausführung
Abbildung 22: DUCON: Materialeigenschaften neu definiert: Dünn, flexibel & tragfähig
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Forschungseinrichtungen / Consultants
Versuche, Berechnungen und Gutachten sind unter anderem an folgenden Instituten und
Forschungseinrichtungen durchgeführt worden:
Deutschland / Schweiz
USA
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