DUCON Europe GmbH & Co. KG Berliner Allee 47 64295 Darmstadt www.ducon.eu - DUCON Beton
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DUCON Europe GmbH & Co. KG Berliner Allee 47 64295 Darmstadt www.ducon.eu
DUCON Europe GmbH & Co. KG Berliner Allee 47 64295 Darmstadt www.ducon.eu
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
DUCON Europe GmbH & Co. KG | DUCON® Security 3
DUCON® Security
Die Vernetzung von Flexibilität und Stabilität in den Baustoffeigenschaften von DUCON®-Beton
sind von entscheidender Bedeutung für den Einsatz von DUCON® als Sicherheitsbeton. Mit
DUCON® Security ist es möglich, den Schutz von Gebäuden vor gewaltsamen Ereignissen mit
geringen Bauteilstärken effektiv zu erhöhen.
Im Gegensatz zu herkömmlichem Stahlbeton, der sich gegen dynamische Einwirkungen als wenig
fest und spröde zeigt, verhält sich DUCON®-Beton extrem stabil und duktil. Dabei spielt es
nahezu keine Rolle in welcher Form Kräfte auf den Baustoff einwirken. Explosionen, Beschuss,
Durchbruchversuchen, Erdbeben und deren Kombinationen hält DUCON® ab einer Bauteilstärke
von nur 4 cm bereits stand. Die Widerstandsfähigkeit und anschließende Funktionstüchtigkeit
wurde in zahllosen Versuchen und Forschungsmaßnahmen renommierter Universitäten und
Einrichtungen nachgewiesen.
Gleichzeitig lässt sich DUCON® aufgrund der freien Formbarkeit an das architektonische
Gesamtbild anpassen. Die DUCON®-Technologie schützt in Form von DUCON® Security bereits
mehrere kritische Infrastrukturen, Botschaften, Hochhäuser, Gemeindezentren,
Hochsicherheitsrechenzentren und Kernkraftwerke.
Die DUCON®-Technologie hat mit ihren außergewöhnlichen Baustoffeigenschaften bereits über
Grenzen hinweg für Aufsehen gesorgt. Die Leistungsfähigkeit wurde unter anderem in Formaten
des Discovery Channels, RTL Aktuell und die Große Show der Naturwunder veranschaulicht.
Abbildung 2: DUCON Security
DUCON Europe GmbH & Co. KG | DUCON® Security 4
Anti-Terror-Beton
Die innovative DUCON®-Technologie eignet sich zum Schutz vor terroristischen Angriffen jeglicher
Art. Den Einsatzmöglichkeiten und Konstruktionen sind nahezu keine Grenzen gesetzt.
Die Baustoffeigenschaften, wie bspw. eine hohe Tragfähigkeit bei gleichzeitig extremer Duktilität
ermöglichen die Aufnahme größter dynamischer Einwirkungen. Zusätzlich gewährleistet DUCON®
Splitterfreiheit sowie eine hohe Energieabsorption.
Zur Anwendung kommen unter anderem Wände und Fassaden aus dünnen DUCON®-Platten, die
Schutz gegen Explosionen, Beschuss, Anprall und Durchbruch bieten. Gleichzeitig bleiben die
Konstruktionen architektonisch beliebig gestaltbar. Als eine Art Schutzhaut werden DUCON®-
Platten bspw. als hinterlüftete Fassade an bestehende Gebäude angebracht.
Im Vergleich zu Stahlbeton gilt bei der Dimensionierung: DUCON® kann aufgrund seines höheren
Widerstands mit halber Bauteilstärke und somit auch halbem Bauteilgewicht ausgeführt werden
und ist darüber hinaus splitterfrei.
Explosionsschutz eines
DUCON Bauteils bei halber
Bauteilstärke und halbem
Gewicht im Vergleich zu
Stahlbeton. Dazu: Kein
Trümmerwurf.
Abbildung 3: Explosionsschutz DUCON - Stahlbeton
DUCON Europe GmbH & Co. KG | DUCON® Security 5
Schuss- und Durchbruchhemmung Die engmaschige, räumliche Mikroarmierung der DUCON®-Technologie ermöglicht einen hohen Widerstand gegenüber Beschuss. Mit einer Bauteilstärke von nur 10 cm wird bereits die höchste Widerstandsklasse PM7 erfüllt. Zudem gewährleistet der Baustoff Schutz gegen Multihit-Beschuss. Dabei entstehen nur lokale Schädigungen. Widerstandsklasse: PM7 mit d = 10 cm (Hartkerngeschosse, auch Wolframkarbid) Die Durchbruchhemmung ist eine Kenngröße zum Widerstand eines Bauteils gegenüber der Einwirkung von Werkzeugen gemäß einem Tatmittelkatalog. DUCON® erfüllt bereits ab einer Bauteilstärke von 7,5 cm die höchste Durchbruchhemmungsklasse RC6. Widerstandsklassen nach DIN EN 1627: RC6: d = 7,5 cm RC5: d = 5 cm Für erhöhte Anforderungen wurde der Widerstand einer 10 cm starken DUCON®-Platte bei einem Durchbruchversuch mit Bohrhammer, Betonsäge, Kernbohrer und Sauerstofflanze ermittelt. Die 10 cm DUCON®-Platte mit dem Standardaufbau erfüllt alle Kriterien des Tatmittelkataloges und der entsprechenden Richtlinie. Bei einer 10 cm DUCON®-Platte mit speziellem Aufbau ist sogar ein Durchdringen mittels Stemmhammer, Betonsäge und Kernbohrer unmöglich. Bei der Dimensionierung gilt auch hier folgende Faustformel: DUCON® kann bei gleicher Schutzwirkung im Vergleich zu Stahlbeton mit halber Bauteilstärke (und halbem Gewicht) ausgeführt werden. Abbildung 4: Bauteilstärke: 10 cm: Durchbruchversuch mit Stemmhammer (links); Multihit Beschuss (Mitte); Durchbruchversuch mit Sauerstofflanze (rechts) DUCON Europe GmbH & Co. KG | DUCON® Security 6
Explosionsschutz
DUCON®-Beton erfüllt schon heute höchste Sicherheitsanforderungen bei nur sehr geringen
Bauteilstärken. Der Explosionsschutz von DUCON® konnte in Versuchen mit Kontaktladung
nachgewiesen werden. Während bei Stahlbeton - trotz höherer Festigkeiten - glatte
Durchschüsse mit Trümmerwurf beobachtet wurden, entstand bei DUCON® hingegen lediglich ein
Sprengabdruck ohne Trümmerwurf. Somit besteht nach der Sprengung weiterhin eine
vollständige Schutzwirkung durch DUCON®.
Die DUCON®-Technologie kommt zum Explosionsschutz maßgeblich in Wänden und Mauern von
Neubau und Bestand zum Einsatz. Aufgrund der Schlankheit der Bauteile sind auch
Fassadenkonstruktionen möglich. Mit dem Baustoff wurden bereits mehrere gefährdete
Infrastrukturen wie öffentliche Einrichtungen, Botschaften, Rechenzentren oder Kraftwerke
erfolgreich geschützt.
Abbildung 5: Explosionsversuche mit Kontaktdetonation:
Stahlbeton C50/60: Durchschuss (links); DUCON: Sprengabdruck, 90 % Querschnittserhalt (rechts)
Abbildung 6: Ausführungsbeispiele von DUCON Security als Schutzwände
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Erdbebenschutz
DUCON®-Beton steigert in Form einer Ummantelung nicht nur den Widerstand von
Stahlbetonstützen gegen Explosion und Anprall sondern auch gegen die Einwirkungen von
Erdbeben.
Die dünne Ummantelung mit DUCON® verhindert das Ausbrechen des Stahlbetons infolge
Explosion und Erdbeben und sichert somit die Standsicherheit der Gebäudestruktur. Damit ist der
Schutz von Hochhäusern vor einem „Progressive Collapse“ möglich.
Ummantelungen und Stützenverstärkungen sind in Neubau und Bestand als Fertigteile oder
Ortbeton ausführbar. Stützenverstärkungen mit DUCON® sind aufgrund der kurzen
Ertüchtigungszeiträume zudem sehr wirtschaftlich.
Abbildung 7:
Prinzip Stützenverstärkung (links), Umsetzung Stützenverstärkung (Mitte), fertiggestellte Stütze (rechts)
Close range
Rest bearing capacity [%]
Contact
RFConcrete DUCON DUCON DUCON
Confinement1 Confinement2
Abbildung 8: Versuche mit Kontaktdetonation zur Ermittlung der Resttragfähigkeit:
Resttragfähigkeit Stahlbeton: 4-15 % (links); DUCON: 50-100 % (Mitte); Grafische Übersicht (rechts)
DUCON Europe GmbH & Co. KG | DUCON® Security 8
Trümmerschutz Große Räume und Hallen mit freitragenden Deckenflächen wie bspw. Sporthallen, öffentliche Einrichtungen oder Fertigungshallen oder Gebäude mit hohen Sicherheitsanforderungen wie bspw. Rechenzentren stellen hohe Anforderungen an die bauliche Sicherheit. Deckenkonstruktionen aus üblichem Stahlbeton weisen bei Bauteilversagen (bspw. durch Explosionen) einen für den Menschen und die Einrichtung gefährlichen Trümmerwurf auf. Die Verstärkung von Stahlbetondecken mit einer Trümmerschutzschicht aus DUCON®-Beton kann hier zu einer erheblichen Verbesserung der Sicherheit führen. In Versuchen konnte gezeigt werden, dass Trümmerschutzschichten aus DUCON®-Beton ab einer Bauteilstärke von 1,5 cm das lokale Versagen von Stahlbetonbauteilen auffangen können. Dabei wirkt die Trümmerschutzschicht aus DUCON®-Beton wie ein Fangnetz, das ein Herabstürzen von Trümmerteilen verhindert. Personen oder hochsensible Anlagen können somit erfolgreich geschützt werden. Abbildung 9: DUCON als integriertes Fangnetz (Modellversuch im Maßstab 1:2 des Fraunhofer EMI) Abbildung 10: Einbau einer Trümmerschutzhaut DUCON Europe GmbH & Co. KG | DUCON® Security 9
Technische Daten
Beschreibung: Selbstverdichtender mikrobewehrter Hochleistungsbeton
Technische Daten: Druckfestigkeiten: 100 – 200 N/mm2
Biegezugfestigkeiten: 20 – 75 N/mm2
Zentr. Zugfestigkeiten: 9 – 20 N/mm2
Schubtragfähigkeit: 3 – 16 N/mm2
Elastizitätsmodul: > 40.000 N/mm2
Rohdichte: 25 KN/m3
Bauteilstärken: > 10 mm
Abrieb: 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)
Ausbreitmaß: > 35 cm (EN 196, Haegermann, extrem fließfähig)
Schwinden: 0,5 – 0,6 ‰ (ohne Mikrobewehrung: 0,9‰)
Bruchenergie: Gf = 50 – 80 kN/m (unbew. Beton 0,1 – 0,15 kN/m)
Beschusshemmung: PM9: FMJPBHC bei d = 8 cm (DIN EN 1522), PM14 bei 10-15cm
Einbruchhemmung: RC6 mit d = 7,5 cm (DIN EN 1627)
Explosionsschutz: > 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
DUCON
Reinforced Concrete (RFC)
Abbildung 11: Vergleich Kennwerte DUCON, Beton & Faserbeton (links); Prinzip Stützenverstärkung
(Mitte); Biegezugversuch DUCON (rechts)
DUCON Europe GmbH & Co. KG | DUCON® Security 10Forschungseinrichtungen / Consultants Versuche, Berechnungen und Gutachten sind unter anderem an folgenden Instituten und Forschungseinrichtungen durchgeführt worden: Deutschland / Schweiz USA DUCON Europe GmbH & Co. KG | DUCON® Security 11
Untersuchungen des Fraunhofer Institutes für Kurzzeitdynamik (Ernst-Mach-Institut) am Schutzsystem DUCON® ergaben: DUCON Europe GmbH & Co. KG | DUCON® Security 12
DUCON Europe GmbH & Co. KG | DUCON® Security 13
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