10 Jahre NANODUR – unter diesem Motto hatte Dyckerhoff zur NANODUR Tagung 2017 ins nordpfälzische Kirchheimbolanden eingeladen.

Nicht nur, dass NANODUR in kurzer Zeit die Welt der ultrahochfesten Betone (UHPC) ganz entscheidend beeinflusst hat, es sind gleich zwei ganz unterschiedliche Branchen, die von der außergewöhnlichen Performance des vor genau 10 Jahren zum Patent angemeldeten Hochleistungsbindemittels profitieren: Der Betonbau sowie der Maschinenbau. Martin Möllmann, Direktor der Dyckerhoff GmbH und verantwortlich für Produktmarketing, konnte den rund 100 Gästen aus Industrie und Forschung gleich ein ganzes Dutzend an „Impulsvorträgen“ ankündigen.

Als einer der Väter von NANODUR charakterisierte zunächst Thomas Deuse, bei Dyckerhoff zuständig für den Bereich Produktentwicklung & Spezialbaustoffe, die entscheidenden Eigenschaften des Hochleistungsbindemittels. So sind es nicht nur die dichte Packung und die granulometrische Optimierung, die eine wichtige Rolle spielen. Es ist vor allem die anwendungsfertige Bindemittelvormischung, die das NANODUR Compound 5941 so erfolgreich gemacht hat. Dass diese Erfolgsstory noch lange nicht zu Ende ist, zeigte Thomas Deuse bei seinem Blick auf aktuelle und künftige Forschungsprojekte.

Erfolgreicher Einsatz im Maschinenbau

Ein Beispiel, wohin die Reise gehen kann bzw. bereits erfolgreich geht, gab Dr. Bernhard Sagmeister, Geschäftsführer der durcrete GmbH in Limburg, einem besonders aktiven Technologiepartner von Dyckerhoff. Es ist der Einsatz von NANODUR im modernen Maschinenbau. Zugleich machte er aber auch deutlich, dass die Anforderungen an das Material und die Sichtweisen von Bauingenieuren und Maschinenbauern ganz unterschiedlich sind. Sind es im Bauwesen Faktoren wie Tragfähigkeit, Duktilität und Lebensdauer, die im Fokus stehen, so spielen im Maschinenbau Eigenschaften wie Steifigkeit, Schwingungen, Wärmeträgheit oder Ebenheit bzw. Präzision eine ganz entscheidende Rolle. Mit einer zentralen Forderung des Maschinenbaus, nämlich der Dämpfung von Schwingungen, beschäftigte sich auch Dr. Thomas Hipke vom Fraunhofer IWU in Chemnitz. Unter dem Titel „Alles schwingt“ erläuterte er detailliert die „Dämpfung und ihre Auswirkung auf technische Systeme“. Dem auf Basis von NANODUR herstellten Vergussbeton „durfill“ bescheinigte er dabei beste Werte, wenn es um die schwingungsarme Konstruktion schnell und präzise arbeitender Maschinen und Anlagen geht.

Gleich zwei Referenten konnten von ihren ganz praktischen Erfahrungen mit NANODUR im Maschinenbau berichten. Für Dr. Thomas Abel von der Rampf Machine Systems aus Wangen sind vor allem beim Bau von Maschinenbetten Hochleistungsbetone wie der von Rampf eingesetzte EPUDUR-UHPC auf Basis von NANODUR „eine sinnvolle Ergänzung in der Werkstoffpalette“, besonders bei größeren, schweren und längeren Maschinenbetten oder bei Prototypen bis hin zu mittleren Serien. Auch bei der Homag GmbH in Schopfloch, einem der weltweit führenden Anbieter von Maschinen und Anlagen für die holzbearbeitende Industrie und das Handwerk, hat man mit SORB TECH© einen neuen Konstruktionswerkstoff für den Holzbearbeitungsmaschinenbau kreiert. Er ermöglicht, so Martin Gringel von der Homag GmbH und ein „Mann der ersten Stunde“ bezüglich des Einsatzes von NANODUR im Maschinenbau, „den Bau von Maschinen für hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten und steigert somit die Produktivität der Maschinen“. Vor allem aber bietet NANODUR-Beton langfristig Kostenvorteile gegenüber den bisher üblichen Stahl- und vor allem den Polymerbetonwerkstoffen – so Martin Gringel. Nicht ohne Stolz konnte er auf über 1.000 auf Basis von SORB TECH© produzierte Maschinenbetten verweisen, die mittelweile auf dem Markt sind - ohne jegliche Reklamationen.

Bauen mit UHPC - eine Betonbauweise der Zukunft

Dass die Baubranche bei der innovativen Nutzung von NANODUR dem Maschinenbau keinesfalls nachsteht, machten die weiteren Refe-renten deutlich. Dr. Patrick Forman von der Ruhr Universität in Bochum zeigte wie „Optimierungsgestütztes Entwerfen von Betonbauteilen“ zu einer Struktur- und Bewehrungsfindung mit Topologieoptimierung führen kann. Als ein Beispiel hierfür nannte er Parabolschalen als Solarkollektoren. Speziell dieses Beispiel stand auch im Fokus der Ausführungen von Dr. Sören Müller von der Krebs & Kiefer Ingenieure GmbH aus Karlsruhe. Seine wissenschaftlichen Untersuchungen zu „UHPC Parabolrinnen aus NANODUR-Beton für solarthermische Kraftwerke“ bestätigten insbesondere das hier noch mögliche hohe Optimierungspotenzial bezüglich der Entwicklung eines innovativen Bewehrungskonzepts, der Optimierung der Geometrie der Schalenrückseite sowie der Automatisierung des Herstellverfahrens und der Verspiegelungstechnik.

Mit weiteren Anwendungsbeispielen und Entwicklungen aus dem Hochbau konnte Daniel Reifenberg von der Benno Drössler GmbH & Co. KG aus Siegen aufwarten. Schon 2008 wurden bei Drössler erste Versuche mit Ultra-Hochfesten Betonen durchgeführt, die ab 2009 zu ersten Projekten mit UHPC und 2012 zum Aufbau der Rezepturlinie Drössler ULTRALITH geführt haben. Heute sind insbesondere selbstverdichtende Sonderbetone für filigrane Fassaden und Sonderanfertigungen eine Spezialität von Drössler. Wissenschaftlich untermauert wurden die Praxisbeispiele von Milan Schultz-Cornelius von der TU in Kaiserslautern. Ziel des Forschungsprojekts „Ultra-Hochleistungsbetonfassaden aus NANODUR – Materialeigenschaften und Bemessung“ ist es, eine großformatige, unbewehrte, filigrane und thermisch entkoppelte Fassade zu entwickeln. NANODUR soll dabei für porenfreie, dauerhafte Oberfläche sorgen.

Dass NANODUR nicht nur im Hochbau, sondern auch im Tiefbau Einzug gehalten hat zeigte Prof. Nguyen Viet Tue von der TU Graz am Beispiel der Steinbachbrücke in Österreich. Ziel war hier der Umbau der Brücke „in ein integrales Bauwerk mit einer direkt befahrbaren UHPC-Schicht unter Verzicht von Abdichtung und bituminöser Verschleißschicht“. Der Einsatz der UHPC-Betontechnologie führte nicht nur zu einer Erhöhung der Tragfähigkeit durch Rahmenwirkung und einer Erhöhung der Dauerhaftigkeit durch Vermeidung bekannter Schwachstellen, sondern auch zur Reduktion des Wartungsaufwands. Für Prof. Tue ganz wichtig: „Mit NANODUR ist die Herstellung von UHPC viel leichter“.

Produktionsanlagen zur Herstellung von NANODUR-Produkten erläuterte Christian Prilhofer von der Prilhofer Consulting, einem österreichischen, weltweit agierenden Unternehmen zur Beratung und Planung auf dem Gebiet der industriellen Produktion von Betonfertigteilen. Er betonte dabei vor allem die dazu nötige „Kundenspezifische Planung und Ausführung“. Ziel ist eine verstärkte Automatisierung in der UHPC Produktion, die sich beispielsweise durch eine Umlaufanlage mit Fertigungsinseln erreichen lässt. Aber – so Christian Prilhofer – „man sollte stets eine exakte Machbarkeitsstudie durchführen, bevor man an die Umsetzung geht“.

Schließlich konnte Jeldrik Mainka von der Technischen Universität Braunschweig mit den neuen „Non-Waste-Wachsschalungen“ eine unlängst auf den diesjährigen Ulmer Betontagen ausgezeichnete Innovation aus dem Bereich des Schalungsbaus vorstellen. Diese neuartigen Präzisionsschalungen aus 100 % recycelbaren Industrie-Wachsen zur Herstellung von geometrisch komplexen Betonbauteilen eignen sich für nahezu jede geometrische Form. Die Wachse sind starr genug, um dem Betondruck standzuhalten und weich genug für eine effiziente Bearbeitung mit guten Oberflächenqualitäten, so dass eine sehr hohe Präzision im Zehntelmillimeterbereich erreicht werden kann.

Abgerundet wurde der Tag im nahegelegenen Dyckerhoff Zementwerk Göllheim. Werksleiter Rüdiger Matheis, der die Abläufe zur Zementproduktion bereits zuvor erläutert hatte, nahm die Teilnehmer mit auf einen informativen und spannenden Rundgang durch das in unmittelbarer Nachbarschaft zu umfangreichen Rohmaterialvorkommen erbaute Werk. Die Gäste konnten hautnah erleben, wie in den beiden hier installierten Drehöfen hochwertige und vielseitige Zemente hergestellt werden.