Ultrahochleistungsbeton

Ultrahochleistungsbeton: Eigenschaften und Anwendung

Eigenschaften und Klassifizierung

Ultrahochleistungsbeton (UHPC) ist für Konstruktionen konzipiert, die nicht nur eine hohe Tragfähigkeit, sondern auch eine ausgeprägte Resistenz gegen physikalische und chemische Einflüsse erfordern. Das dichte, aber gut verarbeitbare Gefüge dieses Betons ermöglicht die Herstellung von filigraneren Bauteilen, was eine erhebliche Material- und Energieersparnis mit sich bringt. Die Druckfestigkeitsklassen reichen von normalem Beton (bis C50/60) über hochfesten Beton (bis C80/95) bis hin zu Ultrahochleistungsbetonen, die nach dem Entwurf der DAfStb-Richtlinie mindestens eine charakteristische Zylinderdruckfestigkeit von 130 N/mm² aufweisen müssen.
 

Herstellungsmethoden

Die Zusammensetzung von UHPC zeichnet sich durch einen hohen Bindemittelgehalt von rund 400 kg/m³ aus, um eine höhere Dichtigkeit und geringere Porosität zu erreichen. Ein niedriger Wasserzementwert (w/z-Wert) zwischen 0,2 und 0,3, der Einsatz von Fließmitteln auf Polycarboxylat-Basis und feine Gesteinskörnungen optimieren die Verarbeitbarkeit. Mikrofüller wie Silikastaub und andere Zusätze sind für die Erreichung von Druckfestigkeiten über 100 N/mm² entscheidend. Eine sorgfältige Nachbehandlung ist für die Festigkeitsentwicklung von UHPC essentiell.
 

Ultrahochfester faserbewehrter Beton (UHFB)

In der Praxis wird UHPC häufig als faserbewehrter Beton eingesetzt, um die geringe Duktilität des Materials auszugleichen. Meist werden Stahlfasern bis zu fünf Volumenprozent beigemischt. Der Durchmesser dieser Fasern liegt typischerweise zwischen 0,10 und 0,20 mm.
 

Entwicklung und Anwendung

Die Entwicklung von UHPC begann in den 1980er Jahren in Dänemark und wurde vor allem in Frankreich vorangetrieben. Heute ist Frankreich führend in der Anwendung von UHPC, unterstützt durch spezifische Normen. In Deutschland wird UHPC durch das DFG-Forschungsprogramm weiter erforscht, allerdings ist die Nutzung aufgrund fehlender Normen und Zulassungen noch begrenzt. Die DAfStb arbeitet an einer Richtlinie, die bald verabschiedet werden soll.
 

Anwendungsbereiche

Im Brückenbau ermöglicht UHPC die Sanierung und Verstärkung von Strukturen durch schlankere Bauteile und minimierte Eigenlasten. Ein Beispiel ist die Gärtnerplatzbrücke in Kassel. Auch im Hochbau findet UHPC Anwendung, beispielsweise bei Fassadenelementen oder tragenden Bauteilen, wie am Mucem in Marseille oder der Fernwärmezentrale Waldau in St. Gallen.

UHPC steht für eine innovative Betontechnologie, die nicht nur in der Bautechnik, sondern auch in der architektonischen Gestaltung neue Möglichkeiten eröffnet.