Der Baustoff


der Zukunft

Ultra
Hochleistungs
Faserverbund
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Was ist UHFB und was zeichnet ihn aus?

In den 1990er-Jahren als Labormaterial entstanden, hat sich UHFB zu einem unverzichtbaren Baustoff entwickelt. Er wird weltweit eingesetzt, insbesondere in der Schweiz, in Frankreich und in den USA. Die außergewöhnliche Performance von UHFB resultiert aus der speziellen Mischung von Bindemitteln, Füllstoffen, feinem Sand und vorwiegend Mikrostahlfasern, aus denen ein extrem dichtes Gefüge entsteht, das selbst kleinste Hohlräume ausfüllt. Der niedrige Wasserzementwert (unter 0,20) reduziert die Porosität erheblich. Unhydratisierter Zement wirkt zusätzlich als Füllstoff und verleiht dem Baustoff sogar eine gewisse Selbstheilungskraft.

Dank der Integration von Stahl- oder PP-Fasern wird der Baustoff duktil und zeigt ein außergewöhnliches Verformungsverhalten.

Dies sorgt nicht nur für eine hohe Abriebfestigkeit und Wasserundurchlässigkeit, sondern verleiht UHFB auch eine bemerkenswerte Schlagfestigkeit.

Technische Eigenschaften

  • Druckfestigkeit 120 bis 200 MPa
  • Zugfestigkeit 7 bis 15 MPa
  • Luft- und wasserdicht
  • Beständig gegen Chloride und Karbonatisierung

Beständigkeit

  • Hoher Frost-/Tausalzwiderstand
  • Unempfindlich gegen AKR
  • Hohe chemische Beständigkeit
  • Lebensdauer: 75 bis 100 Jahre

Besonderheiten

Die außergewöhnliche Performance resultiert aus der speziellen Mischung von Bindemitteln, Füllstoffen, feinem Sand und vorwiegend Mikrostahlfasern.

Unser Verfahren umfasst mehrere sorgfältig aufeinander abgestimmte Schritte, die die einzigartigen Eigenschaften von UHFB optimal nutzen. Zunächst wird der speziell zusammengestellte Premix hergestellt, der für die außergewöhnliche Dichte und Festigkeit von UHFB sorgt. Dies kann vor Ort in unseren Mischcontainern erfolgen. Vor der Anwendung wird die zu behandelnde Oberfläche gründlich gereinigt und vorbereitet, um eine optimale Haftung zu gewährleisten. Anschließend wird UHFB entweder gegossen oder gespritzt, je nach Komplexität der Geometrie und den spezifischen Anforderungen des Projekts. Das Material wird in dünnen Schichten aufgetragen, die dennoch eine enorme Festigkeit aufweisen. Dank seiner schnellen Aushärtung und hohen Fließfähigkeit passt sich UHFB perfekt an die Form und Struktur des Untergrunds an, ohne dass umfangreiche Schalungsarbeiten erforderlich sind.

Vorbereitung

Herstellung des speziell zusammengestellten Premix vor Ort in unseren Mischcontainern, der für die außergewöhnliche Dichte und Festigkeit von UHFB sorgt.

Oberflächenvorbereitung

Gründliche Reinigung und Vorbereitung der zu behandelnden Oberfläche für eine optimale Haftung.

Applikation

UHFB wird entweder gegossen oder gespritzt, je nach Komplexität der Geometrie und den spezifischen Anforderungen des Projekts.

Schichtaufbau

Das Material wird in dünnen Schichten aufgetragen, die trotz geringer Dicke eine enorme Festigkeit aufweisen.

Die Möglichkeiten

Als Abdichtung

Ab einer Schichtdicke von 25 mm gilt UHFB als absolut wasserdicht und gleichzeitig wasserdampfdurchlässig. Wenn UHFB auf ein neues oder bestehendes Bauteil aufgetragen wird, bietet er einen Langzeitschutz, der die Lebensdauer der Bauteilstruktur und herkömmlicher Abdichtungen weit übertrifft.

Als Schutzschicht

Die Wasserundurchlässigkeit und Abriebfestigkeit von UHFB ermöglicht es, bestehende Strukturen effektiv gegen äußere Angriffe wie Wasser, Chloride, Chemikalien und Abrieb zu schützen. Es kann sowohl auf horizontale als auch auf vertikale Bauteile als Schutzschicht aufgebracht werden und lässt sich bei Bedarf auch spritzen. Durch seinen hohen Abrasionswiderstand ist es zudem für die komplexen Anforderungen beim Wasserbau geeignet, aber auch die Anwendung zur Erhöhung von Traglasten und zur Ertüchtigung von Bauteilen der Brandeignung.

Als Verstärkung

Schon eine dünne Schicht UHFB erhöht die Festigkeit einer Platte erheblich. Das hochfeste Material auf der Oberseite verändert die Festigkeit des Querschnitts und verschiebt die neutrale Achse nach oben. Dadurch wird die Tragfähigkeit der Struktur deutlich erhöht. Zudem bietet diese Verstärkungsschicht einen dauerhaften Schutz gegen äußere Einflüsse und Belastungen.

Neue Formen und Strukturen

Architektonische oder zeitliche Anforderungen erfordern oft den Einsatz vorgefertigter Elemente. UHFB ermöglicht neue Formen und bringt Leichtigkeit in die Konstruktion. Diese Elemente können entweder im Werk oder direkt auf der Baustelle vorgefertigt werden.

Verankerung

UHFB ist eine erstklassige Lösung für die dauerhafte und temporäre Verankerung von Querspanngliedern, besonders in stark beanspruchten Bauwerken wie Brücken. Er überzeugt durch seine hohe Druck- und Biegezugfestigkeit, die eine sichere Verankerung von Querspanngliedern ohne zusätzliche Verstärkungen ermöglicht. Darüber hinaus ist der Baustoff flexibel einsetzbar, denn neben dauerhaften Verankerungen eignet er sich ideal für temporäre Stabilisierungslösungen während der Bauphase, da er später problemlos entfernt oder angepasst werden kann.

Spritz-UHFB

Schwer zugängliche Bereiche oder komplexe Geometrien machen die Realisierung mancher Schalungen sehr teuer. Der Einsatz von UHFB im Spritzverfahren beseitigt diese Einschränkungen und ermöglicht eine effiziente Verstärkung und Abdichtung aller Oberflächen.

Spurrillen

Ultra-Hochleistungs-Faserverbund-Baustoff (UHFB) bietet hier eine revolutionäre Lösung. Dank seiner hohen Abriebfestigkeit widersteht UHFB der Abnutzung durch den Verkehr viel besser als herkömmliche Materialien, was zu ebeneren Fahrbahnen und weniger Spurrillen führt.

Seine beeindruckende Druck- und Zugfestigkeit ermöglicht es, selbst den schwersten Fahrzeugen standzuhalten, ohne dass sich die Oberfläche verformt. Er sorgt für langlebigere, sicherere und kosteneffizientere Straßen und ist ideal für Bushaltestellen, Schrankenanlagen und Kreuzungen. Er kann als dünne Deckschicht auf Asphalt aufgebracht werden, wobei die Griffigkeit durch Grooving und Grinding oder durch eine UHFB-Splitt-Matrix erhöht werden kann.

Als Splitt Matrix

Die Splitt Matrix ist eine Anwendungsmöglichkeit von UHFB, bei der als zusätzliche Deckschicht ohne Stahlfasern, aber mit Splittzusatz in einer Schichtdicke von 25 mm eingebaut wird.

Nach dem Einbau wird die Oberfläche mit einem Oberflächenverzögerer im Positivverfahren behandelt, um die oberste, nicht erhärtete Mörtelschicht abzulösen und abzubürsten. Dadurch entsteht eine strukturierte, waschbetonähnliche Oberfläche, die eine hohe Griffigkeit bietet und gleichzeitig die Fahrgeräusche reduziert.

Grinding und Grooving

Bei der Anwendung von Grinding (Schleifen) und Grooving (Nuten) auf UHFB-Oberflächen werden diese Techniken genutzt, um die einzigartigen Eigenschaften des Ultra-Hochleistungs-Faserverbund- Baustoff weiter zu optimieren. Da UHFB bereits eine sehr glatte und dichte Oberfläche bietet, sorgen diese Bearbeitungsschritte für zusätzliche Funktionalität und Sicherheit.

Durch diese Bearbeitungstechniken wird außerdem die Griffigkeit der UHFB-Oberfläche erhöht, was die Fahrstabilität verbessert. Dies ist besonders bei nassen oder kalten Witterungsverhältnissen wichtig, um eine optimale Haftung zu gewährleisten.

Gleichzeitig sorgt die strukturierte Oberfläche für eine Reduzierung der Lärmemissionen, da der Kontakt zwischen Reifen und Fahrbahn optimiert wird.

Es lässt sich sagen, dass die Kombination von Grinding and Grooving mit UHFB eine hochwertige, langlebige und sichere Fahrbahnoberfläche schafft, die sowohl den Verkehrsteilnehmern als auch der Umwelt zugutekommt.

Whitetopping mit UHFB

Auch eignet sich UHFB hervorragend im Bereich des Whitetoppings, bei dem eine dünne Schicht auf bestehenden Fahrbahnbelägen aus Asphalt oder Beton aufgetragen wird, um diese zu verstärken oder instand zu setzen. Hierbei muss der vorhandene Belag nicht vollständig entfernt werden; lediglich die oberste Schicht wird abgefräst, bevor die hochwertige UHFB-Deckschicht aufgebracht wird.

Durch die geringe Dicke der aufgetragenen Schicht bleibt die bestehende Fahrbahnstruktur erhalten, was Bauzeit und Materialkosten reduziert. Die Deckschicht aus UHFB verbessert die Tragfähigkeit der Fahrbahn und verlängert deren Lebensdauer erheblich.

Insgesamt ist die Anwendung eine effektive Lösung zur schnellen und langlebigen Instandsetzung von Straßen, die den Anforderungen des modernen Verkehrs gerecht wird.

Explosions- und ballistischer Schutz

UHFB ist in der Lage, extremen Druckwellen und thermischen Belastungen standzuhalten, wie sie bei Explosionen auftreten. Seine hohe Dichte und Bruchsicherheit sorgen dafür, dass Bauwerke selbst bei starken Detonationen strukturell intakt bleiben. Dies macht UHFB zu einer bevorzugten Wahl für sicherheitskritische Anwendungen wie Schutzräume, Industrieanlagen mit Explosionsrisiko und militärische Einrichtungen.

Dank seiner hohen Materialfestigkeit und Energieabsorption bietet UHFB effektiven Schutz gegen ballistische Angriffe. Er wird in Sicherheitsbereichen wie Banken, Botschaften und anderen sensiblen Gebäuden eingesetzt, um Wände, Fassaden und Schutzschilde schussresistent zu machen. Die Fähigkeit, die Aufprallenergie von Projektilen effektiv zu absorbieren, reduziert das Risiko von Durchschlägen und schützt Menschen und Sachwerte.

Durch seine außergewöhnliche Festigkeit, Dichte und Energieabsorption ist UHFB eine ideale Lösung für Bauwerke und Einrichtungen, die hohen Sicherheitsanforderungen standhalten müssen.

Eine vielseitige Schutzlösung

UHFB ist die ideale Wahl für eine Vielzahl von Bauwerken, die extremen mechanischen und chemischen Belastungen ausgesetzt sind. In Müllbunkeranlagen schützt UHFB dank seiner hohen Abriebfestigkeit nach Expositionsklasse XM 3 zuverlässig vor Verschleiß durch schweren Maschinenbetrieb und aggressive Abfällen.

Auch Industrieböden in Produktionshallen und industriellen Silos profitieren von den herausragenden Eigenschaften von UHFB. In Bereichen mit hohem Verkehrsaufkommen, der Lagerung abrasiver Materialien oder an Wehranlagen mit Abrieb durch Geschiebeerosion sorgt UHFB für eine langlebige und belastbare Oberfläche. Darüber hinaus minimiert er den Verschleiß und verlängert die Lebensdauer der Bauwerke, wodurch Wartungs- und Instandsetzungskosten deutlich reduziert werden.

Durch seine Beständigkeit gegenüber chemischen Angriffen, Feuchtigkeit und mechanischem Abrieb bietet UHFB eine robuste Lösung, die nicht nur die Betriebssicherheit erhöht, sondern auch eine nachhaltige und wirtschaftliche Bauweise fördert.

UHFB Sanierung

Gesamtdicke: 60mm

  • Deckschicht MA 11 oder UHFB-Splitt-Matrix (35mm)
  • UHFB mit Stahlfasern 25 mm (25 - 80mm)
  • HDW-Abtrag (-20mm)

Konventionelle Sanierung

Gesamtdicke: 101mm

  • Deckschicht MA 11 Gussasphalt (40mm)
  • Schutzschicht MA 11 Gussasphalt (35mm)
  • Versiegelung & Dichtungsbahn (5mm + 1mm)
  • HDW-Abtrag & Reprofiliermörtel (20mm)

Zeitersparnis

Er ermöglicht erheblich kürzere Bauzeiten, da viele Arbeitsschritte der konventionellen Bauweise entfallen. Seine schnelle Aushärtung und die Reduzierung der erforderlichen Arbeitsschritte für Abdichtung, Verstärkung und Deckschicht in einem einzigen Arbeitsgang verkürzen den Bauprozess erheblich. Die Vorfertigungsmöglichkeiten erlauben eine schnelle, witterungsunabhängige Montage vor Ort. Insgesamt führt die Verwendung von UHFB zu weniger Bauverzögerungen und einer schnelleren Fertigstellung von Projekten, wodurch Zeitpläne effizienter eingehalten werden können.

  • Erheblich kürzere Bauzeiten
  • Weniger Arbeitsschritte
  • Schnelle Aushärtung
  • Witterungsunabhängige Montage möglich

Kosteneffizienz

UHFB bietet langfristige Kosteneinsparungen, da die hohe Haltbarkeit und die Selbst- heilungseigenschaften die Wartungs- und Reparaturkosten erheblich reduzieren. Trotz anfänglich höherer Materialkosten amortisieren sich diese durch geringere Arbeitskosten, da weniger Arbeitsschritte und kürzere Bauzeiten erforderlich sind. Die Möglichkeit der Vorfertigung von UHFB-Elementen optimiert den Bauprozess und reduziert die Gesamtkosten. Zusätzlich führt die längere Lebensdauer von UHFB-basierten Strukturen zu selteneren und kostspieligen Sanierungsmaßnahmen.

  • Langfristige Kosteneinsparungen
  • Reduzierte Wartungs- und Reparaturkosten
  • Geringere Arbeitskosten durch weniger Arbeitsschritte
  • Längere Lebensdauer der Strukturen

Gewichtsreduktion durch Schichtaufbau

Es kann bei einer herkömmlichen 102 mm dicken Schicht, eine nur 80 mm dicke UHFB-Schicht verwendet werden. Diese Reduktion um 20 Prozent bedeutet in Zahlen 20 mm x z. B. 25 kg/cm, was einer Gewichtsersparnis von etwa 50 kg/m entspricht.

Diese Gewichtsreduzierung ist nicht nur für die vorhandene Bausubstanz vorteilhaft, sondern auch für die Brückenlager. Weniger Gewicht bedeutet eine geringere Belastung der tragenden Strukturen, wodurch die Lebensdauer der gesamten Konstruktion verlängert werden kann. Darüber hinaus kann die geringere Schichtdicke durch UHFB die Tragfähigkeit der Brücke sogar leicht erhöhen, da UHFB trotz geringerer Materialstärke eine höhere Festigkeit und ein bis zu 10-mal höheres Zugverhalten als herkömmlicher Beton aufweist.

Schutz gegen Alkali-Kieselsäure-Reaktion

Die Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) stellt eine bedeutende Herausforderung für Betonbauwerke dar, die in Kontakt mit Feuchtigkeit und alkalireichen Materialien stehen. UHFB bietet hier eine effiziente Schutzschicht, um diese Reaktion zu verhindern und damit die Lebensdauer der Bauwerke entscheidend zu verlängern.

Hohe Dichtigkeit

Die extrem dichte Mikrostruktur von UHFB blockiert das Eindringen von Feuchtigkeit und alkalihaltigen Lösungen, wodurch die Entstehung einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion nahezu ausgeschlossen wird.

Frost-Tausalz-Schutz

UHFB widersteht auch Frost- und Taumittelbelastungen, schützt Betonoberflächen und verhindert zusätzliche AKR-Risiken, was besonders bei exponierten Bauwerken wie Brücken und Parkdecks wichtig ist.

Kosteneffizienz

Die dauerhafte Schutzwirkung von UHFB senkt die Instandhaltungskosten erheblich und verlängert die Nutzungsdauer von Bauwerken.

Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung

Abfallvermeidung

UHFB verlängert die Lebensdauer von Bauwerken durch seine hohe Beständigkeit gegen chemische Angriffe, Abrieb, Chloride und Frost-Tau-Wechsel erheblich, was weniger Reparaturen und Wartungen erfordert. UHFB ist aufgrund seiner extrem dichten Matrix bis zu 1000-mal widerstandsfähiger gegenüber äußeren Einflüssen als herkömmlicher Beton.

Materialeinsparung

Dank seiner hohen Festigkeit ermöglicht UHFB die Herstellung schlankerer Bauteile, reduziert den Materialbedarf und senkt die Transport- und Baukosten.

Innovative Entwicklung

Umweltfreundliche Formeln werden entwickelt, die weniger Portlandzement verwenden und alternative, CO₂-arme Bindemittel integrieren, wodurch der ökologische Fußabdruck weiter reduziert wird.

Langlebigkeit

  • Längere Lebensdauer durch hohe Haltbarkeit
  • Seltene Wartung und Reparaturen nötig
  • Multifunktionale Eigenschaften mit Selbstreinigung und Selbstheilung
  • Integration von recycelten Materialien möglich

WHG-Flächenkonformität

Wasserundurchlässigkeit

UHFB hat eine extrem niedrige Porosität, die fast vollständige Wasserundurchlässigkeit bietet und das Eindringen von Schadstoffen ins Grundwasser verhindert.

Chemische Beständigkeit

Die dichte Matrix von UHFB macht ihn sehr widerstandsfähig gegen chemische Angriffe.

Mechanische Festigkeit

Die beeindruckende Druck- und Zugfestigkeit ermöglicht dünnere und leichtere Strukturen ohne Stabilitätsverlust.

Beständigkeit

Außergewöhnlich lange Beständigkeit minimiert die Notwendigkeit für häufige Wartungen.

Projekt Brücke Wiesloch

UHFB Brückensanierung Wiesloch - Vorbereitungsarbeiten UHFB Applikation auf der Brücke in Wiesloch Einbau der UHFB Deckschicht Qualitätskontrolle der UHFB Oberfläche Fertiggestellte UHFB Brückensanierung Detailaufnahme der UHFB Oberflächenstruktur

Ausgangssituation

Die Brücke über den Leimbach in Wiesloch wies aufgrund unzureichender Abdichtung und Chlorideinwirkung starke Schäden auf, die zu Korrosion und statischen Beeinträchtigungen führten. Die Sanierung wurde von den Firmen BWS Rhein-Neckar GmbH und Hörnig Bauwerkssanierung GmbH initiiert, um den Einsatz von UHFB in Deutschland zu fördern.

Durchführung

  • Rückbau der Aufkantungen
  • Ersatz des Brückenbelags durch UHFB
  • Integration von Abdichtung, Schutz- und Deckschicht in einer Lage
  • Reduzierung der Schichtdicke
  • Verbesserung der Tragfähigkeit

Zielsetzung

Das Pilotprojekt in Wiesloch zeigt die Vorteile und die praktische Anwendbarkeit von UHFB in Deutschland. Ziel ist es, Bauherren und Ingenieure von der Zuverlässigkeit und Eignung von UHFB zu überzeugen und die Verbreitung dieser Technologie zu fördern.

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