Gestellwerkstoffe Hochleistungs-Zementbeton verleiht Maschinenbetten Präzision

Autor / Redakteur: Bernhard Sagmeister und Thomas Deuse / Josef-Martin Kraus

Zementgebundener Hochleistungsbeton macht etablierten Gestellwerkstoffen des Maschinenbaus Konkurrenz. Vorteile liefern die Schwingungsdämpfung, die Temperaturträgheit und der Preis. Trotz einfacher Verarbeitung ist das Abformen von Maschinenbetten so genau, dass direkt darauf Linearführungen montiert werden können.

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Bild 1: Die Rezeptur eines Hochleistungsbetons (Nanodur) umfasst fünf Komponenten (v.l.n.r.) – Splitt (Basalt), Spezialbindemittel (Compound 5941 von Dyckerhoff) und Sand. Dazu kommen Fließmittel und Schwindreduzierer.
Bild 1: Die Rezeptur eines Hochleistungsbetons (Nanodur) umfasst fünf Komponenten (v.l.n.r.) – Splitt (Basalt), Spezialbindemittel (Compound 5941 von Dyckerhoff) und Sand. Dazu kommen Fließmittel und Schwindreduzierer.
(Bild: Durcrete)

Zementgebundener Beton ist in hohen Mengen verfügbar. Er ist preiswert und unabhängig vom Weltmarktpreis für Stahl und Öl. Auch bei der Herstellung und Verarbeitung schneidet der Konstruktionswerkstoff energetisch besser ab und ist damit ökologischer als Stahl, Grauguss und Reaktionsharzbeton. Doch erst seit wenigen Jahren kann das innere Gefüge des künstlichen Steines so verdichtet werden, dass dessen Dichtigkeit, Festigkeit und Beständigkeit den Anforderungen im Maschinenbau entsprechen. Das Ergebnis ist Hochleistungsbeton. Im Vergleich zum „Beton vom Bau“ hat er einen Porendurchmesser und ein Porenvolumen, die um den Faktor 10 kleiner sind.

Unterschiedliche Rezepturen für Hochleistungsbeton am Markt

Mehrere Gestellzulieferer haben für Maschinenhersteller auf Basis unterschiedlicher Rezepturen einen Hochleistungsbeton (Ultra High Performance Concrete, UHPC) entwickelt (Bild 1). So verschieden die Rezepturen, so unterschiedlich sind die Modifikationen und damit das konkrete Eigenschaftsprofil. Die Druckfestigkeit von Hochleistungsbeton ist größer als 150 N/mm2. Je nach Modifizierung hat die Biegezugfestigkeit einen Wert von 10 bis 25 N/mm2. Der E-Modul liegt meistens bei etwa 45.000 N/mm2. Der thermische Ausdehnungskoeffizient entspricht mit 1,2 × 10–5 K–1 etwa dem von Stahl. Das reduziert nicht nur die Eigenspannungen des Werkstoffs bei Hochhäusern und Brücken, sondern minimiert auch in Zusammenspiel mit dem geringen Wärmegang ungewollte Zwangsverformungen bei Präzisionsmaschinen.

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