02.07.2014, 16:20 Uhr | 4 |

Schutz vor Sprengstoffanschlägen Deutscher Beton für World Trade Center in New York hält Bomben stand

Ein neuartiger Stahlbeton kann Gebäude wesentlich besser vor Bombenanschlägen schützen als bisher. Mit einer von Forschern ermittelten mathematischen Formel kann jetzt die notwendige Dicke des Betons sehr schnell berechnet werden. Zum Einsatz kommen Baustoff und Formel im One World Trade Center auf dem Ground Zero in New York.

Montage der New Yorker Skyline nach Fertigstellung des One World Trade Centers
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Montage der New Yorker Skyline nach Fertigstellung des One World Trade Centers: Das neue Gebäude wurde mit Bautechnik aus Deutschland errichtet.

Foto: Silverstein Properties

Wem sind sie nicht im Gedächtnis haften geblieben, die Bilder der einstürzenden Zwillingstürmen des World Trade Centers (WTC) am 11. September 2001, allgemein als 9/11 im kollektiven Gedächtnis der Menschheit abgespeichert. An diesem Tag rasten zwei gekaperte Passagierflugzeuge zuerst in den Nord- und dann wenige Minuten später in den Südturm des WTC. In der Folge rasselten die gewaltigen Hochhäuser in sich zusammen, übrig blieb eine gigantische Staubwolke und eine riesige Trümmerwüste.

Neuer Sicherheitsbeton für One World Trade Center

An diesem Ort des Schreckens schraubt sich inzwischen ein neues, das One World Trade Center in New York in schwindelerregende Höhe von 542,30 Metern, dieses neue Hochhaus ist das höchste Gebäude der USA und das vierthöchste der Welt. Das Hochhaus ruht auf einem 20-geschossigen, bombensicheren Fundament, das über 60 Meter tief in die Erde reicht.

Innerhalb des Wolkenkratzers sind an besonders sicherheitskritischen Stellen insgesamt über mehrere tausend Quadratmeter neuartiger Sicherheitsbeton verbaut. Und dieser Sicherheitsbeton wurde entwickelt von der DUCON Europe GmbH & Co KG. mit Sitz im hessischen Mörfelden-Walldorf. Schützenhilfe bekam Geschäftsführer Dr. Stephan Hauser bei der Berechnung des speziellen Sicherheitsbetons vom Freiburger Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, auch gern Ernst-Mach-Institut (EMI) genannt.

Neuer Beton fliegt nicht auseinander

Der neu entwickelte Beton hat die Eigenschaft, unter solchen drastischen Belastungen wie dem Anschlag vom 11. September 2001 nicht zu brechen. Es ist eine besondere Mischung aus sehr festem Hochleistungsbeton und einem feinmaschigen Bewehrungsgitter aus Stahl. Dadurch verformt sich dieser Beton lediglich, er fliegt nicht auseinander.

epa03947231 A file picture dated 10 May 2013 shows the spire for the top of One World Trade Center been hoisted into place at the top of the building in New York, USA. The spire has been put in place on One World Trade Center bringing the iconic structure to its full, symbolic height of 1,776 feet (541.32 metres). The Height Committee of the Council on Tall Buildings and Urban Habitat announced on 12 November 2013 that the One World Trade Center will qualify as the tallest building in North America when it opens. The decision was in question as the committee had to rule if the needle on top is part of the building or if it is just an antenna. EPA/GARY HE/ INSIDER IMAGES/ HANDOUT MANDATORY CREDIT GARY HE/ INSIDER IMAGES, NO SALES +++(c) dpa - Bildfunk+++
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Spitze des neuen One World Trade Centers in New York: Der Beton des Gebäudes wurde im hessischen Mörfelden-Walldorf erprobt.

Foto: dpa

Das hat einen ganz entscheidenden Vorteil: „Bei Detonationen ist für den Menschen im größeren Abstand zum Detonationsort weniger die Druckwelle gefährlich. Darauf ist unser Körper ganz gut eingestellt. Gefährlicher sind herumfliegende Trümmerteile“, erklärt Dr. Alexander Stolz aus der Abteilung Sicherheitstechnologie und Baulicher Schutz am Standort Efringen-Kirchen des EMI.

Genau das passiert mit herkömmlichem Stahlbeton, wenn dieser von der Druckwelle einer Explosion erfasst wird: Der Beton ist so spröde, dass einzelne, zum Teil richtig große Trümmer, herausgerissen werden und vollkommen unkontrolliert durch die Luft fliegen und auch für vom Detonationsort entfernt stehende Personen zur tödlichen Gefahr werden.

Autobombe erzeugt Druck von mehreren tausend Megapascal

Es sind gigantische Kräfte, die bei Explosionen oder gar Erdbeben entstehen. So machen sich in der Nähe einer durchschnittlichen Autobombe Spannungen im Bereich von mehreren Tausend Megapascal bemerkbar, weiter entfernt können immer noch mehrere Hundert Kilopascal an Druckbelastung entstehen. Ein gut aufgepumpter Fahrradreifen liefert einen Luftdruck von 300 Kilopascal, das entspricht einem dreifachen Atmosphärendruck oder ganz banal drei Bar.

Der neue Beton wurde in aufwendigen Versuchsreihen mit einer neuen Stoßrohranlage am EMI-Standort Efringen-Kirchen getestet. „Wir können hier Explosionen unterschiedlicher Sprengkraft simulieren – von 100 bis 2500 Kilogramm TNT in Abständen von 35 bis 50 Metern vor Gebäuden“, erklärt Stolz. Das Prinzip dieses Stoßrohrs: Es besteht aus einem Kompressions- und einem Expansionsteil, die durch eine feste Stahlmembran getrennt sind. Im Kompressionsteil können die Explosionsforscher den Druck auf den 30-fachen Atmosphärendruck erhöhen.

„Es gab keine Trümmerteile“

Stimmt der Druck, stechen die Wissenschaftler die Stahlmembran an. Als Folge entweicht die komprimierte Luft schlagartig. Sie läuft dann durch das Expansionsteil hindurch und trifft wuchtig als ebene Stoßfront auf das zu prüfende Betonelement, das die Forscher am Ende des Stoßrohrs befestigt haben. „Bei herkömmlichem Beton riss das Rohr Teile heraus und die Wand versagte nahezu schlagartig“, schildert Stolz. „Bei der duktilen, also der dehnbaren Variante hat sich der Beton lediglich verformt. Es gab keine Trümmerteile, der Baustoff blieb in sich geschlossen.“

Der neue Beton ist zwar wesentlich filigraner, aber gleichzeitig sehr viel fester als gewöhnlicher Stahlbeton. So sind dünnere Bauteile möglich. „Als Faustformel gilt: selbe Festigkeit bei halber Dicke“, erklärt Stolz.

„Jetzt können wir einen allgemeingültigen Algorithmus nutzen“

Ein sehr wichtiger Nebenaspekt all der Sprengungen ohne Sprengstoff: Die Wissenschaftler haben den neuen Werkstoff charakterisiert, sie haben Kennlinien zu dessen Bemessung errechnet. Dabei haben sie eine mathematische Formel ermittelt, mit deren Hilfe sich die für jede gewünschte Anforderung nötige Dicke des neuen Betons berechnen lässt. Bisher war so etwas eine Sache von Erfahrung. „Jetzt können wir einen allgemeingültigen Algorithmus nutzen“, erklärt Stolz.

epa02713806 (FILE) A handout image dated 11 September 2001 taken by the New York City Police Department and obtained by ABC News, showing an aerial view of the terror attacks on the World Trade Center in New York. The initiator of the 9/11 attacks, al-Qaeda founder and leader Osama Bin Laden, has been killed by US forces in Pakistan, President Obama announced. The aerial image was obtained by ABC News via a Freedom of Information Act request. If posted on a website, a link must be provided to the ABC News website, www.abcnews.go.com. EPA/NEW YORK CITY POLICE / HO MANDATORY CREDIT ABC NEWS EDITORIAL USE ONLY/NO SALES *** Local Caption *** 00000402025898 +++(c) dpa - Bildfunk+++
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Zerstörung des World Trade Centers am 11. September 2001 in New York.

Foto: New York City Police/dpa

Die Kombination macht es nun aus: Die Kombination aus dem sehr hohen Tragepotenzial des neuen Werkstoffs, der allgemeingültige Algorithmus und auch die genaue Kenntnis über die Belastungsgrenzen des Materials und Explosionsbelastung ermöglichten den Einsatz des Sicherheitsbetons beim neuen One World Trade Center in New York. „Mit Hilfe unserer Formel kann nun die Dicke des Betons exakt für die Sicherheitsanforderung eines solchen speziellen Gebäudes errechnet werden“, sagt Alexander Stolz.

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Von Detlef Stoller
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kommentare
03.07.2014, 10:12 Uhr Wellenreiterin
Zum Thema Detonation des World Trade Centers gibt es einen sehr interessanten Film des Österreichischen Fernsehens - ORF-Doku - "9/11- was steck wirklich dahinter?", siehe:
http://www.youtube.com/watch?v=NOVyjr8JHbs., 143 min. Es gibt also erhebliche technisch und ablaufbedingte Zweifel an der Version der Bush-Regierung und des CIA von 9/11.
Wenn man den Film gesehen hat, kann man kaum glauben, dass es im Interesse der US-Regierung /CIA
ist, wenn soche Gebäude einsturzsicher sind. Die wurden nämlich anscheinend vorsätzlich durch s i e detoniert, auch das Pentagon. Warum aber sollte die Bush-Regierung soviele Menschenleben ihrer Bürger opfern? Wenn man betrachtet, was diese und der Rest der Welt danach so alles an Einschränkungen ihrer bürgerlichen und persönlichen Freiheit und Selbstbestimmung w i d e r s p r u c h s l o s hingenommen haben und immer noch hinnehmen, wird der Zusammenhang verständlich. Wer glaubt jetzt noch die offizielle Version? Beton ist eben doch nicht der wichtigste Aspekt.

03.07.2014, 10:20 Uhr Maximilian
Wir haben einen hochklloidalen Zement Leim entwickelt, der die angegebene Wirkung des neu beschriebenen Betones beim Einsatz im World Trade Center bei weitem überschreitet. Jeder Interessent kann sich über: www.metasiel.com bei uns erkundigen.

03.07.2014, 13:55 Uhr B3
Hochleistungsbeton ist ein faszinierender Baustoff!

Nur: Was hat ein Bomben(!)sicheres Fundament bis in eine Tiefe von 60m mit den Flugzeugeinschlägen in den oberen Etagen zu tun, die ja angeblich zum Einsturz der WTC geführt haben sollen?

Da fehlt hinsichtlich der "offiziellen Version" der logische Zusammenhang.


07.10.2014, 14:20 Uhr Progetti
Es bleibt zu hoffen, dass das feinmaschige Stahlnetz aus Edelstahl ist, weil dann die in Rechnung gestellte Belastbarkeit für sehr viele Jahre durch Rostfreiheit erhalten bleibt.
Brücken und Hochhäuser sollten in Zukunft so gebaut werden!

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