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Neue Märkte für das Sandwich-Plate-System (SPS™) |
Polyurethane und andere Schäume
Neue Märkte für das Sandwich-Plate-System (SPS™)
Ausführungen von Georg Knoblauch, Projektleiter SPS™, Elastogran GmbH, Olching
22. Juni 2004, Fachpressekonferenz zur K 2004 in Ludwigshafen
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Nach mehr als fünf Jahren gemeinsamer Entwicklung der BASF-Tochtergesellschaft Elastogran und der Intelligent Engineering Ltd. setzt sich die patentierte SPS™-Technologie bei der Reparatur und der Neukonstruktion von Schiffen immer mehr durch. Nun werden Anwendungen im Bauwesen mit der neuen Technologie erschlossen.
SPS™ steht für Sandwich-Plate-System, ein Verbund aus Stahl-PUR-Stahl. Bei der SPS-Technologie werden zwei Stahlplatten über einen PUR-Elastomerkern (Handelsname: Elastocore®) dauerhaft miteinander verbunden. Mit solchen Verbundelementen lassen sich verstärkte Stahlbleche im konventionellen Schiffsbau und im Bauwesen ersetzen und zahlreiche Vorteile realisieren (Bild 1).
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Einfach und belastbar: SPS-Bauteile
SPS-Bauteile vereinfachen Konstruktionen. Da auftretende Kräfte sich gleichmäßig auf die Konstruktion verteilen, kann die Anzahl der Versteifungselemente deutlich reduziert werden. So verringert sich auch die Anzahl der Schweißnähte und damit die Zahl der Angriffspunkte für Korrosion und Materialermüdung. Die Instandhaltungskosten nehmen ab und die Lebensdauer der Konstruktion steigt (Bild 2).
Aus der Kombination der spezifischen Eigenschaften von Stahl und Polyurethan resultiert auch eine hohe Belastbarkeit der SPS-Bauteile, bei normaler wie bei extremer Belastung. Auch dies erhöht die Lebensdauer der Konstruktion. Bei besonders hohen Belastungen wie zum Beispiel bei der Kollision eines Schiffes, verringert sich das Risiko, dass die Schiffswand durchstoßen wird und der Riss sich fortpflanzt.
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Geringes Gewicht und schnelle Fertigung: SPS im Bauwesen
Anwendungen aus SPS führen daneben auch zu deutlicher Gewichtsreduzierung. Dies macht die Technologie auch zu einer echten Alternative für Stahlbeton im Bauwesen. So konnte bei einer ersten SPS-Straßenbrücke, die im November 2003 vom SPS-Lizenznehmer Canam Manac Group Inc., in Saint Martin de Beauce, Kanada, errichtet wurde, das Gewicht der 22 Meter langen Fahrbahn im Vergleich zu Beton um 60 Prozent reduziert werden. Da für die Brücke vorgefertigte SPS-Fahrbahnelemente zum Einsatz kamen, verkürzte sich darüber hinaus die Bauzeit vor Ort erheblich. Außerdem erhöht sich durch die ausgezeichnete Vibrationsdämpfung der SPS-Elemente auch die Lebensdauer des Bauwerks (Bild 4).
Die Brücke gilt als Referenzobjekt für einen Markt mit hohem Wachstumspotenzial. So prüft zum Beispiel ThyssenKrupp Technologies, ein weiterer SPS-Lizenznehmer, die Einsatzfähigkeit der Technologie für mobile Brückenelemente im Straßenbau. Diese Bauelemente werden gegenwärtig Dauerbelastungstests unterzogen. Das Institut für Stahlbau der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH) begleitet das Testverfahren aus unabhängiger, wissenschaftlicher Perspektive.
Bei einem weiteren Hochbauprojekt, das sich in der Planungsphase befindet, geht es um SPS-Tribünenelemente für Sportstadien. Auch dabei kommen die Vorteile von SPS zum Tragen: SPS-Tribünen-elemente sind 70 Prozent leichter als Beton und dämpfen die Schwingungen, die auftreten, wenn Zuschauer von ihren Sitzen aufspringen (Bild 5).
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Neue Anwendungen im Schiffbau
Im maritimen Markt wurde die neue Technologie bereits im Januar 2001 eingeführt. Dabei ging es zunächst um die so genannte SPS-Overlay-Reparatur von Schiffsdecks und Laderäumen. Seither sind 27 Projekte mit einer Gesamtfläche von mehr als 28.000m² abgewickelt worden. Im Vergleich zu herkömmlichen Reparaturmethoden lassen sich mit Hilfe der Overlay-Technologie die Reparaturzeiten deutlich reduzieren (Bild 6).
Im Bereich Schiffsneubau konnten im vergangenen Jahr die ersten Projekte realisiert werden. Aus vorgefertigten SPS-Elementen hergestellte Mittelsektionen von Frachtkähnen sind beispielsweise wesentlich wartungsfreundlicher und weniger korrosionsanfällig als herkömmlich versteifte Konstruktionen.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel sind die Kamin-Einhausungen von LKW-Fähren. Mit Hilfe von vorgefertigten SPS-Bauteilen konnte dabei viel Raum gewonnen werden, der sonst durch aufgeschweißte Verstärkungsrippen verloren gegangen wäre. Die Bauraumersparnis resultiert auch aus den besonderen Brandschutzeigenschaften der SPS-Bauteile: auf die üblicherweise zum Brandschutz verwendete Steinwolle konnte verzichtet werden (Bild 8).
BASF und Intelligent Engineering haben für die Entwicklung von SPS einen langfristigen Kooperationsvertrag abgeschlossen. In den kommenden Jahren wollen die beiden Entwicklungspartner gemeinsam mit den Lizenznehmern in Europa, Nordamerika und in Asien die Märkte für die SPS-Technologie weiter erschließen. Der Schwerpunkt wird im Bereich Neubau bei maritimen und nicht-maritimen Anwendungen liegen.
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