In Doha, der Hauptstadt des Emirats Katar, ist mit dem Manateq-Hauptquartier ein Gebäude entstanden, welches das Potential dazu hat, eine Ikone der Betonarchitektur zu werden. Dies liegt nicht nur an seiner spektakulären, aus vier gekippten Kuben bestehenden Form, sondern vor allem an den filigranen, bis zu neun Meter langen 3D-Fassadenelementen und deren von allen Seiten sichtbaren, hochwertigen Betonoberflächen.

Katar gilt als eines der Länder mit dem weltweit größten Pro-Kopf-Einkommen. Auch die Hauptstadt Doha ist in den letzten Jahren rasant gewachsen. Charakteristisch für die am Persischen Golf gelegene Metropole sind die zahlreichen, von Architekten aus aller Welt gestalteten Gebäude, die der Skyline Dohas immer neue, beeindruckende Winkel und Formen verleihen. Dazu gehört auch das neue Manateq-Gebäude in Ras Bufontas, einer Sonderwirtschaftszone Dohas.

Traditionelle katarische Architektur neu interpretiert
Entstanden ist das Manateq-Gebäude, genauer handelt es sich um einen Komplex von vier Bürogebäuden, unweit des internationalen Flughafens von Doha, direkt an der Strandpromenade. Es bildet den neuen Firmensitz des Unternehmens Manateq, dem führenden katarischen Projektentwickler. Der spektakuläre Entwurf mit vier um einen geschützten, oasenartigen Innenhof angeordneten und gekippten Würfeln entstammt dem Büro von Laceco Architects and Engineers aus dem Libanon, die damit einen internationalen Architekturwettbewerb gewannen. Das Äußere des ikonenhaften Gebäudes sollte nicht nur die Marke Manateq widerspiegeln, sondern auch die traditionelle katarische Architektur mit einer modernen Formensprache neu interpretieren – dies alles funktional flexibel und an wechselnde Nutzungen anpassbar. Die ornamentale Fassade wurde durch das arabische Firmenlogo des Bauherrn inspiriert und entsprechend dem Tageslichteinfall in die Büros optimiert. Damit die Fassade langlebig, hochwertig und wartungsarm ist, entschied man sich für die Konstruktion aus einen an die lokalen klimatischen Bedingungen (Korrosion, Staub usw.) angepassten Hochleistungsbeton.

Fassadenelemente aus modernem Hochleistungsbeton
Ultrahochfester Beton (UHFB), auch als Ultrahochleistungsbeton oder Ultra High Performance Concrete (UHPC) bezeichnet, wird bereits seit mehr als 20 Jahren erforscht. Für seine Herstellung verwendet man sehr feinteilige Ausgangsstoffe, so dass die Zementsteinmatrix eines solchen Betons gegenüber Normalbeton erheblich dichter und damit fester und dauerhafter ist. Er wird mit Mischprodukten aus Spezialzement und qualitätsüberwachten ofentrockenen Gesteinskörnungen hergestellt, wie der Bindemittelvormischung NANODUR Compound 5941, deren Einsatz im konstruktiven Bereich in Deutschland aufgrund immer noch fehlender bauaufsichtlicher Regelung sehr zeit- und kostenaufwendige Zulassungen erfordert – nicht so im Ausland.

Die beim Manateq Gebäude verwendeten Fassadenelemente sind bis zu 9 m lang und ca. 3,30 m breit und wurden vor Ort in Katar von der Doha Cladding Solutions (DCS) hergestellt. Die Paneele dienen zur Beschattung des Gebäudes und sind daher sowohl von außen, als auch vom innen aus sichtbar. Daher mussten alle Seiten dieser Beschattungselemente Sichtbetonqualität besitzen. Jedes Element ist mit Dübeln direkt auf dem hinteren Stahlrahmen aufgeschraubt. Die Verbindung ist so ausgelegt, dass Spannungen aufgrund von Temperaturdehnung im Betonelement sowie Dehnungen aufgrund unterschiedlicher Verformungen zwischen dem Stahlrahmen und den Elementen vermieden werden. Wegen der beidseitigen Nut der gebogenen Fassadenelemente erfolgte ihre Herstellung in vertikalen GFK-Formen mit selbstverdichtendem Beton.

Betontechnologische und konstruktive Herausforderungen
Die oben angeführten konstruktiven Vorgaben verlangten einen Hochleistungsbeton in Form eines UHFB mit einer Festigkeit von mehr als 150 MPa und eine Biegezugfestigkeit des ungerissenen Betons von mindestens 12 MPa. Als Basis für diesen selbstverdichtenden Beton wählte man NANODUR Compound 5941, ein Premix aus Portland- und Hüttensandzementen, Additiven und Quarzmehl, das üblicherweise in Fertigteilwerken zum Einsatz kommt. Nanodurbeton wird bisher hauptsächlich in technischen Anwendungen, wie z.B. Maschinenbetten eingesetzt, bei denen der Beton nicht reißen darf – eine Herausforderung, die es auch beim Manateq-Bau zu bewältigen galt. In Verbindung mit einer speziellen Gesteinskörnung entwickelte DCS daher eine Spezialrezeptur, die alle Anforderungen der strengen Ausschreibung erfüllte. Anstelle von Silikastaub oder Metakaolin bei konventionellem UHFB füllen bei NANODUR Compound 5941 sehr feine Zementpartikel und synthetische Oxide die Lücken zwischen den Zementpartikeln. Die Gesteinskörnungen, Zusatzmittel und Fasern wurden in Asien beschafft, das Bindemittel NANODUR Compound 5941 der Dyckerhoff GmbH wurde dagegen aus Deutschland importiert. Die so hergestellten UHFB-Mischungen waren sehr glatt, fließfähig sowie selbstverdichtend und benötigten keine thermische Behandlung. Da die Festigkeit des reinen UHFB-Zementsteins laut der Bemessung bereits ausreichend war, wäre eine Verwendung von Fasern oder sonstiger Bewehrung eigentlich nicht notwendig gewesen. Die dennoch zur Minimierung der Verformung bewehrten Betonelemente erreichten eine Würfeldruckfestigkeit zwischen 170 und 180 MPa sowie eine Biegezugfestigkeit von fast 25 MPa nach 56 Tagen.

Für die Herstellung des Hochleistungsbetons war keine spezielle Ausrüstung erforderlich. Die Fertigung erfolgte anfangs mit einem Trommelmischer, später mit einem einfachen Tellermischer. Alle Inhaltsstoffe wurden von Hand dosiert. Einzig beim Fließmittel musste eine durchgängige kühle Lagerung unter 30°C gewährleistet werden. Die Herausforderung bei der Produktion der Fertigteile lag hingegen in der Konstruktion der Form. Bei einer so feinen Mischung zeichnet sich jede Unvollkommenheit in der Form auch am Element ab. Auch können Luftblasen nach oben steigen und an Ecken oder Plattformen innerhalb der Form erstarren. Außerdem kann das Schrumpfen des Betons über die gesamte Länge zu Messabweichungen außerhalb der vorgegebenen Toleranzen führen. Die Innenschalungen und Kerne mussten zur Vermeidung von Rissen und für ein leichtes Entschalen flexibel sein. Aus diesem Grund wurden die Formen aus glasfaserverstärktem Kunststoff GFK hergestellt, da das Material leicht ist und die Formgebung und das Entformen von Hand ohne Einsatz eines Krans erlaubt. Das deutsche Beratungs- und Ingenieurbüro „durcrete“, langjähriger Technologiepartner von Dyckerhoff und erfahren im Einsatz von UHFB mit NANODUR Compound 5941, stand dem Hersteller der Fassadenelemente in allen Phasen des Baus zur Seite.

(Fotos – Titel, 1, 2: Laceco Architects and Engineers; 3, 4, 6, 7: Doha Cladding Solutions; 5: durcrete)

Dyckerhoff GmbH, Produktmarketing

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