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Die Erdbebentapete

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Die Erdbebentapete

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2011, am 23. Oktober genau um 13 Uhr 41 Ortszeit hat die Provinz Van im Osten der Türkei ein Erdbeben getroffen. Es erreichte eine Stärke von 7,2. Etwa 500 bis 1000 Menschen wurden dabei getötet, zahlreiche wurden verletzt. Die Bevölkerung fand sich auf der Straße wieder.
Innerhalb der Gebäude lösten sich Teile des Mauerwerks aus den Wänden. Das Material der Wände offenbarte eine struktuelle Schwäche: Die Ziegelsteine. Sie bieten beim Bau ein ausgezeichnetes Preis-Leistungs-Verhältnis.
Doch die Mauern können der Kraft eines Erdbebens nicht standhalten.

Zur Erläuterung: Ziegelwände können enorme, vertikale Kräfte aushalten.

Aber wie in dieser Simulation zu sehen ist, produziert ein Erdbeben auch seitliche Beschleunigungskräfte.

Die starken Wände beginnen zu brechen und instabil zu werden.

Am Karlsruher Institut für Technologie sucht man nach Möglichkeiten, um die Ziegelwände widerstandsfähiger gegen Erdbeben zu machen. Damit soll den Menschen mehr Zeit gegeben werden, um die Häuser zu verlassen.

Die ersten Versuche stammen aus den 90er Jahren. Ein Forschungszentrum entwickelte Kohlefaser-Latten. Sie sind sowohl flexibel als auch robust. Die Lamellen werden am Mauerwerk befestigt und sollen es insgesamt stabilisieren.
Die Verteilung der Kräfte war jedoch nicht korrekt. Die Auswirkungen eines Bebens waren damit noch verheerender und konzentrierten sich nun an den Befestigungspunkten. Die Wände zerbröckelten und stürzten ein, selbst bei Tests mit leichten Erdbeben.

Die Forscher nutzten diese Ergebnisse als Basis für eine Erweiterung ihres Ansatzes.
Die Idee war nun, die Wände mit einer neuen Art der Tapete zu stärken.

Im ersten Schritt wurde ein sehr elastisches Material gewählt, in diesem Fall Glasfaser. Dieses Material soll das Verhalten der Wände ändern.

Doch die Suche nach dem richtigen Material reicht nicht aus. Es wird auch ein entsprechender Klebstoff für die Wandmontage benötigt. Dieser Klebstoff ist ein Gemisch aus Wasser, einem Bindemittel und einer großen Menge an Kunststoff-Perlen, die ihrerseits aus Tausenden von langen Molekülen bestehen.

Wenn diese Mischung auf die Wand aufgetragen wird, dringt sie in die Risse ein. Das Wasser verdunstet und die Kugeln verschmelzen. Molekülketten bilden dann ein Netzwerk, das die Wand verschließt. Und das Glasfasernetz haftet somit fest an der Wand.

“Wir können auf ein breites Know-how zurückgreifen. Wir haben die Orotangruppen modifiziert, sodass sie zusammen mit dem Glasfasergewebe einen hochelastischen und zugfesten Verbund ergeben”, so Chemie-Ingenieur Michael Engel.

Und so sieht das in der Realität aus:
Nur die rechte Wand wurde durch die seismische Tapete verstärkt. Sie widersteht Querkräften von fast 3G. Der Unterschied zu der anderen Wand ist offensichtlich.

Chemie-Ingenieur Michael Engel:
“Wir dürfen hier von einem echten Meilenstein sprechen. Die Anbringung der Tapete ist einfach, der Effekt ist sehr beeindruckend.”

Es sind nicht die Erdbeben selbst, die töten, es sind vor allem die Gebäude. Und solange wir nicht genau vorhersagen können, wann das nächste Erdbeben die Erde treffen wird, ist der beste Weg, um sich selbst zu schützen, alles zu tun, um sicherzustellen, dass Gebäude den Kräften so lange wie möglich widerstehen können.