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Selbstheilender Beton

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Kann sich aufgerissener Beton selbst heilen? Und wenn, mit welchen überraschenden und geheimnisvollen Mechanismen? Ingenieure in einem Labor der

Kann sich aufgerissener Beton selbst heilen? Und wenn, mit welchen überraschenden und geheimnisvollen Mechanismen? Ingenieure in einem Labor der Universität Gent, in Belgien, stecken bis zum Ellbogen in Beton.

Dieser Beton hat aber ganz besondere Eigenschaften: Er kann seine Risse ganz alleine heilen.
Die Ingenieurin Elke Gruyaert erklärt: “Dieser Beton enthält supersaugfähige Polymere. Wenn sich also ein Riss bildet, füllt er sich mit Wasser. Die supersaugfähigen Polymere schwellen daraufhin an und sorgen dafür, dass kein Wasser mehr eindringt.”

Die Polymere sind eingekapselt und werden zu der Betonmischung hinzugefügt. Wenn eine Probe des Betons trocken ist, testen die Forscher ihn, um zu sehen, wie er reagiert. Sie bewerten sein Verhalten, die Undurchlässigkeit und die Haltbarkeit. Der Ingenieurin Brenda Debbaut zufolge geht es um Schadensbegrenzung: “Wenn die kleinen Risse sofort heilen, dann besteht nicht das Risiko, dass sie sich vergrößern. Für die ganze Struktur besteht dann keine Einsturzgefahr. Wir wollen das Problem stoppen, bevor es zu groß wird.”

Wissenschaftler eines europäischen Forschungsprojekts sind davon überzeugt, dass diese elastischen Polymere Strukturen schützen können, die schwer zu tragen haben, wie Brücken oder Tunnel. Denn da können schon die kleinsten Risse zu einer gefährlichen Zersetzung führen.

Nele de Belie, die Koordinatorin des HEALCON-Projekts sagt: “Der geheilte Beton muss nicht genauso stark wie vorher sein. Er ist auch so stark genug. Was man wieder haben möchte, ist die Undurchlässigkeit, damit er auch weiterhin haltbar ist.”

An der Technischen Universität Delft in den Niederlanden setzen die Forscher auf Bakterien, denn auch sie können dem Beton dabei helfen, sich selbst zu heilen. Wie das geht erklärt der Biologe Henk Jonkers: “Wir haben Bakterien isoliert. Sie stammen von Orten auf unserem Planeten, die einen ähnlichen Zustand wie Beton haben. Ein Zustand ist felsenähnlich. Der andere Zustand ist sehr alkalihaltig. Diese Bakterien entwickeln sich gut unter diesen Bedingungen. Sie sind nicht krankheitserregend. Sie sind nicht gefährlich für Menschen oder Umwelt.”

Wenn ein kleiner Riss entsteht, vermischen sich die Bakterien, die in dem Beton enthalten sind, mit Wasser, das sich angesammelt hat. Daraufhin entsteht Kalziumkarbonat, das den Riss kittet.
Zivilingenieurin Eirini Tziviloglou testet, wie undurchlässig die Bakterien-Abdichtung ist: “Wir versuchen zu sehen, ob Flüssigkeit in unseren geheilten Riss eindringen kann. Und wenn ja wieviel: Ist es mehr oder weniger als vor dem Abdichten?”

Die Wissenschaftler wollen nun ihre Erfindungen an richtigen Gebäuden testen. In Europa sind 70 Prozent der Brücken aus Beton. Wenn sich der selbstheilende Beton behauptet, wird es an Nachfrage nicht mangeln. Nele de Belie gibt sich zuversichtlich: “Die Anfangskosten werden höher sein. Aber wenn dann die Kosten der Aufrechterhaltung der Strukturen gesenkt wird, ist letztendlich der selbstheilende Beton wirtschaftlich interessant.”