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Dieser neuartige Beton repariert sich selber

Beton in verschiedenen Formen gibt es schon seit dem alten Rom, aber zu keiner Zeit war das Material so populär wie in den letzten Jahrzehnten. Allein in den letzten drei Jahren wurde in China so viel Beton verwendet wie in den USA in den letzten 100 Jahren. Beton zählt zu den am meisten genutzten Baumaterialien der Welt. Ein Problem jedoch gibt es: Egal, wie der Beton gemischt wird, irgendwann bekommt er Risse und wird instabil. Dieses Problem möchte ein Mikrobiologe nun mit einem Beton mit der Fähigkeit zur Selbstheilung angehen.

Beton Risse

Foto: Cracked Concrete Structure, Maura Teague, Flickr, CC BY-SA 2.0

Inspiriert durch Selbstheilungskräfte des Körpers

Der Mikrobiologe Hendrik Jonker von der Technischen Universität Delft in den Niederlanden nahm die Inspiration für seine neue Form von Beton vom menschlichen Körper, der Knochenbrüche mittels Mineralisierung heilt. Jonker untersuchte daraufhin, ob ähnliche Methoden auch bei Beton zum Einsatz kommen könnten. Dabei mixte er Beton mit bestimmten Bakterien, die normalerweise Kalkstein produzieren. Das neue Material reparierte daraufhin entstehende Risse von selber. Für seine Erfindung wurde Jonker für das Finale des European Inventor Award 2015 nominiert.

Jonker nutzt für den Beton zwei verschiedene Arten von Bakterien, Bacillus pseudofirmus und Sporosarcina pasteurii. Normalerweise finden sich diese Bakterien in alkalischen Seen in der Nähe von Vulkanen. Sie können bis zu 200 Jahre ohne Sauerstoff oder Nährstoffen überleben. Beim Kontakt mit Wasser werden sie aktiviert und nutzen Calciumlaktat als Nahrungsquelle, wobei als Abfallprodukt Kalkstein entsteht, der in dem Beton dann Risse verschließen kann.

Jonker nennt seine Erfindung “Biobeton” und spricht selber von “Selbstheilungskräften”. Um die Bakterien im deaktivieren Zustand zu belassen, bis sie gebraucht werden, hat er sie in kleine, abbaubare Kapseln eingeschlossen. Wenn der Beton Risse bildet und Wasser in diese fließt, werden die Bakterien aktiviert und nehmen ihre Arbeit auf.

Reparatur-Spray für Gebäude

Der Prozess selber hat sich schon als praktikabel herausgestellt. Es wäre auch möglich, mit Hilfe der Bakterien eine Flüssigkeit herzustellen, die dann bei bereits existierenden Gebäuden zu Reparaturzwecken eingesetzt werden könnte.

Problematisch ist – wie so oft – allerdings der Preis. Jonkers Biobeton ist momentan knapp doppelt so teuer wie herkömmlicher Beton. Dies liegt vor allem an dem Preis des Calciumlaktats. Deshalb arbeitet Jonker mit seinem Team momentan daran, einen zuckerbasierten Nährstoff für die Bakterien zu entwickeln, was den Preis des Materials spürbar senken dürfte.

Der Biobeton könnte darüber hinaus die Wartungskosten von Brücken, Hochhäusern, Straßen und anderen Bauwerken deutlich senken. Möglicherweise würde sich der Einsatz dadurch trotz des hohen Preises für das Material bereits lohnen.

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