Selbstheilender Beton als Revolution am Bau

News | Jennifer Brandt | 05.05.2015
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Foto: Europäisches Patentamt

Beton ist heutzutage noch einer der meist gebrauchten Materialien am Bau. Dennoch ist Beton auch für seine Anfälligkeit für Schäden bekannt, welche leider immer wieder hohe Reparaturkosten verursachen. Umso erfreulicher ist es, dass es nun eine Neuentwicklung gibt – den selbstheilenden Beton. Wenn sich diese Revolution langfristig bewährt und auch preislich attraktiver wird, so wird diese neue Art von Beton den herkömmlichen auf jeden Fall ablösen.

Auch wenn man immer wieder behauptet, dass im Bauwesen kaum Innovationen eingeführt werden, gibt es genügend Gegenbeispiele. Doch während Maxit mit dem Mörtelpad eher den Bauablauf optimiert, wurde jetzt eine echte Innovation im Betonbau präsentiert. Denn bei der Verarbeitung von Beton zeigt sich im Laufe der Jahre immer wieder, dass Beton zwar ein sehr guter Baustoff ist, doch aber der Zahn der Zeit durchaus seine Spuren hinterlässt. So entstehen meist Risse im Beton, die am Ende dafür sorgen, dass Bauwerke in ihrer Stabilität bedroht sind.

Hendrik Jonkers schafft hier mit seiner einzigartigen, patentierten Erfindung Abhilfe. Jonkers hat nämlich den Bio-Beton entwickelt, der sich durch seine selbstheilende Fähigkeit auszeichnet. Dabei überrascht es nicht unbedingt, dass hier ein Mikrobiologe statt einem Ingenieur am Werk war. Weil es sich bei diesem selbstheilenden Beton wirklich um eine Revolution handelt, wurde Jonkers aktuell auch für den Europäischen Erfinderpreis nominiert. In der Kategorie „Forschung“ tritt er dabei gegen zwei weitere Finalisten an. Am 11. Juni 2015 wird in Paris entschieden, ob Jonkers sich über den Preis freuen kann.

Natürlich fragt man sich, woran sich Junkers bei seiner Forschung orientiert hat und wie das Ganze in der Praxis funktionieren soll. Die Antwort erscheint gänzlich einfach. Inspiration Jonkers‘ Arbeit war der menschliche Körper. So waren es vor allem Knochenbrüche, deren Verheilung für Jonkers besonders interessant waren und ihm eine Basis für seine Forschungsarbeit bot.

Auf den Beton angewendet, entwickelte Jonkers dann Bakterien, die bis zu 200 Jahre in der Betonstruktur überleben können und dann im Fall von Schäden am Beton ihre Arbeit leisten. Das bedeutet im Detail, dass die Bakterien zu gegebener Zeit – nämlich wenn durch kleinste Risse Wasser in den Beton eintritt – Kalkstein produzieren, der dann für die Selbstheilung des Betons sorgt. Die dabei eingesetzten Bakteriengattungen sind Bacillus pseudofirmus und B. cohnii. Bei der Kalksteinproduktion verbrauchen die Bakterien außerdem Sauerstoff, der dann wiederum dafür sorgt, dass der Stahlbeton von innen nicht korrodiert.

Insgesamt hat Jonkers mit seinem Forscherteam drei unterschiedliche bakterienhaltige Betonmischungen entwickelt. Der selbstheilende Beton ist dabei in jedem Fall der komplexeste unter ihnen, da er bereits bei der Produktion mit den Bakterien versetzt ist. Darüber hinaus gibt es dann noch den Reparaturmörtel und die flüssige Reparaturlösung, welche erst bei akuten Beschädigungen auf den jeweiligen Stellen aufgetragen werden.

Für die Produktion des selbstheilenden Betons werden Sporen in zwei bis vier Millimeter großen Tonpellets eingekapselt, die dann der Betonmischung beigefügt werden. Gleichzeitig wird extra eingeschlossener Stickstoff, Phosphor und ein Nährstoff auf Kalziumlakat-Basis beigemengt. Und obwohl die Bakterien letztlich durch eindringendes Wasser aktiv werden, geschieht dies nicht schon bei der Betonherstellung selbst, der schließlich Wasser beigegeben wird. Wirklich erst im bestehenden Bau entstehende Risse lassen die Bakterien aktiv werden. Daher eignet sich der Bio-Beton vor allem für Bauwerke, die langfristig Witterungen ausgesetzt sind und damit besonders anfällig für Schäden sind.

Bevor Jonkers sein Produkt auf den Markt gebracht hat, führte er Langzeittests durch, die an einem eigens dafür gebauten Gebäude vorgenommen wurden. Natürlich ist der Bio-Beton preislich nicht vergleichbar mit handelsüblichem Beton. Und auch wenn man natürlich durch den neuartigen Beton sehr wohl Geld spart, da kostspiele Instandhaltung und Reparaturen entfallen. So arbeitet Jonkers bereits an einer Lösung, die das Produkt auf jeden Fall noch attraktiver macht und sich lediglich noch in geringem Maß von dem Preis herkömmlichen Betons unterscheidet.

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