Selbstheilender Beton könnte die Bauwirtschaft grundlegend verändern. Amerikanische Forscher haben nach dem Vorbild von römischem Beton eine Technologie entwickelt, die kleine Risse selbstständig schließen und die Lebensdauer von Betonbauwerken um 50 Prozent verlängern soll. Gleichzeitig könnten die CO2-Emissionen deutlich sinken. Für Bauunternehmen verspricht der neue Betonzusatz zufriedenere Kunden mit langlebigeren Bauwerken und einen entscheidenden Vorteil: Bestehende Abläufe müssen dafür kaum verändert werden.
Beton gehört zu den wichtigsten Baustoffen weltweit, verursacht jedoch erhebliche CO2-Emissionen und hohe Sanierungskosten bei Witterungsschäden. Eine Technologie nach dem Vorbild des römischen Betons könnte daran etwas ändern. Das aus der US-Universität Massachusetts Institute of Technology (MIT) hervorgegangene Startup Dmat hat einen Betonzusatz entwickelt, der kleine Risse selbstständig schließen und die Lebensdauer von Betonbauwerken deutlich verlängern soll. Gleichzeitig könnten die CO2-Emissionen erheblich sinken. Die verantwortliche Grundlage der Entwicklung sind Forschungen von MIT-Professor Admir Masic zum antiken römischen Beton. Viele römische Bauwerke überdauern seit Jahrtausenden, obwohl sie ohne moderne Betontechnologie errichtet wurden. Untersuchungen zeigten einen entscheidenden Mechanismus: Entstehen Risse, können sich im Material vorhandene Calciumverbindungen lösen und anschließend neu kristallisieren. Dadurch werden kleinere Öffnungen wieder verschlossen. Auf Basis dieser Erkenntnisse entwickelten die Forscher neue Betonrezepturen mit gezielt enthaltenen kalkreichen Bestandteilen. Tests zeigten laut MIT Verbesserungen bei mechanischen Eigenschaften und Dauerhaftigkeit.
Selbstheilender Beton verlängert Lebensdauer
Dmat überführte die Forschung in einen Betonzusatz für die Baupraxis. Nach Angaben des MIT soll die Technologie die Lebensdauer von Betonbauwerken um 50 Prozent erhöhen. Gleichzeitig sollen die CO2-Emissionen auf 40 Prozent gegenüber herkömmlichem Beton sinken. Damit könnte der selbstheilende Beton insbesondere bei langlebigen Infrastrukturprojekten interessant werden, bei denen Instandhaltung und Sanierung erhebliche Kosten verursachen.
Entscheidend für Bauunternehmen und Betonhersteller ist dabei die Integration in bestehende Abläufe. Die Zusatzstoffe können Beton und Mörtel bei der Herstellung beigemischt werden. Dmat liefert außerdem projektspezifische Rezepturen und hat inzwischen auch vorgemischte Mörtel für die Betoninstandsetzung entwickelt. Die Technologie wurde nach Angaben des Unternehmens bereits für unterirdische Wasserbehälter, Straßenbarrieren und Verkehrsflächen in Italien und der Schweiz eingesetzt. Auf der Schweizer Autobahn N13 kam zudem ein Reparaturmörtel zum Einsatz, der bei kleinen Rissen Selbstheilung ermöglichen soll.
Römischer Beton für moderne Baustellen
Ein Vorteil gegenüber anderen Ansätzen für selbstheilenden Beton könnte die vergleichsweise einfache Anwendung sein. Während andere Technologien beispielsweise mit Bakterien oder Polymeren arbeiten, setzt Dmat auf Materialien, die in der Betonindustrie bereits bekannt sind. Damit soll sich die Lösung leichter skalieren lassen. „Wir können nun ein äußerst preisgünstiges, selbstheilendes Produkt anbieten, das einfach zu implementieren und weltweit erhältlich ist“, erklärt Masic. Besonders wichtig sei, dass Unternehmen ihre etablierten Prozesse nicht grundlegend verändern müssten. Damit reicht das Potenzial über eine höhere Dauerhaftigkeit hinaus. Längere Nutzungszeiten könnten den Sanierungsbedarf reduzieren und zugleich den Ressourcenverbrauch im Betonbau senken. Angesichts des hohen weltweiten Betonverbrauchs könnte eine solche Technologie deshalb sowohl wirtschaftlich als auch beim klimafreundlicheren Bauen an Bedeutung gewinnen.
