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Bakterien stopfen Risse: Bio-Beton aus russischem Labor

© CC0 / TaniaRose / PixabayRiss im Beton (Symbolbild)
Riss im Beton (Symbolbild) - SNA, 1920, 17.02.2021
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Selbstheilender Beton ist die Zukunftstechnologie der Bauwirtschaft. Russische Forscher haben gemeinsam mit Kollegen aus Indien und Saudi-Arabien in einem Versuch einen Baustoff erprobt, dessen Risse wie von alleine verheilen. Diese Technik kann die Lebensdauer von Bauwerken fast vervierfachen.
Unter enormem Druck einer Presse reißt ein Betonklotz, die darin enthaltenen Mikroorganismen „erwachen“ durch Sauerstoff und Feuchtigkeit zum Leben und produzieren einen kristallinen Feststoff: Kalziumcarbonat (CaCO3). Dieser verfüllt die entstandenen Risse. Forschern vom Polytechnischen Institut der Fernöstlichen Föderalen Universität in Wladiwostok (DWFU) ist es gemeinsam mit Kollegen aus Indien und Saudi-Arabien gelungen, dieses Verfahren in einem Versuch zu erproben.
„Was wir in diesem Versuch gemacht haben, entspricht internationalen Trends in der Bauwirtschaft. Es gibt in der Branche den Bedarf nach ‚lebenden‘ Materialien mit der Fähigkeit zur Selbstdiagnose und Selbstregeneration, um technisch aufwendige und kostspielige Instandsetzungen zu vermeiden“.
Roman Fedjuk
Professor für Bauingenieurwesen an der DWFU, laut einer Mitteilung der Universität
Beim Erzeugen des Betons, der im Versuch eingesetzt wurde, war eine wässrige Lösung mit der Bakterienkultur Bacillus cohnii verwendet worden. Diese Mikroorganismen produzieren bei Sauerstoff- und Feuchtigkeitskontakt das kristalline Kalziumcarbonat. Auf diese Weise konnten im Experiment nach Angaben der Forscher mehrere Risse mit einer Breite von 0,2 bis 0,6 Millimeter innerhalb von 28 Tagen verfüllt werden. Das Material erhielt seine ursprüngliche Festigkeit zurück; die Bakterien sind nach der Verfüllung der Risse wieder „eingeschlafen“.
Die Mikroorganismen können bis zu 200 Jahre lang im Beton überleben. Zumindest theoretisch könnte dann auch das Bauwerk entsprechend lange erhalten bleiben. Damit würde dessen Lebensdauer fast vervierfacht werden, denn heute dient herkömmlicher Beton 50 bis 70 Jahre lang.
Wichtig wäre der Einsatz von selbstregenerativem Beton vor allem in Gebieten mit hoher seismischer Aktivität und in niederschlagsreichen Regionen mit hoher Luftfeuchtigkeit. Da die Bakterien die Mikroporen im Beton ausfüllen, gelangt auch weniger Feuchtigkeit in das Baumaterial, heißt es in der Mitteilung der Hochschule.
Im nächsten Schritt wollen die Forscher von der DWFU einen durch mehrere Bakterienarten verstärkten Beton testen, der über kürzere Regenerationszeiten verfügen soll.
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