Rissfester Beton: Neuer Verbundwerkstoff lernt von Muscheln
Nachhaltigkeit und Langlebigkeit sind heute entscheidende Eigenschaften von Beton. Forscher der Princeton-University haben einen neuen Verbundwerkstoff entwickelt, der Beton 17-mal rissfester und 19-mal dehnbarer macht. Inspiriert von natürlichem Perlmutt, könnte dieser Baustoff die Bauwirtschaft revolutionieren, Bauwerke langlebiger und sicherer machen sowie die Instandhaltungskosten senken.
Inspiration aus der Natur
Der neue Werkstoff basiert auf den Eigenschaften von Perlmutt, das aus sechseckigen Aragonitplatten und einem weichen Biopolymer besteht. Diese Kombination verleiht dem Material sowohl Festigkeit als auch Flexibilität. Die Forscher übertrugen diese Struktur auf Beton und entwickelten einen Werkstoff, der besonders rissfest und dehnbar ist.
Vergleichende Studien
In ihrer Studie verglichen die Forscher drei Varianten von Zement-Polymer-Balken mit klassischem Zement. Die Varianten bestanden aus Schichten von Zementstein und Polymer, sechseckigen Rillen im Zementstein sowie sechseckigen Zementsteinformen, verbunden durch Polymer. Alle drei Varianten waren rissfester als herkömmlicher Beton.
Erfolgreichste Variante
Die erfolgreichste Variante bestand aus sechseckigen Zementsteinplatten, die durch Polymere verbunden waren. Diese Struktur war 17-mal rissfester und 19-mal dehnbarer als gewöhnlicher Zement. Sie erreichte fast die gleiche Festigkeit wie massiver Zementleim und könnte die Grundlage für die Produktion von rissfestem Beton bilden.
Zukünftige Anwendung
Obwohl die bisherigen Ergebnisse vielversprechend sind, wurden sie nur unter Laborbedingungen erzielt. Weitere Forschung ist notwendig, um die Techniken für den praktischen Einsatz zu optimieren. Dann könnte dieser besonders rissfeste Beton eines Tages die Bauwerke deutlich langlebiger machen.
