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pte20210219004 Bauen/Wohnen, Forschung/Entwicklung

Beton heilt Risse künftig komplett selbst

Bakterien der Art Bacillus cohnii füllen Beschädigungen mit Calciumkarbonat von alleine auf


Künstliche Rissbildung in einem Betonblock zu Testzwecken (Foto: dvfu.ru/en)
Künstliche Rissbildung in einem Betonblock zu Testzwecken (Foto: dvfu.ru/en)

Wladiwostok (pte004/19.02.2021/06:15) - Ingenieure des Polytechnischen Instituts der Far Eastern Federal University (FEFU) http://dvfu.ru/en haben einen selbstheilenden Beton entwickelt, der Risse mit einer Breite von 0,2 bis 0,6 Millimeter binnen 28 Tagen schließt. Die Reparaturarbeit leisten Bakterien (Bacillus cohnii). Die Forscher reichern das Wasser, dem Sand, Kies und Zement zugefügt wird, mit diesen Bakterien an.

Gut für Erdbeben-Regionen

Die Mikroorganismen überleben viele Jahre in den Poren des Betons. Wenn sie aufgrund von Rissen mit dem Sauerstoff der Luft und Feuchtigkeit in Berührung kommen, beginnt ihr Stoffwechsel wieder zu arbeiten. Sie atmen Kohlendioxid aus der Luft ein und scheiden Calciumkarbonat aus, das kristallisiert und die Risse schließt. Nach getaner Arbeit halten sie wieder Winterschlaf.

Die Bakterien können dank ihrer Regenerierungsfähigkeit die Lebenszeit eines Bauwerks aus Beton überleben und es in dieser Zeit rissfrei halten. Das ist besonders wichtig für erdbebengefährdete Regionen. Schon leichtere Erdbewegungen können zu Rissen in Betongebäuden führen, die sich meist weiter ausbreiten. Eindringendes Wasser lässt den Stahl im Inneren rosten, sodass er sich mit der Zeit auflöst und das Bauwerk einzustürzen droht. In Regionen mit zeitweise starkem Frost ist die Gefahr besonders groß.

Reparaturen künftig vermeiden

"Die Nachfrage nach Materialien mit der Fähigkeit zur Selbstdiagnose und Selbstreparatur ist groß", so die Erfahrung von Projektleiter Roman Fediuk. "Dank der im Beton arbeitenden Bakterien können technisch komplexe und teure Reparaturverfahren reduziert oder vermieden werden." Die Bakterien lassen sich im Labor in großen Mengen kultivieren. Die Nährstoffe wurden so gewählt, dass sich die Mikroorganismen schon zuvor an die rauen Bedingungen im ausgehärteten Beton gewöhnen und das gewünschte Produkt, Calciumkarbonat, in möglichst großen Mengen freisetzen, wenn die Umgebungsbedingungen es zulassen.

(Ende)
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