Innovativer Zement hält Gebäude effektiv kühl

Ingenieure der Southeast University verwenden winzige reflektierende Kristalle eines Minerals

So halten die neuen Zementplatten Gebäude effektiv kühl (Illustration: Science Advances)

Nanjing/West Lafayette (pte002/25.08.2025/06:05)

Materialwissenschaftler der Southeast University haben einen neuen Zement für Hausfassaden entwickelt, der die Wärmestrahlen der Sonne effektiv reflektiert. In der Folge bleibt es im Inneren auch bei sommerlicher Hitze kühl. Das Material soll sogar Wärme, die sich eingeschlichen hat, an die Umwelt abgeben, was zusätzlich zur automatischen Klimatisierung des Gebäudes beiträgt.

Ettringit-Kristalle gegen Wärme

Normalerweise absorbiert Baumaterial auf Zementbasis die Infrarotstrahlung der Sonne und speichert diese als Wärme, wodurch die Temperatur im Inneren eines Gebäudes steigt. Das ungewöhnliche Verhalten des neuen Zements beruht darauf, dass die Oberfläche mit winzigen reflektierenden Kristallen eines Minerals namens Ettringit übersät ist. Diese bilden sich im Zement beim Abbinden, wenn zuvor Sulfat zugesetzt wird.

Das Ausgangsmaterial wird fein gemahlen und mit Wasser versetzt. Den so entstandenen Brei haben die Forscher auf eine Silikonfolie mit winzigen Vertiefungen aufgebracht. In diese Löcher wuchsen die Ettringit-Kristalle hinein. Mit den so entstandenen Platten bedeckten Fachleute der Purdue University in West Lafayette im US-Bundesstaat Indiana ein Hochschulgebäude. Anschließend entfernten sie die Folie, sodass sie erneut zur Plattenherstellung genutzt werden konnte.

Das Effekt kann sich sehen lassen: Unter der starken Mittagssonne war deren Oberfläche um 5,4 Grad Celsius kühler als die Umgebungsluft. Die Wissenschaftler unterzogen das Material außerdem strengen mechanischen, umwelttechnischen und optischen Haltbarkeitstests. Details zum neuen Zement sind in der US-Fachzeitschrift "Science Advances" nachzulesen.

CO2 aus Herstellung kompensiert

Die US-Forscher haben zudem die Auswirkungen des Materials auf die Umwelt untersucht. Demnach kompensieren die Einsparungen an Energie für die Klimatisierung über einen Zeitraum von 70 Jahren die CO2-Emissionen komplett, die bei der Zementherstellung angefallen waren. Dabei gingen die Ingenieure allerdings davon aus, dass die Klimaanlage ausschließlich mit Strom aus fossilen Kraftwerken betrieben wird.

Derzeit fließen 40 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs in die Klimatisierung von Gebäuden - sowohl Kühlung als auch Heizung. Dieser Anteil könnte mit dem kühlenden Beton deutlich verringert werden. Allerdings würde das Material auch die Wärmestrahlen der Wintersonne reflektieren, was zu höherem Heizbedarf führen würde. Das Material ist demnach für klimatisch gemäßigte Zonen weniger geeignet.

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