Neues Mikroben-Duo heilt Risse in Beton aus
Forscher der Texas A&M University machen die bisher nötige Initialzündung von außen obsolet
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Stahlbetonbrücken: Diese sollen sich künftig von selbst heilen (Foto: wal_172619, pixabay.com) |
College Station/Lincoln (pte004/09.05.2025/06:15)
Als selbstheilender Beton gerühmter Baustoff wird oft erst aktiv, wenn beispielsweise Menschen Nährstoffe in Risse sprühen, die die Heilungskräfte von Mikroorganismen wecken. Diesen oft mühseligen Schritt hat Congrui Grace Jin von der Texas A&M University überflüssig gemacht. Ihr zufolge kann die mikrobielle Reparaturkolonne selbstständig tätig werden, sobald ein Riss auftritt.
Cyanobakterien und Fadenpilze
Gemeinsam mit Kollegen der University of Nebraska-Lincoln hat sie ein System entwickelt, bei dem Cyanobakterien und Fadenpilze in den frischen Beton eingerührt werden. Sobald dieser abbindet, also hart wird, verfallen die Mikroorganismen gewissermaßen in einen Winterschlaf, was nicht bedeutet, dass die Umgebung kalt sein muss. Erst wenn sich ein Riss auftut, werden sie wach. Die Cyanobakterien wandeln, sobald sie mit Sonnenlicht und Luft in Berührung kommen, das darin enthaltene CO2 in einen Nährstoff um, der von den Fadenpilzen verschlungen wird.
Dieser beginnt unverzüglich Mineralien zu produzieren, die den Riss schließen, sodass weder Wasser noch aggressive Bestandteile der Luft eindringen können. Beide zerstören, wenn sie tief genug gelangen, den Armierungsstahl, der für die Zugfestigkeit des Betons verantwortlich ist. Brücken stürzen ein, wenn dieser Stahl korrodiert und entscheidend an Masse verliert. In Labortests hat das Mikroben-Duo seine Aufgabe bereits gelöst. Da es schon bei kleinsten Rissen aktiv wird, muss es nur wenig Material produzieren, um sie zu schließen - eine Aufgabe, die selbst Mikroorganismen bewältigen können.
Milliarden-Einsparungen möglich
Selbstheilender Beton könnte die Wartungskosten erheblich senken, die Lebensdauer verlängern und durch erhöhte Sicherheit sogar Leben schützen. Das könnte dramatische Auswirkungen auf alle Bereiche des Bauens haben. Denn das aktuell noch nötige, rechtzeitige Aufspüren von Rissen, bevor sie Leben gefährden, ist eine risikoreiche und kostspielige Herausforderung. Allein in den Vereinigten Staaten werden jährlich Dutzende Milliarden Dollar für die Instandsetzung der Betoninfrastruktur ausgegeben.
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