Zeitung Heute : Eine Knautschzone für die Garage Spezielle Betonmatten erhöhen die Sicherheit

Fred Winter

In die Jahre gekommen, und doch ewig jung: Die Geschichte von Beton als Baustoff reicht bis in die römische Antike zurück. Auch im Mittelalter wurde Mörtelkalk häufig verwendet. 1755 fand der Engländer John Smeaton heraus, dass bei bestimmten Anteilen von Ton der mit Wasser angerührte Kalk rasch aushärtet. Es folgte die Entwicklung moderner Zementbaustoffe, bis 1867 das erste Patent für Stahlbeton erteilte wurde.

Seitdem dominiert Beton die Architektur. Doch der alte, bewährte Baustoff scheint sich immer wieder zu verjüngen. „Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten des Betons sind längst nicht ausgereizt“, sagt Bernd Hillemeier, Experte für Baustoffe an der TU Berlin. „Wir entwickeln gerade einen besonders zähen Beton, der als Knautschzone für Gebäude dienen könnte, etwa zum Schutz gegen innere Explosionen oder äußere Angriffe.“

Dafür flechten Hillemeier und sein Team aus zahllosen verschlungenen Stahlfasern eine Matte, die anschließend mit einem wasserarmen Beton ausgegossen wird. „Wir nutzen einen Superverflüssiger“, erläutert André Brendike, Mitarbeiter in Hillemeiers Forschergruppe. „Dieser Zusatzstoff macht den Beton so flüssig, dass er auch kleinste Zwischenräume zwischen den Stahlfasern füllt, ohne Luftblasen zu hinterlassen.“ Der Beton verdichtet sich selbst und ist zudem frostbeständig. Eine Platte, die in den Versuchslaboren der Baustoffforscher auf Herz und Nieren geprüft wurde, erwies sich als extrem zäh: Ein 100 Kilogramm schweres Fallgewicht schaffte es nicht, die vier Zentimeter starke Platte zu zerstören. „Die Stahlfasern nehmen sehr viel Energie auf, ähnlich wie Deformatoren in einem Auto, die bei einem Aufprall verbogen werden “, sagt Hillemeier.

Dieser mikrobewehrte Beton ließe sich in Form von Matten auch nachträglich aufbringen, beispielsweise, um die Stützen einer Tiefgarage gegen rammende Fahrzeuge zu sichern. Ein anderer Einsatzort könnten Kraftwerke sein, wo riesige Turbinen mit enormer Drehzahl laufen. „Aufgrund von Materialfehlern kam es schon vor, dass sich eine solche Turbine selbst zerstörte“, berichtet Hillemeier. „Tonnen schwere Teile krachten dann in die Wände und drohten, die Turbinenhalle zum Einsturz zu bringen.“ Der Spezialbeton könnte das verhindern.

Zugleich forschen die Wissenschaftler an einer weiteren Sicherheitslücke, die in vielen Gebäuden klafft. Bricht im Innern ein Brand aus, wird der Baustahl infolge der hohen Temperaturen weich. Er glüht aus und gibt dem Druck der Gebäudekonstruktion nach. Auch der Beton leidet: „Ab 600 Grad Celsius ist die Festigkeit des Betons definitiv am Ende, weil sich dann die Carbonate zersetzen“, sagt Hillemeier. Die TU-Forscher haben deshalb einen Brandschutz aus so genannten Geopolymeren entwickelt, der bis 1350 Grad Celsius aushält. Das Material besteht aus einer keramischen Verbindung von Siliziumoxid und Aluminiumoxid. Es lässt sich auf beliebige Oberflächen spritzen und härtet innerhalb von 15 Sekunden aus. Die Schutzschicht eignet sich nicht nur für Beton oder Stahl, sondern auch für tragende Bauteile aus Kohlefasern, die sehr schnell brennen.

Allerdings gibt es ein Problem: „Weil die Geopolymere so schnell aushärten, setzen sich die Düsen der Spritzgeräte rasch zu“, sagt Hillemeier. Es bleiben nur wenige Sekunden, um das honigartige Material mit einem Pulver unter hohem Druck zu vermischen und herauszuspritzen. Aber auch dabei stehen die Wissenschaftler vor einem Durchbruch. Das neue Verfahren soll in Kürze zum Patent angemeldet werden. Fred Winter

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