Neues bau-material: 17-fach resistenter als herkömmlicher zement
Ein Team von Wissenschaftlern der Princeton-Universität in den USA hat ein innovatives Bau-Material entwickelt, das bis zu 17 Mal stärker gegen Risse ist als herkömmlicher Zement. Die Lösung basiert auf der Imitation von Naturmustern, wie sie in Muschelschalen auftreten.
Die schwäche des zements
Obwohl Zement ein effizientes und vielfältiges Baustoff ist, hat es einen entscheidenden Nachteil: Es ist rígide und reagiert sensibel auf Risse. Wenn eine Fehlstelle auftritt, tendiert der Zement dazu, sich unkontrolliert auszubreiten und die Struktur zu gefährden.
Das bedeutet nicht nur ein technisches Problem, sondern auch ein wirtschaftliches. Denn die tatsächliche Haltbarkeit des Materials prägt den Unterhalt von Infrastrukturen direkt und beeinflusst den Kostenfaktor.
Näher zum natürlichen vorbild
Das Forscherteam hat sich an das Muster von Muschelschalen orientiert, die sich durch eine besondere Struktur auszeichnet. Statt einheitlich zu sein, sind diese Schalen aus einer Vielzahl vonlagenen Schichten aufgebaut, die sich in ihrer Härte unterscheiden.
Wenn ein Muschelgehäuse einen Schlag aushält, brechen die weichen Zwischenlagen ein und verteilen die Energie. Dadurch verlieren die Risse an Schwung, bevor sie sich weiter ausbreiten können. Dieses Prinzip soll nun in Zementschlämern nachgeahmt werden.
Das Ergebnis ist ein Material, das statt auf Härte auf Flexibilität und die Fähigkeit setzt, Energie zu absorbieren und zu verteilen. Dadurch kann es Risse besser aushalten und sich anpassen, anstatt sich plötzlich zu zersplittern.
Auswirkungen auf die bauwelt
Der neue Zement ist noch in der Forschungsphase und muss noch einige Hürden überwinden, bevor er auf dem Markt erhältlich ist. Doch wenn er erfolgreich etabliert wird, könnte er die Bauindustrie revolutionieren.
Strukturen, die aus diesem Material gebaut werden, sollten nicht nur langlebiger sein, sondern auch weniger instandsetzungsfreudig. Das bedeutet geringeren Unterhalt, weniger Reparaturen und – in der langen Folge – auch eine reduzierte CO2-Bilanz, da weniger Neuproduktion nötig wird.
Insgesamt könnte dies ein wichtiger Schritt in Richtung auf nachhaltige und effiziente Bauweise sein. Denn wenn die Bauindustrie sich stärker an Naturmustern orientiert, könnte sie nicht nur die Umweltbelastung reduzieren, sondern auch die Sicherheit von Gebäuden erhöhen.