Programmierbarer“ Zement macht Beton widerstandsfähiger
Forscher haben einen Weg gefunden, Zementpartikel so zu "programmieren", dass daraus produzierter Beton widerstandsfähiger und weniger porös wird.
Zudem ist die Technologie umweltfreundlicher, weil durch die veränderte Struktur der Einsatz von weniger Zement erforderlich ist.
Nanoskalige Kristallisation von C-S-H
Für ihre Untersuchungen beobachteten die Forscher der Rice University die nanoskalige Kristallisation von Kalziumsilikat-Hydrat-Zement (C-S-H). Die Informationen nutzten sie, um Zementpartikel in bestimmten Formen zu erschaffen. Normalerweise sind die Partikel eher tropfenförmig, aber diejenigen der Forscher bilden Rhomboeder, Kernschalen, rechteckige Prismen oder Würfel.
Größe und Form gezielt steuern
Um die Partikel dazu zu bringen, die speziellen Formen zu bilden, nutzte das Team Tenside und Kalziumsilikat mit positiver oder negativer Ladung. Anschließend setzten sie die Mischung Kohlendioxid und Ultraschallwellen aus. Indem sie die Menge an Kalziumsilikat veränderten, konnten sie die Formen der Partikel variieren. Eine Abnahme des Kalziumsilikats führte zu mehr sphärischen Partikeln und kleineren Würfeln, während die Vermehrung zur Bildung von verklumpten Kugeln und ineinandergreifenden Würfeln führte. Weitere Veränderungen konnte das Team hervorrufen, in dem Temperatur und Dauer des Prozesses verändert wurden.
Kommerzielle Nutzung offen
Statt die Festigkeit des Betons am fertigen Produkt zu testen, setzten die Forscher die Zementpartikel einem Diamantbohrer aus und gewannen so deutlich mehr Daten. Ob und wann es zu einer kommerziellen Nutzung des neuen Betons kommen wird, ist bisher noch unklar.