Klimaschutz durch selbst vorspannenden Beton
Neue Betonsorten sollten länger halten, weniger Treibhausgase erzeugen und möglichst so stabil sein, dass man schlankere – sprich: materialsparende – Strukturen bauen kann. Könnte ein sich selbst vorspannender Beton die Lösung sein?
Forscher experimentieren mit Stahlbeton-Elementen, die nicht hydraulisch, sondern mittels Wärme gespannt werden. Moslem Shahverdi aus der Empa-Abteilung „Ingenieur-Strukturen“ möchte nun noch einen Schritt weitergehen: Kleine, zwei bis drei Zentimeter lange Drahtstücke werden im Beton verteilt.
Beton, der sich von selbst vorspannt
Erhitzt man diese Drähte, die aus einer speziellen Legierung bestehen – so genannte Formgedächtnislegierungen („shape memory alloys“, SMA) –, dann ziehen sie sich zusammen. So könnte Beton entstehen, der sich „auf Knopfdruck“ in allen Raumrichtungen von selbst vorspannt. Und sehr viel stärker und dauerhafter wäre als herkömmlicher Stahlbeton, wie wir ihn seit 140 Jahren nutzen.
Forschende aus zwei weiteren Empa-Abteilungen unterstützen Shahverdi: Experten der Abteilung „Beton und Asphalt“ entwickeln Betonmischungen mit einem geringerem CO2-Fussabdruck. Und Kolleginnen und Kollegen der Abteilung „Mechanical Systems Engineering“, die auf die Berechnung der Festigkeit kleiner und grosser Bauteile spezialisiert sind, können Shahverdi mit Hilfe sogenannter Finite-Elemente-Simulationen besonders vielversprechende Versuchsanordnungen vorschlagen. Dadurch lässt sich die Anzahl der tatsächlichen Experimente deutlich senken, die Forscher kommen schneller ans Ziel.
Weitere Informationen auf der Empa-Website.