Biologische Beton-Reparatur

Rissbildungen sind im Beton unvermeidbar, nachhaltige Reparaturmethoden stecken derzeit allerdings noch in den Kinderschuhen. Mit dem Projekt „BioHeelCon“ könnte sich das bald ändern. Gemeinsam mit Unternehmenspartnern forscht das ACR-Institut OFI an vielversprechenden biologischen Behandlungsstrategien.

Beton ist ein beliebter Baustoff, der mit vielen Vorteilen überzeugt, aber auch anfällig für Risse ist. Sie verkürzen die Lebensdauer und machen teure Reparaturen erforderlich. Risse können sowohl im plastischen als auch im ausgehärteten Stadium auftreten, zu den häufigsten Ursachen zählen Schalungsbewegungen, Setzungen, Verwitterung, Trocknungsschrumpfung oder thermische Belastungen. Während Rissbildungen in der Regel nicht verhindert werden können, kommen verschiedene Techniken zum Einsatz, um entstandene Fugen wieder zu reparieren. Einige dieser Methoden, etwa die Verwendung von Chemikalien und Polymeren, haben sich allerdings als schädlich für Mensch und Umwelt erwiesen. Umso dringlicher ist die Suche nach Alternativen.

Mit dem Ziel, neue biologische und nachhaltige Behandlungsstrategien für Betonrisse in alten Gebäuden zu entwickeln, wurde das Projekt „BioHeelCon“ ins Leben gerufen, an dem auch das ACR-Institut OFI beteiligt ist. Dabei setzen die Forscher*innen auf mikrobiellen bzw. „selbstheilenden“ Beton. Die Ausgangsbasis bildet herkömmlicher Beton, dem Bakteriensporen, ein naturfaserbasiertes Trägermaterial und Calciumlactat zugesetzt werden. Entstehen nun strukturelle Mängel, sind die Bakterien in der Lage, das Calciumlactat zu Calciumcarbonat – auch bekannt als Kalkstein – zu verstoffwechseln. Vorhandene Risse werden durch die hervorgerufene biologische Reaktion wieder geschlossen.

Betonsäulen
Betonstufen

Im Rahmen des Projekts führen die Forscher* Versuche mit unterschiedlichen Trägermaterialien landwirtschaftlichen Ursprungs durch. Das notwendige Calciumlactat wird entweder selbst produziert oder käuflich erworben. Die Validierung der hergestellten Labormuster erfolgt am OFI, wobei mechanische, physikalische, chemische und mikrobiologische Methoden zur Anwendung kommen.

Hält der selbstheilende Beton, was er verspricht, profitiert davon längst nicht nur die Baubranche. Indem landwirtschaftliche Nebenprodukte wie Naturfasern genutzt werden, ergeben sich neue regionale Wertschöpfungspotenziale, die ganz im Zeichen der Kreislaufwirtschaft stehen. Durch die verlängerte Lebensdauer des Betons lassen sich Abfälle vermeiden, Neubauten sind nur noch bei groben strukturellen Mängeln notwendig. Sollte es dennoch einmal zu einem Hausabbruch kommen, sorgen die naturbasierten Rohstoffe für maximale Recyclingfähigkeit. In einer Zeit, in der die Bauwirtschaft aufgrund ihrer Umweltauswirkungen massiv unter Druck steht, kommt der selbstheilende Beton überaus gelegen. Einmal mehr zeigt sich, dass winzige Mikroorganismen für ganze Branchen Großes bewirken können.