Beton nachhaltiger machen

Forschende des KIT geben Überblick, wie Beschichtungen die Eigenschaften von Beton verbessern können
Dreidimensionale Illustration eines Betonwürfels, im Hintergrund Molekülmodelle als Symbole für Oberflächenbeschichtungen raumkontakt, Karlsruhe
Beschichtungen, beispielsweise mit Seltenen Erden, können die Beständigkeit von Beton erhöhen. Experten des KIT haben den aktuellen Forschungsstand zusammengefasst.

Zementgebundene Baustoffe, insbesondere Betone, sind heute unverzichtbar – ihre Herstellung verursacht jedoch erhebliche CO2-Emissionen. Durch eine zusätzliche Beschichtung der Oberfläche kann ihre Dauerhaftigkeit und damit auch die Nachhaltigkeit weiter verbessert werden. Weltweit wird daran geforscht – das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gilt als ein Kompetenzzentrum. In einem Übersichtsartikel für die Royal Society of Chemistry haben Experten des KIT nun den Stand der Forschung zusammengefasst.

Leistungsfähigkeit verschiedener Methoden im Überblick

„Wir vergleichen die Leistungsfähigkeit verschiedener Oberflächenbeschichtungen“, sagt Professor Frank Dehn vom Institut für Massivbau und Baustofftechnologie des KIT, einer der Autoren des Artikels. „Alle haben ihre Vor- und Nachteile. Organische Beschichtungen wie Epoxidharze sind flexibel und anpassungsfähig, können sich aber unter Umwelteinflüssen zersetzen. Anorganische Beschichtungen wie Silikatbeschichtungen sind chemisch beständig und langlebig, aber weniger flexibel und ästhetisch eingeschränkt.“ Auch Nanomaterialien, also extrem kleine Partikel mit außergewöhnlichen Eigenschaften, könnten eingesetzt werden, erläutert Dehn: „Graphen oder Nano-Silica erhöhen die mechanische Festigkeit von Beton und verbessern seine Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse, manchmal sogar mit selbstheilenden Eigenschaften.“ Herausforderungen seien jedoch die gleichmäßige Verteilung, die Skalierbarkeit für großflächige Anwendungen und Umweltbedenken hinsichtlich der Freisetzung von Nanomaterialien.

Beschichtung mit Seltenen Erden vereint Vorteile

Einen besonders vielversprechenden Ansatz sehen die Autoren darin, Seltene Erden in die Betonoberfläche einzubringen. Diese Methode kann sowohl die Beständigkeit von Beton erhöhen als auch weitere Vorteile von organischen und anorganischen Beschichtungen kombinieren. „Am KIT forschen wir beispielsweise an einer Europium-Beschichtung, die wasserabweisende Eigenschaften erzielt, während die Umweltbelastung gleichzeitig minimal bleibt“, so Dehn.

mhe, 03.07.2024