Nano-Beton, Solarzellen-Beton und Katzenaugen-Beton

Nano-Beton, Solarzellen-Beton und Katzenaugen-Beton

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Teaserbild-Quelle: © BAU KUNST ERFINDEN/Klussmann/Klooster

Welche neuen Werkstoffe man mit Beton zaubern kann, zeigen diese neuen Entwicklungen, die bauwelt.ch entdeckt hat.

Beton: hart, grau und langweilig? Mitnichten. Denn obwohl die Ausgangsmaterialien: Gesteinskörnung, Zement (Kalkstein, Mergel und Gips) und Wasser eher unspektakulär sind, wurde schon in der Vergangenheit viele verschiedene Betonmischungen mit den unterschiedlichsten Eigenschaften entwickelt, doch mithilfe der Nanotechnologie und anderen spezifischen Weiterentwicklungen wird das «graue Gold» zum Hightech-Material.

Nano-Beton

Weltweit wird an nachhaltigeren, energieffizienteren Baustoffen geforscht, die für die Energiewende bedeutsam sind. So auch in unserem nördlichen Nachbarland, in dem kürzlich eine Chemiedoktorandin der Universität Siegen mit ihrer Entwicklung, einem Dreiphasen-Schaumbeton, den Förderpreis der Deutschen Bauchemie e. V. erhalten hat. Christina Krämer, so heisst die junge Dame, hat die üblichen Zweiphasenschäume durch eine dritte Phase ergänzt, in der sie Nanopartikel in den Schaumbeton eingearbeitet hat. Durch die Nanotechnologie seien die Schäume stabilisiert und hätten eine höhere Festigkeit – gleichzeitig lasse er sich gut Mörtel und Putz anbringen. Krämers Doktorvater Reinhard Trettin erklärt: «Der Schaum stabilisiert sich durch die Nanopartikel und wird durch die Reaktion von Zementpartikeln mit den Nanopartikeln nochmals stabiler». Diesen neuartigen Beton müsse man darüber hinaus nicht mehr, wie Zweiphasen-Schaumbeton an speziellen Orten produzieren, sondern man könne ihn überall - auch auf der Baustelle - herstellen. Das führe zu mehr Nachhaltigkeit und geringeren Kosten. Der Dreiphasen-Schaumbeton könne eigentlich überall im Gebäude eingesetzt werden: Als Material für die Schall- und Wärmedämmung, für den Innenausbau eines Gebäudes oder für die Fassaden.

Solarzellen-Beton

Der deutsche Architekt Thorsten Klooster und die Kunstprofessorin Heike Klussmann entwickelten an der Universität Kassel einen Beton namens «DysCrete», der mit Grätzel-Solarzellen (auch Farbstoffsolarzellen genannt) beschichtet ist und mithilfe von Photosynthese Strom erzeugen soll. Der leitfähige Beton übernimmt dabei die Funktion einer Elektrode und ist gleichzeitig Trägermaterial. «Unser Ziel ist es, ein Material zu entwickeln, das in Zukunft in der Bauwirtschaft eingesetzt werden kann, beispielsweise für Fertigteile im Hochbau, Fassadenelemente und neuartige Wandsysteme», erklärt Klussmann. «Zugleich liefert es als Solarzelle einen Beitrag zu einer nachhaltigen und dezentralen Energieversorgung.» Leider ist der Wirkungsgrad der Grätzelzelle noch so gering (Wirkungsgrad von zwei bis drei Prozent), dass sich die industrielle Fertigung in grossem Massstab nicht rechnet.

Katzenaugen-Beton

Bevor das Forscherteam diesen Licht absorbierenden Werkstoff bis im Mai 2015 entwickelte, hatte es bereits 2011 einen reflektierenden Beton mit dem Namen «BlingCrete» erfunden, in die Betonoberfläche sind Glaskügelchen eingelassen, die wie ein Katzenauge Licht konzentriert in Richtung des einfallenden Lichts abstrahlen..

Rezyklierter Beton

Die Stadt Berlin setzt nicht auf Nanomaterialien und Beton-Weiterentwicklungen, sondern versucht die Nachhaltigkeit im Baubereich durch die Verwendung von Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung (RC-Körnung) zu erreichen. Dadurch könnte Bauschutt aus Betonaufbruch ein zweites Leben erhalten. Momentan läuft ein Pilotprojekt: Der Neubau des neuen Forschungs- und Laborgebäudes für Lebenswissenschaften der Humboldt-Universität zu Berlin wird fast vollständig aus Konstruktionsbeton mit rezyklierter Gesteinskörnung gebaut. Dieses Material wird erstmals für den Hochbau eingesetzt. Ist das Projekt erfolgreich, will Berlin künftig allen öffentlichen Hochbauvorhaben mit Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung umsetzen. (nge)