_Beton

Bisher sind luftporenbildende Zusätze das Mittel der Wahl, wenn Beton frostsicher gemacht werden soll. Die Poren sorgen dafür, dass der Druck, der sich beim Gefrieren des Wassers aufbaut, den Beton nicht sprengt. Die Methode setzt darauf, die Folgen von Frost im Bauteil zu entschärfen. Durch die Luftporen wird der Beton allerdings auch geschwächt: Die Bauteile weisen eine geringere Festigkeit auf und können unter Umständen leichter von innen durch schädliche Stoffe, wie etwa Salze, angegriffen werden. 

An der University of Colorado Boulder hat man nun einen anderen Weg untersucht, um Beton widerstandsfähig gegen Frost zu machen. Vorbild ist dabei die Natur, genauer gesagt, Organismen der Arktis und Antarktis, die eine Art natürlichen Frostschutz in sich tragen. Dabei handelt es sich um ein Protein, das an Eiskristalle bindet und ihr Wachstum dadurch stark behindert.

Davon inspiriert schuf das Forschungsteam Polymermoleküle, die die Wirkungsweise des Proteins imitieren und in der basischen Umgebung des Betons stabil bleiben. Bei Bauteilen, bei denen diese Moleküle der Betonmischung zugesetzt wurden, reduzierte sich das Wachstum der Eiskristalle laut einer Studie um 90 Prozent. Zudem veränderte sich die Form der gebildeten Kristalle. Das Forschungsteam setzte anhand dieser Rezeptur erstellte Probestücke 300 Frost-Tau-Zyklen aus und konnte dabei keine Einbußen in Sachen Dauerhaftigkeit feststellen.

In einem nächsten Schritt soll untersucht werden, ob die Ergebnisse der Forschung sich auch außerhalb des Labors – unter realen Umweltbedingungen – bestätigen lassen. Zudem will das Forschungsteam für das Polymermolekül, das im Moment im Wesentlichen aus Polyethylenglycol und Polyvinylalkohol (PEG-PVA) besteht, kostengünstige Alternativen finden, die dann mit verschiedenen Betonrezepturen getestet werden sollen.

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