Umweltfreundlicher Zement in Aussicht
Zement ist ein übliches Bindemittel in Baustoffen wie etwa Beton für Infrastrukturen aller Art, z. B. Häuser, Brücken und Straßen. Bei der Zementherstellung werden Schadstoffe und Kohlendioxid in die Atmosphäre abgegeben, was unter Umständen eine Gefahr für die Umwelt darstellt. Das EU-finanzierte Projekt TRANSCEND (Understanding transport for concrete which is eco friendly innovative and durable) hatte die Weiterbildung junger Forschender aus der Zementchemie und den Ingenieurwissenschaften zum Ziel, um im Endeffekt die Entwicklung neuer umweltfreundlicher zementähnlicher Materialien voranzutreiben. Damit Zement von Dauer ist, muss er den verschiedenen Umgebungsbedingungen standhalten, egal ob er in Wasser getaucht wird oder der brennenden Wüstensonne ausgesetzt ist. Von allen Umweltfaktoren ist das Eindringen von Wasser in die Risse im Beton der schädlichste und somit fast immer die Ursache der Zersetzung. Anhand des Verständnisses der Auswirkungen des Wassertransports in Zementen und Betonen können die Wissenschaftler Tests entwerfen, mit denen die Erosion von Beton vorhergesagt werden kann. Auf diese Weise wird die Bauindustrie neue, nachhaltigere Zemente als Baumaterialien einführen können. TRANSCEND vereinte 12 Universitäten, vier Forschungsinstitutionen und sieben Industriepartner, um den Wassertransport unter Einsatz von Computermodellen und Laborexperimenten besser zu durchschauen. Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler entwickelten Modelle, um gemeinsame Merkmale von Beton zu berechnen. Dazu zählten beispielsweise numerische Modelle der Wasserbenetzung und Trocknungsfronten in Zementpasten. Andere Jungforscher führten Laborexperimente durch, um Eigenschaften wie Porosität und Risse bei verschiedenen Temperaturen und relativen Luftfeuchtigkeiten zu charakterisieren. Sämtliche Partner tauschten ihr Expertenwissen aus, um Zementstruktur und chemische Zusammensetzung im ultrafeinen Detail darzulegen. Dazu nutzte man Kernspinresonanz (Nuclear Magnetic Resonance, NMR), mit deren Hilfe Verbindungszusammensetzungen auf atomarer Ebene zu unterscheiden sind. Die NMR-Resultate dienten dazu, neue Modelle zur Bewertung von Zementparametern wie etwa der Permeabilität und zum Charakterisieren industriell nützlicher neuer Materialien zu erstellen. Mit der Bereitstellung eines besseren Bildes vom Wassertransport in Zement hat TRANSCEND der Bauindustrie den Grundstein für die Entwicklung langlebiger, umweltfreundlicher Zemente gelegt.
Schlüsselbegriffe
umweltfreundlich, ökologisch, Zement, Wassertransport, Beton, Baustoffe, Erosion, Zersetzung, Abbau
